第25、26章设计概述

第二十五章医学科学研究设计概述

科学是人类逐步积累起来的、可被接受的、可验证的系统的分科知识体系。研究是一种有意识地对客观事物进行观察与分析的认识活动。科学研究是以科学的观点和方法，对未知事物进行探索、观察和分析，从而发展有关科学知识（理论和技术）的认识活动。第三篇医学科学研究设计医学科研主要以人体为研究对象，从生物、心理、社会与环境等多维角度，揭示生命运动规律，揭示疾病发生机制，探索有效防治疾病、促进人群健康，提高生命质量的有效方法、手段和技术。第一节医学科学研究的基本任务与特点一、基本任务

基础研究是揭示生命现象的本质和机制的研究；

应用研究是基础研究的延伸，是从理论到实际应用的桥梁；

发展研究是运用基础研究和应用研究的成果进行进一步的创新。医学研究的首要任务是创新！二、医学研究的特点1.伦理性医学研究过程中应该首先考虑人的利益以及相关的伦理道德问题。2.复杂性(1)个体变异大;(2)主观干扰大；(3)生物性和社会性；(4)自然环境影响因素的多样性。第二节医学科学研究的分类与研究方法一、分类按研究目的分为验证性研究和探索性研究；按研究对象分为社区研究、临床试验和实验研究；按研究时限分为前瞻性研究、回顾性研究和横断面研究；按研究指标分为单因素研究和多因素研究；按学科的属性分为基础医学研究、临床医学研究、预防医学研究和社会医学研究。按研究的意义分为基础研究，应用研究和发展研究。按研究的形式(采用的方法)分为：横断面研究观察性研究病例－对照研究(调查研究)队列研究动物实验实验性研究临床试验现场试验无人为干预措施有人为干预措施二、医学科学研究的方法1.唯物辨正法－指导科研活动最根本的思想方法。2.逻辑思维方法：比较的方法、分析和综合的方法、归纳和演绎的方法和类比的方法。3.具体研究方法：调查的方法、实验的方法、数学和统计学的方法以及一切医学专业所采用的方法。

第三节医学科研的基本程序与步骤一、选题：⑴提出问题；⑵查阅文献；⑶假说形成；⑷确定验证假说的方法；⑸立题。二、设计(制定研究方案)：围绕科研任务完成的需要，根据专业知识与数理统计方法的要求，事先制定周密的研究计划和实施方案称为科研设计。

专业设计可保证研究课题的科学性、先进性和可行性;

统计设计可保证专业设计布局的合理性和经济性，以及研究结果的可靠性和可重复性。研究设计内容中的三要素：1.研究因素：合理安排研究因素，严格控制非处理因素。2.研究对象：制定研究对象的标准，确定研究对象的数量。3.研究指标：确定观察指标种类、数量和观察方法。三、准备工作：课题的申报，人员、物品(仪器、试剂、药品)等的准备，预实验,开题报告。四、正式研究：研究方案的实施，搜集资料。五、整理、分析资料：科研统计。六、撰写研究报告：包括研究总结和研究论文。研究论文的质量取决于研究课题本身的学术价值，也依赖研究者的写作水平。论文撰写的基本要求：用词准确、表达清晰；行文规范、符合要求；层次清晰、便于审读；相互衔接、没有矛盾；排版美观、图文并茂。统计工作的步骤1.统计设计；2.搜集资料；3.整理资料；4.分析资料。第二十六章观察性研究设计1.描述性研究主要是对人群的疾病或健康状态在不同的人群、时间和地区的分别和强度进行真实推断和评估总体参数。(横断面研究)2.分析性研究的目的在于证实疾病的各种危险因素，估计它们对疾病的作用大小，并提出可能的干预措施，其主要任务是探索和验证病因假说。(病例－对照研究、队列研究)第一节调查研究概述一、调查研究的概念及其特点1.概念：在没有任何干预措施的条件下，客观地观察和记录研究对象的现状及其相关特征。2.特点：(1)被动观察研究对象及其客观存在的相关因素；(2)不设对照组；(3)不能用随机化分组平衡混杂因素的影响。二、调查研究的分类1.普查；

