Design av forskningsprojekt
Denna sida är uppdaterad 2009-09-10

Ett forskningsprojekt är antingen experimentellt eller icke experimentellt. De sistnämnda kallas även för observationsstudier, eller i engelskspråkig litteratur observational studies. En observationsstudie kan vara prospektiv eller retrospektiv. Prospektiv innebär att man har inga mätdata utan får börja samla in dem från nu och framåt i tiden. I retrospektiva studier finns mätdata redan tidigare registrerade i något journalarkiv eller i en databas. Det gäller bara att gräva fram dem. Observationsstudier kan också indelas i longitudinella studier (individen mäts mer än en gång) och tvärsnittsstudier (individen mäts bara en gång).
    Innehållet på den här sidan berör mest forskningsprojekt med empirisk-atomistisk (kvantitativ) inriktning. I princip skulle man kunna säga att de flesta empirisk-holistiska (kvalitativa) studierna är icke experimentella tvärsnittsstudier. Man brukar dock inte göra den här typen av indelningar inom empirisk-holistiska (kvalitativa) (kvalitativ) forskning. Nedan följer först en enkel strukturerad översikt över olika typer av studier. Efter den följer lite mer förtydliganden.


A. Icke experimentella undersökningar = Observationsstudier
1. Prospektiva undersökningar (mätdata samlas in framåt i tiden)
A. Longitudinella studier (individen mäts mer än en gång)
1) Kohortstudier
En grupp av individer studeras och följ under tid (ofta lång tid) för att se hur sjukdom utvecklas. Ofta har man flera olika grupper som följs för att se om det blir någon skillnad i olika grupper. T ex kan rökare jämföras med icke rökare.
B. Tvärsnittsstudier = Cross-sectional studies (Individen mäts bara en gång)
2. Retrospektiva studier (historiska mätdata letas fram)
A. Longitudinella studier (individen mäts mer än en gång)
1) Fall-kontroll studier
En grupp individer med sjukdom identifieras och deras exposition jämförs med en kontrollgrupp. Man letar efter samband mellan exposition och sjukdom. Fall-kontroll studier kan göras matchade eller omatchade. En Kohortstudie ger i regel säkrare slutsatser än en Fall-kontrollstudie.
2) Historiska kohortstudier (ovanliga)
Liknar fall kontrollstudien men skillnaden är att man här utgår från en grupp individer med en speciell egenskap, t ex rökare och ser vad som hänt med dem. I fall-kontrollstudier utgår man från en grupp av individer med en speciell sjukdom och letar efter samband med exposition.
B. Tvärsnittsstudier = Cross-sectional studies (Individen mäts bara en gång)
B. Experimentella undersökningar (är alltid prospektiva longitudinella)
  1. Intervention i en enda grupp utan randomisering
    Anses ha ett svagare bevisvärde. Exempel på detta är Single Case Research Experimental Design (= SCRED = single subject design). Används när man av olika skäl har svårt att få tag i tillräckligt antal för en randomiserad studie. Kan ge indikation på om en behandling har stor effekt.
  2. Intervention i två eller flera grupper utan randomisering = Controlled Clinical Trial = CCT
    Vanligt att man har olika patientmaterial som är behandlade på olika sätt. De är inte randomiserade men man vill ändå jämföra utfallet mellan grupperna. Denna typ av studie är vanlig. Den anses ha ett svagare bevisvärde än randomiserade studier (se nedan).
  3. Intervention med randomisering = Randomized Controlled Trials = RCT
Individerna randomiseras antingen till olika grupper eller olika tidsordningar. Ju större antal individer som ingår desto mindre slumpmässig variation (och desto större blir precisionen i statistiken). Om man kan göra en matchning är detta ofta något bättre.
A. Utan matchning
  Normalt bör man eliminera mellanindividuell variation genom att låta förändringsmått istället för slutmått vara grunden för jämförelse mellan de olika interventionerna. Den "vinst" man då uppnår är i regel större än den vinst man uppnår genom att dessutom göra en matchad studie. Eftersom matchade studier är krångligare att administrera är de flesta RCT utan matchning.
B. Med matchning
  Vid matchning är grunden för jämförelse mellan interventionerna en skillnad i effekt som ses inom paret/blocket. Genom matchning kan man minska felkällan slumpmässig variation ytterligare lite grand vilket ökar chansen att kunna bevisa en behandlingseffekt om den finns.
1) Blockförsök
a) Matchade par
  Här vill man utvärdera en intervention. Vid matchning bildas par. Man lottar sedan varje par till aktiv behandling eller till kontrollgrupp.
b) Blockförsök med mer än 2 individer
  Här vill man utvärdera flera interventioner i en och samma studie. Man bildar block av individer med likartade värden på de störande faktorerna. I varje block krävs åtminstone en individ mer än antalet interventioner som skall jämföras.
2) Individen är sin egen kontroll
a) Cross-over
  Vid Cross-over får exakt hälften behandling först och placebo sedan, den andra hälften får omvänd ordning. Vid ovanstående kan det visa sig att spontana tillfrisknanden etc. grumlar bilden. Genom att noga randomisera tidsordningen balanseras tidsfaktorn bort.
b) Latinsk kvadrat
  Detta är en variant av cross-over när man har tre eller fler olika behandlingar man vill jämföra (en av behandlingarna bör vara placebo).

