要約
準実験的研究デザイン。ランダム化されていない、介入前後の研究デザインと呼ばれることもあります。は、感染症の文献、特に抗生物質耐性菌の蔓延を減らすことを目的とした介入の分野で遍在しています。準実験的アプローチの利点と制限についてはほとんど書かれていません。この記事では、感染症研究に適用可能であり、適用された場合、感染症の介入と結果の間のより健全な研究とより説得力のある因果関係につながる可能性のある準実験的研究デザインの階層について概説します。
感染症の研究、特に感染管理と抗生物質耐性の研究では、介入前後の設計と呼ばれることもある準実験的研究の設計が、特定の介入の利点。 2002年1月1日から2003年6月1日までの1。5年間に、2つのジャーナル（臨床感染症と感染管理および病院疫学）に発表された研究をレビューし、36の準実験的研究を発見しました。
準実験的研究は、広範囲の非ランダム化介入研究を網羅しています。これらのデザインは、因果関係研究デザインの「ゴールドスタンダード」であるランダム化比較試験を実施することがロジスティック的に実行可能でないか倫理的でない場合に頻繁に使用されます。準実験的研究の例は次のとおりです。たとえば、病院がアルコールベースの手指消毒剤である病院は、監視文化に基づいて、抗生物質耐性細菌の獲得の結果に対するこの介入の影響を研究したいと思うかもしれません。介入が実施され、獲得率は介入の前後に測定されます。別の例として、病院の換気装置関連肺炎（VAP）の発生率が増加している場合、病院の担当者はVAPの発生率を低下させることを目的とした教育的介入を設計し、前後の発生率を比較することができます。 3番目の例は、介入前と介入後の抗菌薬管理/教育プログラムの効果の研究です。抗生物質の処方慣行を入力してください。
日常的な臨床データを収集する能力が高まるにつれて、感染症の研究や他の医学分野での準実験的研究デザインの使用も増えています。しかし、医学文献や伝統的な疫学の教科書には、これらの研究デザインについてはほとんど書かれていません。対照的に、社会科学の文献には、準実験的研究を実装および改善する方法の例がたくさんあります。
この記事では、さまざまな準実験的研究の設計とこれらの設計の階層を確認することを目的としています。介入と結果の間の因果関係を確立する能力に関して。抗生物質耐性菌の獲得率を低下させることを目的としたアルコールベースの手指消毒剤介入の例は、さまざまな準実験的研究デザインを説明するために記事全体で使用されます。準実験的研究の設計で発生する問題について説明し、それらを改善する方法を提供します。
方法
準実験的研究の設計について説明している記事と本の章を確認しました。ほとんどの記事は2つの教科書を参照しており、それらは詳細に検討されました。
感染症の研究に関連する、準実験的研究の主な長所と短所が特定されました。感染症の研究における準実験の潜在的な方法論的欠陥が特定された。さらに、準実験的研究デザインの階層の概要を示す要約図が提供されています（図1）。数値が大きいデザインほど、介入と結果の間の潜在的な原因に対して内部妥当性が高くなります。
感染症研究に最も関連する8つの準実験的研究デザインの階層。数値が大きい設計ほど、介入と結果の間の潜在的な因果関係に対して、内部の妥当性が高くなります。
感染症研究に最も関連する8つの準実験的研究デザインの階層。数値が大きいほど、介入と結果の間の潜在的な原因に対して、内部の妥当性が高くなります。
結果と考察
とは準実験？
準実験は、介入を評価することを目的とした研究ですが、ランダム化は使用しません。ランダム化試験と同様に、準実験は介入と結果の間の因果関係を実証することを目的としています。
この定義に基づいて、感染症の文献、特に抗生物質耐性の研究は、準実験的研究デザインを使用します。ランダム化比較試験は、一般的に、因果関係の評価に関して最高レベルの信頼性があると考えられています。ただし、病院または公衆衛生の設定では、（1）倫理的考慮事項、（2）患者をランダム化できない、（3）場所をランダム化できない、および（4）1つ以上の理由により、介入をランダム化できないことがよくあります。 ）迅速に介入する必要性。これらの理由のそれぞれについて、以下で説明します。
倫理的な考慮事項では、通常、有効性がわかっている介入を差し控えることはできません。介入の有効性が確立されていない場合は、ランダム化比較試験が有効性を判断するための最適な設計です。しかし、研究中の介入が受け入れられ、確立された治療的介入を組み込んでいる場合、または介入が以前に実施された準実験的または観察的研究に基づいて疑わしい有効性を持っている場合、患者のランダム化に関する倫理的問題が提起されます。
介入は、多くの場合、個々の患者にランダム化することはできません。たとえば、監視文化によって決定されたバンコマイシン耐性腸球菌（VRE）の獲得率に対するアルコールベースの手指消毒剤の使用の影響を研究する場合、消毒剤の使用を個々の部屋または個々の患者にランダム化することは困難です。一度消毒されると、スタッフは次の患者に会う前に再汚染に同意する可能性は低く、IRBもこれに同意する可能性はありません。同様に、VAPを低下させるための教育ベースの介入は、個々の患者にランダム化することはできません。