2.抽样调查；3.典型调查：有目的地选定典型的人或单位进行调查。第二节调查研究设计一、调查研究计划(一)调查计划1.明确调查目的；2.确定观察对象(总体)和单位(样本)；3.确定调查方法(普查、抽查)；4.确定调查方式(直接观察法、采访法)；5.确定调查项目并制定调查表；6.制定调查的组织计划；7.小范围的试点调查，以便检验和修改调查计划。(二)整理和分析计划1.调查表的接收和核查(完整性和逻辑性)；2.数据编码(事前编码、事后编码)和录入；3.设计数据分组(数量分组、质量分组)和整理表；4.数据汇总(手工汇总、计算机汇总)；5.数据分析计划(统计描述和统计推断)。二、常用的抽样方法(一)概率抽样方法概率抽样是指总体中的每个研究对象都有被抽中的可能，抽中的概率是已知的或可计算的。1.单纯随机抽样：按等概率原则直接从总体中抽取n个观察单位组成样本。（优点、缺点）2.系统抽样：先将总体所有观察单位编号排序，再按一定的间隔抽取一个观察单位组成样本。（优点、缺点）3.分层抽样：先将总体的所有观察对象按某种特征分成若干层，然后在每层中抽取一个子样本，所有子样本合起来组成调查样本。（优点、缺点）4.整群抽样：从总体中抽取若干群体，每个群体中的所有观察单位合起来组成调查样本。（优点、缺点）5.多阶段抽样：将整个抽样过程分成若干阶段进行。各种抽样方法的抽样误差大小为:整群抽样≥单纯随机抽样≥系统抽样≥分层抽样(一)非概率抽样方法1.偶遇抽样：将偶然遇到或容易找到的人作为调查对象。2.判断抽样：通过调查者主观分析来确定和选择调查对象。3.定额抽样：先根据可能影响指标的因素将总体分层，再根据各层对象所占的比例，进行配额抽样。4.雪球抽样：通过对少数现有观察对象的询问，找到更多符合条件的同类观察对象。三、调查表的制定与考评(一)调查表的制定原则1.以调查目的为依据2.考虑统计分析方法3.内容易于理解和回答(二)调查表的内容1.被调查者的知情通知：书面信和知情同意书。2.调查表题目；3.调查项目；4.备查项目；5.编码；6.作业证明记载；7.填写说明。见表26-1调查表举例(三)调查表的制定步骤1.设立专题工作组2.提出内容纲要，确定调查项目3.确定每个调查项目的提问形式和类型(1)开放式问题和封闭式问题(2)直接性问题、间接性问题、假设性问题4.确定每个问题的回答选项5.安排调查项目的排列顺序6.设计调查表草案，请专家初步评审7.预调查8.信度和效度的检验(四)调查表的考评1.效度考评效度是指调查表所得到的调查结果的准确程度，可分为内容效度、结构效度和标准关联效度。2.信度考评信度是值调查表所得到的调查结果的一致性和稳定性，可分为重测信度、分半信度、内部一致性信度。3.可接受性评价四、常用调查方法(手段)(一)问卷调查法1.自填问卷法(1)个别发送法(2)邮寄填答法(3)集中填答法2.他填问卷法(1)当面访问(2)电话访问(二)敏感问题调查法敏感问题是指涉及个人或单位的隐私或利益的问题，以及不便在公开场合表态的问题。1.改良问卷调查法：封闭式不记名自填式问卷法。2.随机应答技术：在调查过程中使用特定的随机化装置，使被调查者在一个预定的基础概率P情况下，从两个问题中选择一个问题进行回答，最后根据概率论的知识计算出有敏感问题特征的人所占的比例。两个相关问题RRT模型的计算：例26-1调查2000名女青年的婚前性行为，设红球和白球的比例为0.6∶0.4，通过调查，回答“是”的人的比例为0.48，则女青年中有婚前性行为的人的比例为：π的方差为：总体π的95％可信区间为：五、调查的组织实施与质量控制(一)调查的组织实施1.调查的组织2.调查的实施(二)调查的质量控制1.调查误差的种类(1)非抽样误差(2)抽样误差2.非抽样误差来源及其控制(1)设计阶段①调查指标选择不当②调查对象的范围划分不当③调查项目的定义不明确④周岁年龄计算不准确⑤未编制周密的逻辑检查与计算检查提纲(2)调查阶段①调查人员的工作态度不好业务水平不高②调查对象因故不在、故意躲避、拒绝回答、有意隐瞒、记忆不清等。(3)分析阶段在编码、录入、汇总和计算时发生的错误。第三节抽样调查的样本含量估计估计样本含量的目的是保证在一定精度和检验效能的前提下确定最少的观察单位数。估计总体参数时决定样本含量的因素为：(1)可信度1－α；(2)总体标准差(σ)

