第二章 女用避孕套可接受性的研究方法
第一节 现行流行病学研究方法概述
流行病学是研究人群中疾病与健康状况的分布及其影响因素，并研究防治疾病及促进健康的策略和措施的科学。研究人群中FC的使用状况、可接受性、失败类型及影响因素，能够为潜在使用者在选择避孕措施时提供参考依据，以及在人群中推广FC的使用，促进女性生殖健康水平，因此对FC的研究属于流行病学研究范畴。
流行病学研究方法可以分为三大类，包括观察性研究、试验性研究和理论性研究。其中观察性研究包括描述流行病学和分析流行病学（图2-1）。
图2-1 流行病学研究方法
一、描述流行病学
1.描述流行病学的研究目的
描述流行病学是指按事先设计的要求在某一人群中应用普查和抽样调查的方法搜集特定时间内疾病的描述性资料，以描述疾病的分布及观察某些因素与疾病之间的关联，亦称横断面调查或患病率调查。
开展描述流行病学研究的目的主要包括以下四个方面。
（1）描述疾病或健康状况在不同人群、不同时间、不同地区的分布情况，从而发现高危人群及防治的重点疾病，为疾病的防治提供依据。
（2）描述某些因素与疾病或健康状况之间的关系，以逐步建立病因假设。
（3）为评价防治措施及其效果提供有价值的信息。
（4）为疾病的监测或其他类型流行病学研究奠定基础。
2.描述流行病学的研究方法
描述流行病学最常用的方法是现况研究，以下主要叙述现况研究。在某一人群中，采用普查或抽样调查的方法收集不同地区、某个时间段内或某个特定人群中疾病、健康状况及有关影响因素的资料，并对资料的分布状况、疾病与影响因素之间的关系进行描述。根据研究目的的不同，现况研究主要分为普查和抽样调查两种方式。
（1）普查：在特定时间对特定范围内人群中的每一个成员进行的调查。普查包括以了解人群中某病的患病率、健康状况等为目的的普查和以早期发现患者为目的的筛查。全面调查可以获得关于全体研究对象的全面资料，但往往会耗费大量的人力、物力和财力，在可行性上会受到挑战。
（2）抽样调查：是指按照一定的比例从总体中随机抽取有代表性的一部分人作为样本进行调查，通过统计分析，以样本统计量估计总体参数。样本的代表性是抽样调查能否成功的关键环节，而随机抽样方法和样本量适当是保障样本代表性的两个基本要素。
抽样调查可以分为两类，即概率抽样和非概率抽样。概率抽样也称为随机抽样，是按照随机（等概率）原则进行抽样，不加主观因素，组成总体的每个单位都有被抽中的概率（非零概率），可以避免样本出现偏差，样本对总体有很强的代表性。非概率抽样是按主观意向进行的抽样（非随机性），组成总体的很大部分单位没有被抽中的机会（零概率），使调查很容易出现倾向性偏差。
目前广泛应用的抽样调查方法是随机抽样，根据调查目的和任务要求，按照随机原则，从若干单位组成的事物总体中抽取部分样本单位进行调查、观察，用所得到的调查标志的数据来推断总体。
1）随机抽样方法：包括简单随机抽样、等距抽样、分层抽样、整群抽样和多阶段抽样。
①简单随机抽样：又称纯随机抽样，在抽样前对总体数量不做任何分组排列，以等概率为原则从含有N个单位的总体中抽取n个单位作为样本进行调查的方法。简单随机抽样一般可采用抽签、抓阄或随机数字表等方法抽取样本。采用这种抽样方式比较适合总体中个体之间差异较小的状况。实施步骤：a.取得总体单位名录（抽样框），即所有被调查对象；b.为总体单位编号；c.利用抽签、随机数字表等方法抽取样本。
