การศึกษา แบบกรณี-กลุ่มควบคุม (หรือที่เรียกว่าการศึกษาแบบกรณี-กลุ่มอ้างอิง ) เป็นการ ศึกษาเชิงสังเกตประเภทหนึ่งที่ระบุและเปรียบเทียบกลุ่มที่มีอยู่สองกลุ่มที่มีผลลัพธ์แตกต่างกันบนพื้นฐานของคุณลักษณะเชิงสาเหตุที่คาดการณ์ไว้ การศึกษาแบบกรณี-กลุ่มควบคุมมักใช้เพื่อระบุปัจจัยที่อาจมีส่วนทำให้เกิดภาวะทางการแพทย์โดยการเปรียบเทียบผู้ป่วยที่มีภาวะดังกล่าวกับผู้ป่วยที่ไม่มีภาวะดังกล่าวแต่มีลักษณะอื่นคล้ายคลึงกัน^{[ 1 ]} การศึกษาประเภทนี้ ต้องการทรัพยากรน้อยกว่า แต่ให้หลักฐานสำหรับการอนุมานเชิงสาเหตุน้อยกว่าการทดลองแบบสุ่มที่มีกลุ่มควบคุมการศึกษาแบบกรณี-กลุ่มควบคุมมักใช้เพื่อสร้างอัตราส่วนความน่าจะเป็น วิธีการทางสถิติบางอย่างทำให้สามารถใช้การศึกษาแบบกรณี-กลุ่มควบคุมเพื่อประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์ ความแตกต่างของความเสี่ยง และปริมาณอื่นๆ ได้ด้วย^{[ 2 ]}

พจนานุกรมระบาดวิทยาของ Porta นิยามการศึกษากรณี-กลุ่มควบคุมไว้ว่า: "การศึกษาทางระบาดวิทยาเชิงสังเกตของบุคคลที่เป็นโรค (หรือตัวแปรผลลัพธ์อื่น) ที่สนใจและกลุ่มควบคุมที่เหมาะสมของบุคคลที่ไม่มีโรค (กลุ่มเปรียบเทียบ กลุ่มอ้างอิง) ความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ของปัจจัยเสี่ยงที่สงสัยหรือคุณลักษณะต่อโรคจะถูกตรวจสอบโดยการเปรียบเทียบผู้ป่วยและผู้ที่ไม่เป็นโรคโดยพิจารณาจากความถี่ของการปรากฏของปัจจัยหรือคุณลักษณะ (หรือหากเป็นเชิงปริมาณ ระดับของคุณลักษณะ) ในแต่ละกลุ่ม (ผู้ป่วยและผู้ที่ไม่เป็นโรค)" ^{[ 3 ]}

การศึกษากรณีควบคุมมักถูกเปรียบเทียบกับการศึกษากลุ่มโดยที่ผู้ที่ได้รับและไม่ได้รับปัจจัยเสี่ยงจะถูกสังเกตจนกว่าจะเกิดผลลัพธ์ที่สนใจ^{[ 3 ] [ 4 ]}

กลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี การรวมผู้ป่วยไว้ในกลุ่มควบคุมบางครั้งก็เหมาะสม เนื่องจากกลุ่มควบคุมควรเป็นตัวแทนของผู้ที่มีความเสี่ยงที่จะกลายเป็นผู้ป่วย^{[ 5 ]}กลุ่มควบคุมควรมาจากประชากรกลุ่มเดียวกับผู้ป่วย และการเลือกกลุ่มควบคุมควรเป็นอิสระจากการสัมผัสที่สนใจ^{[ 6 ]}

กลุ่มควบคุมอาจเป็นโรคเดียวกันกับกลุ่มทดลอง แต่มีระดับความรุนแรงต่างกัน จึงทำให้ผลลัพธ์ที่สนใจแตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแตกต่างระหว่างกลุ่มผู้ป่วยและกลุ่มควบคุมจะน้อยลง จึงทำให้ความสามารถในการตรวจจับผลกระทบจากการสัมผัสโรค ลดลง

เช่นเดียวกับการศึกษาทางระบาดวิทยาใดๆ จำนวนผู้เข้าร่วมการศึกษาที่มากขึ้นจะเพิ่มประสิทธิภาพของการศึกษา จำนวนผู้ป่วยและกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องเท่ากัน ในหลายสถานการณ์ การหาผู้ควบคุมนั้นง่ายกว่าการหาผู้ป่วยมาก การเพิ่มจำนวนกลุ่มควบคุมให้มากกว่าจำนวนผู้ป่วย จนถึงอัตราส่วนประมาณ 4 ต่อ 1 อาจเป็นวิธีที่คุ้มค่าในการปรับปรุงการศึกษา^{[ 5 ]}