或总体率(π)的估计值；(3)容许误差δ。一、单纯随机抽样的样本含量估计1.估计总体率所需样本含量：有限总体的校正：例26－32.估计总体均数所需样本含量：例26－4二、分层抽样的样本含量估计(略)三、整群抽样的样本含量估计(略)

第四节横断面研究一、基本概念横断面研究是应用普查或抽样调查的方法，收集特定时间内某人群中有关疾病和健康状况的资料，以描述疾病或健康状况在地区、时间和人群中的分布规律，以及观察某些因素与疾病之间的关联，又可称为现况调查或患病率调查。二、研究设计要点（略）三、研究目的（用途）：（1）掌握分布，为疾病防治提供依据；（2）提供病因线索，为分析性研究提供依据；（3）疾病监测，分析疾病的长期变化趋势；（4）疾病防治效果的评价；（5）早期发现病人和治疗病人；（6）确定医学正常值；（7）确定高危人群；（8）为制定卫生决策提供依据。四、研究方法（一）普查1.概念：在特定时间对一定范围人群中的每一个成员进行的调查或检查。用于了解总体某个“时点”的某种情况。2.目的：（1）早期发现病人；（2）了解疾病的分布；（3）了解人群健康水平；（4）评价卫生服务利用等。3.优缺点：（1）优点：①发现病例，及时治疗。②普及医学科学知识；③提供疾病分布、流行因素或病因线索；④调查设计、实施和资料分析较为简便。（2）缺点：①工作量大，较为粗糙；②成本高；③不能得到发病率资料。4.普查的要求（1）时间尽可能短；（2）人群范围根据专业确定；（3）疾病要有简易而准确的检测手段和方法；（4）疾病要有可靠有效的治疗方法；（5）考虑人力、物力和设备条件。（二）抽样调查1.概念：从总体中抽取一定数量的观察单位组成样本，然后用样本推论总体，即用样本指标估计总体参数。2.优缺点：（1）优点：节省、快速、覆盖面大、细致。（2）缺点：复杂，要求个体差异要小，疾病发生频率要高。3.抽样调查的要求：（1）随机化抽样；（2）样本含量适当；（3）保证的代表性；（4）注意样本结果的真实性和可靠性。五、研究对象1.研究对象的确定视研究目的而定。2.研究对象数量的确定。(同前)例26－7例26－8六、资料收集1.收集资料的内容①个人基本情况；②职业情况；③生活习惯和保健情况；④身体状况；⑤妇女生育情况；⑥家庭状况；⑦环境资料等。2.收集资料的方法①面谈调查；②临床检查或其他特殊检查；③信函调查或电话访问。七、资料整理与分析1.核查：检查资料的完整性和正确性。2.整理：科学加工、分组、整理表。3.计算：有关统计指标。4.分析：统计学分析、理论分析。八、质量控制偏倚的来源及其控制

研究结果的误差：误差＝测得值－真值随机误差系统误差误差个体差异、抽样原因,无方向性，可以测量，不可避免。主客观原因，有方向性，可以测量、控制和避免。抽样误差?偏倚（bias）是指在研究的设计、实施、分析等阶段发生的系统误差造成的研究结果与真实情况的偏差。夸大真实值为正偏倚缩小真实值为负偏倚。偏倚可分为:选择偏倚、信息偏倚、混杂偏倚偏倚的概念选择偏倚是指选择的研究对象缺乏代表性，与目标人群存在的偏差。1.入院率偏倚在病例对照研究中，利用在一家医院就诊或住院病人作为研究对象时，由于入院率的不同而导致的偏倚。