②等距抽样：又称机械抽样或系统抽样。这种抽样方法要求先将总体中各个单位按照空间、时间或某些与调查无关的标志排列起来，然后等间隔地依次抽取部分个体作为样本。抽样间隔=总体个数/样本个数。这种抽样方法在被调查的总体数量较多时使用更为方便。实施步骤：a.取得总体抽样框架；b.为总体单位排队编号；c.计算抽样距离间隔；d.在抽样距离间隔数中随机抽取一个样本单位；e.按照间隔数依次抽取其他样本单位。
使用等距抽样时需注意，总体中个体的排列对于研究的变量来说应是随机的，即不存在某种与研究变量相关的规则分布。可以在调查允许的条件下，从不同的样本开始抽样，对比几次样本的特点。如果有显著性差异，说明样本在总体中的分布呈某种循环性规律，且这种循环和抽样距离重合。
③分层抽样：又称分类抽样或类型抽样，适用于总体量大、个体差异程度较大的情况。先将总体单位按其差异程度或某个可能影响调查结果的特征分类或分层，然后在各类或每层中再随机抽取样本单位。分层抽样实际上是科学分组或分类与随机原则的结合。除了分层或分类外，其抽样过程和组织方式与简单随机抽样和等距抽样相同。
分层抽样包含等比抽样和不等比抽样两种，当总数各类差别过大时，可采用不等比抽样。
等比分层抽样是根据各种类型或层次中的单位数目占总体单位数目的比重来抽取子样本的方法。
不等比分层抽样是指有的层次在总体中的比重太小，其样本量就会非常少，此时采用该方法主要是便于对不同层次的子总体进行专门研究或进行相互比较。如果要用样本资料推断总体，则需要先对各层的数据资料进行加权处理，调整样本中各层的比例，使数据恢复到总体中各层实际的比例、结构。
④整群抽样：即按照某一标准或特征将总体单位分成若干个“群”或“组”，按照等概率原则从中抽选“群”或“组”，然后把被抽出的“群”或“组”所包含的个体合在一起作为样本。被抽出的“群”或“组”的所有单位都是样本单位，最后利用所抽“群”或“组”的调查结果推断总体。抽取“群”或“组”可以采用随机方式或分类方式，也可以采用等距方式来确定；而“群”或“组”内的调查则采用普查的方式进行。整群抽样又可分为一段抽样和分段抽样两种类型。
整群抽样的优点包括简便易行、节省费用，尤其适用于总体抽样框难以确定的情况下。
整群抽样的缺点包括样本分布比较集中、代表性相对较差，是以上四种随机抽样方法中抽样误差最大的一种方法。
⑤多阶段抽样：是指将抽样过程分阶段进行，每个阶段使用的抽样方法往往不同，即将各种抽样方法结合使用，这种方法常用于大型流行病学调查。多阶段抽样是指将抽样过程分阶段进行，每个阶段使用的抽样方法往往不同，即将各种抽样方法结合使用，其在大型流行病学调查中常用。多阶段抽样是按照抽样个体的隶属关系或层次关系，分为两个或两个以上的阶段从总体中抽取样本的一种抽样方式。第一阶段，将总体划分为若干个一级抽样单位，从中抽选若干个一级抽样单位入样；第二阶段，将入样的每个一级抽样单位分成若干个二级抽样单位，从入样的每个一级抽样单位中抽选若干个二级抽样单位入样。从集体抽样到个体抽样，分成若干阶段逐步进行。
需要指出的是，多阶段抽样中，各阶段可以采用不同的抽样方法，也可采用同一种抽样方法，要视具体情况和要求而定。此外，在两阶段抽样中，总体各一级抽样单位所包含的二级抽样单位数，有相等和不相等两种情况。前者无论在样本的抽取还是在指标的估算方面都相对比较简单，然而在抽样实践中却很少有这种情况的存在，但作为基本方法仍然有其实际意义；后者在抽样和指标的估算方法上都较为复杂，然而在抽样实践中普遍存在此种情况。
多阶段抽样的优点体现在以下几个方面。
