งานศึกษามีกลุ่มควบคุม

งานศึกษามีกลุ่มควบคุม (อังกฤษ: case-control study, case comparison study, case compeer study, case history study, case referent study, retrospective study) เป็นแบบการศึกษาอย่างหนึ่งที่ใช้กันอย่างกว้างขวางในวงการแพทย์ ที่มีการพัฒนาในยุคแรก ๆ ในสาขาวิทยาการระบาด แม้ว่าต่อ ๆ มาก็มีการสนับสนุนให้ใช้ในการศึกษาสาขาต่าง ๆ ของสังคมศาสตร์ เป็นงานศึกษาแบบสังเกต (observational study) ประเภทหนึ่ง ที่จะกำหนดกลุ่มสองกลุ่มที่มีผลต่างกัน แล้วเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบสมมุติฐานว่าอะไรเป็นเหตุของผลที่ต่างกันนั้น เป็นแบบงานที่มักจะใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบที่มีผลต่ออาการของโรค โดยเปรียบเทียบคนไข้ที่มีอาการ/โรค (case) กับผู้ที่ไม่มีอาการ/โรค (control) ที่มีลักษณะอย่างอื่น ๆ เหมือน ๆ กัน เป็นแบบงานที่ใช้ทรัพยากรน้อยกว่า แต่ว่าให้หลักฐานความเป็นเหตุผลได้อ่อนกว่าการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (randomized controlled trial)

แผนภาพแสดงจุดเริ่มต้นและทิศทางการดำเนินงานของงานศึกษามีกลุ่มควบคุม เทียบกับงานศึกษาตามรุ่น (cohort study) ในงานศึกษามีกลุ่มควบคุม เริ่มต้นจากข้อมูลการเกิดโรค จะมีการตรวจสอบและการวิเคราะห์เพื่อหาเหตุของโรค ส่วนในงานศึกษาตามรุ่น เริ่มต้นจากสมมุติฐานของโรค จะมีการสังเกตดูเงื่อนไขที่เป็นสมมุติฐานของโรคสัมพันธ์กับอุบัติการณ์ของโรค การศึกษาตามแผน หรือในอนาคต (prospective cohort) จะศึกษาการเกิดของโรคในอนาคต ส่วนการศึกษาย้อนหลัง (retrospective cohort) จะศึกษาการเกิดของโรคที่มีแล้ว

นิยาม

ในสาขาวิทยาการระบาด การศึกษาแบบมีกลุ่มควบคุมเป็นรูปแบบหนึ่งของการศึกษาแบบสังเกต เป็นการศึกษาที่ไม่สุ่มจัดผู้ร่วมการทดลองให้อยู่ในกลุ่มทดลอง (เป็นกลุ่มที่รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา) หรือกลุ่มควบคุม แต่ว่าจะมีการ "สังเกต" ผู้ร่วมการทดลองเพื่อที่จะกำหนดทั้งการได้รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา ทั้งผลของการได้รับเงื่อนไขนั้น ดังนั้น การได้รับเงื่อนไขหรือไม่ได้รับสำหรับผู้ร่วมการทดลองแต่ละคนจะไม่ได้กำหนดโดยผู้ทำการทดลอง

มีการนิยามคำว่า "case-control study" ว่า

(เป็น) การศึกษาแบบสังเกตทางวิทยาการระบาดของผู้ที่มีโรค (หรือมีตัวแปรที่เป็นผลอย่างอื่น) ที่เป็นประเด็นการศึกษา และกลุ่มควบคุมที่เหมาะสมประกอบด้วยผู้ที่ไม่มีโรค (เป็นกลุ่มเปรียบเทียบ หรือกลุ่มอ้างอิง)

ความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างองค์ความเสี่ยงอย่างหนึ่งที่เป็นประเด็นสงสัย หรือลักษณะ (attribute) อย่างหนึ่งของโรค (กับโรค) จะได้รับการตรวจสอบโดยเปรียบเทียบผู้ร่วมการทดลองที่มีโรคกับผู้ที่ไม่มีโรค ว่ามีความชุกขององค์ความเสี่ยงหรือลักษณะของโรค (หรือ ถ้าเป็นการศึกษาเชิงปริมาณ ระดับค่าของลักษณะ) ในแต่ละกลุ่ม (มีโรคและไม่มีโรค) แค่ไหน— A dictionary of epidemiology (พจนานุกรมวิทยาการระบาด)

ยกตัวอย่างเช่น ในการศึกษาที่พยายามจะแสดงว่า ผู้ที่สูบบุหรี่ (attribute) มีโอกาสที่จะรับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคมะเร็งปอด (outcome) มากกว่า กลุ่มทดลองก็คือกลุ่มผู้ที่มีโรคมะเร็งปอด และกลุ่มควบคุมก็คือกลุ่มผู้ที่ไม่มีโรคมะเร็งปอด (แต่ไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี) โดยที่จะมีคนที่สูบบุหรี่อยู่ในทั้งสองกลุ่ม ถ้าอัตราการสูบบุหรี่ของกลุ่มทดลองสูงกว่ากลุ่มควบคุม นี้บอกเป็นนัยว่า สมมุติฐานนี้ถูกต้อง แม้ว่าจะยังไม่ใช่การสรุปว่าเป็นจริงอย่างเชื่อถือได้

การศึกษามีกลุ่มควบคุมมักจะเปรียบเทียบกับงานศึกษาตามรุ่น (cohort study) ที่ติดตามบุคคลที่รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษาหรือไม่ได้รับ จนกระทั่งเกิดผลที่เป็นประเด็นการศึกษา

การเลือกกลุ่มควบคุม

บุคคลในกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี และการรวมคนป่วยเข้าในกลุ่มควบคุมบางครั้งเป็นความเหมาะสม เพราะว่า กลุ่มควบคุมควรจะเป็นตัวแทนของประชากรที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดโรค บุคคลในกลุ่มควบคุมควรจะมาจากกลุ่มประชากรเดียวกับบุคคลในกลุ่มทดลอง และการเลือกคนในกลุ่มควบคุมควรจะเป็นอิสระจากการได้รับหรือไม่ได้รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษา

กลุ่มควบคุมสามารถที่จะมีโรคเดียวกันกับกลุ่มทดลอง แต่ในระดับ/ความรุนแรงที่ต่างกัน และดังนั้น จึงมีผลที่ต่างไปจากผลที่เป็นประเด็นศึกษา (ซึ่งมีระดับ/ความรุนแรงอีกขั้นหนึ่ง) แต่ว่า เพราะว่า ความแตกต่างกันระหว่างผลของกลุ่มทดลองและผลของกลุ่มควบคุมมีน้อย ดังนั้นการตรวจจับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษาว่ามีโอกาสเป็นเหตุหรือไม่ ก็จะมีกำลังทางสถิติน้อยกว่า

โดยเหมือนกับการศึกษาของวิทยาการระบาดอื่น ๆ ยิ่งมีผู้ร่วมการทดลองมากเท่าไร ความน่าเชื่อถือของผลการทดลองก็มีเพิ่มยิ่งขึ้น จำนวนคนในกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องเท่ากัน และจริง ๆ แล้ว ในหลาย ๆ สถานการณ์ การเกณฑ์หาคนเข้ากลุ่มควบคุมง่ายกว่าที่จะหาคนสำหรับกลุ่มทดลอง การเพิ่มจำนวนบุคคลในกลุ่มควบคุมมากกว่ากลุ่มทดลอง จนกระทั่งถึงอัตราส่วน 4 ต่อ 1 อาจะเป็นวิธีเพิ่มคุณภาพของงานศึกษาโดยเป็นการใช้ทุนอย่างมีประสิทธิผล

ข้อดีและข้อเสีย

งานศึกษามีกลุ่มควบคุมเสียค่าใช้จ่ายน้อยโดยเปรียบเทียบ และเป็นแบบการศึกษาที่ใช้บ่อยในวิทยาการระบาด ที่สามารถทำได้โดยทีมงานเล็ก ๆ หรือโดยนักวิจัยเพียงคนเดียวที่ศูนย์วิจัยแห่งเดียว เป็นวิธีที่งานทดลองที่ทำอย่างเต็มรูปแบบอื่น ๆ อาจจะทำไม่ได้ เป็นแบบวิธีที่ชี้ทางที่ได้นำไปสู่การค้นพบและความก้าวหน้าใหม่ ๆ เป็นแบบวิธีที่มักจะใช้ศึกษาโรคหายาก หรือว่าเป็นการศึกษาขั้นเบื้องต้น (preliminary) เมื่อข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างองค์ความเสี่ยงที่ศึกษากับโรคยังมีน้อย

โดยเทียบกับการศึกษาตามรุ่นตามแผน (prospective cohort study) งานศึกษามีกลุ่มควบคุมเป็นการศึกษาที่มีค่าใช้จ่ายและใช้เวลาน้อยกว่า และในบางสถานการณ์ อาจจะมีกำลังทางสถิติที่เหนือกว่า เพราะว่า การศึกษาตามแผนบางครั้งต้องรอการเกิดของโรคที่เป็นผลที่มีจำนวนเพียงพอก่อนที่จะแสดงผลที่น่าเชื่อถือ