控制办法：从多家医院随机选择病例，设一般人群对照。选择偏倚2.现患病例—新病例偏倚

新病例可较好地反应暴露情况，而现患病例多为老病例，暴露情况可以发生改变而产生偏倚。

控制办法：选择新发病例或组间均衡。3.检出征候偏倚由于暴露于某因素者产生了某种征候，从而到医院就诊，可较早发现患有某种疾病，比不暴露者提高了早期病例检出率，而且可错误地认为该因素和某疾病有关。控制办法：早、中、晚期病例组间均衡。4.无应答偏倚由于多种原因研究对象未对调查内容予以应答，造成参加应答组成的样本缺乏代表性所致的偏倚。（少数对象依从性差）控制办法：做好宣传工作，提高研究对象的依从性，减少漏检者和对敏感问题避而不答者。5.失访偏倚由于多种原因研究对象中途退出，破坏了原有样本的代表性。控制办法：尽量减少失访，失访率不超过10%。6.易感性偏倚特殊人群的易感性和一般人群的易感性不同所致。如果特殊人群的易感性比一般人群的易感性低，可得到暴露因素无害甚至有益的错误结论。控制办法：尽量避免采用特殊人群和一般人群作比较。7.领先时间偏倚由于研究对象的诊断和治疗时间先后不同造成。早期诊断和治疗的病例预后较好，生存期较长。控制办法：尽量采用同期病例或组间均衡。1.周密、严谨的科研设计2.研究者的工作应做到周到、细致、热情、耐心。选择偏倚的控制原则：信息偏倚是指在研究的实施阶段从研究对象获取信息时所产生的偏倚。1.回忆偏倚在病例对照研究中，两组对象在回忆的准确性和完整性上存在的偏差。

控制办法：两组所处的调查环境尽量相同。信息偏倚2.报告偏倚研究者由于某种原因故意夸大或缩小某些信息造成的偏倚。控制办法：严谨、实事求是的科研精神。3.诊断怀疑偏倚在队列研究中，由于研究者对暴露组更加重视，高度怀疑暴露组，使暴露组更易得到阳性诊断造成的偏倚。

控制办法：严谨、实事求是的科研精神，盲法。4.暴露怀疑偏倚在病例对照研究中，由于研究者对病例组更加重视，高度怀疑病例组与暴露的关系，使病例组更易得到暴露信息所造成的偏倚。控制办法：严谨、实事求是的科研精神，盲法。5.错误分类偏倚由于判断疾病或暴露的标准或方法不当，未能准确地判断患病或暴露所造成的偏倚。错误分类有均衡性和非均衡性之分。控制办法：制定正确的判断标准6.测量偏倚研究中使用的仪器、试剂、方法、条件不标准、不统一，或测量的指标不合理所产生的偏倚。控制办法：组间均衡。7.发表偏倚研究结果阳性的论文更易得到发表，使人们容易得到阳性的参考信息所造成的偏倚。控制办法：阴性结果同样发表（摘要）1.周密严谨的科研设计2.加强资料收集过程中的质量控制。信息偏倚的控制原则：混杂因素：在研究过程中，能对研究因素、研究对象和研究结果产生影响的因素，它不应该是因果链上的中间环节。混杂偏倚：由于混杂因素的存在，掩盖或夸大了研究因素与研究结果间的联系所造成的偏倚混杂偏倚混杂偏倚的控制原则和方法原则：均衡方法：1.随机化2.限制3.匹配4.统计分析

第五节病例对照研究一、基本概念、特点和用途：1.概念：选择患有和未患有某特定疾病的人群分别作为病例组和对照组，调查两组人群过去暴露于某种或某些可疑危险因素的比例，通过比较分析，判断该暴露因素是否与该疾病有关联，及其关联程度大小的方法。回顾时间病例对照暴露图26－2病例对照研究的结构模式未暴露暴露未暴露暴露情况暴露(exposure)：研究对象接触过某种研究因素或具有某种特征和行为(如吸烟、酗酒等)。危险因素(riskfactor):是指能影响人群发病率变动的内外环境因素，可以是致病性的或保护性的(如饮茶)外源性—物理化学生物心理内源性—遗传特征某种疾病

危险因素

风疹病毒新生儿畸形

毛蚶甲型肝炎电离辐射白血病缺少体力活动冠心病猝死糖精膀胱癌单纯性疱疹病毒面神经麻痹吸烟肺癌关系黄曲霉毒素肝炎输血肝炎肝炎肝癌2.病例对照研究特点1.属于观察性研究--患病、暴露情况2.设立对照--病例组和对照组3.由“果”推“因”--在疾病与暴露探寻的时间顺序4.难以证实因果关系--只能提示暴露与疾病可能存在关系3.病例对照研究用途1、探索疾病的可疑危险因素2、建立和检验病因假说3、提供进一步研究的线索4.

