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医学科研设计概论浙江大学 陈坤一、医学科研的一般过程一、医学科研的一般过程1.1.原始想法或问题的提出原始想法或问题的提出2.2.研究假设的形成研究假设的形成3.3.科研论证与分析性的文献综述科研论证与分析性的文献综述4.4.科研设计科研设计5.5.实验、观察验证假设实验、观察验证假设6.6.数据处理与分析数据处理与分析7.7.结果解释结果解释8.8.写作科研论文写作科研论文二、科研选题（二、科研选题（1）确定研究的主要问题及解决问题的办法，包括确定题目、形成假设、文献论证（综述）。二、科研选题二、科研选题（2）1.确定题目准备工作：经验、文献选题原则：创新（先进）性、科学 性、可行性条件和优势：二、科研选题二、科研选题（3）2.2.形成假设形成假设假设的特征：科学性、假定性假设的特征：科学性、假定性假设的作用：假设的作用：（1 1）是科研新的起点；）是科研新的起点；（2 2）为科研活动提供方向；）为科研活动提供方向；（3 3）不同假设的争论有利）不同假设的争论有利 于科学的发展。于科学的发展。假设的建立：（假设的建立：（1 1）差异法，（）差异法，（2 2）共变法，）共变法，（3 3）类推法，（）类推法，（4)4)求同法。求同法。二、科研选题二、科研选题（41）3.文献论证(综述)文献学的概念文献的类型：一次文献、二次文献、三次文献二、科研选题二、科研选题（42）3.文献论证(综述)文献检索：（1）检索方法与入口 （2）检索策略与评价 （3）精读与泛读文献评价：（1）科学性、创新性、实用性 （2）筛选文献三、医学科研中的三个基本要素三、医学科研中的三个基本要素 1.处理因素 2.试验效应 3.受试对象三、医学科研中的三个基本要素三、医学科研中的三个基本要素1.1.受试对象纳入标准与排除标准纳入标准与排除标准确定样本含量的意义：确定样本含量的意义：1.1.“越大越好越大越好”的局限性的局限性 2.2.样本含量太小导致检验效能（样本含量太小导致检验效能（1-1-）偏低）偏低确定样本含量时应当具有的条件：确定样本含量时应当具有的条件：1.1.水平：水平：5 5 2.2.水平检验效能（水平：检验效能（1-1-）7575 3.X3.X，SD;PSD;P，SpSp及其差值（文献、经验、预试验）及其差值（文献、经验、预试验）4.4.常用估计样本含量的方法常用估计样本含量的方法三、医学科研中的三个基本要素三、医学科研中的三个基本要素2.2.处理因素：其是根据研究目的而施加的某种试其是根据研究目的而施加的某种试 验（实验）措施（如某种新药）和对验（实验）措施（如某种新药）和对 照措施（如照措施（如placeboplacebo）。）。明确区分处理因素和非处理因素（如病情、年明确区分处理因素和非处理因素（如病情、年 龄、性别等等）龄、性别等等）处理因素应当标准化处理因素应当标准化3.3.观察指标：1.1.客观性客观性 2.2.灵敏度灵敏度 3.3.精确度精确度 精确度精确度 准确度：与真值的符合程度准确度：与真值的符合程度 精密度：可重复程度精密度：可重复程度四、误差与偏倚四、误差与偏倚影响科研结果的因素：影响科研结果的因素：1.1.真正处理因素的作用（期望的结果）真正处理因素的作用（期望的结果）2.2.误差（随机误差，过失误差）误差（随机误差，过失误差）3.3.偏倚（偏倚（BiasBias）的干扰）的干扰误差误差 误差误差 随机误差随机误差 非随机误差非随机误差 系统误差（偏倚）系统误差（偏倚）非系统误差（过失误差）非系统误差（过失误差）偏倚（偏倚（BiasBias）1.1.选择选择BiasBias：选择研究对象不当：选择研究对象不当 2.2.测量测量BiasBias：沾染，依从性，失访，非处理因素干扰，检查，诊：沾染，依从性，失访，非处理因素干扰，检查，诊 断（测量）的不一致，观察记录等失误断（测量）的不一致，观察记录等失误 3.3.混杂偏倚：因素间的关联混杂偏倚：因素间的关联五、医学科研中的原则五、医学科研中的原则随机化：抽样过程的随机化 分组过程的随机化对照：对照的意义 合理对照盲法均衡重复五、医学科研中的原则五、医学科研中的原则1.随机化 概念：方法：#随机化分配的结果不可预测#随机化分配方案的掩藏五、医学科研中的原则五、医学科研中的原则2.2.对照对照对照的类型：同期、历史、自身对照对照的类型：同期、历史、自身对照空白观察安慰剂自然史辅助效应安慰剂效应特异治疗效应五、医学科研中的原则五、医学科研中的原则3.盲法类型：单盲、双盲、三盲管理：困难实际应用：贴近盲法4.均衡和重复与随机化、对照和盲法的关系六、科研设计方案六、科研设计方案实验法和观察法分析性研究和描述性研究前瞻性研究和回顾性研究六、科研设计方案六、科研设计方案 设计方案 研究因素能否主动控制？