งานศึกษามีกลุ่มควบคุมเป็นงานแบบสังเกตโดยธรรมชาติ และดังนั้น จึงไม่ให้หลักฐานในระดับเดียวกับการทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (randomized controlled trials) คือ ผลที่พบอาจจะอิทธิพลมาจากตัวแปรสับสน จนกระทั่งว่า งานทดลองแบบที่ดีกว่าอาจจะให้ผลตรงกันข้าม เช่นมีงานศึกษาโดยการวิเคราะห์อภิมาน (meta-analysis) ของงานศึกษามีกลุ่มควบคุมที่มีคุณภาพสูง 30 งาน งานวิเคราะห์แสดงผลสรุปว่า การใช้ผลิตภัณฑ์จะลดความเสี่ยงลงครึ่งหนึ่ง แต่ตามความจริงแล้ว จะมีความเสี่ยงเพิ่มขึ้น

นอกจากนั้นแล้ว การเช็คเวลาที่เกิดเหตุการณ์เงื่อนไขที่สมมุติว่าเป็นเหตุของผลอาจจะยาก ถ้าใช้การศึกษาแบบมีกลุ่มควบคุม คือยากกว่างานศึกษาตามรุ่นตามแผน เพราะงานตามแผนจะให้ความมั่นใจได้ว่า มีเหตุการณ์เงื่อนไขที่เกิดแล้วอย่างแน่นอน ก่อนที่จะติดตามผู้ร่วมการทดลองในระยะหนึ่งเพื่อตรวจดูว่ามีโรคเกิดขึ้นหรือไม่ เพราะฉะนั้น ข้อเสียที่สำคัญที่สุดของการศึกษามีกลุ่มควบคุมก็คือ ความยากลำบากที่จะได้ข้อมูลที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับการเกิดเหตุการณ์เงื่อนไขภายในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ๆ ดังนั้น การศึกษาแบบนี้จึงจัดอยู่ในระดับที่ค่อนข้างต่ำในลำดับชั้นหลักฐาน (hierarchy of evidence)

ตัวอย่าง

ชัยชนะสำคัญจากงานศึกษามีกลุ่มควบคุม เป็นงานที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการสูบบุหรี่กับโรคมะเร็งปอดที่ทำในปี ค.ศ. 1950 เป็นงานที่ทำมีผู้ร่วมการทดลองจำนวนมาก ที่แสดงนัยสำคัญทางสถิติของความสัมพันธ์ แม้ว่า ผู้ไม่เห็นด้วยจะได้อ้างต่อไปอีกหลายปีว่า งานศึกษาแบบนี้ไม่สามารถใช้ในการพิสูจน์เหตุ แต่ว่า งานศึกษาตามรุ่นที่ทำต่อ ๆ มายืนยันความเป็นเหตุ (ของการสูบบุหรี่) ที่งานศึกษามีกลุ่มควบคุมดั้งเดิมได้แสดง แม้ว่า ผู้ไม่เห็นด้วยจะได้อ้างต่อไปอีกหลายปีว่า งานศึกษาแบบนี้ไม่สามารถใช้ในการพิสูจน์เหตุ แต่ว่า งานศึกษาตามรุ่นที่ทำต่อ ๆ มายืนยันความเป็นเหตุ (ของการสูบบุหรี่) ที่งานศึกษามีกลุ่มควบคุมดั้งเดิมได้แสดง และในปัจจุบันเป็นเรื่องที่ยอมรับทั่วไปแล้วว่า การสูบบุหรี่เป็นเหตุของการตายเพราะมะเร็งปอดถึงร้อยละ 87 ในประเทศสหรัฐอเมริกา

การวิเคราะห์

การวิเคราะห์ข้อมูลของงานศึกษามีกลุ่มควบคุมในตอนต้น ๆ เป็นการตรวจดูว่า มีความแตกต่างที่มีนัยสำคัญหรือไม่ระหว่างอัตราการมีเหตุการณ์เงื่อนไขระหว่างกลุ่มทดลองและกลุ่มควบคุม ต่อมามีนักวิชาการที่ชี้ข้อสมมุติว่า เมื่อผลที่เป็นโรคมีน้อย odds ratio ของเหตุการณ์เงื่อนไข (exposure) สามารถใช้ในการประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์ แต่หลังจากนั้นก็มีนักวิชาการอีกท่านหนึ่งที่แสดงว่า ข้อสมมุตินี้ไม่จำเป็น และ odds ratio ของเหตุการณ์เงื่อนไขสามารถใช้ประมาณ incidence rate ratio ของเหตุการณ์เงื่อนไขได้เลย