病例对照研究的优缺点优点：1.特别适用罕见病2.节省，容易组织3.多因素调查4.时间短缺点：1.暴露比例不能很低2.容易产生选择偏倚3.难以避免回忆偏倚4.混杂因素较难控制5.不能计算发病率、死亡率和RR，不能证实因果关系二、病例对照研究种类非匹配成组病例对照研究匹配病例对照研究成组匹配个体匹配(1)匹配概念(matching)匹配又称为配比，是以对结果有干扰作用的某些因素或特性作为匹配因素，使对照组与病例组在匹配因素上保持相同的一种限制方法。1、匹配病例对照研究匹配因素（matchingfactor）1.需要控制的混杂因素；2.不能用于分析对疾病的影响作用。例：吸烟与肺癌关系研究肺癌组吸烟率性别、年龄、环境等相同或基本相同匹配因素：对照组吸烟率有无差异研究因素(2)成组匹配(categorymatching)也称为频率匹配，仅要求对照组与病例组在匹配因素的比例上相同。病例对照暴露未暴露暴露未暴露匹配因素暴露情况比例相同病例组对照组XXXY男女性别比例相同暴露未暴露暴露未暴露男女(3)个体匹配(individualmatching)即病例与对照以个体为单位进行匹配，按照1∶1、1∶2、1∶3、……、1∶M的比例将病例和对照进行匹配。对子1对子2对子3对子4病例对照45∶

4535∶

3520∶

2060∶

60匹配因素为性别年龄……1∶1匹配模式男男男男女女女女匹配组1病例对照匹配组2匹配组3匹配组41∶3匹配模式2、非匹配成组病例对照研究在病例和对照人群中分别选取一定数量的研究对象，仅要求对照对象等于或多于病例数量，无其他特殊规定。其特点是简便易行，可获得较多的信息，但效果较差。病例对照暴露未暴露暴露未暴露匹配因素暴露情况三、研究步骤1、确定研究目的，提出假设3、培训调查员与预调查4、实施调查5、资料的整理与分析6、写出研究报告2、制定研究计划

四、研究对象的选择

研究对象：病例、对照对象。

—可比性选择的病例应足以代表产生病例的靶人群中的病例；对照对象应足以代表产生病例的靶人群中的非病例。病例组与对照组之间在各方面尽量做到相同或相近。基本原则—代表性（一）病例的选择优点：易收集、节省、

诊断准确性高缺点：代表性不强（2）社区人群中的病例1.病例来源（1）医院的病例优点：代表性好、结论可靠缺点：调查比较困难

耗费人力物力2.病例类型新发病例、现患病例、死亡病例3.选择病例的要求①确定诊断标准②具有暴露于调查因素的可能性4.病例其它特征的规定选择病例时应该对其人口学特征和其他外部特征作出明确规定，如对年龄、性别为、种族、职业、环境等因素加以限制，以此控制非研究因素的干扰。成组匹配、个体匹配

-不匹配成组比较-匹配法：1.对照形式的选择（二）对照的选择匹配数：11——1个病例配1个对照，12——1个病例配2个对照增加匹配数，可提高统计效率，但>1:4,增加很少；且增加工作难度，并可能造成匹配过度。2.防止匹配过度(overmatching)是把不应该匹配的因素进行匹配，而一旦某因素作为匹配因素，就不能作为与疾病有关的因素进行分析研究。若该匹配因素确是研究疾病的危险因素，则将损失信息。此外，匹配因素越多，选择对照越困难。3.对照标准和规定①在病例来源的人群中，未患所研究的疾病；②在某些可能影响患病的因素方面与病例具可比性：③不患其他与研究的病因相同或与研究的疾病有联系的疾病。4.对照的来源①医院其他病人中②社区人群中③亲属、同事、邻居④两种对照相结合代表性好调查比较费事选择方便，应答率较高代表性较差易选、合作代表性较差配比过度风险较为复杂五、样本含量的估计（一）估计样本含量的依据

1.暴露率：指人群中暴露于研究因素的比例；2.优势比（OR)：相对危险度（RR）的估计值；3.第一类错误概率

（显著性水平）：4.把握度（１一

）。（二）公式法计算样本含量病例组和对照组人数相等时非匹配和成组匹配的样本含量估算法n为病例组或对照组人数，uα和uβ分别为当α和β为某值时，正态分布曲线下u值的界值，p0

和p1分别为对照组与病例