การศึกษาเชิงคาดการณ์จะเฝ้าติดตามผลลัพธ์ เช่น การเกิดโรคในช่วงระยะเวลาการศึกษา และเชื่อมโยงผลลัพธ์นี้กับปัจจัยอื่นๆ เช่น ปัจจัยเสี่ยงหรือปัจจัยป้องกันที่สงสัย โดยทั่วไปการศึกษาจะเกี่ยวข้องกับการเลือกกลุ่มตัวอย่างและเฝ้าติดตามเป็นระยะเวลานาน ผลลัพธ์ที่สนใจควรเป็นผลลัพธ์ที่พบได้ทั่วไป มิฉะนั้น จำนวนผลลัพธ์ที่สังเกตได้จะน้อยเกินไปจนไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ (ไม่สามารถแยกแยะได้จากผลลัพธ์ที่อาจเกิดขึ้นโดยบังเอิญ) ควรพยายามทุกวิถีทางเพื่อหลีกเลี่ยงแหล่งที่มาของอคติ เช่น การสูญเสียบุคคลไปในระหว่างการติดตามผลการศึกษา การศึกษาเชิงคาดการณ์มักมีแหล่งที่มาของอคติและปัจจัยรบกวนน้อยกว่าการศึกษาเชิงย้อนหลัง^{[ 7 ]}

ในทางกลับกัน การศึกษาแบบย้อนหลังจะมองย้อนกลับไปและตรวจสอบการสัมผัสกับปัจจัยเสี่ยงหรือปัจจัยป้องกันที่สงสัยโดยสัมพันธ์กับผลลัพธ์ที่กำหนดไว้ตั้งแต่เริ่มต้นการศึกษา การศึกษาแบบกรณี-ควบคุมที่มีคุณค่าหลายเรื่อง เช่น การตรวจสอบปัจจัยเสี่ยงของมะเร็งเต้านมของ Lane และ Claypon ในปี 1926 เป็นการศึกษาแบบย้อนหลัง แหล่งที่มาของข้อผิดพลาดส่วนใหญ่เนื่องจากตัวแปรแทรกซ้อนและอคติมักพบได้บ่อยในการศึกษาแบบย้อนหลังมากกว่าในการศึกษาแบบไปข้างหน้า ด้วยเหตุนี้ การศึกษาแบบย้อนหลังจึงมักถูกวิพากษ์วิจารณ์ อย่างไรก็ตาม หากผลลัพธ์ที่สนใจนั้นไม่พบบ่อย ขนาดของการศึกษาแบบไปข้างหน้าที่จำเป็นในการประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์มักจะใหญ่เกินกว่าจะทำได้ ในการศึกษาแบบย้อนหลัง อัตราส่วนความน่าจะเป็นจะให้ค่าประมาณของความเสี่ยงสัมพัทธ์ ควรระมัดระวังเป็นพิเศษเพื่อหลีกเลี่ยงแหล่งที่มาของอคติและตัวแปรแทรกซ้อนในการศึกษาแบบย้อนหลัง^{[ 7 ]}

การศึกษาแบบกรณี-กลุ่มควบคุมเป็นการศึกษาทางระบาดวิทยาประเภทหนึ่งที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำและใช้กันบ่อย ซึ่งสามารถดำเนินการได้โดยทีมงานขนาดเล็กหรือนักวิจัยแต่ละคนในสถานที่เดียว ซึ่งการศึกษาเชิงทดลองที่มีโครงสร้างมากกว่ามักทำไม่ได้ การศึกษาประเภทนี้ได้ชี้ทางไปสู่การค้นพบและความก้าวหน้าที่สำคัญหลายประการ การออกแบบการศึกษาแบบกรณี-กลุ่มควบคุมมักใช้ในการศึกษาโรคหายากหรือเป็นการศึกษาเบื้องต้นในกรณีที่ยังไม่ค่อยมีข้อมูลเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยเสี่ยงและโรคที่สนใจ^{[ 8 ]}

Compared to prospective cohort studies they tend to be less costly and shorter in duration. In several situations, they have greater statistical power than cohort studies, which must often wait for a 'sufficient' number of disease events to accrue.

