医学科研设计方法

关于医学科研设计方法科学研究

1.R&DResearchandDevelopment

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第2页,共99页，2024年2月25日，星期天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

第3页,共99页，2024年2月25日，星期天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。

科学研究第4页,共99页，2024年2月25日，星期天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：晋升等第5页,共99页，2024年2月25日，星期天医学科研的任务

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第6页,共99页，2024年2月25日，星期天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第7页,共99页，2024年2月25日，星期天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第8页,共99页，2024年2月25日，星期天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第9页,共99页，2024年2月25日，星期天项目类别（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第10页,共99页，2024年2月25日，星期天项目类别（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、产品更新第11页,共99页，2024年2月25日，星期天项目类别（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：自选第12页,共99页，2024年2月25日，星期天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）

第13页,共99页，2024年2月25日，星期天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。。。。。第14页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第15页,共99页，2024年2月25日，星期天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，综述第16页,共99页，2024年2月25日，星期天科研只有‘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)如何选题第17页,共99页，2024年2月25日，星期天选题得当,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第18页,共99页，2024年2月25日，星期天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第19页,共99页，2024年2月25日，星期天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第20页,共99页，2024年2月25日，星期天研修文献，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，常常可以事半功倍第21页,共99页，2024年2月25日，星期天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

第22页,共99页，2024年2月25日，星期天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第23页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第24页,共99页，2024年2月25日，星期天研究内容适当（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’

第25页,共99页，2024年2月25日，星期天设计方案

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。第26页,共99页，2024年2月25日，星期天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第27页,共99页，2024年2月25日，星期天研究对象试验组(干预组)对照组有效无效有效无效发病时序工作时序随机分配（一）实验性研究abcd第28页,共99页，2024年2月25日，星期天科研设计的基本要素处理（暴露）因素研究对象效应指标第29页,共99页，2024年2月25日，星期天处理因素性质

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）第30页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第31页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第32页,共99页，2024年2月25日，星期天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第33页,共99页，2024年2月25日，星期天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：排除主观偏倚第34页,共99页，2024年2月25日，星期天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：以团体为单位第35页,共99页，2024年2月25日，星期天完全随机分组第36页,共99页，2024年2月25日，星期天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第37页,共99页，2024年2月25日，星期天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：节省一半样本医德第38页,共99页，2024年2月25日，星期天交叉设计对照足够长第39页,共99页，2024年2月25日，星期天自身对照比较干预前测量干预（治疗）干预后测量已知结果第40页,共99页，2024年2月25日，星期天重复原则目的：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，科学估计样本含量第41页,共99页，2024年2月25日，星期天盲法第42页,共99页，2024年2月25日，星期天单盲(singleblind)第43页,共99页，2024年2月25日，星期天双盲(doubleblind)第44页,共99页，2024年2月25日，星期天三盲(tripleblind)第45页,共99页，2024年2月25日，星期天开放试验(opentrial)不可能实现盲法外科手术锻炼饮食教育……第46页,共99页，2024年2月25日，星期天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：χ2检验第47页,共99页，2024年2月25日，星期天目标人群发病时序发病未发病发病未发病暴露者(暴露组)未暴露者(非暴露组)可比abcda/(a+b)c/(c+d)比较（二）队列研究工作时序第48页,共99页，2024年2月25日，星期天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第49页,共99页，2024年2月25日，星期天队列研究数据的分析程序卡方检验第50页,共99页，2024年2月25日，星期天目标人群（研究对象）发病时序工作时序暴露未暴露暴露未暴露某病患者(病例)非患者(对照)可比acbda/(a+c)b/(b+d)比较（三）病例对照研究第51页,共99页，2024年2月25日，星期天非匹配成组病例对照研究病例组对照组目标人群患病人群未患病人群＝<第52页,共99页，2024年2月25日，星期天目标人群患病人群未患病人群某些特征5/102/103/10病例与对照匹配

频数匹配(frequencymatching)第53页,共99页，2024年2月25日，星期天病例与对照匹配

1:1个体匹配(individualmatching)某些特征配对(pairmatching)目标人群患病人群未患病人群第54页,共99页，2024年2月25日，星期天病例与对照匹配

1:R个体匹配(individualmatching)目标人群患病人群未患病人群某些特征1:2,1:3…1:R第55页,共99页，2024年2月25日，星期天病例对照研究数据分析程序第56页,共99页，2024年2月25日，星期天（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。第57页,共99页，2024年2月25日，星期天随机抽样方法（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。第58页,共99页，2024年2月25日，星期天随机抽样方法（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。第59页,共99页，2024年2月25日，星期天随机抽样方法（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：

①按比例分层随机抽样：各层内抽样比例相同。

②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。第60页,共99页，2024年2月25日，星期天随机抽样方法（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。第61页,共99页，2024年2月25日，星期天随机抽样方法（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＞分层第62页,共99页，2024年2月25日，星期天调查表的基本结构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第63页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第64页,共99页，2024年2月25日，星期天调查表的基本结构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。信效度评价第65页,共99页，2024年2月25日，星期天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，开放式问题在后第66页,共99页，2024年2月25日，星期天描述性研究的数据分析方法t检验及方差分析χ2检验相关或回归分析第67页,共99页，2024年2月25日，星期天（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第68页,共99页，2024年2月25日，星期天确定“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第69页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第70页,共99页，2024年2月25日，星期天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第71页,共99页，2024年2月25日，星期天待评价筛检试验的灵敏度待评价筛检试验的特异度α容许误差δ：0.05或0.013、样本含量估算第72页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第73页,共99页，2024年2月25日，星期天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曲线法第74页,共99页，2024年2月25日，星期天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0.5—1.0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。第75页,共99页，2024年2月25日，星期天ROC曲线：确定试验最佳诊断阈值（图中最接近左上方的A点）第76页,共99页，2024年2月25日，星期天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第77页,共99页，2024年2月25日，星期天目标人群阳性阴性阳性阴性病人非病人待评价的试验abcd诊断试验的评价程序金标准4.2诊断试验的评价第78页,共99页，2024年2月25日，星期天试验金标准合计病例非病例阳性真阳性（a）假阳性（b）总阳性人数（a+b，r1）阴性假阴性（c）真阴性（d）总阴性人数（c+d，r2）合计患者总数非患者总数受检查人数（a+c，c1）（b+d，c2）（a+b+c+d，n）评价：真实性、可靠性、实用性诊断试验的评价第79页,共99页，2024年2月25日，星期天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第80页,共99页，2024年2月25日，星期天

你打算做什么？

Whatdoyouintendtodo?

你的工作为什么是重要的

Whyistheworkimportant?

已经做了些什么？

Whathasalreadybeendone?

你将如何进行你的工作？

Howareyougoingtodothework?开题报告（课题研究计划书）1．研究计划需要回答的问题第81页,共99页，2024年2月25日，星期天

(1)首页（简表）—Facepage（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……

Whatdoyouintendtodo?

(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。

Whyistheworkimportant?2.开题报告（研究计划书）的基本组成部分第82页,共99页，2024年2月25日，星期天（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。

Whathasalreadybeendone?（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。

Howareyougoingtodothiswork?（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第83页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第84页,共99页，2024年2月25日，星期天报告正文凭什么做？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。第85页,共99页，2024年2月25日，星期天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第86页,共99页，2024年2月25日，星期天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。第87页,共99页，2024年2月25日，星期天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，不是领域论证第88页,共99页，2024年2月25日，星期天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