医学与生物学科研设计方法学科研程序与步骤

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1、第三章 科研程序与 步骤 第一节 科研程序与准备 一、提出问题 结合日常临床、科研、教学和读书过程中碰到的问题，通过联想、比较，形成初始意念。这种意念具有突发性、偶然性和瞬间性，一逝即过，研究者要善于捕捉。研究者要培养自己敏锐的观察能力和勤于思索的习惯，善于发现问题，提出问题。 二、文献检索通过查阅文献，了解拟选课题的研究现状和进展 、已解决的问题、存在问题和争论焦点、研究动向和 发展趋势。三、建立假说1. 建立假说就是确立有待证实的理论认识，前提： 符合自然科学基本原理； 基于以往科学资料； 具有个人的初步实践经验体会； 可被重复验证三个基本要素处理因素受试对象效应指标四、选择试验方案三点注

2、意 应围绕假说内容，力求用简便手段证实科学假说； 构思合理、巧妙； 选择的实验手段要从科学逻辑上考虑和推敲。题目的内容应能直接反映上述三个要素及其联系。 体现简明、具体、新颖、醒目处理因素 + 受试对象 + 预期效应六、课题报告五、确定研究题目科学研究的具体步骤定 义 研 究 问 题文 献 综 述形 成 假 设研 究 设 计工 具 设 计 和 抽 样资 料 收 集 与 分 析结 论修 正 假 设第二节 科研设计与试验一、基本要素受试对象处理因素（数目、强度、方法标准化）效应指标（数目、客观性、标准化） 二、科研设计选定一个起点高、设计周密、指标合理 、科学性强而又切实可行的实施方案是取得高 水

3、平研究成果的关键。 （一）选择合适的研究对象1. 选择合适的样本 2. 遵循对照、随机、重复的原则 3. 最大限度控制误差（二）注重统计学设计三、试验设计的对照原则（一）对照的意义对照就是设立条件相同和诊断一致的一组对象，接 受某种与试验组不一样的措施，观察两组结果间的差 异。其中用于对照性比较的一组叫对照组。目的是排除自然变异和非处理因素对观测结果的 影响；揭示处理因素的真实效应；并可筛选主要有效 因素，验证试验方法，修正试验数据，找出最佳条件 和问题及原因。（二）对照的原则保持组间一致性（观测对象、试验条件、操作或观测 方式、时间选择）消除心理影响均衡组间例数谨慎选择自身前后对照四、试验设

4、计的随机化原则随机化是指在抽样研究中总体中每个单元都有 均等的机会被研究者抽取为样本（包括随机抽样和 随机分组），其意义是： 随机可以消除选择性偏倚。即消除由于选择研 究对象不当而使研究结果偏离了真实情况的偏差。 随机可以增加观察组和对照组之间的可比性。 随机研究经统计学处理可以得到可靠、真实的 结果。 目的1. 尽量使抽取的样本能够代表总体，缩小误差； 2. 各组之间样本尽量一致，消除或缩小组间差异； 3. 使试验资料符合数理统计处理的要求。适用条件1. 用于试验对象的分组； 2. 用于施加于各组的处理因素的操作顺序； 3. 对凡能影响试验结果的非试验因素和条件，也都要注 意随机化，以保证组

5、间的均衡性和齐同避免偏差。 随机化的方法掷币掷骰子抽签查随机数字表 重复，是指按科研设计确定的研究对象的例数或试验次数要达到一定的数量，是消除非研究因素影响 的重要手段。通过重复可显示试验的一致性和稳定性，提高结果的可靠性和真实性。五、试验设计的重复原则单盲法受试者双盲法受试者、研究者三盲法受试者、研究者、资料分析人员六、试验设计的盲法原则七、试验设计方法试验设计是医学科研中很重要的环节，是其好坏 直接关系到科研工作的成败。（一）试验的类型和基本要素1. 试验类型 （1）预备试验（导向性、观测性、筛选性） （2）决定性试验（检验假说的准确性，是总结性试验） （3）正式试验 2. 试验的基本要素