第一，可以解决特大总体的抽样问题。当抽样推断的面很广，没有一个包括所有总体单位的抽样框，或者总体范围太大无法直接抽取样本时，需要采用多阶段抽样。例如，全国农产量调查和城市居民住户调查，样本单位遍布全国各地，显然不可能直接一次抽到所需要的样本，只能分成几个阶段来逐级抽取。
第二，可以相对节约人力和物力。从一个比较大的总体，抽取一个随机样本，势必使抽到的样本单位比较分散，若要派人调查，人力和物力的支出比较大。例如，一个县要确定一些农户作为样本，用一次随机抽样的样本很可能分布在全县各个乡，调查往返的路费就比较大。如果分阶段进行，先抽乡，然后在抽中的乡再抽若干户，这样可以使样本相对比较集中，因而可以节省人力和物力。
第三，可以利用现有的行政区划、组织系统作为划分各阶段的依据，为组织抽样调查提供方便。根据我国的政治、经济、管理特点，各级党政领导都需要统计数字，因而全国抽样调查的数字往往不能满足各级需要。如果能把多阶段抽样和各地需要结合起来，各阶段根据需要再适当地补充样本，就可以解决这一矛盾。
多阶段抽样和分层抽样与整群抽样的主要区别在于：分层抽样是对总体中的每个一级样本群体进行全面入样，再对所有的样本进行抽查；而两阶段抽样则把总体中所有的群体视为一级抽样单位，对这些一级抽样单位进行抽样，将抽出的样本再次进行抽样（两次都不是进行全面的调查），产生两级样本，最后综合估算出总的一级样本指标。
整群抽样是对总体中抽取的每个样本群体所包含的基本单位进行全面调查；而两阶段抽样则是把总体中所有的群体视为一级抽样单位，对每一个被抽中的一级抽样单位所包含的二级抽样单位，不是进行全面调查，而是再进行一次抽样调查（也称抽子样本），即两阶段抽样，产生两级样本，最后综合估算出总的一级样本指标。至于在综合估算的方式方法上，两阶段抽样与整群抽样也是极其相似的，只不过前者是对被抽一级抽样单位的样本指标进行综合估算，后者是对被抽样群体单位的全体指标进行综合估算。
2）抽样调查的优缺点
抽样调查的优点包括：
①节省人力和物力，调查单位少，经济性好，实效性强，适用面广。
②随机抽样代表性强，样本数量经过科学方法计算确定，可靠性较高。
③抽样调查的误差，在调查前可以根据样本数量和总体中各单位之间的差异程度进行计算，并控制在统计学允许的范围内，准确性较高。
抽样调查的缺点包括：
①样本的代表性是影响抽样调查结果可靠性和准确性的关键，需确保所抽取样本能够代表总体。
②抽样调查会存在一定的误差。误差包括两种：一种是调查误差，也称为登记误差；另一种是代表性误差，即抽样误差。
3）抽样调查样本量的确定：以简单随机抽样为例，样本量的确定分为两种情况：结局变量是定量变量（可以计算平均数），以及结局变量是定性变量（可以计算百分比/率）。
①计算平均数类型的变量：已知期望调查结局变量的数据为绝对数，一般根据下面的公式计算所需要的样本量。
样本量计算公式为：n=Z2σ2/E2
E=可接受的抽样误差范围（允许误差）；Z=标准误差的置信水平，即总体平均值包括在指定置信区间内的可信区间水平，通常指定的置信区间为95%，Z=1.96；σ=总体标准差的估计值。
例如，测量青少年身高时，希望平均身高的误差为±0.1cm，调查结果在95%的可信区间以内，其95%的可信区间要求Z的统计量为1.96。根据既往调查估计总体的标准差为1.5cm。
样本量为：n=1.96×1.96×1.5×1.5÷（0.1×0.1）=864
②计算百分比/率类型的变量：已知期望调查结局变量的数据为百分比/率，一般根据下面公式计算所需要的样本量。
