מערך מחקר " מקרה - בקרה " Case-Control Design High AD Low AD High AD ד " ר רענן סוליציאנו - קינן

מבנה ההרצאה ממערכי ניסוי וסקרים למערכי Case-control ממערכי ניסוי וסקרים למערכי Case-control case-control = מחקר תצפיתי (observational) case-control = מחקר תצפיתי (observational) case-control = אסטרטגית איסוף נתונים case-control = אסטרטגית איסוף נתונים שיקולים בדגימה במערך case-control שיקולים בדגימה במערך case-control בחירת ' מקרים ' בחירת ' מקרים ' בחירת ' בקרות ' בחירת ' בקרות ' ניתוח הקשר בין המשתנה התלוי והבלתי תלוי ניתוח הקשר בין המשתנה התלוי והבלתי תלוי יתרון – בחינת מספר גורמים יתרון – בחינת מספר גורמים דוגמא מעשית : הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה דוגמא מעשית : הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה סיכום

ממערכי ניסוי וסקרים למערכי Case-control במערכי ניסוי המשתתפים מוקצים (רנדומלית) לקבוצות הנחשפות או לא למניפולציה הניסויית – והתוצאות של הקבוצות מושוות לשם אישוש/הפרכת השפעת המניפולציה. הקצאה רנדומאלית מדידת המשתנה התלוי מדידת המשתנה התלוי חשיפה למשתנה בלתי - תלוי מדידת המשתנה התלוי מדידת המשתנה התלוי X t

ממערכי ניסוי וסקרים למערכי Case-control אולם, לעתים לא ניתן לערוך ניסוי בשל מגבלות שונות באפשרות לחשוף את יחידות- המחקר למשתנה הבלתי-תלוי.  מסיבות אתיות, כגון חשיפה לגורם סיכון או סבל  מסיבות מעשיות – כגון חשיפת ממשלה לתמיכה אלקטורלית נמוכה או מלחמה.  בעיה מעשית ספציפית נוספת – גורמים בעלי השפעה ארוכת טווח (גורמי סיכון למחלות, השפעות פסיכולוגיות של טיב ההתקשרות בילדות המוקדמת). מחקרים תצפיתיים כגון סקר או פנל עשויים להיות חלופה במקרים אלה.  החוקר/ת מחפש/ת קשרים בין המשתנה התלוי למשתנה בלתי-תלוי שקודם לו בזמן – מחקר רטרוספקטיבי בעיה – תופעות נדירות: כאשר ערך מסוים של המשתנה התלוי הוא בעל שכיחות נמוכה. במקרים אלה דגימה אקראית מן האוכלוסיה הכללית היא בעלת יחס עלות/תועלת נמוך במיוחד. על החוקר/ת להחליט בין איסוף מדגם גדול עם מעט משתנים בלתי-תלויים, או איסוף מדגם קטן עם יותר משתנים בלתי-תלויים.

ממערכי ניסוי וסקרים למערכי Case-control במקרים אלה התפתח במחקר האפידמיולוגי השימוש במערך case-control. במערכי מחקר אלה מושוות קבוצות בהן מופיעה התוצאה הנחקרת (לרוב מחלה, במחקר אפידמיולוגי), לקבוצות לקבוצה שלא. קבוצות המחקר מוגדרות על ידי ערך התוצאה של המשתנה התלוי, והחוקר/ת 'מביטים' אחורה בזמן להשוות את מידת החשיפה של חברי הקבוצות לגורם מקדים כלשהו (משתנה בלתי-תלוי) – לכן מכונים מערכי מחקר אלו 'רטרוספקטיביים'. המשתנה התלוי במערכי מחקר אלה הוא לרוב דיכוטומי – בהתאמה לשתי קבוצות המחקר – אולם ניתן גם להרחיב את מספר ערכיו, ובהתאמה את מספר הקבוצות. בחירה לקבוצות על פי ערך המשתנה התלוי Case Control t מדידת חשיפה למשתנה בלתי - תלוי מדידת חשיפה למשתנה בלתי - תלוי

case-control = מחקר תצפיתי (observational) בניגוד לניסוי בו הקצאת המשתתפים לקבוצות ( והחשיפה למשתנה הבלתי - תלוי ) נעשית באופן רנדומלי – במערך case-control מתבצעת בחירה מכוונת של המשתתפים על פי ערך המשתנה התלוי. לפיכך, מדובר במחקר תצפיתי, שמציע קשרים קורלטיביים בלבד ! בחירה לקבוצות על פי ערך המשתנה התלוי Case Control מדידת חשיפה למשתנה בלתי - תלוי מדידת חשיפה למשתנה בלתי - תלוי