介入は、多くの場合、個々の場所にランダム化することはできません。たとえば、アルコールベースの手指消毒剤の使用を一部の医療専門家だけにランダム化することは困難です。このランダム化された場所の設計がうまく採用されると、場所は通常地理的に分離されます。これには、環境に関する他の要因が異なるかどうかという追加の問題が含まれ、設計と分析がさらに複雑になります。採用されている妥協案は、同じ病院内のさまざまなユニットをランダム化することです。しかし、政治的には、病院の特定の場所または病棟の特定の側でのみアルコールベースの消毒剤の使用を実施することは困難です。もう1つの十分に活用されていない代替案は、個人ではなく無傷のグループまたは「クラスター」がランダム化されるクラスターランダム化試験です。
感染症を制御しようとする場合、迅速に介入する必要があることがよくあります。たとえば、抗生物質耐性菌による感染症の発生では、考えられるすべての領域に介入して発生を終わらせるよう圧力がかかることが多く、そのため、差し控えることはできません。ケアは、グループの1つが治療を受けなかったランダム化比較試験で発生します。介入の臨床的および倫理的必要性により、ランダム化研究を実施するための長いプロセスを実施することが困難または不可能になります。さらに、かなりの量があります。ランダム化試験と観察研究の間の一致率についての文献での議論。その結果、多くの研究が介入後に遡及的に実施されます。
感染症の研究で準実験計画法を使用する場合、因果関係を確立することへの脅威は何ですか？
ランダムな割り当ての欠如は準実験的研究デザインの主な弱点。介入が結果の測定に先行するため、準実験で特定された関連は因果関係のいくつかの要件を満たしています。また、結果は介入によって統計的に変化することを示すことができます。残念ながら、統計的関連性は、特に研究の設計が不十分な場合、因果関係を意味するものではありません。したがって、多くの準実験では、ほとんどの場合、次の質問が残されます。明らかな因果関係についての代替の説明はありますか？これらの代替の説明が信頼できる場合、証拠は説得力がありません。これらのライバルの仮説または代替の説明は、疫学研究デザインの原則から生じます。
感染症の準実験的研究で代替の説明をもたらすことが最も多い方法論の原則には、次のものがあります。重要な交絡変数、（2）平均への回帰の統計的原理によって説明される結果、および（3）成熟効果。
重要な交絡変数を制御することの難しさは、ランダム化の欠如から生じます。たとえば、アルコールベースの手指消毒剤の導入が抗生物質耐性菌の獲得率の低下につながったことを実証することを目的とした研究では、2つの期間の間で異なる可能性のある重要な潜在的な交絡変数がいくつかあります（すなわち、介入前および介入後の期間）;変数には、病気の重症度、医療および介護の質、抗生物質の処方慣行が含まれます。多変量回帰では、最初の変数は病気の重症度の測定によって対処できますが、2番目と3番目の交絡変数は、ほぼ不可能ではないにしても、測定と制御が困難です。
への回帰平均は、広範囲にわたる統計的現象です。効果は実際には偶然によるものであるのに、治療によるものであると誤って結論付ける可能性があります。この現象は、1886年にフランシスガルトンによって最初に説明されました。彼は、子供とその親の成人の身長を測定し、親の平均身長が人口の平均身長よりも高い場合、子供は親よりも短くなる傾向があることに留意した。同様に、親の平均身長が母集団の平均身長よりも短い場合、子供は親よりも背が高くなる傾向がありました。
多くの感染症の治療において、介入とは、平均または基準を超える率の上昇です。たとえば、統計管理図は、VAPまたは抗生物質耐性菌の獲得率が通常よりも高いことを感染管理担当者に警告するために感染管理でよく使用されます。平均への回帰の統計的原理は、介入がなくても、これらの上昇率は低下する傾向があることを予測しています。ただし、病院の担当者は、この低下が発生するのを受動的に待つことはできません。したがって、病院職員は1つまたは複数の介入を実施することが多く、率の低下が発生した場合、その低下は介入に因果関係があると誤って結論付ける可能性があります。実際、別の説明は平均への回帰である可能性があります。
成熟効果は、介入が結果を引き起こしたと結論付けることの妥当性に対する脅威です。これらの影響は、患者が時間の経過とともに経験する自然な変化に関連しています。これらの成熟した変化は、研究の内部妥当性を脅かす可能性があります。さらに、観察された結果を介入に帰することの妥当性に対する脅威となる可能性のある周期的な季節的傾向があります。たとえば、ウイルス感染には季節的なパターンがあり、冬のVAP率が高くなります。私たちの例の研究では、介入前のVAP率が冬に測定され、介入が春に発生する場合、VAP率の低下は、介入ではなく季節的な傾向による可能性があります。
さまざまな準実験的研究デザインとは何ですか？
社会科学の文献では、準実験的研究は3つの研究デザインカテゴリに分類されます：
1。対照群を使用しない準実験的研究デザイン
2。対照群を使用するが事前テストを使用しない準実験的研究デザイン
3。対照群と事前テストを使用する準実験的研究デザイン
