医学科研常用的研究方法.ppt

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医学科研常用的研究方法,公共卫生学院流行病学副教授牟李红,现况调查描述性研究个案调查观察性研究（descriptivestudy）暴发调查（observationstudy）分析性研究病例对照研究（analyticalstudy）队列研究临床试验实验性研究现场试验（experimentalstudy）社区干预试验理论性研究（流行病学模型研究）（theoreticalstudy）,流行病学的研究方法体系,第一节流行病学调查分析,一、个案调查（caseinvestigation）

（一）含义又称“病例调查”、“病家调查”。

指对个别发生的病例、病例家庭及周围环境所进行的流行病学调查。

（二）调查对象包括传染病及非传染病病人，具体包括以下几种：

传染性强或病死率高的病种：

如霍乱、鼠疫等本地区新出现的病种或已消灭而重新可疑出现的病种。

要求近期消灭的疾病；特殊病例、不明原因的严重病例。

（三）调查目的与内容以单个病例作为调查的“切入点”，目的是查明病例的“来龙去脉”，查明疾病发生的原因，以采取措施防止或减少类似病人的发生，控制疫情进一步发展。

如传染病病例的个案调查，需要查清病例感染的来源、感染方式、感染后与易感者的接触情况、对外环境的污染情况等，以查清流行因素，控制疫情的发展。

（四）调查方法与基本步骤询问座谈查看现场样本检验检查资料提出措施继续观察提交调查报告,二、爆发调查（outbreakinvestigation）

（一）含义指对局部地区或集体单位在短时间内突然出现大量相同病例的事件所进行的流行病学调查。

传染病、非传染病均可发生爆发，因而爆发调查也分为传染病和非传染病爆发调查，二者调查思路相似。

（二）目的查明疾病爆发的流行因素，以采取有效措施控制疫情，防止疾病继续传播蔓延。

（1）及时建立有效措施以防止疾病蔓延；

（2）证实病例的诊断，确定暴发；（3）描述疾病暴发的分布特征；（4）找出暴发的病因；（5）查明病因的来源、传播方式与途径；（6）找出已暴露于病因的易感人群并采取相应的措施。

（三）调查方法与步骤核实诊断临床、实验室、流行病学资料综合分析证实爆发计算罹患率，与历年同期发病水平比较，且符合小范围、短时间初步调查描述三间分布提出病因假设进一步详细调查分析与检验验证假设应用多种方法检验得出结论，采取措施，并评价措施效果,爆发类型

（1）同源性爆发指某易感人群中的成员暴露于某共同病原体或污染源而引起的爆发。

（2）连续传播性流行指病原体从一个受感染者转移到一个新的易感者身上，造成新的感染。

新的感染者也可以作为传染源，继续传播病原体。

因此，病原体在人群中逐渐传播蔓延。

（3）混合型以上两型都有。

通常先发生一次同源爆发，然后通过人与人之间的传播继续流行。

流行曲线图4-5为几种典型的流行曲线图。

图表示一次简单的同源暴露引起的爆发。

如食物中毒的爆发，所有病例都集中在A-B这段时间内，这段时间即为有关疾病的常见潜伏期范围。

图为同源暴露感染的病例进一步通过人与人之间的传播蔓延，因有一定数量的二代病例出现，所以流行曲线可持续一段时间（B-C）。

图表明同源暴露后，人与人之间的传播未能得到控制，或持续性同源暴露；图表示非同源性暴露。

病例出现缓慢，逐渐积累增多。

三、现况调查（prevalenceinvestigation）

（一）概念在某特定的时间对某一定范围内的人群，以个人为单位收集和描述疾病的分布特征以及观察某些因素与疾病之间的关联，这种流行病学研究方法称为现况调查。

由于现况研究所收集的有关疾病或健康状态的资料都是特定时间内的情况，也称它为横断面调查（cross-sectionalstudy）。

所用指标是患病率，故又称患病率调查（prevalencestudy）。

（二）目的（主要用途）描述疾病的三间分布特征，以摸清疾病流行的基本情况，并为防制措施的制订提供依据；提供病因线索，形成病因假设;适用于疾病的二级预防;评价疾病的防治效果;进行疾病监测;评价一个国家或地区的健康水平。

