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收藏!医学科研中的不同研究设计、区分方法和优缺点

在医学研究中,流行病学设计是决定研究价值的重要因素。但各种研究设计的定义、特点及应用场景往往让人很是头疼 。为大家整理了医学研究中的不同研究设计、区分方法和优缺点。


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1.描述性研究


定义:利用常规检测记录或通过专门调查获得数据资料(包括实验室检查结果),按不同地区、不同时间及不同人群特征分组,描述人群中疾病或健康状态分布状况或暴露因素的分布情况,在此基础上进行比较分析,获得疾病三间分布特征,进而提出病因假设和线索。


用途:

  • 描述疾病或者某种健康状况的分布及发生发展规律。

  • 疾病危险因素的发现,高危人群的确定,疾病患者的早发现、早诊断和早治疗,人群疾病防治策略与措施的提出,卫生政策和计划的制定)。

  • 获得病因线索,提出病因假设(比较三分布的差异)。


特点:

①以观察为主要研究手段,不对研究对象采取任何干预措施,仅通过观察、收集和分析相关数据,分析和总结研究对象或事件的特点。

②暴露因素不是随机分配的,一般不设立对照组,暴露和结局的时序关系无法确定,对病因推断存在一定的局限。

③流行病研究中的最基本类型,揭示暴露和疾病因果关系的探索过程中的最基础的步骤(提出假设、确定高危人群、评价公共卫生措施的效果)。


常见类型(7种):

现况研究、病例报告、病例系列分析、个案研究、历史(常规)资料分析、随访研究、生态学研究。

 

1.1 现况研究(横断面研究 cross sectional study)


定义:通过描述特定时间(越集中越好)和特定范围内人群中的有关暴露(因素)与疾病或健康状态的关系,为研究的纵向深入提供线索和病因学假设(不能确定暴露与疾病的时序关系,只能为因果关系提供线索)。


用途:

  • 掌握目标群体中疾病或健康状况的分布(患病率);

  • 提供疾病病因研究的线索;

  • 确定高危人群;

  • 评价疾病监测、预防接种等防治措施的效果。


研究特点:

  • 开始时一般不设有对照组;

  • 研究特定时间或时期;

  • 在确定因果联系时受到限制。

  • 不能确定时间顺序;

  • 研究对象更多的是存活期长的病人;

  • 对不会发生改变的暴露因素,可以提示因果联系;

  • 性别、种族、遗传背景等;

  • 用现在的暴露特征替代或估计过去情况的前提条件;

  • 现在的泰露与过去的情况存在良好的相关关系,或者变化不大;

  • 已知研究因素的暴露水平的变化趋势或规律,可估计过去的暴露水平;

  • 回忆过去的暴露极不可靠,而现在的暴露资料可以用来估计;

  • 定期重复进行可以获得发病率资料。


优点:

  • 来自于人群,研究结果有较强的推广意义;

  • 同期对照组,结果具有可比性;

  • 一次调查可同时观察多种因素;


缺点:

  • 难以确定先因后果的时序关系;

  • 不能获得发病率资料;

  • 误判潜伏期和临床前期的调查对象,低估研究群体的患病水平;


研究类型:

(1) 普查:在特定时点或时期。特定范围内的全部人群。


目的:

  • 早期发现,早期诊断和早期治疗病人

  • 了解慢性病患病及急性传染病的疫情分布

  • 了解当地居民健康水平

  • 了解人体各类生理生化指标的正常值范围


优点:

  • 不存在抽样误差;

  • 可以同时调查多种疾病或健康状况;

  • 能发现目标人群中的全部病例。


缺点:

  • 不适用于患病率低且无简便易行诊断手段的疾病;

  • 工作量大,难免漏查;

  • 调查工作人员水平参差不齐;

  • 耗时耗力。

(2)抽样调查(samplingsurvey):通过随机抽样的方法,对特定时点,特定范围内人群的一个代表性样本进行调查,通过对样本中的研究对象的调查研究,来推论其所在总体情况。


优点:

  •  省时省力

  •  工作易于细致


缺点:

  • 设计、实施与资料分析比普查复杂;

  • 资料的重复或遗漏不易发现;

  • 不适用于变异过大的研究对象或因素;

  • 不适用于需要普查普治的疾病;

  • 不适用于患病率太低的疾病。


抽样方法:

  • 非随机抽样:

  • 方便抽样(街头拦人法);

  • 定额抽样;

  • 滚雪球抽样…


随机抽样:

  • 单纯随机抽样(最简单,最基本;总体数量大,编号、抽样麻烦;资料收集困难);

  • 系统抽样(可以在不知道总体单位数的情况下进行抽样;在现场人群中较易进行;易于操作,但需要注意周期性趋势);

  • 分层抽样(各层内抽样比例相同,提高总体指标估计值的精确度);

  • 整群抽样(将总体分成若干组,抽部分群组作为观察单位组成样本;易于组织,实施,但抽样误差较大,通常在单纯随机抽样样本量估计基础上再增加1/2);

