原标题：干预效果评价的几种方法——断点回归、中断序列、倍差法

医学研究中，通常采用随机对照试验来估计因果效应。但由于诸多现实原因，随机对照试验有时难以实施，如观察吸烟与肺癌的关系，不可能将人群分为吸烟和不吸烟；观察雾霾对健康的影响，也不可能安排一组人群吸雾霾，另一组不吸雾霾。但可以利用某些自然事件或政策实施等干预来观察这些效应，这类非随机设计的干预研究常称为自然试验（naturalexperiment）或准试验（quasi-experiment）。这类研究由于达不到随机对照试验的效果，其分析往往需要借助于一些方法。本文主要介绍自然试验中常用的一些设计和分析方法。

（1）前后对照研究（before-after studies）

前后对照研究设计思路很简单，仅观察一组人群，没有对照组，比较外部自然事件发生前后两个不同时间点的情况。

例如，1996年美国亚特兰大奥运会前，Michael等测得奥运会前后各四周儿童哮喘发生率，与奥运会举办期间（实行交通制约）哮喘发生率进行比较。结果发现，1-16岁儿童在1996年奥运会前后（奥运会前后各4周）平均每天的哮喘事件为4.2例，而奥运会期间（7.19-8.4共17天）每天仅2.5例，下降了41.6%，且差异具有统计学意义。

为了排除其它可能影响哮喘的因素，研究者还测量了研究期间的温度、湿度、气压和霉菌计数等因素。发现这些因素在研究期间的改变并无统计学意义。因此，研究者认为，在控制了这些可能的混杂因素后，奥运会前后的哮喘发生数确实有统计学差异。

（2）倍差法研究（difference-in-differences study）

前后对照研究虽然可以从时间顺序上说明某一暴露的效应，但有时也存在一定的偏倚。比如上述例子中，在亚特兰大的奥运前后和期间其哮喘发生数有差异，但如果其它地区也有类似的差异，此时就不能把这一变化归因于奥运会期间采取的交通制约措施（因为其它地区并没有采取交通制约措施）。倍差法则可以解决这一问题。

倍差法是将一组暴露于外部事件的人群作为暴露组，另一组未暴露于外部事件的人群作为对照组，同时进行两组前后的差异比较。由于进行了两次差异比较（两组各自前后的差异和两组之间的差异），因此称为倍差法。

例如，1999年美国德克萨斯州颁布一条法令，要求小于18岁以下少女流产前需要通知其家长。Colman等学者使用倍差法研究调查了该法令实施对流产率的影响。研究者选择了17岁怀孕的青少年（暴露组）和18岁怀孕的青少年（比较组），分别观察这两组人群在1999年（法令颁布前）和2000年（法令颁布后）的流产率。结果显示，18岁年龄组流产率下降0.15%，而17岁年龄组下降0.34%，两组差异为-0.19%。不难理解，如果该法令无效的话，17岁组和18岁组的流产率下降程度应该差不多，而现在的结果是17岁组流产率下降更多。因此可以认为，该法令的颁布降低了17岁青少年的流产率。

白话统计

作者：冯国双

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（3）中断时间序列研究（interrupted time series studies）

在前后比较研究基础上，如果在发生外部事件前后分别对结局进行多重测量，研究的因果论证强度可以得到很大改善，这种设计称为中断时间序列研究。中断时间序列研究中，可以获得一个连续多次观察的结果，但在某一时间点可能由于政策、环境等因素导致发生了变化，从而影响观察结果的大小和变化趋势。中断时间序列分析不仅可以发现干预前后结果大小的差异，还可以观察前后趋势变化是否有差异。

例如，北京儿童医院联合国内多家儿童医院，于2013年6月成立了北京儿童医院集团，目的是资源互补，不同地区的门诊量相互流动，使卫生资源分配更加合理。2016年冯国双等采用中断时间序列分析方法，对2011年1月-2015年12月期间儿童医院集团每月门诊量进行分析。将2013年6月作为中断点，比较集团成立前和成立后各儿童医院的月门诊量是否有变化，其增长趋势是否有变化。结果显示，北京儿童医院在集团成立后，门诊量数量仍在增加，但门诊量增长速度要低于集团成立之前，说明可能部分门诊量已经转移到集团中的其它医院。

中断时间序列设计由于在干预前后都有多次测量，因此不仅可以说明前后大小差异，还可以回答干预前后变化趋势的差异。因为对于门诊量而言，可能一直都在呈增长趋势，仅比较大小的话，看不出资源的变化情况。而通过增长趋势变缓，则可以说明集团成立的影响。

其实第2个例子和第3个例子，都可以称为一种叫做断点回归设计（regression discontinuity design）的案例。断点回归在社会、教育学中用的非常广泛，是一种很好的接近随机对照试验的非随机对照试验。

断点回归很容易理解，顾名思义，在某一点上划分组，该点附近的两侧点（比如年龄17和18岁，高考599和600分，等等）当做是上帝进行的随机分组。

当然，断点回归其实与中断时间序列还是不大一样，有一些细节上的差异，比如中断时间序列只是时间上的，而断点回归可以用于更多场景，如高考分数线上下、秦岭南北。

断点回归就像下面的图，在某个点分开了，点的左侧和右侧附近几个点（图中方框中的点）差别较大。

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