6、 （1）处理因素（数目、水平、标准化、确定非处理因素） （2）试验对象（一般要求和特殊要求） （3）试验效应（客观、特异、灵敏、精确）1. 试验误差：就是实测值与真实值之差，样本统计量与总体参 数之差。抽样误差感官误差条件误差（试验条件，常见于历史对照）分配误差（分组）非均匀误差（抽样不均匀）顺序误差过失误差估计误差系统误差随机误差（二）试验误差和偏倚的控制2. 误差的控制随机化均衡化交叉试验重复试验 3. 偏倚及其控制 (1)选择性偏倚 是由于纳入观察对象的方法不正确产生的， 例如两组的年龄差异大。可通过：拟定明确的、可操作性强的对象选择标准；正确设立对照；结合对象的特征分层研究；均衡影响结

7、果的非研究因素。选择性偏倚为共效应关系（2）测量性偏倚 常见情况：对照组的对象接受了处 理因素的沾染，与试验结果差值的缩小；试验组除 接受处理因素外，还接受其他有效措施，扩大了试验 组结果与对照组的差值。防止的方法：贯彻盲法原则；采取单盲法、双盲法、三盲法。定期检查研究计划的实施，培训研究人员，核对 结果记录。做好研究对象的工作，注重医德，保证研究中有良 好的应急措施、护理条件和相应辅助治疗，争取研究 对象积极配合并同意在试验中按规定接受处理措施。 进行试验前，研究者和试验对象应签订合同。 （3）混杂性偏倚 由于与研究因素同时并存的非试验因 素的作用影响到观察的结果，造成混杂因素的偏倚， 称混

8、杂偏倚。混杂因素是指与研究变量和结局变量均有关系，并 且不是这两者间的中间变量的因素，会对你所研究的关联产生影响， 夸大或掩盖真实的关联。流行病学设计中通常要将此类因素进行匹配 和调整，以发现真实的关联。混杂常常为共病因关系例如，许多研究表明血清甘油三酯含量与冠心病 危险性相关，即甘油三酯含量愈高，冠心病危险性愈 大。有的医师以此筛选危险人群，认为甘油三酯是冠 心病的独立病因，降低甘油三酯将有助于预防冠心病 。但冠心病还与其他因素有关，特别是血清中高含量 胆固醇和低含量高密度脂蛋白，它们常与冠心病同时 发生。当两种疾病（或事件）（B、C）都与某因素（A）有联系，则这两种 疾病存在统计学上的联系

9、，这两种疾病（或事件）的联系是间接的联系 。如：冠心病与肺癌都与吸烟有关，于是冠心病与肺癌的发病率也出 现了相关，治疗冠心病并不会减少肺癌发病率。这种间接联系的出现，系因吸烟与两种疾病都有关，而其本身又是 一个病因的混杂（混淆）因素。冠心病肺癌吸烟ABC直接联系间接联系病因与疾病的联系 两个(多个)事物或变量间存在着统计学相依性的程度称 联系(association)。联系不一定是因果关系，判断一种疾 病与变显和特征是否有联系时。首先要判断是否有统计学联 系，然后再判断联系的性质。统计学联系有三种情况：是 人为联系；二是间接联系；三是因果联系。 1人为的(虚假的)联系 2间接联系：(1)间接虚

10、假联系；(2)间接病因联系 3因果联系(直接)：如Vitamin C 与坏血病。1）沾染：对照组接受试验组的处理措施，提高了对照组的有效率，造 成试验组和对照组间差异缩小的假象。 2）干扰：试验组从试验外接受了对试验因素有效的药物或措施，提高 了试验组的有效率，扩大了两组间的差异。 3）依从（compliance）和非依从（noncompliance）：受试对象对于干 预措施及试验过程的执行程度称依从性。未按照研究人员的规定方 案执行称为非依从性。 4）失访：受试对象在试验过程中由于各种原因退出试验称为失访。在 试验中，部分受试对象可能由于对处理措施不满意等原因而退出试 验。失去受试对象的信息

11、可导致过高地估计治疗效果。失访率应在 20%以内。 5）检查和诊断结果的不一致：重复检查的不一致率过高将会影响到研 究结果。因此，有必要对检查结果的一致性进行分析评价，可用 kappa检验。 6）观察记录的失误：设计时应明确规定记录的方式、时间及记录的人 员，并规定经常定期检查记录的制度。 （4）控制偏倚的其他方法检查对象的依从情况定期检查研究记录估计试验方法、诊断标准、重复判断的一致性（三）试验设计的分类和特点1. 调查设计2. 试验设计实验研究临床试验第三节 结果分析处理与总结一、统计分析的步骤 数据整理 统计描述 统计推断 作出结论 二、资料的综合分析（案例 P.48） 1. 了解研究目

12、的、资料搜集情况、数据分析要解决的问题 2. 区分资料类型 3. 计量资料处理 4. 计数资料处理 5. 两个变量间的线性关系分析第一节 研究对象的选择标准、研究结果与基 线研究一、研究对象的选择标准 （一）研究对象的相关概念第八章 结果的测量与分析1. 目标人群（target population） 即研究结果能够适 用和推论到的人群。根据研究目的，选择目标人群 的范围最大。 2源人群（source population） 即按照一般定义和 计算能够产生合格对象的人群，需要从中排除不能 评定的对象、能够评定但不合格的对象以及因为资 料不全而无法分类的对象。 3合格人群（eligible po

13、pulation） 即按照严格定义 和计算纳入研究的合格对象群体，需要从中排除因 死亡、不合作、管理问题、保密性、自发无应答而 不能纳入研究的对象和因无法完成研究要求、资料 缺失而不能完成研究的对象。简言之，即为研究提 供资料且研究结果直接适用的一部分个体。 （二）样本的来源 1.疾病报告登记 主要指一些慢性病的发病与死亡报告 。日常医疗卫生工作的记录，包括门诊的病历、住 院病历、健康检查记录、病理检查、各种理化指标 检测及医学检验记录和有关科室的工作记录，如产 科的分娩登记或新生儿室的登记等。 2.疾病监测 为制订防疫和保健措施，考核其防治效果 而长期、连续地调查、收集和分析人群中疾病的动

14、态分布和影响因素，称为疾病监测（surveillance of diseases）。 长期观察人群发病、患病、死亡的分布动态，收集有关 发病、死亡资料； 暴发调查； 个案调查； 漏报调查； 死亡登记与死亡调查； 致病因子的分离与鉴定； 防治措施或干预措施的实施及效果评价； 有关环境因素、社会因素的调查； 人口统计调查及卫生资源、保健组织的情况资料等。 3.专题调查或筛查 专题调查或筛查获取的资料，如疾 病的病因学研究、干预措施的效果评价、疗效分析、 儿童智能及生长发育调查等。 4.现场 这里所指的现场是疾病发生、暴发、流行所在 的空间范围，可以是城乡社区或学校、工矿、企业、 宾馆、娱乐场所等。

15、 （三）选择研究对象的标准 1.诊断标准 应以公认的国际疾病分类标准或全国性学 术会议规定的诊断标准作为标准化的尺度来选择研究 对象，因为这些标准具有权威性，且与同类的研究结 果具有可比性。 2.纳入标准 应根据研究的目的，在采用诊断标准的基 础上制订适当的入选标准，即符合诊断标准且具备入 组条件的具体规定。 3.排除标准 当研究对象符合诊断标准时也未必都能选 作研究对象，如患者年龄太大或体弱、有其他合并症 、同时患另一种可能影响本试验效果的疾病时或者对 药物有不良反应等情况，都不宜选作研究对象 （四）研究对象样本含量的估计方法 1. 样本含量估计的基本条件 （1）第一类错误的概率，有单侧与双

16、侧之分，单侧为，双 侧为/2， 越小所需样本越大，一般取0.05。 （2）检验效能，即1-，是说明备择假设H1正确的能力。为 第二类错误概率，一般=0.1或=0.2，相应的检验效能为0.8 。值越大，检验效能越低，样本数量也越小。 （3）容许误差或差值，一般根据需要与科研要求由试验者 规定（常用专业上认为有意义的差值代替）。 （4）总体标准差或总体率，一般是查阅文献或做预试验得 到，亦可作合理的假设。2. 样本含量估计的注意事项 （1）多组设计时，一般要求各组间的样本含量相等。只有在某些特 殊情况下才考虑各组的样本含量不等。 （2）多种样本含量估计方法相结合。 （3）由于估算的样本含量是最少样本量，在受试者中可能有不合作 者、中途失访、意外死亡等，都会减少有效研究对象，故进行试 验时尚需增加10%15%。 （4）一般对