NO YES 观察性研究（Observational）试验性研究（Experimental）是否有对照组？NO YES 实验室 动物 人体 描述性研究（Descriptive）分析性研究（Analytic）从暴露因素还是研究因素开始研究？患病率 发病率 （Start with 揈?or擮攠）（Cross-sectional）(Longitudinal)E O E O E/O 回顾性研究 前瞻性研究 断面研究 （Case-control）(Cohort)(Cross-sectional)七、常用的设计方法七、常用的设计方法实验法实验法 RCTRCT （1 1）单纯随机分配）单纯随机分配 （2 2）配对设计）配对设计 （3 3）配伍组设计（随机区组）配伍组设计（随机区组）（4 4）交叉设计（）交叉设计（CrossCrossover Designover Design）一种特殊的自身对照设计，例一种特殊的自身对照设计，例AB-BA;BA-AB.AB-BA;BA-AB.（5 5）2 2 2 2析因设计（析因设计（Factorial DesignFactorial Design）（6 6）不合理的设计方法：无对照试验，历史（自身）对照试验）不合理的设计方法：无对照试验，历史（自身）对照试验 等等七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续1）n n随机同期对照（盲法）试验试验对象不合格的试验对象合格的试验对象随机分配试验组对照组阳性结果阴性结果阳性结果阴性结果随访观察时期（试验效应期）七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续2）n n交叉对照试验交叉对照试验合格的实验对象随机分配甲组乙组阳性阴性阳性阴性阳性阳性阴性阴性休止期休止期后给B措施先给A措施先给B措施后给A措施七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续3）n n前-后对照研究观察期合格的研究对象第一阶段给A治疗措施有效无效有效无效第二阶段给B治疗措施观察期休止期观察期五、常用的设计方法（续五、常用的设计方法（续4）n n析因试验A 药+-B 药+A1B1A0B1-A1B0A0B0七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续5）分析法 （1）队列研究 （2）病例对照研究描述性 （1）横断面研究 （2）病例分析 （3）病例报告七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续6）发病未发病目标人群研究对象暴露组非暴露组发病未发病abcd a a+b c+d c随 访 统计分析结论七、常用的设计方法（续七、常用的设计方法（续7）暴露非暴露目标人群合格对象病例组对照组暴露非暴露acbd a a+c b+d b回顾调查 比较分析结论八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理原始数据的整理原始数据的整理 1.1.方法方法 （1 1）编码、录入、校对）编码、录入、校对 （2 2）过录、归类、清点）过录、归类、清点 2.2.数据的类型及转换数据的类型及转换 （1 1）计数资料）计数资料 （2 2）计量资料）计量资料 （3 3）半定量资料）半定量资料 （4 4）不同数据类型的转换）不同数据类型的转换 3.3.项目（变量、因素、指标）项目（变量、因素、指标）（1 1）概念定义）概念定义 （2 2）执行定义）执行定义八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择1.t1.t检验检验 基本思想：基本思想：将对样本均数和总体均数或两样本均数差异大小的将对样本均数和总体均数或两样本均数差异大小的衡量归结为统计量衡量归结为统计量 t t 值的大小衡量，值的大小衡量，若若 t t 比比t t，小，那就意味着在无效假设成立的前提下，由随机抽样小，那就意味着在无效假设成立的前提下，由随机抽样获得和这个获得和这个 t t 值一样大或更大的可能性不小（大于值一样大或更大的可能性不小（大于），称差），称差别无统计意义，接受两均数相等的假设。反之则拒绝假设。别无统计意义，接受两均数相等的假设。反之则拒绝假设。适用条件：适用条件：单样本或两样本的定量资料的比较。样本例数较小，单样本或两样本的定量资料的比较。样本例数较小，未知；样本取自正态总体；作两样本均数比较时还要求两样本的未知；样本取自正态总体；作两样本均数比较时还要求两样本的总体方差相等。总体方差相等。