Harha (tutkimus)

Harha tai systemaattinen virhe tarkoittaa tieteellisessä tutkimuksessa ja epidemiologiassa sellaista tutkimuksessa ja sen tuloksessa olevaa vääristymää, joka säilyy, vaikka havaintojen määrä tutkimuksessa olisi ääretön tai tutkimusta toistettaisiin äärettömän monta kertaa. Havaintojen tai toistojen määrään tai otoskokoon liittyvää virhettä kutsutaan satunnaisvirheeksi tai kohinaksi ja se muodostaa toisen pääosan tutkimuksen kokonaisvirheestä. Harha riippuu täysin tutkimuksen tai analyysin tavoitteesta, joka tulee näin määritellä täsmällisesti harhan arvioimiseksi.
Arviointi.
Harhan arviointiin tutkimuksissa on kehitetty erilaisia työkaluja. Terveystieteissä havainnoivan toimenpidetutkimuksen harhan arviointiin voidaan käyttää esimerkiksi ROBINS-I -työkalua, joka suosittelee arvioimaan harhaa seuraavalla tavalla:
Syyt.
Käänteisvaikutus.
Käänteisvaikutus tarkoittaa sitä, että oletetulla vasteella onkin todellisuudessa vaikutus syyhyn ja tämä muuttaa muuttujien välistä yhteyttä. On esimerkiksi havaittu, että eräiden inhalaatiolääkkeiden käyttö on yhteydessä korkeampaan keuhkosyövän riskiin. Vaikutuksen arvioimiseksi on kuitenkin huomioitava, että keuhkosyöpä voi kehittyä hitaasti ja aiheuttaa hengitysoireita jonkin aikaa ennen taudin diagnoosia. Nämä ensioireet voivat taas lisätä inhalaatiolääkkeiden käyttöä ennen taudin varsinaista toteamista, eli kyseessä voi olla käänteisvaikutuksen aiheuttama ns. protopaattinen harha.
Sekoittuneisuus.
Jos tutkittaviin muuttujiin vaikuttaa muita yleensä tutkimuksesta riippumattomia muuttujia (ns. sekoittavia tekijöitä), tutkittavien muuttujien välisen yhteyden arviointiin syntyy harhaa. Tämän mekanismin aiheuttamaa harhaa kutsutaan yleensä sekoittuneisuudeksi (engl. "confounding"). Esimerkiksi alkoholin ja keuhkosyövän kausaalisen yhteyden arviointiin voi aiheuttaa harhaa se, että alkoholin käyttö on yhteydessä tupakointiin ja muihin mahdollisiin keuhkosyövän syihin. Kronologista harhaa (engl. "chronologial bias") voi syntyä, jos tutkimuksen menetelmissä tai väestössä tapahtuu muutoksia ajan kuluessa. Esimerkiksi tautien diagnostiikka ja määrittely muuttuu ajan saatossa ja aiheuttaa harhan tautien esiintyvyyden arviointiin.
Suunnittelu- ja toimeenpanoharhat.
Sidonnaisuudet.
Tutkimuksen menetelmillä ja tuloksilla on taipumusta tukea sen rahoittajan etuja, eli tuloksissa voi olla rahoitusharhaa (engl. "industry sponsorship bias"). Esimerkiksi lääkeyritysten rahoittamat statiinivertailut ovat tehneet harvoin rahoittajan lääkkeen vastaisen päätelmän.
Otoskoon määrittely.
Otoskoko tai itsenäisten havaintojen määrä vaikuttaa paitsi suoraan tutkimuksen satunnaisvirheen määrään niin myös tutkimuksen harhaan eri mekanismien kautta. Tätä kutsutaan otoskokoharhaksi (engl. "wrong sample size bias"). Esimerkiksi pienet kliiniset kokeet ovat yliarvioineet hoitojen vaikutuksia suurempiin kokeisiin verrattuna, pieniä tutkimuksia jätetään enemmän julkaisematta ja hyvin suurten tutkimusten satunnaisvirheettömiä tuloksia saatetaan tulkita herkemmin virheellisesti.
Valintaharha.
Valintaharha johtuu mistä tahansa vääristymästä tutkimusväestön valikoitumisessa tutkimuksen lähdeväestöstä tai systemaattisesta erosta tutkimusväestön ja tutkimuksen kohdeväestön välillä. Valintaharha näkyy aineistossa täysin puuttuvina havaintoyksiköinä tai puuttuvina havaintoina joissakin aikapisteissä.
Valintaharhassa on yleisemmin ottaen kyse ns. törmäytinharhasta. Törmäytinharha (engl. "collider bias") syntyy, jos kahden muuttujan välisen yhteyden arvioinnin rajoittaa tai osittaa näiden muuttujien yhteisen vaikutuksen tai tällaiseen yhteydessä olevan muuttujan mukaan (engl. "conditioning on common effect"). Esimerkiksi kaksi tautia voi lisätä todennäköisyyttä joutua sairaalaan, jolloin näiden tautien väliseen yhteyteen syntyy harhaa, jos yhteyttä tutkitaan pelkästään sairaalan potilaista muodostuvassa tutkimusväestössä.