case-control = אסטרטגית איסוף נתונים כאשר התופעה הנחקרת ( אחד הערכים של המשתנה התלוי ) נדירה יחסית, ניתן להשיג חסכון משמעותי באיסוף נתונים מושג על ידי דגימה רנדומלית מתוך הקטגוריות של המשתנה התלוי דגימת כל / מדגם רנדומלי של המקרים (Y=1); ודגימה רנדומלית של הבקרות (Y=0) שיטה זו משנה באופן דרסטי את האיזון האופטימלי בין מספר התצפיות ומספר המשתנים, על ידי כך שהיא מרכזת את מאמצי איסוף הנתונים במקום בו הם יעילים ביותר. שיטה זו מציעה תשובה לויכוח מוכר בין מחקר איכותני וכמותי של תופעות נדירות :  מחקר איכותני - ניתוח מעמיק של ' מקרים ', אך חשוף להטיה עקב בחירה על פי המשתנה התלוי  מחקר כמותי - בניתוח שטחי יחסית של תצפיות רבות, אשר חלק ניכר מהן אינו כולל מידע רלבנטי משמעותי שיטת דגימה זו אינה מיושמת בדרך כלל במדעי החברה.

שיקולים בדגימה במערך case-control כאשר מספר ה ' מקרים ' (Y=0) וה ' בקרות ' (Y=1) ניתנים לאיסוף באותה קלות / עלות ומספרם אינו מוגבל, הדגימה האופטימלית היא “equal shares sampling design”. כאשר מספר ה ' מקרים ' מוגבל, רצוי לאסוף את כולם ( כל הזמינים ). השאלה המרכזית היא לגבי דגימת ' בקרות ':  אם איסוף ' בקרות ' נטול עלויות, יש לאסוף ככל האפשר ;  אם איסוף ' בקרות ' כרוך בעלויות, אך אינו קשה הרבה יותר מאיסוף ' מקרים ', יש לאסוף יותר ' בקרות ' ממקרים.  משיקולי עלות / תועלת, יש לכוון למספר ' בקרות ' שבין פי שתיים לפי חמש ממספר ה ' מקרים '.  אפשרות נוספת : ( 1 ) דגימת מספר שווה של ' מקרים ' ו ' בקרות '; ( 2 ) המשך דגימת ' בקרות ' באופן רנדומלי על פי גודלם של ה standard errors, ו confidence intervals (King & Zeng 2001: 143).

בחירת ' מקרים ' על החוקר / ת לספר הגדרה ברורה לערך המשתנה התלוי הנחשב ' מקרה '. זו תהיה על פי רוב רשימת קריטריונים מפורטת לבחירת ' מקרים ' ( פירוט זה חשוב לצורך הבהרה במקרה של מחלוקת מושגית ). במקרה בו ה ' מקרים ' מהווים מדגם מתוך אוכלוסית המקרים יש לפרט את שיטת הדגימה ' מקרים ' ניתנים בדרך כלל לזיהוי, בעוד ש ' בקרות ' עשויות להיות קשות יותר לזיהוי ( ולעתים אף הגדרה ). לפיכך, שיטת הבחירה עשויה להיות שונה עבור שתי הקבוצות.

בחירת ' בקרות ' ' בקרות ' צריכות להיות נטולות הערך המגדיר ' מקרה ' (Y=0), אולם עליהן לייצג את יחידות המחקר ( אנשים / ארועים ) שעשויים היו להיות להיבחר כ ' מקרים ', אילו היו בעלי ערך זה – כלומר, עליהן לייצג את האוכלוסיה הנמצאת בסיכון להפוך ל ' מקרים '. שיטת הבחירה של ה ' בקרות ' צריכה להיות בלתי תלויה במשתנה התלוי. שיטה אופיינית לבחירת ' בקרות ' היא דגימה רנדומלית המייצגת את האוכלוסיה הכללית. אולם כאשר דרך זו אינה ישימה, ניתן לבחור ' בקרות ' על ידי התאמתן (matching) ל ' מקרים ' על פי מאפיינים שונים ( מין, גיל וכו ') – group-match. חשוב לציין כי לא ניתן לבחון את השפעתם של מאפיינים ששימשו לבחירה כזו על המשתנה התלוי. בחירת ' בקרות ' המייצגות את האוכלוסיה הכללית עשויה להיות מתאימה במקרה בו ידוע מעט על גורמים ספציפיים, אולם הגדרה צרה יותר של קבוצת ה ' בקרה ' יכולה להיות מועילה אם שאלת המחקר ספציפית. שיטה אחרת היא התאמת זוגות של ' מקרים ' ו ' בקרות ' - group-match. השאיפה היא להתאים את הזוגות בכל המאפיינים זולת הגורם הנחקר. אולם במקרה בו השפעת מאפיין מסוים על המשתנה התלוי אינה ידועה, מומלץ לא השתמש בו לבחירה, אלא לשלוט על ערכו בניתוח הסטטיסטי (Lilienfeld & Stolley 1994: 230-1).