  • 多阶段抽样(分阶段进行,每个阶段使用的抽样方法不同,结合使用上述抽样方法,常用于大型流行病学调查;抽样之前要掌握各级调查单位人口资料特点)。


    1.2 生态学研究(Ecological study/correlationalstudy)


定义:在群体水平上研究某种暴露因素与疾病之间的关系,以群体为观察和分析单位,通过描述不同人群中某因素的暴露状况与疾病的频率,分析该暴露因素与疾病之间的关系。


用途:

  • 提供疾病线索,产生病因假设(慢性病病因研究,环境因素);

  • 评估人群干预措施的效果(估计监测疾病的趋势)。


研究类型:

(1)生态比较研究(ecological comparison study ):观察不同人群或地区某种疾病的分布,根据疾病分布的差异,提出病因假设;

比较不同暴露水平的人群中疾病的发病率和死亡率,为病因探索提供线索。


(2)生态趋势研究(ecological trend study)

连续观察人群中某因素平均暴露水平的改变与某种疾病的发病率、死亡率变化的关系,了解其变动趋势,通过比较暴露水平变化前后疾病频率的变化情况,来判断某因素与某疾病的联系。


优点:

  • 应用常规或现成资料来进行研究,省时省力;

  • 对病因未明的疾病可提供病因线索(最显著的优点);

  • 适宜于个体的暴露剂量无法测量的情况;

  • 当研究的暴露因素在一个人群中变异范围很小时,宜采用多个人群比较的生态学研究;

  • 适合于对人群干预措施的评价;

  • 在疾病监测中,可估计某种疾病发展的趋势。


缺点:

  • 生态学谬误(ecological fallacy):由于生态学研究以各个不同情况的个体“集合”而成的群体为观察和分析的单位,以及存在的混杂因素等原因而造成研究结果与真实情况不符。

  • 混杂因素难以控制;

  • 难以确定因果关系。

 

1.3疾病监测(surveillance of disease)


定义:指长期、连续、系统地收集疾病的动态分布及其影响因素的资料,经过分析将信息上报和反馈,传达给所有应当知道的人,以便及时采取干预措施并评价其效果。


基本特征:

  • 连续地、系统地收集疾病或其他卫生事件资料。

  • 对原始监测资料进行整理、分析、解释,将其转化成有价值的信息。

  • 及时将信息反馈给所有应该知道的人,利用这些信息来制订或者调整防制策略和措施。


监测目的:

  • 了解人群疾病发生现状,确定主要公共卫生问题;

  • 发现异常情况。查明原因采取干预措施;

  • 确定高危人群,预测疾病流行,估计卫生服务需求;

  • 评价干预措施效果,制订科学、有效的公共卫生策略和措施。


监测的主要内容:

(1)传染病:

  • 人口学资料;

  • 传染病发病和死亡及其分布;

  • 病原体型别、毒力、抗药性变异情况;

  • 人群免疫水平的测定;

  • 动物宿主和媒介昆虫种群分布及病原体携带状况;

  • 传播动力学及其影响因素的调查;

  • 防制措施效果的评价;

  • 疫情预测。

(2)非传染病:

  • 人口学资料;

  • 非传染病发病和死亡及其分布;

  • 人群生活方式和行为危险因素监测;

  • 地理、环境和社会人文(包括经济)因素的监测;

  • 饮食、营养因素的调查;

  • 基因型及遗传背景因素的监測;

  • 高危人群的确定;

  • 预防和干预措施效果的评价。


 2 分析流行病学


2.1队列研究(cohortstudy)


定义:追踪随访队列人群(具有共同特征的一群人),探讨因素与疾病发生之间的关系。


基本原理:


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特点:

  • 队列研究是由因到果的研究,易于判断暴露因素与结局出现的先后顺序,队列研究更科学合理,适用于探索和检验病因假设


优点:

  • 可直接获得发病率或死亡率,因而可以直接估计相对危险度。

  • 原因发生在前,结局发生在后,检验病因假说的能力较强。

  • 可了解疾病的自然史。

  • 可以获得一种暴露与多种疾病结局的关系。

  • 所收集的资料完整可靠,不存在回忆偏倚。


缺点:

  • 不太适于发病率很低的疾病的病因研究。

  • 长时间的观察,导致失访难以避免。

  • 研究费时间、费人力、花费高。

  • 随着时间推移,未知因素的引入,可能影响研究结果。

  • 研究的设计要求高,实施难度较大。

     

队列研究3种类型:

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2.2病例对照研究(Case-controlstudy)

定义:在疾病发生之后,以现在患有该病的病人为一组(病例组),以未患该病但其它条件与病人相同的人为另一组(对照组),通过询问,体检化验或复查病史,搜集既往各种可疑致病因素的暴露史,测量并比较两组对各种因素的暴露比例,经统计学检验着判为有意义,则可认为因素与疾病间存在着统计学关联,在估计各种偏性对研究结果的影响之后,再借助病因推断技术,推断出危险因素,而达到探索和检验病因假说的目的。


理论框架:

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用途:

  • 探索病因——筛选危险因素(检验暴露和疾病之间的联系)

  • 检验假说。


优点:省钱、快速:筛检多种因素、适于罕见病。

缺点:偏性、暴露与疾病的时间顺序难判断、不能估计率。

 

3.实验流行病学(ExperimentalEpidemiology)


定义:指研究者根据研究目的,按照预先确定的研究方案将研究对象随机分配到试验组和对照组,对试验组人为地施加或减少某种因素,然后追踪观察该因素的作用结果比较和分析两组或多组人群的结局,从而判断处理因素的效果。


理论框架:

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要素/特点:

  • 是实验法而不是观察法(随机);

  • 给予干预措施

  • 设立对照组

  • 前瞻性研究


用途:

  • 确证因果关系

  • 评价治疗效果

  • 评价预防保健措施

  • 主要类型—根据研究现场划分

  • 临床试验——以个体病人为研究对象;

  • 现场试验——以健康/高危个体为研究对象;

  • 社区试验——以社区人群整体为干预单位。


主要类型—根据具备设计的基本特征划分:

  • 随机化对照试验(Randomized Controlled Trial, RCT )

  • 类试验(Quasi-experiment):如果一项实验研究缺少四个基本特征的一个或几个,就叫类实验,或半实验(Semi-experiment)、自然实验(Natural experiment)。根据类实验是否设立对照组可分为两类:不设对照组or设对照组.


优点:

  • 随机化分组使两组可比性强,减少了偏倚

  • 实验过程标准化强

  • 时间顺序合理,可进行因果判断


缺点:

  • 设计实施比较复杂,可操作性不强;

  • 受干预措施适用范围影响,所选择对象的代表性有一定局限性;

  • 随访时间长,会出现不依从现象;

  • 有时会涉及伦理学问题。

 

3.1临床试验(clinicaltrail)

常用于对某种药物或治疗方法的效果进行检验。


设计框架如下:


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临床试验的特点:

  • 以病人作为研究对象

  • 研究多在医院进行

  • 临床试验多称为治疗性试验(相对性)

  • 临床试验的研究对象应尽可能一致

  • 应尽可能用盲法随机分配治疗措施

  • 对分配的治疗不依从,都应当测量其程度与原因

  • 如果对于所研究的疾病没有可接受的疗法,可以应用安慰剂作为比较。


临床试验分类(Types of RCT's-classilication schemes):

(1)上市前临床试验(premarketing clinical tria):

  • 1期:通过耐受性试验与药代动力学研究,以确定该药的安全有效剂量范围及药物在人体内的吸收。和排除的规律”通常在20-80个志愿者身上进行。

  • 2期:在一小部分特定病例中,在有对照的情况下进行!严密的临床观察,以进一步确定此药的安全性与有效性。通常100-300人。

  • 3期:在例数较多的病例中进行,由临床医生主持。它是随机化临床试验,目的在于评价药物的安全性。有效性及最佳剂量。一般需要1000:3000人。

(2)上市后临床试验(postmarketing cllnical trial):

  • IV期(上市后监测):进一步观察疗效,监测副作用。

  • 是以尚未患病的人作为研究对象,接受处理或某种预防措施的基本单位是个体。如我国批准全球首个手足口病疫苗的研究文献采用的就是现场试验。


3.2 现场实验(Field trail)


定义:是以尚未患病的人作为研究对象,接受处理或某种预防措施的基本单位是个体。如我国批准全球首个手足口病疫苗的研究文献采用的就是现场试验。 


现场试验的特点:

  • 研究对象通常为非病人

  • 研究地点为现场

  • 多为预防性试验

  • 通常需要较多的研究对象

  • 需以个体为单位随机分配措施予研究对象

  • 对分配的措施的不依从,应当测量其程度与原因

  • 尽可能应用盲法


3.3社区干预项目(CommunityIntervention Program, GIP)


特点:

  • 研究场所为社区

  • 以社区人群或某类人群组/亚组为单位分配干预措施

  • 常用于对某种预防措施或方法进行考核或评价

  • 以一般采用整群随机分配措施的方法保证比较组之间应尽可能具有可比性

  • 如果研究只包含两个社区则要求,干预组间基线特征有类似的分布。



参考文献:

1.《流行病学基础》吴涛.北京大学;

2.《流行病学》第6版:李立明教授主编,人民卫生出版社出版;

3.《流行病学》第7版:詹思延教授主编,人民卫生出版社出版;

4. 吴涛,詹思延,李立明,流行病学方法历史国顾系列4:流行确学实验研究简史.中华流行病学杂志,2004.

6.毕鹏.脊髓灰质炎减毒疫苗的现场试验.钱宇平、李立明主编.流行病学研究实例(第三卷).人民卫生出版社.1996.p97-107.

5.《医学研究报告规范解读》北京大学医学出版社。2015


文章来源:梅斯医学

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