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연구하려는 질병에 이환된 집단을 환자군으로, 그 질병이 없는 군을 대조군으로 삼는다.
두 군에서 원인이나 위험요인으로 의심되는 요인에 과거에 노출된 비율을 구해 비교한다.
질병 유무와 요인의 상관관계를 비차비로 제시하는 설계이며 비차비는 교차비라고도 한다.
현재 가장 많이 쓰이는 역학연구 방법이다.
방광암 환자 2,805명과 대조군 5,258명의 직업적 가죽 노출력을 비교한 연구가 대표적인 예다.
방광암이 있는 사람에서 가죽 노출이 있을 대응비는 63을 2,742로 나눈 값이다.
방광암이 없는 사람에서 가죽 노출이 있을 대응비는 87을 5,171로 나눈 값이다.
두 값을 나누면 비차비가 1.4가 되므로 가죽 노출이 방광암의 위험요인일 가능성을 추론할 수 있다.
이 연구의 95퍼센트 신뢰구간은 1.0~1.9였으며 신뢰구간이 1을 포함하면 통계적으로 유의하지 않다고 본다.
코호트연구보다 대상자 규모가 작아 시간과 비용이 적게 든다.
필요한 연구대상자의 숫자가 적다.
단기간에 연구를 수행할 수 있다.
희귀한 질병과 잠복기간이 매우 긴 질병도 연구할 수 있다.
연구 때문에 피연구자가 새로운 위험에 노출되는 일이 없다.
신장암처럼 발생률이 매우 낮은 병을 연구할 때 이 설계를 고르는 근거가 바로 희귀성이다.
필요한 요인에 대한 정보수집이 제한되어 있다.
기억력이나 과거 기록에 기대므로 정보 바이어스의 위험이 크다.
대조군 선정이 어렵고 늘 문제의 소지가 있으며 이는 선택 바이어스로 이어진다.
통제해야 할 변수에 대한 정보를 구하지 못할 때가 많다.
시간에 따라 환자를 추적한 것이 아니므로 발생률도 비교위험도도 구할 수 없다.
한 요인이 여러 질병과 어떤 관계인지를 함께 보는 것은 코호트연구의 장점이지 이 설계의 장점이 아니다.
인과관계 규명에는 시간적 선후관계가 분명한 코호트연구가 더 낫다.
📌 실전 체크 포인트!
확실한 진단기준으로 골라야 하며 환자군으로 받아들이는 기간을 명시해야 한다.
한 시점에 그 질병을 가진 사람이나 일정 기간에 발생한 모든 환자를 쓸 수도 있고 표본추출을 할 수도 있다.
실제로는 시간과 경제성 때문에 각 병원에서 이미 확진된 환자를 쓰는 경우가 많다.
의료보험이나 생명보험 가입자, 학교나 군대나 산업장 같은 특수집단에서 진단된 환자를 쓰기도 한다.
대조군은 연구하는 질병이 없어야 하고 이상적으로는 연령·성별·인종·사회경제수준이 환자군과 비슷해야 한다.
그런 대조군은 실제로 구하기 어려우므로 비교성이 있다고 판단되는 대조군을 구한 뒤 분석 단계에서 차이를 통제하는 것이 보통이다.
두 군 사이에 자료수집 방법이나 기억하려는 노력이 다르면 정보편견이 생겨 잘못된 상관관계를 얻는다.
가장 이상적인 것은 환자군이 나온 인구 모집단에서 일정한 확률로 대조군을 뽑는 것이다.
부갑상샘암의 위험요인을 볼 때는 부갑상샘암 과거력이 있는 사람을 대조군에서 반드시 빼야 한다.
그 사람에게 암이 생기면 원발인지 재발인지 가릴 수 없기 때문이다.
비흡연자나 다른 내분비 종양의 가족력이 있는 사람은 반드시 제외해야 하는 대상이 아니다.
환자군과의 비교성을 높이고 선택하는 사람의 편견을 줄이려고 표본추출법과 짝짓기를 쓴다.
빈도맞추기는 환자군을 연령이나 성 같은 중요한 변수로 층화한 뒤 각 층의 수만큼 대조군을 표본추출하는 방법이다.
개별맞추기는 환자군의 각 환자마다 짝을 찾아 대조군으로 쓰는 방법이며 흔히 종족·연령·성별로 맞춘다.
짝짓기를 하는 가장 큰 이유는 교란변수의 영향을 통제하고 환자군과의 비교성을 높이는 것이다.
다만 개별맞추기에서 지나치게 여러 변수를 맞추면 다른 중요한 요인과 질병의 연관성을 볼 수 없게 된다.
그래서 비교성이 낮은 대조군을 고른 뒤 분석과정에서 통제하고 해석하는 편이 낫다는 의견도 많다.
환자마다 연령과 성이 같은 정상인을 짝지어 과거 노출을 비교한 연구는 환자대조군연구이면서 짝짓기법을 쓴 것이다.
후향성 코호트연구는 비교군이 이미 정해져 있는 코호트를 쓴다는 점에서 이와 다르다.
📌 실전 체크 포인트!
비차비는 환자군의 대응비를 대조군의 대응비로 나눈 값이다.
환자대조군연구에서 비교위험도를 추정하려고 만들어진 통계량이다.
비차비는 비교위험도의 좋은 추정치이며 특히 그 질병의 유병률이 매우 낮으면 두 값이 거의 같아진다.
환자대조군연구는 이미 환자가 생긴 뒤에 과거를 확인하는 것이므로 다른 병으로 죽은 사람이나 해석에 혼란을 줄 사람이 이미 빠져 있다.
그래서 비차비는 인과성이 결여된 통계량이며 코호트연구가 시간과 비용이 많이 들기 때문에 대신 쓰는 것이다.
질병이 있는 100명 중 10명, 없는 500명 중 5명에게 흡연력이 있다고 하자.
환자군의 대응비는 10을 90으로 나눈 값이고 대조군의 대응비는 5를 495로 나눈 값이다.
앞을 뒤로 나누면 비차비가 11이 되며 과거 흡연력이 있는 사람은 없는 사람보다 그 병에 이환할 대응비가 11배라고 해석한다.
이 자료로 흡연자 15명 중 10명이 걸렸으니 발생률이 15분의 10이라고 해석해서는 안 된다.
짝짓기한 환자대조군연구에서는 계산 방식이 달라진다.
위험요인이 있느냐 없느냐의 두 값이면 한 쌍이 가질 수 있는 경우는 네 가지다.
환자와 대조군이 모두 노출된 경우와 둘 다 노출되지 않은 경우는 일치쌍이라 하며 계산에서 뺀다.
환자만 노출된 경우와 대조군만 노출된 경우는 불일치쌍이라 하며 이 둘만 쓴다.
비차비는 환자만 노출된 쌍의 수를 대조군만 노출된 쌍의 수로 나눈 값이다.
| 짝의 유형 | 환자 | 대조군 | 계산 |
|---|---|---|---|
| 일치쌍 | 노출 | 노출 | 제외 |
| 불일치쌍 | 노출 | 비노출 | 분자 |
| 불일치쌍 | 비노출 | 노출 | 분모 |
| 일치쌍 | 비노출 | 비노출 | 제외 |
대응비는 어떤 일이 일어날 확률을 일어나지 않을 확률로 나눈 값이다.
이런 번거로운 지표를 쓰는 이유 가운데 하나는 로지스틱 회귀분석 같은 통계 모형의 계산이 편해지기 때문이다.
📌 실전 체크 포인트!
환자 250명 중 200명이 노출되고 대조군 250명 중 100명이 노출되었다고 하자.
환자군의 대응비는 200을 50으로 나눈 값이고 대조군의 대응비는 100을 150으로 나눈 값이므로 비차비는 그 둘의 비다.
간경화군 100명의 40퍼센트, 대조군 200명의 30퍼센트가 음주자라면 환자군은 40 대 60, 대조군은 60 대 140이다.
따라서 비차비는 40 곱하기 140을 60 곱하기 60으로 나눈 값이다.
유해물질 폭로자 1,000명 중 200명, 비폭로자 1,000명 중 200명에게 병이 생겼다면 두 대응비가 같으므로 비차비는 1이다.
비차비가 1이라는 것은 폭로된 사람이 병에 걸릴 대응비가 폭로되지 않은 사람과 같다는 뜻이며 곧 관련이 없다는 말이다.
폐암 환자 100명과 대조군 100명에게 커피를 마시는지 물은 연구에서 산출할 수 있는 연관성 지표는 교차비뿐이다.
발생밀도와 비교위험도와 기여위험도와 기여위험분율은 모두 코호트연구에서 나오는 지표다.
뇌경색증 환자 100명과 개별 짝짓기한 대조군 100명에서 환자만 흡연한 쌍이 30, 대조군만 흡연한 쌍이 15라면 비차비는 2.0이다.
심근경색 환자 90명과 짝지은 대조군에서 환자만 흡연한 쌍이 40, 대조군만 흡연한 쌍이 20이면 비차비는 2다.
이때 둘 다 흡연한 쌍과 둘 다 비흡연인 쌍의 수는 아무리 커도 계산에 들어가지 않는다.
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