样本量计算公式为：n=Z2P（1-P）/E2
E=可接受的抽样误差范围（允许误差）；P=比例估计的精度，即样本变异程度；Z=标准误差的置信水平，即总体比例包括在指定置信区间内的可信区间水平，通常指定的置信区间为95%，Z=1.96。
一般情况下，我们不知道P的取值，取其样本变异程度最大时的值为0.5。
例如，希望平均疾病发生率的误差为±0.05，调查结果在95%的可信区间以内，其95%的可信区间要求Z的统计量为1.96，估计P为0.5。
样本量为：n=1.96×1.96×0.5×0.5÷（0.05×0.05）=384
上述样本量计算公式适用于简单随机样本，其他随机抽样方法的样本量计算方法较为复杂，因此确定样本量时可参考简单随机样本的公式进行计算。
二、分析流行病学
分析流行病学用于研究疾病的主要病因的定量效果，是把病因或致病因素与疾病联系起来的一种研究方法。
分析流行病学包括两种主要方法：队列研究和病例对照研究。
1.队列研究
队列研究是将某一特定人群按照是否暴露于某可疑因素或暴露程度分为不同的亚组，如暴露组和非暴露组，高剂量暴露组和低剂量暴露组等，追踪观察两组或多组成员结局（如疾病发生）的情况，比较各组之间结局发生率的差异，从而判定这些因素与该结局之间有无因果关联及关联程度的一种观察性研究方法。
（1）队列研究的目的
1）检验病因假设；
2）评价预防效果；
3）研究疾病自然史；
4）新药上市后的监测。
（2）队列研究的特点
1）属于观察法；
2）设立对照组；
3）由因到果；
4）能确证暴露与结局的因果关系。
（3）队列研究的分类
1）根据特定条件不同分为两类：
①出生队列：是指特定时期内出生的一组人群；
②暴露队列：泛指具有某种共同暴露或特征的一组人群，如某个时期进入某工厂工作的一组人。
2）根据人群进入队列的时间不同，又可分为以下两种队列：
①固定队列：是指人群都在某一固定时间或一个短时期之内进入队列，之后对他们进行随访观察，直到观察期结束，成员没有因为结局事件以外的其他原因退出，也不再加入其他新队员，即在观察期内保持队列相对固定。
②动态队列：即在某队列确定后，原有的队列成员可以不断退出，新的观察对象可以随时加入。
（4）队列研究的类型：根据研究对象进入队列的时间及终止观察的时间不同，可分为前瞻性队列研究、历史性队列研究和双向性队列研究。
1）前瞻性队列研究：是队列研究的基本形式。研究对象的分组根据研究对象的现时暴露状况而定，此时研究的结局还未出现，需前瞻观察一段时间才能得到。
2）历史性队列研究：研究对象的分组是根据研究开始时研究者已掌握的有关研究对象在过去某个时点的暴露状况的历史资料做出的。
3）双向性队列研究：双向性队列研究也称混合性队列研究，即在历史性队列研究的基础上，继续前瞻性观察一段时间，它是将前瞻性队列研究与历史性队列研究结合起来的一种模式，因此，兼具二者的优点，且相对地在一定程度上弥补了各自的不足。
（5）队列研究的设计
1）确定研究因素；
2）确定研究结局；
3）确定研究现场和研究人群：
①暴露人群：指暴露于待研究因素的人群，有4种选择：职业人群、特殊暴露人群、一般人群和有组织的人群团体。
②对照人群：内对照、外对照、总人口对照和多重对照。
4）确定样本量。
资料来源详见参考文献[1]。
2.病例对照研究
