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)

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

(เป็น) การศึกษาแบบสังเกตทางวิทยาการระบาดของผู้ที่มีโรค (หรือมีตัวแปรที่เป็นผลอย่างอื่น) ที่เป็นประเด็นการศึกษา และกลุ่มควบคุมที่เหมาะสมประกอบด้วยผู้ที่ไม่มีโรค (เป็นกลุ่มเปรียบเทียบ หรือกลุ่มอ้างอิง) ความสัมพันธ์ที่เป็นไปได้ระหว่างองค์ความเสี่ยงอย่างหนึ่งที่เป็นประเด็นสงสัย หรือลักษณะ (attribute) อย่างหนึ่งของโรค (กับโรค) จะได้รับการตรวจสอบโดยเปรียบเทียบผู้ร่วมการทดลองที่มีโรคกับผู้ที่ไม่มีโรค ว่ามีความชุกขององค์ความเสี่ยงหรือลักษณะของโรค (หรือ ถ้าเป็นการศึกษาเชิงปริมาณ ระดับค่าของลักษณะ) ในแต่ละกลุ่ม (มีโรคและไม่มีโรค) แค่ไหน

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

การศึกษามีกลุ่มควบคุมมักจะเปรียบเทียบกับงานศึกษาตามรุ่น (cohort study) ที่ติดตามบุคคลที่รับเงื่อนไขที่เป็นประเด็นการศึกษาหรือไม่ได้รับ จนกระทั่งเกิดผลที่เป็นประเด็นการศึกษา

บุคคลในกลุ่มควบคุมไม่จำเป็นต้องมีสุขภาพดี และการรวมคนป่วยเข้าในกลุ่มควบคุมบางครั้งเป็นความเหมาะสม เพราะว่า กลุ่มควบคุมควรจะเป็นตัวแทนของประชากรที่มีความเสี่ยงเกิดโรค 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

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 เช่นมีงานศึกษาโดยวิเคราะห์อภิมาน (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)

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

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