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择2.2.检验检验 基本思想：基本思想：将对样本均数和总体均数或两样本均数差异大将对样本均数和总体均数或两样本均数差异大小的衡量归结为统计量小的衡量归结为统计量 U U 值的大小衡量，值的大小衡量，若若 U U 比比U U，小，那就意味着在无效假设成立的前提下，由随小，那就意味着在无效假设成立的前提下，由随机抽样获得和这个机抽样获得和这个 U U 值一样大或更大的可能性不小（大于值一样大或更大的可能性不小（大于），称差别无统计意义，接受两总体均数相等的假设。反），称差别无统计意义，接受两总体均数相等的假设。反之则拒绝假设。之则拒绝假设。应用条件：应用条件：样本例数样本例数n n较大，或较大，或n n虽小而总体标准差已知。虽小而总体标准差已知。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择3.3.2 检验：基本思想：统计量统计量2 2 值为值为 其中其中A A为实际频数，为实际频数，T T为理论频数。为理论频数。2 2 值反映实际频数和理论频数吻合的程度，若检验值反映实际频数和理论频数吻合的程度，若检验假设成立，则实际频数与理论频数之差一般不会很假设成立，则实际频数与理论频数之差一般不会很大，出现大的大，出现大的2 2 值的概率值的概率P P很小。若很小。若P P （检验水准）（检验水准），我们就怀疑假设成立，因而拒绝它；若，我们就怀疑假设成立，因而拒绝它；若PP，则没，则没有理由拒绝它。有理由拒绝它。适用条件：单样本配对的或多样本的分类数据的单样本配对的或多样本的分类数据的比较。比较。T5,T5,容许容许T5T5的格子数少于总格子数的的格子数少于总格子数的1/51/5。否则予以校正或用精确概率法。否则予以校正或用精确概率法。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择4.F4.F检验：检验：基本思想：基本思想：把全部观察值总的离均差平方和分解为至少两部分，把全部观察值总的离均差平方和分解为至少两部分，其自由度也分解为相应的几个部分。每一部分有一定意义，其中其自由度也分解为相应的几个部分。每一部分有一定意义，其中至少有一部分表示各组均数间的变异，另一部分表示误差。离均至少有一部分表示各组均数间的变异，另一部分表示误差。离均差平方和除以自由度得均方，组间均方与误差均方之比为差平方和除以自由度得均方，组间均方与误差均方之比为F F值。值。F F值远大于值远大于1 1，表示各组均数间差别有显著性，表示各组均数间差别有显著性，F F值近于值近于1 1，表示差，表示差别无显著性。别无显著性。应用条件：应用条件：两个及两个以上样本的定量资料的比较。各样本是两个及两个以上样本的定量资料的比较。各样本是相互独立的随机样本，都来自正态总体，各处理组总体方差相等。相互独立的随机样本，都来自正态总体，各处理组总体方差相等。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择5.Poisson检验基本思想：某些现象发生率某些现象发生率 甚小（甚小（0.05)500-1000),(n500-1000),一种现象呈现一种现象呈现x x次的概率为次的概率为 应用条件：用于样本与总体的分类资料的比较。各观察用于样本与总体的分类资料的比较。各观察单位只能有互相独立的一种结果，已知发生某一种结果单位只能有互相独立的一种结果，已知发生某一种结果（如阳性）的概率为（如阳性）的概率为，对立结果为，对立结果为1-1-。是从是从 大量观察大量观察单位中获得的比较稳定的数值。单位中获得的比较稳定的数值。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理统计学检验方法的基本思想与抉择统计学检验方法的基本思想与抉择6.非参数方法的检验基本思想：将数据或差值按大小编秩，求出各组秩和将数据或差值按大小编秩，求出各组秩和作为统计量，查相应的界值表，作出统计推断。作为统计量，查相应的界值表，作出统计推断。应用条件：不知道所研究样本来自总体的分布型或已不知道所研究样本来自总体的分布型或已知总体分布与检验所要求的条件不符，用于分布之间知总体分布与检验所要求的条件不符，用于分布之间的比较。的比较。八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理配对（配比）与成组分析等级资料分析分层资料分析多因素分析八、资料的统计学处理八、资料的统计学处理基于统计学检验的结果解释 （1）阳性结果 （2）阴性结果统计图与表 （1）图、表的意义 （2）图、表的式样