Sijainti.
Valintaharhaa syntyy yleensä, kun tutkimusväestö valitaan jostakin rajoitetusta paikasta, kuten sairaalan potilaista, vaikka tutkimuskysymys koskisi laajempaa väestöä ja ihmistä yleensä. Tällaisia valintaharhoja ovat muun muassa seuraavat:
Ajoitus.
Valinnan ajoitukseen liittyviin harhoihin taas kuuluvat seuraavat:
Osallistuminen.
Kaikki rekrytoiduksi tulleet henkilöt eivät osallistu tutkimukseen ollenkaan tai täysin ja kaikki osallistujat eivät pysy tutkimusväestössä täysin tutkimuksen loppuun saakka. Tähän poistumaan liittyviä valintaharhoja ovat muun muassa seuraavat:
Toimenpiteet.
Monet asiat voivat vaikuttaa siihen, kenen kohdalla tehdään mitäkin mittauksia tai toimenpiteitä. Toimenpiteisiin valikoitumiseen liittyviin valintaharhoihin kuuluvat muun muassa seuraavat:
Kriteerit.
Tutkimuksen valinta- tai sisäänottokriteereihin liittyviin valintaharhoihin kuuluvat muun muassa seuraavat:
Edustavuus.
Vaikka tutkimusväestö edustaisi täydellisesti jotakin tutkimuksen lähdeväestöä, se ei välttämättä edusta muita kohdeväestöjä. Tätä kutsutaan yleensä väestön edustavuudeksi tai yleisemmin tutkimuksen yleistettävyydeksi tai ulkoiseksi validiteetiksi. Yleistettävyyteen liittyviin valintaharhoihin kuuluvat muun muassa seuraavat:
Toimenpideharha.
Toimenpide- tai interventiotutkimuksissa, kuten kliinisissä kokeissa, systemaattinen vaihtelu tutkittavan toimenpiteen tai muiden toimenpiteiden toteutuksessa ja epäsuorissa vaikutuksissa voi aiheuttaa tutkimukseen harhaa. Tähän liittyviin harhoihin kuuluvat muun muassa seuraavat:
Informaatioharha.
Informaatioharha (engl. "information bias") on harha, joka johtuu mistä tahansa tiedonkeruun, mittaamisen ja tiedonhallinnan systemaattisesta erosta. Informaatioharha näkyy tutkimusaineistossa systemaattisesti virheellisinä ja puuttuvina arvoina. Esimerkiksi itseraportoidut ruutuajat eroavat todellisesta ajasta systemaattisesti, koska tutkimushenkilöt yliarvioivat lyhyitä ruutuaikoja ja aliarvioivat pitkiä ruutuaikoja.
Mittausvirheet.
Mittausmenetelmässä olevat virheet voivat aiheuttaa tutkimukseen harhaa monesta syystä. Näihin informaatioharhoihin kuuluvat ainakin seuraavat:
Mittaamisen vaikutukset.
Mittaaminen voi vaikuttaa itsessään mittauksen tuloksiin, usein mittaustulosten oletettujen tai mahdollisten seurauksien vuoksi. Tähän liittyvät seuraavat informaatioharhat:
Raportointiharha.
Raportointiharha johtuu mistä tahansa tutkimuksen ali- tai virheraportoinnista, joka riippuu myös usein tutkimuksen tuloksista.
Julkaiseminen.
Monet piirteet tutkimuksessa ja sen tuloksissa vaikuttavat siihen, julkaistaanko tuloksia ja millä tavalla ne raportoidaan. Näihin liittyvät muun muassa:
Lähteet.
Tutkimuskirjallisuuden valikoiva etsiminen, valinta ja tulkinta aiheuttaa harhaa tutkimusraporttiin. Tähän liittyvät ainakin seuraavat raportointiharhat:
Kirjoittaminen.
Tutkimuksen raportointiin liittyy myös paljon kielellisiä vapauksia, mikä lisää harhan riskiä tulosten tulkinnassa ja tutkimuskirjallisuudessa. Näihin kuuluvat muun muassa seuraavat:
Kognitiivinen vinouma.
Kognitiivinen vinouma (engl. "cognitive bias") on ihmisen yleinen taipumus havainnoida, aistia, muistaa ja tulkita asioita virheellisesti. Erilaisia ihmisen kognition (tiedonkäsittelyn) harhoja on erotettu kymmeniä ellei satoja. Esimerkiksi ihmiset havainnoivat ympäristöstä tulevaa tietoa valikoivasti oletuksiensa pohjalta ja ihmisiin kohdistetut odotukset vaikuttavat heidän itseraportoimaansa terveyteen. Tutkimuksessa oleellisiin kognitiivisiin harhoihin kuuluvat muun muassa seuraavat: