医学科研设计方法.ppt

医学科研设计,流行病与卫生统计学 张莉娜,科学研究,1.R&D Research and Development 增进知识，利用知识 2.主要内容： 创造知识创新、发明、发现、探索未知 整理知识分析整理、鉴别和运用，使知 识规范化、系统化。 3.科学研究是一个继承与创新的过程 是从自然现象的发现到技术发明的过程 是从原理到产品的过程 是从基础理论研究到应用研究发展研究的过程,科学研究,研究是探索事物的真理、性质、规律等活动，通过创造性的探索活动达到： 不知变为知 知少变知多 知其然变知其所以然 技术上的无变有、不能变能,科技本身需不断发展和提高，科研工作是推动科技进步的重要手段，科研方法必须得到重视，科研方法本身也是一门学科。 任何科研成果的获得都离不开科学的科研方法。,科学研究,开展医学科研的意义,实施自主创新战略，建设创新型国家的需要 疾病谱发生改变 科学技术进步 其他：晋升等,医学科研的任务,阐明疾病的发生发展机制 探索疾病预防和治疗的方法 医学理论和学说的验证和发展 揭示生命现象的本质,7,研究对象的特殊性安全性 研究方法的困难性 研究内容的复杂性：临床研究要考虑有无毒副作用；动物实验要考虑接近人体条件；研究中的影响因素复杂。科研设计中都要考虑 以社会效益为主： 防治疾病是医学科研的最高目的 统计分析的艺术性、精确性,医学科研的主要特点,医学科研的基本要求,创新性 具有前沿意识，关注研究领域的进展和动态 学术积累 善于思考、善于发现 科学的思维方式 可行性,医学研究中的基本伦理学原则,尊重原则 无害有益原则 医学目的性原则 科学性原则 公平合理原则,项目类别（按性质）,基础研究 探索未知、认识自然现象、揭示客观规律， 不具备特定的商业目的 推动社会进步、 一旦重大突破、对社会、经济影响巨大 只讲世界第一、不讲国内第一 以发表论文的水平及被同行引用的次数为评价的标准,项目类别（按性质）,应用基础研究 是应用研究中的基础性工作,围绕重大或广泛的应用目标 探索新原理、新方法，开拓新领域的定向研究 医学科研项目/课题多属此类研究（防病治病、优生优育和人类健康） 应用研究 应用目的明确、为进一步发展某一技术、 提高生产率 解决疾病的诊断、治疗、预防、控制、康复等问题 开发研究 是科学知识转化为生产力的主要环节 技术革新、工艺改造、产品更新,项目类别（按来源）,国家级项目 部委级项目 地方级项目：省、市厅局级科研课题 国际合作研究课题（含国际基金） 单位科研基金项目 其它项目：自选,国家自然科学基金的主要种类,常规基金： 面上项目（青年基金和地区基金） 重点项目 重大项目 杰出青年基金 特殊基金： 主任基金 专项基金 创新群体基金 合作基金（海外，港澳）,省市相关科研项目,省级科研课题 省自然科学基金课题 省科技攻关项目 厅局级科研课题 卫生厅科研课题 中医药管理局科研课题 市社会发展项目 市自然科学基金 市卫生局科研课题 。,医学科研的基本程序,医学科研是以课题来具体展开的 课题是为解决学科专业问题，形成具有具体目标、具体设计和实施方案的科学研究的最基本单元。,实施研究计划,统计分析总结归纳,研究设计,撰写论文、发表,医学科学研究的步骤,选题,研修文献，综述,科研只有金牌冠军No.1;没有银牌亚军No.2. 目的明确;构思新颖;(立题)依据充分;(实验)方法恰当. 选题-凝练好科学问题(提出明确的科学问题),如何选题,选题得当,可以起到事半功倍的作用。 选题应遵循三个原则：在学术思想上具有创新性，在生产实践中具有应用性，在研究领域里具有前期积累性 研究生选题时尽可能与导师的研究方向取得一致,以便获得导师的帮助和支持,如何选题,选题的方法,项目指南中选题 医学实践中选题：基于实际工作需要 学科发展前沿选题 学术争论中选题 来源于文献资料 在已研究课题中扩大选题：基于既往的研究工作 学科交叉的边缘区选题 机遇选题,查阅文献来寻找更准确的研究切入点 从阅读中把握前人已作了哪些研究,研究到什么程度,哪些问题尚未得到解决,哪些领域还存在进一步研究的空间,进而了解还有什么需要进一步探讨 文献具有一定的滞后性，我们可以通过参加研讨会加以补充 自己能做什么,如何选题,研修文献，撰写综述,综述性文献，一般是不超过三年以前发表的论文 :回顾，评论某个领域在最近或者过去的一段时间里的研究情况 参考文献去找出更多的参考文献 根据作者和关键词去检索 充分利用网络资源，常常可以事半功倍,研读并整理文献,精读重要的文献，泛读次要的，对于一般的文献只需阅读摘要和结论部分。 阅读文献应该是与文献的检索过程同时或者是交错进行的。在阅读文献的同时就应该根据在阅读过程中出现的新的检索要求去检索新的文献 ,检索到文献的同时就应该开始进行文献的阅读 重要文献是“研读” , “批判”和“怀疑”的眼光总结出作者的用意和提炼出自己的观点 ,注意对同一问题几种不同观点的资料和对某一问题研究最新的资料和成果等加以比较 ,萌生自己的想法 我们在读了大量文献之后或者过程中就会产生很多灵感，但是，过了之后，就容易把它们忘记了。一般要采用做读书笔记的办法。什么期刊，第几期，哪个作者，什么地方有关于什么问题的什么论述，它对于我即将做的论文有什么参考作用,制定研究方案,制定一个按部就班的日程表 研究计划它一般包括时间规划、实验方案、实验评价等内容 在研读文献和调研的基础上可以做出初步的研究方案，然后可以向导师汇报，征询意见 可以与其他人交流等手段开拓思维，反复思考，修改补充完善研究方案,制定研究方案,要尽可能地按计划实施预定的研究方案，以求得预期结果。即时间规划是研究方案有序进行的有力保证。所以，我们要规划好研究工作每个阶段的任务量和时间分配。,研究内容适当（做什么，讲“故事”）,针对研究目的（假说）决定研究内容 避免研究内容不足以得到预定目的 避免研究内容超越预定目的 小心求证: 避免证据不足,内容单薄肤浅 要小题大做，深做， 不要大题小做，浅做,设计方案,描写科学研究课题设计（design）的基本方案常需应用下列名词：干预试验或临床试验，随机对照、非随机同期对照或历史性对照，前后对照、交叉对照试验或安慰剂对照，单盲或双盲，横断面研究或诊断试验研究，病例对照研究或队列研究，成本一效果分析或成本一效用分析等。,医学研究方法,生态学研究 个案调查 描述性研究 常规资料分析报告 普查 现况研究（横断面研究） 抽样调查 观察法 典型调查 （调查） 病例对照研究 方向不同 分析性研究 队列研究（随访研究） 巢式病例对照研究 多阶段符合设计研究 病例队列研究 病例病例研究,临床试验：随机对照试验 实验法 实验室实验 ：动物实验 社区试验：类实验、半试验 理论性研究（数学模型研究）,研究方法,分配暴露,对照,研究对象,试验组 (干预组),对照组,发病时序,工作时序,（一）实验性研究,科研设计的基本要素,处理（暴露）因素 研究对象 效应指标,处理因素,性质 可为生物、社会及心理因素；外部强加、人体内环境 强度 即所使用的药物或措施的总量、次数、每次的剂量、疗程的数量等，应通过查阅文献和开展小规模的预试验找出适宜强度。 实施方法 在获得研究因素的基础上制订出使用常规和制度。（标准化、纠正）,研究对象,选择研究对象的标准 应根据国际疾病分类和全国性学术会议规定的诊断标准来选择患者。 如某疾病尚无公认的标准，可自行规定。此时应尽量采用客观指标。 设计时还应规定纳入标准和排除标准。,选择研究对象时的重要注意事项,入选的研究对象确能从科研中受益 研究对象的代表性：好 研究疾病的发病率：高 研究对象的依从性：好 志愿者的选择：（假阳性）值得探讨。,效应指标,选择效应指标的要点 关联性：指标与目的有本质上的联系 特异性：易于揭示本质，且不受干扰影响 客观性：客观记录的指标 真实性：敏感性 可靠性：稳定 指标的分类 计数指标 计量指标 等级指标 指标的数量 制定效应指标观察常规,临床试验设计的原则,随机化 随机抽样：调查 随机化分组：实验研究 对照：比较 重复：样本含量 盲法：排除主观偏倚,随机化分组,目的 将研究对象随机分配到实验组和对照组，以便两组具有相似的临床特征和预后因素，即两组具有充分的可比性。 方法 完全随机分组：单纯随机 分层随机分组：按特征分层 整群随机分组：以团体为单位,完全随机分组,分层随机分组,总体,层,层,层,可按年龄、性别、种族、教育水平等分层,在各层内再进行前述的简单随机分组,对照的类型,有效对照（标准疗法对照）：最常用。 以公认有效的药物、现有的标准方法或常规方法为对照。 适用于对已知有肯定疗效的治疗方法的疾病进行治疗研究。 安慰剂对照 对照组使用安慰剂（无有效成分、与药物相同） 适用于所研究疾病无有效药物且安慰剂对病人无影响 自身对照：消除内外环境的影响,节省样本 空白对照 交叉设计对照：节省一半样本,医德,交叉设计对照,足够长,自身对照,比较,已知结果,重复原则,目的：消除处理因素影响 样本含量的大小：公式、查表、凭经验 重复次数,保证研究结论具有一定可靠性的前提条件下，科学估计样本含量,盲法,单盲 (single blind),双盲 (double blind),三盲 (triple blind),开放试验 (open trial),不可能实现盲法 外科手术 锻炼 饮食 教育 ,实验性研究的数据分析方法,计量资料：t检验及方差分析 分类资料：2检验,目标人群,（二）队列研究,工作时序,队列研究的种类,研究开始,暴露,非暴露,追踪收集资料,前瞻性,暴露,非暴露,追溯收集资料,历史性,继续追踪收集资料,双向性,现在,队列研究类型示意图,过去,将来,队列研究数据的分析程序,卡方检验,目标人群 （研究对象）,（三）病例对照研究,非匹配成组病例对照研究,病例组,对照组,某些特征,病例与对照匹配 频数匹配 (frequency matching),病例与对照匹配 1:1个体匹配 (individual matching),某些特征,配对 (pair matching),病例与对照匹配 1:R个体匹配 (individual matching),某些特征,1:2, 1:3 1:R,病例对照研究数据分析程序,（四）横断面（现况）研究,按照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收集特定时间内有关变量、疾病或健康的资料，以描述疾病或健康状况的分布及某因素与疾病的关联。 进行现况研究时，疾病或健康状况与发现的某些因素或特征是在一次调查中得到的，即因与果是并存的，因而在病因分析时只能对病因提出初步线索，不能得出有关病因因果关系的结论。,随机抽样方法,（1）单纯随机抽样：是最基本的抽样方法，也是其他抽样方法的基础。即先将被研究的对象编号，再用随机数字表或抽签、摸球、电子计算机抽取等进行抽样。此法只能用于数目不大的情况下，如几万人的调查就很难用单纯随机抽样。,随机抽样方法,（2）系统抽样 ：此法是按照一定顺序，机械地每隔一定数量的单位抽取一个单位，又称间隔抽样或机械抽样。本法常用于调查研究，优点是简便易行，样本的观察单位在总体中分布均匀，一般情况下，比单纯随机抽样法的抽样误差小。,随机抽样方法,（3）分层抽样：即先将研究对象按主要特征（如性别、年龄、职业、教育程度等）分为几层，然后再在各层中进行随机抽样，这样就保证了各层至少在重要的有关因素方面取得均衡。 分层随机抽样又分为两类： 按比例分层随机抽样：各层内抽样比例相同。 最优分配分层随机抽样：按照一定的要求，各层内抽样比例不同，如在一个较大地区调查儿童身体发育的某项指标，可划分平原、山区、沿海等几个层，再按各层比例确定随机抽样的数量。这样就可使每层中观察值的变异度小些，样本的代表性加强，多层间还可作比较分析。 要求：层内变异越小越好，层间变异越大越好。,随机抽样方法,（4）整群抽样：用此法抽样时，可抽到的不是个体，而是由个体所组成的集体或群体。如村、车间、班级、连队、居民小组等。这些群体是从相同类型的群体中随机抽出的，被抽到单位的所有成员都是研究对象。,随机抽样方法,（5）两级或多级抽样：又称多阶段抽样。这是大型调查时常用的一种抽样方法。 例如某学校有9000名大学生，15个系。每个系的学生数相差不多。如要调查600名学生，抽样方法如下：先自15个系随机抽取2个系，再自这2个系随机抽取300名学生，这就是两级抽样。 此法应注意多阶段的连续性。各阶段抽样方法多用单纯随机抽样法，亦可几种抽样法结合使用。,抽样误差：整群 单纯系统分层,调 查 表 的 基 本 结 构,1.题目 2.调查与填表说明：简明、亲切、谦虚、诚恳 *调查者身份、调查目的 必要时：填写方法、要求，致谢、匿名保证 3.主体内容 指导语：简明易懂 卷首：填表说明 卷中：针对特殊问题所做出的特定指示,调 查 表 的 基 本 结 构,问题和答案： “封闭式”问题将各种可能的答案列在调查表上由回答者选择其中一个答案。便于分类编码和资料的计算机处理。 “开放式”问题被调查者对问题的回答不受限制。适合难于限定答案尺度的问题。 编码调查表在每个问题后留出编码用方框。,调查表的基本结构,4.核查项目：时间记录和调查员签名；可核查调查员的调查质量。 试用与修改：正式开始调查前应对拟好的调查表进行预试验，以确定调查表的可行性。 信效度评价,调查表设计的要求及注意事项,调查表问题的排列 先易后难，先一般后隐私（敏感），多客观事实、行为，少主观感觉 同类问题放在一起 时间顺序 封闭式问题在前，开放式问题在后,描述性研究的数据分析方法,t检验及方差分析 2检验 相关或回归分析,（筛检）,（治疗）,（诊断）,筛检与诊断步骤示意图,实际患病者,可疑有病但实际无病者,无该病,定期,治疗性 干预,（五）诊断与筛检试验的评价,确定“金标准” 选择研究对象 确定样本量 试验结果与金标准分类结果比较,诊断试验的研究设计要点,1.确定“金标准”,金标准：指可靠的、公认的、能正确地将有病和无病区分开的诊断方法。,冠心病: 冠状动脉造影 肿瘤: 病理学检查 不明原因的腹痛: 手术探查,金标准具有创伤性，因此探求一些新的诊断方法（诊断试验），并比较其与金标准的差别、得失及推广价值有现实意义。,2. 选择研究对象,病例的代表性：临床各型 ( 轻、中、重 ) 临床各期 ( 早、中、晚 ) 有无并发症,对照组,* 健康人 * 未患该病而患其他疾病的病人,病例组,待评价筛检试验的灵敏度 待评价筛检试验的特异度 容许误差：0.05或0.01,3、样本含量估算,当灵敏度和特异度均接近50%时，可用近似下列公式计算样本量。 当灵敏度或特异度小于20%或大于80%时，因其趋向偏态分布，可用下列公式计算样本量。,灵敏度用于估计病例组人数，特异度用于估计对照组人数。 两组样本量都至少在30例以上，才能保证结果受机会影响的程度在可接受的范围内。,4.诊断试验评价 4.1.确定试验的阈值,均数加减标准差法： 正态分布时 均数2倍标准差 百分位数法：偏态分布或分布状态不明时，5%95%为正常。 临床判断法 ROC曲线法,ROC曲线受试者工作特性曲线,诊断性试验用计量资料表达结果时，将测量值按大小顺序排列，可用任意测量值作为正常与异常的阈值计算敏感度和特异度。ROC曲线能将每个敏感度/假阳性率(1-特异度)对子，用图形表示出来，直观地表示整个敏感度/特异度变动范围及其特征。 ROC曲线下面积应在0.51.0之间。 0.5：准确性较低 0.7：准确性中等 0.9：准确性较高 对ROC曲线下的面积应作显著性检验。,ROC曲线：确定试验最佳诊断阈值（图中最接近左上方的A点）,CPK和EKG诊断心梗ROC曲线比较,假阳性率,真阳性率（灵敏度）,比较两种或两种以上试验的价值,目标人群,诊断试验的评价程序,4.2 诊断试验的评价,评价：真实性、可靠性、实用性,诊断试验的评价,特别提醒,尽量选择论证强度高的设计方案 实验法队列研究病例对照研究、横断面研究叙述性研究 注意研究对象的样本量 具体的公式进行计算。 一般来说,对照组的样本量应试验组的样本量。 前瞻性的研究课题,增加10%。 真正做到随机 随机抽样和随机分组,你打算做什么？ What do you intend to do? 你的工作为什么是重要的 Why is the work important? 已经做了些什么？ What has already been done? 你将如何进行你的工作？ How are you going to do the work?,开题报告（课题研究计划书）,1研究计划需要回答的问题,(1) 首页（简表） Face page （课题名称、申请人的个人资料、 课题组成员名录）。 课题名称勿超过规定字数 (2) 目的：陈述申请书中提出的研究项目拟达到何种目的和/或验 证何假说。具体的特殊研究目的，1、2、3 What do you intend to do? (3) 意义：选题的背景；复习和评价现有的知识（国内外研究概况) ；结合研究目的，提出本课题研究拟填补的空白或发展, 创新的内容并说明其重要意义；结合假说形成的科学思 维过程及主要科学依据，陈述本课题研究的合理性及预 期结果的可及程度。 Why is the work important?,2.开题报告（研究计划书）的基本组成部分,（4）实现申请课题目标已具备的条件： 提供申请人本人或课题组有关的研究工作基础，以及提供任 何能说明申请人及其课题组能胜任该课题研究任务的资料； 已有的主要试验设备；已掌握的有关研究技术力量或建立新 技术的能力。 What has already been done? （5）研究内容：核心是实验设计和方法: 研究内容、技术路线、实验 计划、方法和步骤，以及分 析和解释资料的方法；如果涉及 新的技术和方法，应作较 详细的陈述，并说明比已有的方法的优越性；讨论潜在困难 和限制，以及在遇到困难时可采用替代途径和措施。 How are you going to do this work? （6）其他：研究进度；预期成果和提供成果的形式；经费概算； 申请者，参加者与合作者的分工,项目申请书的主体部分 -报告正文,为什么要做(why)？即立项依据是什么。 要做什么(what)？即研究目标、研究内容以及拟解决的关键问题是什么。 怎么做(how)？即采用何种研究方法、技术路线、实验手段和关键技术等。,报告正文,凭什么做？即有怎样的研究基础、工作条件以及项目组成员等。 突破点和创新之处是什么？不同于别人的问题、方法和技术等。 预期能做出什么？论文、专著、技术报告等。 需要什么条件？经费预算。,立项依据,确立项目的科学依据:通过对国内外相关最新研究的进展总结，提出科学问题，也就是立项依据。