病例对照研究是分析流行病学方法中最基本、最重要的研究类型之一，是比较患某病者与未患某病的对照者暴露于某可能危险因素的百分比差异，分析这些因素是否与该病有关联。病例对照研究以现在确诊的患有某特定疾病的患者作为病例组，以未患有该病但具有可比性的个体作为对照组，通过询问、实验室检查或复查病史，搜集既往各种可能的危险因素暴露史，测量并比较病例组与对照组中各因素的暴露比例，经统计学检验，若两组差异有统计学意义，则可认为这些因素与疾病之间存在关联。
（1）病例对照研究的用途
1）探索疾病的可疑危险因素：在疾病的病因未明时，可以广泛筛选机体内外环境中可疑的危险因素。
2）验证病因假设：通过描述性研究或探索性病例对照研究，初步产生了病因假设后，可以通过精良的病例对照研究来验证假说。
3）提供进一步研究的线索。
（2）病例对照研究的类型
1）病例对照不匹配。
2）病例对照匹配
①频数匹配：要求两组配比的因素所占的比例一致；
②个体匹配：以个人为单位进行的匹配。
3）病例对照研究的衍生类型
①巢式病例对照研究；
②病例-队列研究；
③病例交叉研究；
④单纯病例研究；
⑤病例-时间-对照研究。
（3）病例对照研究的设计
1）提出病因假设；
2）明确研究目的，选择适宜的对照形式；
3）病例与对照的来源与选择
①以医院为基础的病例对照研究；
②以社区为基础的病例对照研究；
③病例的选择：规定疾病、规定病例其他特征、保证病例达到有关标准；
④对照选择：同一或多个医疗机构中诊断的其他病例，病例的邻居或在同一居委会、住宅区内的健康者或非研究疾病患者，社会团体人群中的非研究疾病患者或健康者，社区人口中的非研究疾病患者或健康者，病例的配偶、同胞、亲戚、同学或同事。
4）收集资料。
5）对收集的资料进行整理分析。
6）总结并提交研究报告。
（4）病例对照研究的优点及局限性
1）病例对照研究的优点
①特别适用于罕见疾病的研究；
②省力、省时、省钱，容易组织实施；
③不仅用于病因的探讨，而且广泛用于许多方面；
④可以同时研究多个因素与某种疾病的联系，特别适用于探索性病因研究；
⑤对研究对象多无损害。
2）病例对照研究的局限性
①不适用于研究人群中暴露比例很低的因素；
②选择研究对象时，难以避免选择性偏倚；
③信息的真实性难以保证，暴露于疾病的先后常难以判断；
④获取既往信息时，难以避免回忆性偏倚；
⑤不能测定暴露组和非暴露组疾病的率。
资料来源详见参考文献[2]。
三、试验性研究
试验性研究流行病学是流行病学研究的主要方法之一。试验性研究是指以人群（患者或健康者）为研究对象，以医院、社区、工厂、学校等现场为“实验室”的实验性研究，研究者将研究对象随机分为试验组和对照组，将所研究的干预措施给予试验组人群后，随访观察一段时间并比较两组人群的结局，如发病率、死亡率、治愈率等，判断干预措施效果的一种前瞻性研究方法。因为在研究中施加了人为的干预因素，因此也常称之为干预研究。
试验性研究流行病学包括四种主要类型：临床试验、现场试验、社区干预试验和其他。
1.试验性研究流行病学的类型
（1）临床试验：是一种试验流行病学研究方法，是把研究对象随机分配到试验组和对照组，试验组接受某种预防和治疗措施，对照组不接受该项预防和治疗措施，最后经过严密、科学地比较试验组和对照组的发病率、死亡率、治愈率或其他相关指标来评价试验结果。
临床试验是流行病学研究中最科学、最严谨的假设检验方法，可包括四期临床试验。
①Ⅰ期临床试验：安全性和药理概况研究。试验的疫苗或药物首次应用于人体以研究其安全性和作用模式。在药物试验中，该阶段可以包括用药的剂量和途径等的研究。Ⅰ期临床试验的研究对象与样本量通常用少于20～30个健康志愿者，有时不分组。
