二、实验研究的基本程序
(一)选题过程
1.选题的来源及原则 选题主要来源于实际工作需要解决的问题、生活中观察来的问题以及文献检索或者课题申报公布的问题。选题过程中需要遵循五大实验设计原则,即实用性原则、创新性原则、可行性原则、科学性原则和效能性原则。
(1)实用性原则 尽量选择在医学事业的发展、医疗、教学及科研上有需要或者迫切需要解决的关键问题,选择前人没有解决或者没有完全解决的问题,重点解决在医学基础理论及疾病预防、诊断、治疗和康复等各个环节上的相关问题。
(2)创新性原则 就是选题的先进性和新颖性。要有新的发现、新的观点、新的认识、新的成果。包括前人没有过的新学说和新发明,或者在前人研究基础上继续深入探索,提出新的见解和理论。
(3)可行性原则 就是选题的可操作性。选题要结合实际情况,考虑有无实现研究的主客观条件。
(4)科学性原则 选题应有充分的科学依据,与已有的科学理论和科学规律及定律相符,反映客观规律,有充分依据,经得起重复。在科研选题方向上必须保持正确、合理和科学性的指导原则,在此基础上开展研学研究工作。
(5)效能性原则 就是选题的效益性。从选题开始就应该注意经济上的合理性,在仪器设备的添置和实验设计上,应尽量避免或减少盲目性。应使实验课题具有完善程度高、副作用小、在计划时间内能够完成、成功后便于推广且易于普及的特点。
2.选题的内容
(1)初始意念或者提出问题 基于对医学事业中亟待解决的问题,提出科研选题方向。
(2)查阅文献 不管是选题的确定还是实验方案的提出,都离不开大量文献的查阅。查阅大量的文献不仅可以明确研究背景、熟悉研究方法、明确选择的实验动物模型,还可以排除不必要的科学研究重复。
(3)假说形成 是对实验的预期结果,关系着实验研究的目的性、计划性和预见性。一个完整假说的提出需要经过以下四个阶段:观察和记录所有的相关信息;分析和归类这些信息;在这些信息的基础上,发现问题、提出问题,进而明确研究目标;针对发现的问题提出假说,明确研究的意义。
(4)陈述问题 这是对初期思维及选题的总结,进一步为实验设计和处理指明方向。
(二)实验过程
1.实验设计 实验设计分为专业设计和统计设计。实验设计的基本目的就是观察被试因素施加于受试对象而发生的实验效应,然后根据反应性质与大小判断它的作用或效果。因此实验设计主要包括三大基本要素,即处理因素、受试对象和实验效应等。
(1)处理因素 处理因素即对实验对象施加的某种外部干预。给实验动物以各种处理,包括接种细菌、毒素等生物病菌;给予化学制剂或药物;进行创伤、烧伤等物理刺激等。处理实验对象的目的主要有两个方面:一是复制人类疾病的动物模型,观察其发病机制;二是进行实验治疗,观察药物或其他治疗手段的疗效。
(2)受试对象 受试对象主要包括人和动物。选择合适的实验动物对实验的成功有重要的意义,选择的要求主要包括以下几点。
①稳定性:受试对象对处理因素有较大的稳定性,可减少实验误差,是选择受试对象的基本要求。
②经济性:受试对象易得、便宜。
③可行性:受试对象易处理及易采取标本。
④相似性:受试对象采用的实验动物尽可能与人体近似。
(3)实验效应 设计一些好的实验效应是体现实验的先进性和创新性的重要环节。实验效应是反映实验对象在经过处理前后发生生理或病理变化的标志。它包括计数指标(定性指标)和计量指标(定量指标)、主观指标和客观指标等。指标的选定需符合特异性原则、客观性原则、重现性原则及灵敏性原则等。
2.实验观察和数据的记录 根据实验过程中的实验报表资料、日常工作记录、专题研究实验数据和现场实况资料做好实验记录。
3.数据资料的录入 原始数据录入的过程必须遵循便于录入、便于核查、便于转换、便于分析的原则。
(1)计量资料 通过对观察单位测量取得数值,其值一般有度量衡单位。如身高、体重、血压、脉搏、白细胞等。此类资料具有计量单位。
(2)分析计量资料 常用平均数、标准差、t检验、方差分析、相关与回归分析等。
(3)计数资料 将观察单位按某种属性或类别分组,然后清点各组的观察单位数。如性别、血型、民族、职称、某病的治愈和未愈数等。
(4)分析计数资料 常用率、构成比、χ2检验等。
(5)等级资料 将观察单位不同程度分组,然后清点各组的观察单位数。如疗效可分为治愈、显效、好转、无效。如尿蛋白化验结果分为+、++、+++等。这类资料具有计数资料的性质,但所分各组又是按一定顺序如由轻到重、由小到大排列的。
(三)数据处理过程
1.数据的处理 医学数据处理的核心思想是,在数据处理环节控制或消除非随机误差,保证统计分析建立在真实的抽样误差基础上。
(1)误差的表现形式
①生物的差异性:生物的个体差异统称变异,客观存在,来源于随机误差。
②感官误差:由于视觉、听觉、实觉和触觉等感官判定某项指标时所引起的误差。这其中既包括操作者又包括受检者,还与技术的熟练程度有关。