另外也要将自己的相关研究进展巧妙融合进去，表明自己的研究工作是在国际的最前沿，不同于别人的问题、方法和技术等，具有很好的创新性。研究内容要将具体开展的工作以及拟解决的关键阐述好。引用的文献要比较新，要高水平刊物发表的相关工作等。 包括项目问题的提出、科学意义、国内外发展动态、相应的主要参考文献,科学意义,要明确该问题的解决对推动相关学科有什么样的科学价值，要从学术价值和应用前景的层面上来阐述。 其中，是否具有创新意义是关键，应充分阐述清楚。 此外要表述对科技、经济、社会发展的重要意义或应用前景。,国内外发展动态及相应的参考文献,申请者对申请项目所涉及研究领域的国内外研究状况应有充分了解，在申请时要对国内外研究现状、学术前沿、进展程度、发展趋势、同行研究的新动向等加以阐述，并附主要的参考文献。 参考文献的著录并非简单拼凑，应是完整说明立项依据的有力辅证，应尽可能是最新的(经典文献可略有涉及)、同行业内较权威的。 项目论证，不是领域论证,1)研究目标：说明本项研究最终期望要达到什么目的，是总体的表述与概括。 目标要有限，重点要突出，鼓励“小题精作”，反对“大题小做”,研究目标、研究内容以及拟解决的关键问题、特色和创新,2)研究内容,申请书的重中之重。是研究目标的具体体现与分解，是研究题目的细化与解释，阐明了本项目到底要研究什么具体科学问题。研究内容的论述总结为：有限目标、抓住关键、重点突破、力求创新。 要明确该问题的解决对推动相关学科有什么样的科学价值，要从学术价值和应用前景的层面上来阐述。其中，是否具有创新意义是关键，应充分阐述清楚。此外要表述对科技、经济、社会发展的重要意义或应用前景。,撰写时应注意,内容不宜过多或过少; 各内容之间尽量相对独立，而不是相互包含; 内容要明确、具体不空泛，不是框架性的东西，要具体到问题层面上; 创新是基础研究的本质所在，应尽可能地体现创新之处，如功能、手段、概念、问题或方法等。,3）拟解决的关键问题,可理解为科学问题的核心。 只要把这一点或几点(23点)关键问题解决了，所涉及的其他各个问题及整体问题就可迎刃而解了。,4）特色和创新之处,即在本项目研究领域中申请者与国内外同行所不同的，也即前人未曾有过的新学术思想、新问题、新理论、新的研究方法、手段或技术。,明确、具体、精炼,研究方案、技术路线及可行性分析,主要阐述实现研究目标的方法、技术、实验手段和关键技术。关键技术和创新技术要描述详细、清晰、明确、具体，必要时加以公式、流程图等直观说明。,示例（调查）,调查对象： 调查方法： 调查内容： 统计分析方法：运用SPSS 13.0软件建立数据库，组间比较运用2 检验，影响因素的分析运用logstic回归。,可行性分析,对研究方案、技术路线是否能顺利进行作一说明，要有理有据，要正确、合理、可行，同时应具有创新性，使评审专家相信你设计的方案或路线是行得通的，能够完成你的预期目标。 突出：申请人在相关工作方面取得的业绩包括：基金、高水平论文、专利、国际或国内评价等，表明申请人具备完成该项目的能力。,研究基础、工作条件、预期成果、项目组成员、经费预算等,工作条件：办公实验条件、资料设备、项目组成员以及有助于申请者完成项目的多方面扶持政策均可作为工作条件来填写。办公实验条件的完备、资料的完整是项目得以实施的必要条件。 研究基础：申请者及主要参加者所做的与本项目有关的既往研究基础、工作成绩则是项目完成的有力保障，申请者应尽可能提炼并如实反映，这些都是项目评审的重要依据。,研究成果包含：成果内容、形式、数量，需明确、具体和可检查 成果内容：回答在哪一个或几个问题上将取得进展并获得成果 成果形式：说明以什么样的载体来反映取得的研究成果 成果数量：要说明涉及到的成果数量,预期研究成果和形式,