これらの研究デザインのカテゴリーには階層があり、因果関係の確立に関して、カテゴリー3の研究はカテゴリー2または1の研究よりも健全です。したがって、可能であれば、研究者はカテゴリー3に分類される研究を設計することを目指すべきです。
Shadish etal。カテゴリ1の7つのデザインについて話し合います。カテゴリ2の3つのデザイン。事前テスト測定はほとんど常に利用可能であるため、カテゴリー2の研究が感染症の研究に適用されることはめったにないと判断しました。さらに、感染症の研究では他の研究デザインが使用されなかったため、感染症の研究におけるほとんどの準実験は、カテゴリー1の5つの研究デザインとカテゴリー3の3つのデザインによって特徴付けられると判断しました。文献。したがって、簡単にするために、感染症の研究に最も関連する8つの研究デザインを次のセクションと図1にまとめました。各記号表記では、時間が左から右に移動します。
カテゴリ1：準-対照群を使用しない実験的研究デザイン。
1。 1グループのプレテスト-ポストテストデザイン。
これは一般的に使用される研究デザインです。単一のテスト前の観察測定（O1）が行われ、介入（X）が実行され、テスト後の測定（O2）が行われます。たとえば、O1は直腸周囲サーベイランス培養の結果によって決定されるVREの獲得率であり、Xはアルコールベースの手指消毒剤の使用の導入であり、O2は介入後のVREの獲得率である可能性があります。 。事前テストを含めることで、介入が行われなかった場合の取得率に関する情報が得られます。
2。二重事前テストを使用する1グループの事前テスト-事後テストの設計。
設計1に対するこの研究設計の利点は、介入の前に2番目の事前テスト測定を追加すると、回帰が平均、成熟、および/または季節性は、介入とテスト後の結果との間に観察された関連性を説明する可能性があります。たとえば、アルコールベースの手指消毒剤の使用がVRE取得率の低下につながった研究（O3 < O2およびO1）で、1つの研究にVREの介入前測定が2つあった場合獲得率（O1とO2）が両方とも上昇していることから、交絡変数、成熟効果、季節効果、または平均への回帰により、O3が低下する可能性が低くなっていることがわかります。
3。非等価従属変数を使用する1グループの事前テスト-事後テスト設計。
この設計には、一次従属変数（a）に加えて、非等価従属変数（b）が含まれます。変数aとbは、同様の構成を評価する必要があります。つまり、2つの測定値は、介入の効果を除いて、同様の潜在的な因果変数と交絡変数を持つ必要があります。変数aは介入Xのために変化すると予想されますが、変数bは変化しません。 VAPの例をとると、変数aはVAPの発生率であり、変数bはカテーテル関連尿路感染症（UTI）の発生率である可能性があります。教育的介入が、病院スタッフに患者のベッドの頭を上げ、人工呼吸器離脱プロトコルに従うように促すことを目的としている場合、VAPの発生率の減少を観察するが、UTIの発生率は観察しないと予想されます。病気の重症度や抗生物質の処方慣行など、多くの重要な交絡変数が両方の結果測定に影響を与える可能性があります。したがって、VAP率とUTI率の両方が測定され、介入後にVAP率が低下したが、UTI率が低下した場合そうでない場合、データはVAP率のみを測定した場合よりも説得力があります。
この設計では、3番目の事後測定（03）を1グループの事前テスト-事後テスト設計に追加し、その後、介入を削除します。最終測定（O4）が行われます。この設計の利点は、介入の存在下と非存在下の両方で結果に関する仮説をテストできることです。したがって、ouの減少を予測した場合O1とO2の間（つまり、介入の実施後）になると、O3とO4の間（つまり、介入の除去後）の結果の増加が予測されます。注意点は、介入が持続的な効果をもたらすと考えられる場合、これらの効果が消えた可能性が高い後にO4を測定する必要があるということです。たとえば、アルコールベースの手指消毒剤（O2およびO3がO1未満）の介入後にVRE獲得率が低下し、消毒剤の使用を中止すると率が上昇する（O4）ことが実証された場合、研究はより説得力があります。 O2およびO3より大きく、01に近い）。
この設計の利点は、介入と結果の間の関連の再現性を示すことです。たとえば、アルコールベースの手指消毒剤の使用が、最初に導入されたときと介入の中断後に再導入されたときの両方で抗生物質耐性率の低下をもたらすことを実証した場合、関連は因果関係にある可能性が高くなります。研究デザイン3と同様に、介入の効果は一時的なものであると仮定する必要があります。このデザインは、効果的と思われる治療法の削除に伴う倫理的問題のため、感染症の研究ではあまり使用されません。ただし、疫学的には、以前に概説したものよりも優れた設計です。
カテゴリ3：対照群と事前テストを使用する準実験計画。読者は、これらすべての研究デザインにおいて、介入がランダム化されていないことに注意する必要があります。選択された対照群は比較群です。介入群と対照群の両方の事前テスト測定値を取得することで、グループの初期の比較可能性を評価できます。テスト前の測定値の差が小さいほど、2つのグループ間に重要な交絡変数が存在する可能性が低くなると想定されています。