1、普查（census）含义在一定时间内对一定范围人群中的每一个个体都进行调查。

优点调查对象的确定比较简单；无抽样误差；能发现人群中的全部病例，有利早期治疗；还可普及医学知识。

缺点对象多，易漏查；工作不易做得细致，系统误差增大；不适用于患病率低或诊断技术复杂的疾病。

（三）现况调查的种类,2、抽样调查（sampling）：

（1）含义指调查某一人群中有代表性的部分即样本人群，根据样本的调查结果来估计该人群某病的患病率或某些特征的情况。

（2）优缺点与普查相反。

（3）基本要求样本要有代表性：

足够样本抽样随机化,（4）抽样方法单纯随机抽样（simplerandomsampling）是最基本的抽样方法。

先将被研究对象编号，再用随机数字表或抽签等进行抽样。

只能用于对象较少的情况。

系统抽样（systematicsampling）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。

分层抽样（stratifiedsampling）指先将研究对象按某特征如年龄、性别等分成不同层次，然后在各层中再作随机抽样。

整群抽样（clustersampling）以某些有固定组织形式的群体如如一个生产队、居委会、班级或工厂等作为抽样单位，从研究人群中抽出一些这样的群体进行调查称为整群抽样。

多级抽样（multistagesampling）又称多阶段抽样、整群多级抽样，是进行大规模调查时常用的一种抽样方法，实质上是上述抽样方法的综合运用。

（4）抽样调查的样本大小取决于两个因素：

预期现患率预期现患率高，样本可以小些；对调查结果精确性的要求要求愈高，容许误差越小，则样本要越大。

当=0.05水平，允许误差d=0.1PP来自既往资料参考文献作小规模试点调查但该公式只适用于呈二项分布性质的资料，且现患率太大太小均不适用。

当调查肿瘤等发病率很低的疾病时，样本大小可参考普哇松（Poission）分布期望值可信限表,横断面研究资料整理表现况暴露合计+-现患+abn1=a+b病例-cdn0=c+d合计m1=a+cm0=b+dN=a+b+c+d,

（一）描述性指标1.描述疾病的频率指标总患病率=n1/N比率暴露组患病率=a/m1比率非暴露组患病率=b/m0比率,（四）现况调查的资料分析,2.描述暴露的频率指标总暴露率=m1/N比率患病组暴露率=a/n1比率非患病组暴露率=c/n0比率,现况暴露合计+-现患+abn1=a+b病例-cdn0=c+d合计m1=a+cm0=b+dN=a+b+c+d,

（二）分析性指标1.现患相对比（prevalenceratio,PR）暴露组患病率a/m1PR=非暴露组患病率b/m02.暴露相对化（exposureratio,ER）患病组暴露率a/n1ER=非患病组暴露率c/n0如果PR或ER显著大于或小于1,通常可以考虑暴露为现患的危险因素或保护因素。

（五）现况调查的优缺点1、优点能在短期内获得结果，并且容易进行；样本来自人群，有较好的代表性；既能对疾病和暴露现况作描述，又能在一定程度上对暴露与疾病的联糸进行分析；一次研究同时调查多种疾病与多个因素。

2、缺点不适于调查罕见病或急性病；在一个断面中，疾病与因素同时存在，难以区分谁在前、谁在后，故不能直接作因果联系的推断；调查人群或样本规模较大、花费亦大，且分析比较时非病例数过多，造成统计效率低。

补充内容1：

个案报告

（一）含义指对个别或几个（最多不超过5个）罕见病例（或特殊病例）的病情、诊断及治疗中的特殊情况或经验教训等进行报道。

个案报告通常首先选择具有特殊临床价值的病例作为研究对象，全面介绍该病例的发生、发展与自然转归，以及疾病的诊断、鉴别诊断和治疗情况，寻找各种影响因素，然后制订可行性诊治方案，忠实记载医疗经过，并评定疗效。