②Ⅱ期临床试验：对新药的安全性、有效性的预试验研究。主要研究药物的安全性，与其他药物疗效的比较等。Ⅱ期临床试验的研究对象与样本量一般不少于100人，可以是患者，也可以是健康者。随机分为试验组和对照组。可以采取盲法。
③Ⅲ期临床试验：也称扩大的临床试验。该阶段的目的是对药物的安全性及效果做出全面评估。Ⅲ期临床试验的研究对象与样本量一般不少于300人。采取随机分组或多中心试验的方法进一步评价药物的安全性和有效性。
④Ⅳ期临床试验：新药上市后监测。是在广泛使用条件下，考察药物的疗效和不良反应（尤其要注意罕见不良反应），调查不良反应的发生率、药物的长期效果等；同时还要进行伦理学评估。Ⅳ期临床试验的研究对象与样本一般不少于2 000例。
（2）现场试验：是以健康者作为研究对象，随机分为两组：一组接受处理因素或预防措施，另一组为对照组，随访观察并评价预防措施的效果。干预措施实施的对象一般为个体。现场试验的样本量可根据研究因素或措施对结局影响力的大小、结局测量及检验效率等确定。
（3）社区干预试验：也称为群体/整体试验。在这种试验中，接受干预措施的实施单位是整个社区/人群，然后比较该人群实施干预措施前后有关疾病或健康状况的变化，或与对照组人群进行对比，如戒烟干预、高血压饮食干预等试验。
（4）其他：包括以下几类。
1）类试验：与试验研究相比，类试验的特点在于不设对照组或没有随机分组。因此类试验检验假设的效率受到限制，一般不被试验流行病学认可，但有时也是很有意义的。
2）不专设对照组的试验研究：在一项研究中，不设立对照组，常用自身前后对比或与他人结果对比。
3）没有随机分组：一项研究中有对照组，但对照组与试验组不是随机划分的，如自然对照、同期对照等。
2.试验流行病学研究的特征
（1）随机：人群随机样本。
（2）对照：设立对照人群。
（3）干预：必须有干预措施（因素）。
（4）前瞻：必须是前瞻观察。
3.试验流行病学研究的设计要点
（1）确定研究目的与目标：确定试验研究目的时需要考虑试验研究要解决的问题，包括三种主要研究目的：
①治疗目的：药物、技术、方案等。
②预防目的：疫苗、措施、药物等。
③病因目的：化学、物理、生物、社会等。
确定实验研究目标时需要考虑实验研究要达到的效果，可从以下四个方面考虑研究效果：
①社会效果：发病率、死亡率、治愈率、生存期。
②经济效果：人、财、物的收益，环境改变等。
③近期效果：发病危险（危险因素）的下降。
④远期效果：发病率、患病率、死亡率、健康状态等。
（2）确定目标人群与研究人群：目标人群是某研究所规定的总体人群，或打算推论的人群，或所抽样的总体人群。研究人群是某项研究所选定的人群，即根据设计所抽取的样本。一项研究一般不可能、也没有必要以全部目标人群为研究对象。
（3）干预因素与措施：在开始一项试验流行病学研究时，首先需要确定的是干预因素或研究因素。例如，某种药物的治疗或预防作用，疫苗或免疫制剂的免疫和保护效果，或者某种重要的病因因素（如食盐与高血压）。研究因素有时也可以是一项措施（如高血压饮食干预等）。
干预因素确定之后，就要确定采取哪些措施来实施对该因素的干预，如调节饮食方案控制糖尿病，个别实施、家庭实施、社区实施等。
（4）时间与实施：在进行研究设计时，研究时间和组织实施有很多具体内容，若有所疏忽将使该项研究处于被动，尤其需要做好以下三个方面的时间设计。
①研究期限：合理确定研究期限，过短得不出应有的结果，过长则浪费人力、物力，有时也会导致实施困难。例如，传染病的免疫预防措施，至少研究一个流行季节。