Case–control studies are observational in nature and thus do not provide the same level of evidence as randomized controlled trials. The results may be confounded by other factors, to the extent of giving the opposite answer to better studies. A meta-analysis of what was considered 30 high-quality studies concluded that use of a product halved a risk, when in fact the risk was, if anything, increased.^[9][10] It may also be more difficult to establish the timeline of exposure to disease outcome in the setting of a case–control study than within a prospective cohort study design where the exposure is ascertained prior to following the subjects over time in order to ascertain their outcome status. The most important drawback in case–control studies relates to the difficulty of obtaining reliable information about an individual's exposure status over time. Case–control studies are therefore placed low in the hierarchy of evidence.

One of the most significant triumphs of the case–control study was the demonstration of the link between tobacco smoking and lung cancer, by Richard Doll and Bradford Hill. They showed a statistically significant association in a large case–control study.^[11] Opponents argued for many years that this type of study cannot prove causation, but the eventual results of cohort studies confirmed the causal link which the case–control studies suggested,^[12][13] and it is now accepted that tobacco smoking is the cause of about 87% of all lung cancer mortality in the US.

การศึกษาแบบกรณี-ควบคุมในเบื้องต้นวิเคราะห์โดยการทดสอบว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสัดส่วนของผู้ที่ได้รับสัมผัสในกลุ่มกรณีและกลุ่มควบคุมหรือไม่^{[ 14 ]}ต่อมา Cornfield ^{[ 15 ]}ชี้ให้เห็นว่า เมื่อผลลัพธ์ของโรคที่สนใจนั้นหายากอัตราส่วนความน่าจะเป็นของการได้รับสัมผัสสามารถใช้เพื่อประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์ได้ (ดูสมมติฐานโรคหายาก ) ความถูกต้องของอัตราส่วนความน่าจะเป็นขึ้นอยู่กับลักษณะของโรคที่ศึกษา วิธีการสุ่มตัวอย่าง และประเภทของการติดตามผล แม้ว่าในการศึกษาแบบกรณี-ควบคุมแบบคลาสสิก อัตราส่วนความน่าจะเป็นจะยังคงประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์ได้เฉพาะในกรณีของโรคหายากเท่านั้น แต่ก็มีการศึกษาประเภทอื่น ๆ อีกหลายประเภท (กรณี-กลุ่ม การศึกษาแบบกรณี-ควบคุมแบบซ้อน การศึกษาแบบกลุ่ม) ซึ่งต่อมาได้แสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนความน่าจะเป็นของการได้รับสัมผัสสามารถใช้เพื่อประมาณความเสี่ยงสัมพัทธ์หรืออัตราส่วนอัตราการเกิดของการได้รับสัมผัสโดยไม่จำเป็นต้องใช้สมมติฐานโรคหายาก^{[ 14 ] [ 16 ] [ 17 ]}

เมื่อใช้แบบจำลองการถดถอยโลจิสติกเพื่อสร้างแบบจำลองข้อมูลกรณี-กลุ่มควบคุม และอัตราส่วนความน่าจะเป็นเป็นสิ่งที่น่าสนใจ ทั้งวิธีการความน่าจะเป็นแบบมองไปข้างหน้าและแบบมองย้อนหลังจะนำไปสู่การประมาณค่าความน่าจะเป็นสูงสุดที่เหมือนกันสำหรับตัวแปรเสริม ยกเว้นค่าคงที่^{[ 18 ]}วิธีการทั่วไปในการประมาณค่าพารามิเตอร์ที่ตีความได้ง่ายกว่าอัตราส่วนความน่าจะเป็น เช่น อัตราส่วนความเสี่ยง ระดับ และความแตกต่าง จะมีอคติหากนำไปใช้กับข้อมูลกรณี-กลุ่มควบคุม แต่ขั้นตอนทางสถิติพิเศษจะให้ตัวประมาณค่าที่สอดคล้องกันซึ่งใช้งานง่าย^{[ 19 ]}

• การศึกษาแบบกรณีควบคุมแบบซ้อนกัน
• การศึกษากลุ่มตัวอย่างย้อนหลัง
• การศึกษากลุ่มตัวอย่างแบบไปข้างหน้า
• การทดลองแบบสุ่มที่มีการควบคุม

• Stolley, Paul D., Schlesselman, James J. (1982). การศึกษาแบบกรณีควบคุม: การออกแบบ การดำเนินการ การวิเคราะห์ . อ็อกซ์ฟอร์ด [ออกซ์ฟอร์ดเชียร์]: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด. ISBN 0-19-502933-X.(หนังสือเล่มนี้ยังคงมีประโยชน์มาก และเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี แต่ปัจจุบันอาจล้าสมัยไปบ้างแล้ว)

• กลุ่มควบคุมกรณีศึกษาเวลล์คัมทรัสต์