（二）条件1、前所未见的罕见的独特病例（“右心室原发性恶性心脏肿瘤一例”、“血丝虫致视网膜黄斑裂孔一例”）；2、两种或多种少见疾病（或综合征）见于同一病例（“足月妊娠子宫破裂合并膀胱损伤2例报告”）；3、某种疾病诊断或治疗方面的创新性病例（“手术治疗非特异性心包炎一例”）；4、出现特殊临床表现及病程发展特殊的病例（“急性粒细胞白血病存活12年以上一例”、“妊娠22年后继发绒癌一例”）；5、不典型或少见复杂疾病的临床误诊或误治病例（“肺癌臂丛神经损害误诊为神经根型颈椎病2例报告”、“颅底脊索瘤误诊后放疗导致放射性脑损伤1例”）。

（三）个案报告的特点简洁真实新意,（四）文献举例1,文献举例2,补充内容2：

病例分析

（一）含义指对一组（几例、几十例、百例或千例等）相同疾病的临床资料进行整理、统计分析、总结并得出结论。

病例分析可以充分地利用日常的大量临床资料，通过对同类病例的分析，可以加深对疾病的认识，有利于初步发现疾病的规律性或值得进一步研究的重点问题。

（二）特点1、属于回顾性研究研究开始时，已有研究的相关结果，研究者仅对现成的资料综合整理，分析并总结成文。

资料的收集无法标准化，同时难免有信息的缺失。

2、资料收集容易，出结果快利用现成的临床资料，短期内即可获得研究结果。

3、科研论证力弱，研究结论受偏倚影响大没有对照、缺乏标准化、记录不完善、重病者所占比例高等。

（三）文献举例：

分析性研究含义在已有病因假设的基础上，通过设立合适的比较组（如病例组与对照组、暴露组与非暴露组、实验组与对照组），对病因假设进行比较分析和检验验证。

特点事先需要周密设计好比较组。

用途检验验证病因假设。

分类病例对照研究（探索性和验证性）队列研究（前瞻性与历史性）。

病例对照研究（case-controlstudy）,一、概述

（一）概念病例对照研究的基本思想是比较某病患者人群（病例组）与非患者人群（对照组）暴露于某些可疑危险因素的差异，从而检验该暴露因素与所研究疾病间是否存在联系。

暴露（exposure）是流行病学的一个术语。

它是指研究对象接触于某些因素或具备某些特征或处于某种状态，这些因素、特征、状态即为暴露因素。

暴露因素可以是有害的（危险因素），也可以是有益的（保护因素），有人称之为研究变量（variable）。

病例,对照,+,+,比较人数暴露疾病,调查方向：

收集回顾性资料,aa/（a+c）cbb/（b+d）d,

（二）基本原理病例对照研究基本原理示意图：

比较暴露率差异,因果,（三）病例对照研究的特点1、该研究属于观察性研究中分析流行病学研究方法之一，必须设立比较组；2、从时序上看，是一种回顾性的，从果至因的研究；3、只能分析暴露与疾病是否存在联系，不能证实该联系是否是因果联系。

（四）病例对照研究的主要用途1、广泛地探索疾病的可疑危险因素;2、深入检验某特定病因假说;3、为队列研究提供明确的病因线索。

二、病例对照研究的设计与实施研究对象的选择对照的设置样本含量的估计收集暴露资料,

（一）研究对象的选择1、病例的选择

（1）首先制定统一、明确的诊断和入选标准如肺癌诊断标准：

规定影像学诊断还是病理组织学诊断；入选标准：

对其它特征的规定如年龄、病情轻重等。

（2）来源以医院为基础门诊及住院病人。

易获得、合作性好、节省费用，但易发生选择必性偏倚。

以社区为基础从社区一般人群的普查或抽查获得病人。

（3）种类包括新发病例、现患病例与死亡病例。

优先选择新发病例，其原因：

发病时间较近，对暴露史回忆较为准确；尚未受到决定生存的因素影响；现患病例由于多年患病，可能已经改变了自身的暴露情况；死亡病例的暴露信息由家属提供，准确性较差。

2、对照组的选择

（1）原则有代表性，能代表产生病例的人群的总体；有可比性，除研究因素外，其他条件尽量与病例组一致。

（2）来源研究的总体人群或抽样人群中具代表性的非病例；医院内其他疾病患者；病例的同胞、亲属、配偶、同事、同学等；（3）对照的设置成组对照即为一组病例选择一组对照，对照组的人数应等于或多于病例组。