②研究开始时间：非常重要。还以传染病为例，现场研究的开始时间必须考虑某种传染病的发病季节和预防免疫抗体产生的时间。过早影响效果，过晚则达不到目的。
③研究组织与实施：现场组织与实施是一项非常具体、复杂、细致的工作，设计中一定要严密、周全。
（5）结局与分析
①结局测量：选择什么样的结局，如何测量。例如，是否发病；需要确定疾病的定义，病例的标准/执行定义；如何发现、诊断、记录病例等。再举例，如血压，高血压的标准，病例的执行定义，测量方法，记录方法等。
②结果分析：主要是确定结果的统计分析方法，如发病率、死亡率、治愈率、血清阳转率、平均抗体滴度、保护率等。需根据测量资料的特征选择采用何种假设检验方法，χ2检验、t检验、F检验等。
③结果推论：结果推论常常不被研究者所重视。通常情况下，在设计研究样本时考虑目标人群或样本来源的人群，而在结果推论时并没有与此相对应。事实上，结果推论人群小于原定目标人群，则结果没有被充分应用；如果推论人群大于原定目标人群，则可能会出现谬误甚至事故，如药物、疫苗的使用等。
4.试验流行病学研究的优点及局限性
（1）试验流行病学研究的优点
①在研究中随机分组，平行比较，因此能够较好地控制研究中的偏倚和混杂。
②为前瞻性研究，研究因素事先设计，结局变量和测量方法事先规定，研究中能观察到干预前、干预过程和效应发生的全过程，因果论证强度高。
③有助于了解疾病的自然史，并且可以获得一种干预与多种结局的关系。
（2）试验流行病学研究的局限性
①试验性研究要求研究对象有很好的依从性，但实际工作中有时很难做到。
②受干预措施范围的约束，所选择的研究对象代表性不够，以致会不同程度地影响试验结果推论到总体。
③观察时间长、现场范围广的研究容易失访。
④费用较观察性研究高。
⑤可能存在伦理问题。因为研究因素是研究者为了实现研究目的而施加于研究对象，故容易涉及伦理道德问题。
四、理论性研究
理论性研究流行病学又称流行病学数学模型，它使用数学公式明确和定量地表达病因、宿主和环境之间构成的疾病流行规律，同时从理论上探讨不同防治措施的效应。
流行病学数学模型广泛应用于流行病学研究的各个领域，按照其研究内容、目的、用途模型大致可分为以下三类。
1.研究疾病流行特征的模型
疾病的流行特征主要包括疾病的流行过程、人群、时间、空间的分布等，历史上第一个流行病学数学模型的研究就是从研究流行特征开始，即Ross建立的疟疾传播模型。
流行过程：研究疾病的流行过程是流行病学研究的主要内容之一，早期研究以定性为主，将数学模型引入流行病学领域后，为定量研究提供了研究工具。从所研究疾病的性质上可分为对传染病的研究和慢性非传染病的研究，分别有针对传染病的Reed-Frost模型、流行病学阈模型、疟疾模型等和研究非传染病的肿瘤模型等。
2.用于疾病预测的模型
目前常用的用于疾病预测的模型较多，这里不详细叙述。
3.用于效果评价的数学模型
随着流行病学资料的日益丰富，模型发展的不断完善，多媒体课件的迅速翻新，21世纪定会有更多的机会将更多的疾病防治实际经验上升为理论，将之模型化，从而指导防治疾病的实践；而且会有更新的数学方法渗入流行病学，为流行病学理论和实践的发展服务。虽然到目前为止尚无一种模型真正对控制或消灭某病起到决定性的作用，但已看到它在发挥愈来愈大的作用，至少在对各病流行过程基本理论的认识上已成为一种重要工具，而在措施的筛选和评价上它几乎是不可缺的。