เชิงอรรถและอ้างอิง

1. Meirik, O. "Cohort and Case-Control Studies". ใน Campana, Aldo (บ.ก.). Reproductive Health. Geneva Foundation for Medical Education and Research.
2. Last, John M., บ.ก. (2001), "case-control study", A Dictionary of Epidemiology (4 ed.), Oxford University Press, p. 22, ISBN 978-0-19-514169-6
3. Forgues, B (2012). "Sampling on the Dependent Variable Is Not Always That Bad: Quantitative Case-Control Designs for Strategic Organization Research". Strategic Organization. 10 (3): 269–275.
4. Lacy, M. G (1997). "Efficiently Studying Rare Events: Case-Control Methods for Sociologists". Sociological Perspectives. 40 (1): 129–154.
5. Mann, CJ (2003). "Observational research methods. Research design II: cohort, cross sectional, and case-control studies" (PDF). Emerg Med J. 20: 54–60. doi:10.1136/emj.20.1.54. สืบค้นเมื่อ 2015-04-23.
6. Porta, M, บ.ก. (2008). (5 ed.). New York: Oxford University Press. คลังข้อมูลเก่า เก็บจาก แหล่งเดิม เมื่อ 2013-04-29. สืบค้นเมื่อ 2015-04-22.
7. Rothman, K (2002). Epidemiology. An Introduction. Oxford, England: Oxford University Press.
8. Grimes, DA; Schulz, KF (2005). "Compared to what? Finding controls for case-control studies". Lancet. 365 (9468): 1429–33. doi:10.1016/S0140-6736(05)66379-9. PMID 15836892.CS1 maint: uses authors parameter (link)
9. Schulz KF, Grimes DA (2002). "Case-control studies: research in reverse". Lancet. 359 (9304): 431–4. doi:10.1016/S0140-6736(02)07605-5. PMID 11844534.CS1 maint: uses authors parameter (link)
10. Levin, KA (2005). "Study design I". Evidence-Based Dentistry. 6 (3): 78–79. doi:10.1038/sj.ebd.6400355. PMID 16184164.CS1 maint: uses authors parameter (link)
11. Lawlor, DA; Davey, Smith G, Ebrahim, S (2004). "Commentary: the hormone replacement-coronary heart disease conundrum: is this the death of observational epidemiology?". Int J Epidemiol. 33 (3): 464–7. doi:10.1093/ije/dyh124. PMID 15166201.CS1 maint: uses authors parameter (link)
12. Ioannidis JP (2005). "Contradicted and initially stronger effects in highly cited clinical research". JAMA. 294 (2): 218–28. doi:10.1001/jama.294.2.218. PMID 16014596.CS1 maint: uses authors parameter (link)
13. Doll, R; Hill, AB (1950). "Smoking and carcinoma of the lung; preliminary report". Br Med J. 2 (4682): 739–48. PMC 2038856. PMID 14772469.CS1 maint: uses authors parameter (link)
14. Doll, R; Hill, AB (1956). "Lung cancer and other causes of death in relation to smoking; a second report on the mortality of British doctors". Br Med J. 2 (5001): 1071–81. PMC 2035864. PMID 13364389.CS1 maint: uses authors parameter (link)
15. Doll, R; Peto, R; Boreham, J; Sutherland, I (2004). "Mortality in relation to smoking: 50 years' observations on male British doctors". BMJ. 328 (7455): 1519. doi:10.1136/bmj.38142.554479.AE. PMC 437139. PMID 15213107.CS1 maint: uses authors parameter (link)
16. Rodrigues L, Kirkwood BR (1990). "Case-control designs in the study of common diseases: updates on the demise of the rare disease assumption and the choice of sampling scheme for controls". Int J Epidemiol. 19 (1): 205–13. PMID 2190942.CS1 maint: uses authors parameter (link)
17. Greenhouse SW (1982). "Jerome Cornfield's contributions to epidemiology". Biometrics. 38 Suppl: 33–45. PMID 7046823.CS1 maint: uses authors parameter (link)
18. Miettinen, O (1976). "Estimability and estimation in case-referent studies". Am. J. Epidemiol. 103 (2): 226–35. PMID 1251836.CS1 maint: uses authors parameter (link)
19. Rothman, KJ; Greenland, S; Lash, TL (2008). Modern Epidemiology (3 ed.). Wolters Kluwer, Lippincott Williams & Wilkins.CS1 maint: multiple names: authors list (link)

แหล่งข้อมูลอื่น

• Stolley, Paul D.; Schlesselman, James J. (1982). Case-control studies: design, conduct, analysis. Oxford [Oxfordshire]: Oxford University Press. ISBN 0-19-502933-X.CS1 maint: multiple names: authors list (link) (Still a very useful book, and a great place to start, but now a bit out of date.)

เว็บไซต์

• Wellcome Trust Case Control Consortium