配比（matching）采用特殊的限制性方法，强制对照与病例在某些特征上保持一致，达到控制混杂偏倚的目的。

配比因素需要在病例与对照间保持一致的那些特征，常常是一些可疑的混杂因素。

配比方式：

频数配比个体配比（1：

1、1：

2、1：

3、1：

4）过度配比（overmatching）将不需要配比的因素也作为匹配变量，甚至将欲研究的危险因素也进行匹配而导致研究失败的情况称为配比过度。

例：

1：

4配比病例对照研究Vincent医院Herbst妇产科医师,8例阴道腺癌病例,32个对照,（同一医院，出生时间不超过5天的人）,母亲年龄哺乳孕期X线流产史怀孕出血史孕期服用过己烯雌酚,（OR=28.0，P0.01）,

（二）样本含量的估计

（1）影响因素对照组暴露率；RR或OR；显著性水平（）及把握度（1-）。

（2）公式法非匹配设计且两组例数相等（5.1）式中P1=P0RR/1+P0（RR-1），p=0.5（P1+P0）,q=1-P非匹配设计、两组例数不等n=（1+1/c）pq（U+U）2/（p1-p0）2（5.2）,式中p=（p1+cp0）/（1+c）,q=1-p,对照数=cn。

11匹配设计（5.3）式中：

p=OR/（1+OR）RR/（1+RR）（5.4）m为结果不一致的对子数，则总对子数为：

Mm/（p0q1+p1q0）（5.5）p1=p0RR/1+p0（RR-1）,q1=1-p1,q0=1-p0。

（3）查表法见表11-3。

（三）调查因素的选择及调查方法1、调查因素的确定2、调查表的设计

（1）一般项目

（2）暴露因素3、调查方法,三、资料的整理与分析

（一）资料的整理查漏补缺，去除不合格资料，并进行分组、归类。

（二）数据的分析1、描述性分析

（1）一般特征如性别、年龄等基本情况。

（2）均衡性检验针对主要混杂因素，评估偏倚可能性。

2、统计性推断基本步骤：

三步曲判断E与D之间有无关联比较组间暴露率差异有无显著性，若有则有关联，常用卡方检验；估计E与D的联系强度用OR来反映；总体OR95%CI（可信限）的估计。

比值比（oddsratio,OR）又称比数比、优势比。

比值（Odds）是指某事物发生的可能性与不发生的可能性之比。

病例组的暴露比值为：

（5.6）对照组的暴露比值为：

（5.7）比值比（OR）OR的含义与RR相同，反映暴露组的疾病危险性为非暴露组的多少倍。

OR1“正关联”，危险因素。

OR1无关联。

OR1“负关联”，保护因素。

成组病例对照资料分析步骤及计算公式：

判断有无关联x2=（ad-bc）2n/（a+b）（b+d）（c+d）（a+c）估计关联强度OR=ad/bcOR假设检验总体OR的可信区间a.Woolf自然对数转换法Var（lnOR）=1/a+1/b+1/c+1/d求其反自然对数即得出。

b.Miettnen法可信区间不包括1.0，可认为该OR值在0.05或0.01水平上有显著性。

举例：

如下表。

表5-7口服避孕药（OC）与心肌梗死（MI）关系的病例对照研究结果,判断有无关联x2=（ad-bc）2n/（a+b）（b+d）（c+d）（a+c）=7.70（X20.01，1）=6.63，x2=7.706.63，则P0.01结论为拒绝无效假设，即两组暴露率差异有统计学显著性差异，研究因素E与疾病D之间存在关联。