③条件误差:实验条件不同引起的误差,如仪器、操作、用具、室温、照明、季节及饲养动物条件等。实验条件不同时,容易出现假阳性错误或假阴性错误。
④分配误差:由于分组时不经意随机化所引起的误差。
⑤非均匀误差:由于抽样不均发生的误差。
⑥顺序误差:由于实验时不改变顺序,总是按着一个固定的顺序进行而引起的误差。
⑦过失误差:由于实验者的主观片面、粗心大意引起的误差。如实验分组不合理,主观选择受试对象,实验组与对照组条件不均衡,记录遗漏或错误,操作不熟练或不按操作规程,以及读数或计算错误引起的误差。
⑧估计误差:对观察结果进行分析和评价时发生的误差。
(2)误差的性质
①系统误差:实验测定中由于未发现或未确定的因素所引起的误差,带有方向性和系统性。产生的原因往往是可知的或可掌握的。
②偶然误差:由某些暂时无法控制的微小因素引起的误差,属于随机误差,无法避免。
(3)误差的控制
①实验设计阶段:对实验对象的选择(纳入、排除标准)、样本含量的确定、随机化分组与抽样、分层抽样、对照的设定等进行误差控制。
②实验实施阶段:盲法试验、实验标准、规章制度、失访、技术人员水平、记录的完整。
2.统计分析
(1)直接分析法 在实验范围内的全部实验结果中,通过直观对比,选取最佳点。由于最佳结果是直接实验得到的,其结论比较可靠。
(2)因素-指标关系趋势图分析法 即计算因素各个水平的平均实验指标,以因素的水平为横坐标,以平均指标为纵坐标,绘制因素-指标关系趋势图,然后找出各因素的水平与实验指标的变化规律。
(3)极差分析法 这里的极差是指因素的各个水平下的实验指标最大值与最小值之间的差值。极差的大小可以反映出实验中各因素所起作用的大小。通常,极差大的因素是重要的因素,而极差小的因素是不重要的因素。所以,根据极差的大小,可以排列出各因素的主次顺序。
(4)方差分析法 设法从整个实验结果的差异中,将因各种条件因素所引起的方差与因实验误差所引起的方差分离出来,然后检验各种条件因素对实验结果的影响是否显著。方差分析是对实验数据的定量分析,可以根据方差分析结果选择好的工艺条件或确定进一步的实验方向。
(5)回归分析法 根据实验结果定指标与因素间的定量关系,即建立回归方程式。
3.提出结论 实验结论是对实验中的发现和结果进行总结、分析与整理的过程。是在分析实验结果的基础上得出概括性判断,或理论上简明总结。应简单扼要、切合实际,并与实验目的相呼应。
4.撰写论文 实验论文的基本结构包括论文标题、署名、摘要、前言、材料与方法、结果、讨论、结论、参考文献。
(1)论文标题 应简短明了、开门见山,能准确地概括论文内容。标题与内容相符,一般字数不宜过多,不超过20个字为宜。
(2)摘要和关键词 摘要和关键词是论文的缩影,是全文的概括和浓缩。医学论文的摘要大多采用结构式摘要,即包括目的、方法、结果和结论4个要素。关键词是表示论文主题内容的规范名词或术语。可从论文标题或摘要中选取能代表论文主题内容的词或词组作为关键词;这些词最好与正式出版的主题词表或词典提供的规范词一致。
(3)前言 前言或者引言是论文的开场白,应该简明扼要地交代本研究的背景和目的。研究的背景包括同一领域前人所做的工作、国内外的进展、已解决和尚待解决的问题等。
(4)材料与方法 简明清晰地列出实验所用的材料,包括实验对象的详细信息;实验动物应标明品种、性别、体重等;药物应标明厂家、批号等;试剂应标明纯度,仪器应标明型号等;临床资料汇总应写明病例来源、一般资料等;实验方法的描述应清楚明了,包括分组方法、处理因素的施加方法、观测指标的测量方法等;临床试验还需标明诊断标准、纳入标准、排除标准、观察终点等。这一部分,还应该写明所采用的数据描述方法及统计学分析方法。
(5)结果 论文的核心部分,是将实验所得的原始资料或数据经过分析、归纳和进行统计学处理后得出来的,而不是原始数据的罗列。实验数据可用统计学或统计图直观清晰地表达,但对图表应有简短的文字表达。
(6)讨论 论文所要报道的中心内容,是将研究结果从感性认识提高到理性认识。讨论是对所得结果进行补充说明或解释,对结果进行分析、探讨,对可能的原因和机制提出见解并阐明观点。讨论还可将结果与当前国内外研究结论进行比较,提出新的见解并做评价。讨论中需要重点说明该项研究的创新性和先进性。写作方面,问题要论证充分、层次分明;如讨论的问题较多,可按内容进行分解,列出小标题,每段围绕一个论点加以论证。
(7)结论 是对实验研究的最后总结,是对研究简明扼要的概括。结论要文字简练、观点明确。
(8)参考文献 为撰写论文而引用的有关图书和期刊资料,引用参考文献时应按一定的顺序(文中出现的先后顺序或者被引作者名字的首字母顺序),在文后标注。参考文献是对前人成果及著作的认同与尊重,引用的参考文献应能代表相关课题目前的研究水平及现状,所引内容与论文所研究内容结合应贴切紧密。此外,参考文献的录入格式方面有一定的要求和规范。