ניתוח הקשר בין המשתנה התלוי והבלתי תלוי במקרה בו המשתנה הבלתי - תלוי הוא דיכוטומי, נתוני המחקר ניתנים לעריכה בלוח של 2 X 2, המאפשר השוואה של שיעור החשיפה למשתנה הבלתי - תלוי בין ה ' מקרים ' לשיעור זה בין ה ' בקרות '. במקרה זה, ניתן לחשב את ה risk-ratio כביטוי לקשר שבין המשתנה הבלתי - תלוי לתלוי. זהו היחס שבין שכיחות המשתנה הבלתי - תלוי בקבוצת ה ' מקרים ' חלקי שכיחותו בקבוצת ה ' בקרות ': risk-ratio = Pr (Y = 1 | X = 1) / Pr (Y = 1 | X = 0) המבחן הסטטיסטי למובהקות הקשר במקרה זה הוא chi 2 חשוב לזכור – בשיטת הדגימה של case-control הפרופורציות המדווחות אינן אמיתיות אלא תוצאה של הגדרת המדגם ! ב"ת = 0ב"ת = 1 מ' תלוי = % % מ' תלוי = % % risk-ratio : /46 26/40 ; p =.135

ניתוח הקשר בין המשתנה התלוי והבלתי תלוי במקרה בו המשתנה הבלתי - תלוי הוא רציף, הדרך המתאימה לניתוח הקשר בין המשתנים הוא על ידי רגרסיה לוגיסטית. ברגרסיה לוגיסטית משתנה תלוי אחד Y i (I = , n) מקודד 1 ( לדוגמא : מלחמה ) עם הסתברות π i, ו – 0 ( שלום ) עם הסתברות 1 – π i. כאשר π i משתנה כפונקציה של משתנה בלתי - תלוי X i ( דמוקרטיה ). תוצאת הרגרסיה נתונה בערכי risk-ratio, בצירוף רמת המובהקות הסטטיסטית.

יתרון – בחינת מספר גורמים יתרון נוסף של מערך case-control הינו התאמתו לבחינת מספר רב של גורמים מתאים במיוחד למחקרים הבוחנים השערות ראשוניות / טנטטיביות לצורך בחינת מספר גורמים במקביל ניתן לעשות שימוש ברגרסיה לוגיסטית מרובה במקרים של תמיכה בהשערה, ניתן לקיים מחקר המשך אודות מנגנונים סיבתיים ספציפיים

דוגמא מעשית : הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה ועדות חקירה הן יציר החלטותיהם של שרים וממשלות. מהן ועדות חקירה עבור הפוליטיקאים הממנים אותן ? מדוע בוחרים פוליטיקאים למנות גוף חוקר עצמאי במצבי משבר לאומי בהם מעמדם הפוליטי בסכנה ? מוקד המחקר – ההחלטה למנות :  החלטה למנות / החלטה לא - למנות שלב א ': הגדרת ה ' מקרים ' - ההחלטות למנות ועדת חקירה  הגדרה אופרציונאלית של ועדת חקירה – על פי רשימת קריטריונים מפורטת הגדרה אופרציונאלית של ועדת חקירה  43 ועדות מונו בין 1984 ל 2003 שלב ב ': הגדרת ה ' בקרות ' – ההחלטות שלא למנות ועדת חקירה *  הגדרה אופרציונאלית : המקרים בהם היתה קריאה להקים ו " ח שהופיעה בעיתון בעל תפוצה ארצית  664 בין 1984 ל 2003

הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה : קביעת המדגם לנוכח העובדה שמספר ה ' מקרים ' מוגבל ( 43 ), נכללו במדגם כל הועדות שהוקמו בתקופת המחקר. על פי ההמלצה להגדיל את המדגם בעזרת איסוף יותר ' בקרות ' מ ' מקרים ', אך לנוכח העלות הכרוכה באיסוף הנתונים ( משתנים בלתי - תלויים ) עבור ה ' בקרות ', נבחר מספר כפול מזה של ה ' מקרים ' (86) – N = 129. שיטה זו של בחירת מדגם case-control מתוך מדגם מקרי גדול יותר (cohort) מכונה case-cohort. בהעדר מידע בדוק אודות השפעות גורמים שונים על ההחלטה הפוליטית למנות ו " ח, היתה הדגימה של ה ' בקרות ' רנדומלית ( לא בוצעה התאמה קבוצתית או זוגית ).

הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה : המשתנים הבלתי - תלויים המחקר בחן שני מודלים של ההחלטה למנות ו " ח. מכל אחד מן המודלים נגזרו סדרה של השערות בדבר הקשרים שבין מספר משתנים בלתי - תלויים והנטיה הפוליטית למנות ו " ח. משתנים אלו הם :  בולטות תקשורתית ( מספר הכתבות הממוצע לעיתון על הארוע בשבוע אחד )  Agency dimension – מידת הקירבה של האשמה המדווחת בעתונות לשרי הממשלה  המחזור הפוליטי – שנת בחירות / לא שנת בחירות  תמיכה אלקטורלית – ההפרש שבין שיעור התומכים במפלגת השלטון לשיעור התומכים במפלגת האופוזיציה  מספר ההרוגים בארוע  שתי אינטראקציות (AD*PC; ES*MS)

הפוליטיקה של ועדות חקירה ממלכתיות בבריטניה : הטיות בחירה (selection bias) אפשריות והטיפול בהן מערכי case-control מחייבים תשומת לב רבה למקורות אפשריים של הטייה בבחירת ה ' מקרים ' וה ' בקרות ' (Schulz & Grimes 2002, Shadish et al. 2002) Selection bias – בבחירה על פי ערך המשתנה התלוי (Y), יש להיזהר מבחירה עקיפה בערך המשתנה הבלתי תלוי (X) בשתי הקבוצות (King and Zeng 2001: 142). בניגוד להחלטות למנות ( ועדות חקירה ), ההחלטות שלא למנות זוהו על ידי סריקה שיטתית של מאגר עיתונות (Lexis-Nexis).  לפיכך, בחירת ה ' בקרות ' לא היתה מנותקת מהמשתנה הבלתי - תלוי של הבולטות התקשורתית – כלומר תיתכן רמה גבוהה יותר של בולטות תקשורתית ב ' בקרות ' לעומת ה ' מקרים ' כתוצאה משיטת בחירה זו.  כיוון שסיקור של אליטות קשור בבולטות תקשורתית ( Harcup and O’Neill 2002), ' בקרות ' עלולות להיות בעלות שכיחות גבוהה יותר של אשמה הקרובה לשרי הממשלה. שתי הטיות פוטנציאליות אלה טופלו על ידי בדיקת הקשרים בין המשתנים הב " ת וההחלטה על סוג הוועדה.

ההחלטה למנות ועדות חקירה : תוצאות רגרסיה לוגיסטית Exp(B) 1.113****Media salience (MS).248***Agency dimension (AD) 1.862Political cycle (PC) 1.034**Electoral support (ES).073*AD*PC 1.023**No. of casualties.446R2LR2L Proportion of inquiries from the total set (664) is 6.5% * p <.10, ** p <.05, *** p <.01, **** p <.001 Model 2: + +/ P(I) = β 0 + β 1 MS+ β 2 AD + β 3 PC + β 4 ES + β 5 PreRef + β 6 AD*PC

התאמת ערך ההסתברות הראשונית prior correction מחקרי case-control אינם מאפשרים לקבוע את שכיחות ה ' מקרים ' באוכלוסיה. לשם כך נדרש לדעת את מספר כל המקרים ואת גודל האוכלוסיה של התופעה הנחקרת. כאמור, בהעדר מידה על שכיחות ה ' מקרים ' באוכלוסיה, הפרופורציות המדווחות אינן אמיתיות, אלא תוצאה מלאכותית של המדגם אין בכך כדי לפגוע בתוקפם של אומדני ה risk-ratio אם יש בידי החוקר / ת מידע על השכיחות הכללית של ה ' מקרים ', ניתן לתקן את ערך ה constant במשוואת הרגרסיה (King and Zeng 2001: 144), ולחשב את השכיחויות הצפויות האמיתיות על פי השפעתם של המשתנים הבלתי - תלויים.

סיכום מחקרי case-control מציעים תחליף במקרים בהם לא ניתן לערוך ניסוי דגימת case-control מציעה חלופה בעלת עלויות נמוכות יחסית במקרים של תופעה נחקרת נדירה מערך case-control מחדד את המודעות ל selection bias הן לגבי מחקרים כמותיים והן במחקרים איכותניים מחקרים אלה מאפשרים לבדוק קשרים בין משתנים גם ללא מידע על השכיחות הכללית של התופעה באוכלוסיה

רשימת מקורות : King, Gary, and Langche Zeng. 2001a. Logistic Regression in Rare Event Data. Political Analysis 6(1): Lilienfeld, David E., and Paul D. Stolley Foundations of Epidemiology, (Third ed.) New York: Oxford University Press Schulz, Kenneth F., and David A. Grimes Case-control studies: research in reverse, The Lancet 359: Shadish, William R., Thomas D. Cook, and Donald T. Campbell Experimental and Quasi-Experimental Designs for Generalized Causal Inference. Boston, New York: Houghton Mifflin

‘Public inquiry’ – definition: An ad-hoc institution, i.e. established for a particular task, and once it is concluded, the tribunal is dissolved; formally external to the executive; establishment by the Government or a minister; as a result of the appointer’s discretion; for the main task of investigation; of past event(s); in a public way חזור