估计关联强度OR=ad/bc=2.20总体OR的可信区间a.Woolf自然对数转换法Var（lnOR）=1/a+1/b+1/c+1/d=0.0826Exp（1.3218,0.2252）=3.75,1.25OR95%C.I.=1.253.75b.Miettnen法,不匹配分层的资料分析资料整理形式：

如表5-8表5-8病例对照研究分层资料整理表,举例：

如表5-9表5-9按年龄分层的结果OR1=2.80OR2=2.78,表5-10年龄与OC的关系,表5-1年龄与MI的关系,OR=3.91,X2=8.89，说明年龄与口服避孕药也有联系。

OR=0.48,X2=7.27，说明年龄与MI有联系（小年龄有保护）。

分层资料分析方法：

）对各层单独分析计算方法同不匹配不分层资料。

）计算总的卡方值x2MH=ai-E（ai）2/V（ai）（5.11）式中：

E（ai）为ai的理论值（Eai=m1in1i/ti）（ai）为ai的方差x2MH=11.79（X20.05，3）=7.81，（X20.01，3）=11.34，）计算总的值,ORMH=（aidi/ti）/（bici/ti）（5.10）ORMH=2.792.20（分层前的值）4）总体OR95的可信区间表明由于混杂因素（年龄）的作用，减弱了联系强度。

分层的方法按混杂因素的有无进行分层。

分层的目的控制混杂因素的混杂作用。

2.2检验，用McNemar公式计算。

2=（b-c）2/（b+c）3.OR值的计算：

OR=c/b4.计算OR值95%可信区间：

仍用Miettinen方法。

四、病例对照研究的优缺点

（一）优点1、节省人力、物力，较易于组织实施。

2、得结果快，适用于慢性病的研究。

3、所需样本量较少，适用于罕见病的研究。

4、可同时研究多种因素与某疾病间的关系。

（二）缺点1、容易产生各种偏倚，选择病例时容易发生选择偏倚，收集资料时容易出现信息偏倚。

2、由于是从果到因的回顾性研究，并且暴露与疾病的时间先后有时难以判断，不能直接得到因果联系的结论。

非传统病例对照研究非传统病例对照研究（non-traditionalcase-controlstudy）是流行病学研究方法发展的产物，综合起来有：

（1）巢式病例对照研究（nestedcase-controlstudy）

（2）病例队列研究（case-cohortstudy）（3）病例病例对照研究（case-casestudy）（4）自身交叉对照研究（casecrossoverstudy）（5）病例双亲对照研究（case-parentalstudy）（6）病例亲属对照研究（theaffectedrelativepairstudy）目前应用的多为前3种。

一、巢式病例对照研究（nestedcase-controlstudy）

（一）基本设计方案又称嵌套式病例对照设计、队列内病例对照设计。

巢式病例对照研究是在前瞻性队列研究基础上进行，首先从队列中发现的病例组成巢式病例对照研究设计的“病例组”；同时从相应队列中，按配比方法选择相应的对照组，构成病例对照研究模式。

实施步骤及应注意的问题：

1、明确研究目的，确定符合需要的研究对象（通常是较稳定的高危人群）；2、确定统一的随访内容和记录以及需要的标本；3、随访一定的时期至病例累积至一定数量，则按一定条件从同队列中选一定比例的对照；4、抽出病例、对照的基线调查资料及相应的化验标本进行盲法检查；5、对所有资料、数据结果均按配比病例对照分析。

（二）特点1、以人群为基础，代表性好，选择偏倚小；2、病例与对照来自于同一队列人群，且对照是按配比原则选择的，可比性好；3、标本收集先于发病，而且是盲法检测，信息偏倚小；4、暴露因素先于发病，时序为前瞻，符合因果推论要求；5、统计效率高于传统病例对照研究，但低于队列研究。

