Любые наблюдения подвержены вариациям, обусловленным работой приборов и действиями людей, производящих измерения. Условия измерения могут привести к смещенному результату (низкая достоверность) или к случайной ошибке (низкая воспроизводимость). Эти источники вариаций можно свести к минимуму, производя измерения тщательно и следуя стандартному протоколу. Однако, если результаты измерений оцениваются человеком, а не машиной, вариация может стать очень существенной и ее будет трудно контролировать.

Пример. Частота сердечных сокращений (ЧСС) у плода часто оценивается с помощью аускультации, которая подвержена ошибке. Электронный прибор показывает истинную ЧСС. Необычно высокая или низкая ЧСС указывает на гипоксию плода и, возможно, на необходимость более раннего родоразрешения.

Сравнивали ЧСС плода, оцененную с помощью аускультации и при электронном мониторинге. Когда истинная частота сокращений находилась в пределах нормы, ее значения при аускультации равномерно распределялись около истинного значения, т.е. присутствовала только случайная ошибка. Однако при патологически высокой или низкой истинной ЧСС ее значения при аускультации оказывались ближе к норме. При низкой ЧСС имелась тенденция к завышению, а при высокой — к занижению истинного значения ЧСС.

Это исследование иллюстрирует как случайную, так и систематическую ошибку в клинических наблюдениях. В данном случае смещение в сторону нормальных значений могло возникнуть из-за склонности медицинского персонала надеяться на то, что с плодом все в порядке и незачем предпринимать активное вмешательство, основываясь только на данных о слишком низкой или высокой ЧСС.

Вариации, обусловленные измерением, возникают также потому, что измерения проводятся на выборке, которая может быть неадекватна общей популяции. Часто включенная в выборку доля общей популяции очень невелика. Например, образец ткани, полученный при биопсии печени, соответствует только 1/100000 части всей печени. При исследовании такой малой части целого вероятность отличия одной пробы (выборки) от другой весьма существенна.

Если измерения выполняются в разных условиях (разные лаборатории, персонал или методы), то некоторые результаты могут быть невоспроизводимы и/или систематически отличаться от истинных значений, способствуя разбросу получаемых данных.

Биологическая вариация

Вариация возникает также вследствие биологических изменений в организме, которые происходят с течением времени. Большинство биологических параметров изменяется во времени. Измерение, проведенное в определенный момент времени, представляет собой выборку из всех возможных измерений в течение данного периода и может давать результат, не соответствующий обычному значению показателя.

Пример. Оценка частоты желудочковых экстрасистол помогает решить вопрос о необходимости лечения и судить о его эффективности. По практическим соображениям врачи часто производят эту оценку при относительно коротком наблюдении, например, определяя пульс за 1 мин или просматривая ЭКГ (запись в течение 10 с). Однако у одного и того же больного частота экстрасистол варьирует в течение времени. Для того чтобы получить более представительную выборку частоты экстрасистол, иногда используют холтеровское мониторирование ЭКГ. Тем не менее даже продолжительный мониторинг может давать ложные результаты.  В течение 3 сут частота экстрасистол варьировала от менее чем 20 в час до 380 в час в разные дни и в разное время суток. Авторы сделали вывод: «Чтобы при сравнении только двух мониторных записей ЭКГ, сделанных в течение 24 ч, отличить снижение частоты желудочковых экстрасистол, обусловленное лечением, от биологических или спонтанных вариаций, снижение частоты должно превышать 83%».

Вариация возникает также из-за имеющихся индивидуальных различий между людьми. Биологические различия играют существенную роль во многих ситуациях. Например, в нескольких исследованиях показано, что регистрируемый при однократном случай-ном измерении высокий уровень артериального давления, хотя и может быть результатом вариации, однако все же связан с последующим развитием сердечно-сосудистого заболевания.

Общая вариация

Эффекты различных источников вариации накапливаются. Вариация, обусловленная измерением, здесь относительно невелика, хотя диапазой различий оценки давления разными наблюдателями достигает 12 мм рт.ст. С другой стороны, у каждого пациента артериальное давление сильно меняется в течение дня, так что результат, полученный при любом однократном измерении может не отражать обычный его уровень. Эта вариация носит по большей части неслучайный характер: давление повышается в период бодрствования, при возбуждении, во время посещения врача. Конечно, в первую очередь нас интересует, как значения артериального давления у данного пациента соотносятся с уровнем давления у лиц, составляющих контрольную группу, особенно, если речь идет об осложнениях артериальной гипертензии или оценке эффективности лечения.