（三）巢式病例对照研究的应用由于巢式病例对照研究兼有队列研究与病例对照研究的优点，尤其在宏观与微观相结合的分子流行病学研究中更是首选的方法。

例如：

上海癌症研究所与美国南加州大学医学院癌症研究中心合作研究黄曲霉毒素与肝癌的关系。

于1986年1月1989年9月从上海4个居民小区抽选4564岁男性18244人组成研究队列，除调查有关基线资料外，并抽血10ml分离血清，尿25ml离心取上清，4保存。

随访观察至1990年3月，计35299人年，肝癌22例。

然后按年龄相当（不超过1岁，标本收集时间相差不超过1个月，同在一小区内的居民以110（前6例）及15（后16例）的配比选取对照140例，抽出肝癌病例和对照的基线资料及开始采集的血清与尿标本，分别检查HBsAg和黄曲霉素代谢产物及DNA加成物。

结果以条件Logistic与配比对照法分析资料。

结果：

单因素分析仅HBsAg阳性的RR为7.8（3.020.6）而教育水平吸烟量、吸烟时间、饮酒及摄入量均无统计学意义；黄曲霉毒素及其代谢产物DNA加成物的单因素分析结果如下表：

（P105表623）,病例对照RRRR95%CI,黄曲霉毒素生物标志（-）9871.0AFB1N7Gua6114.91.516.3AFP1696.21.821.5AFM16203.01.09.3AFB110412.30.95.9任一阳性13532.41.05.9,条件Logistic回归分析结果：

（P106表624）教育水平：

RR0.5（0.11.5）；HBsAg8.5（2.826.3）；尿AFT/DNA加成物：

3.8（1.212.2）；吸烟1.8（0.65.6），吸烟30g/d1.8（0.47.4）。

HBsAg与AFT同时阳性的RR为60.1（6.4561.8），明显大于二因素单独作用之RR乘积，显示明显的协同作用。

其SIM（SynergicIndexofMultiplication）相乘模式协同作用指数=60.1/4.81.9=6.59HBsAg/AFT的交互作用（分层分析）（表6-25，P106）,AFT（-）AFT（+）,病例对照RR（95%CI）病例对照RR（95%CI）,HBsAg-4741.06511.9（0.57.5）HBsAg+5134.8（1.219.7）7260.1（6.4561.8）,根据上述结果，作者认为：

该研究为AFT作为人肝癌病因提供了最直接的分子生物学证据；该研究无明显偏倚，论证强度似队列研究；上海市肝癌约50%可归因于AFT；本研究效率高。

通过18244人队列，随访约2年，发生22个病例，实验室检查162人，较BeasLey在台湾研究HBsAg与肝癌关系队列22707人的HBsAg检测并随访8.9年才得结果要节约时间得多。

P106特殊条件下，可作回顾性巢式病例对照，还可利用各种监测资料进行研究。

二、病例队列研究亦是在队列研究基础上进行，与巢式病例对照研究不同之处在于对照选择是在原队列中分层随机抽出子队列，而不是采用配比方法。

如此对照的代表性较好，且比配比对照省事，统计效率不低，但总样本量要大于配比病例对照。

例如1982年7月1983年6月在广西壮族自治区乙型肝炎高发区组建7917名25岁至64岁无肝癌的男性队列，调查其人口学资料，并抽血分离血清20保存。

随访至1986年7月31日，其中肝癌死亡76例；另按全队列分层随机抽取约25%的子队列，计1923份。

然后以巢式病例对照（14）及病例队列分析HBsAg与肝癌关系，结果如下表:

（6-27）（P.108）,巢式病例对照研究,HBsAg+例数/总例数病例对照,RRRR95%CI,死亡年龄（岁）253424/2524/10050.49.61038.3354425/2925/11627.27.7164.3456420/2219/8849.79.21034.8随访时间（月）11221/2321/9245.88.5950.5132419/2022/8038.67.1810.82529/3325/13235.010.1117.1合计69/7668/30438.616.0117.1病例队列研究69/76440/192333.219.855.6,上表分析可见：

二种方法结果接近，由于病例队列的对照样本量大，故RR95%CL比较小。

同时该方法也较队列研究节约。

三、病例病例对照研究病例病例对照研究（Case-onlystudy）也称病例系列研