Epidemiologiska studier
Termen epidemiologi kommer ursprungligen från ordet epidemi. Numera avser epidemiologi läran / vetenskapen om förekomst av sjukdomar i olika befolkningar och deras orsaksfaktorer. Epidemiologiska studier är studier som utformats för att undersöka sammanhang, vanligen antagna orsakssamband. Oftast är syftet att identifiera eller mäta effekterna av riskfaktorer eller exponering. De vanligaste typerna av epidemiologiska studier är fall-kontrollstudier, kohortstudier och tvärsnittsstudier. Epidemiologiska studier kan även vara experimentella och kallas då interventionsstudier.

Kliniska prövningar
En kliniska prövning är en i förväg planerad klinisk studie av säkerhet, effektivitet eller optimalt doseringsschema för ett eller flera diagnostiska, terapeutiska eller profylaktiska läkemedel, apparater eller tekniker, utförd på människor som valts ut enligt fördefinierade urvalskriterier och observeras för förutbestämda indikationer på gynnsamma eller ogynnsamma effekter. ... ...kan även användas för veterinärmedicinska studier som uppfyller de nämnda kriterierna... (Karolinska institutets svenska översättning av förklaringen till MeSH-termen "Clinical Trial"). En klinisk prövning är en experimentell studie även om man sällan använder sistnämnda begreppet.
     Kliniska prövningar som är läkemedelsprövningar brukar indelas i fas I, II, III och IV-studier. Fas I är första gången ett läkemedel prövas på människa, i regel en liten grupp av friska individer. Fas II är när man testar medlet på en större grupp av friska människor och kanske även en mindre grupp patienter, bland annat för att se vilken dos som är bäst att använda i vidare studier. Fas III är när man på en stor grupp patienter studerar effekten av medlet och jämför med en kontrollgrupp. Fas I-studier pågår ofta kring ett år, fas II-studier cirka 2 år. Fas III-studier pågår längre, sällan under 2-3 år. Fas IV-studier görs efter medlet är godkänt och försäljningen har startat för att få ett bättre grepp om effekt och mindre vanliga biverkningar.
    Det som gör det hela lite rörigt är att en randomiserad kontrollerad studie ibland samtidigt kan klassificeras som en experimentell studie, en klinisk prövning, en interventionsstudie och en epidemiologisk studie.

Kohortstudier
I kohortstudier följs en grupp av individer under en tid (ofta lång tid) för att se hur sjukdom utvecklas. Ofta följer man flera olika grupper (grupperna kallas kohorter) för att se om det blir någon skillnad mellan de olika grupperna. Till exempel kan rökare jämföras med icke rökare.

Fall-kontroll studier
Vid fall-kontrollstudier identifieras en grupp individer med en viss sjukdom, till exempel lungcancer, och deras exposition för något, till exempel rökning, jämförs med en kontrollgrupp som inte har sjukdomen. Fall-kontrollstudier kan göras matchade eller omatchade. En kohortstudie ger i regel säkrare slutsatser än en fall-kontrollstudie.

Historiska kohortstudier
En ovanlig variant är historiska kohortstudier. De liknar fall-kontrollstudien men skillnaden är att man här utgår från en grupp individer med en speciell egenskap, till exempel rökare, och ser vad som har hänt med dem. Till exempel kan man se hur stor andel av rökarna som fick lungcancer. I fall-kontrollstudierna utgick man från en grupp av individer med en speciell sjukdom och letar efter samband med exposition. I historiska kohortstudier gör man tvärtom. Man utgår från expositionen och ser vilka som fick sjukdomen.

Experimentella studier
Experimentella studier är i praktiken alltid prospektiva longitudinella. Den vanligaste varianten är omatchad randomisering mellan en studerad grupp och en kontrollgrupp. Man studerar en faktor, oftast en behandlingsfaktor. Patienterna randomiseras till en av två möjliga grupper. Ju större antal patienter som ingår desto mindre slumpmässig variation (och desto större blir precisionen i statistiken). Om man kan göra en matchning är detta ofta lite bättre. Matchning är speciellt lämpligt om alla individerna samlas in på en gång istället för att inkluderas i studien en och en. Det vanligaste typen av matchning är ett blockförsök med matchade par. I nästan alla experimentella studier (även SCRED) är individerna sin egen kontroll, det vill säga statistiken räknas på förändringsmått snarare än mätvärden vid sista uppföljningen.

Matchning
När man har två grupper, till exempel när en ny behandlingsmetod skall jämföras med en etablerad, kan man göra ett blockförsök med matchade par. Vid matchningen paras en individ ihop med en annan individ. De båda individerna skall vara jämförbara avseende alla tänkbara störande faktorer (t.ex. ålder, rökning, etc.). Därefter randomiseras individerna till varsin behandlingsgrupp. Efter avslutad behandlingsperiod jämförs de två individerna och skillnaden mellan dem blir vårt egentliga mätvärde. Vi ser sedan efter om medelvärdet av alla våra mätvärden skiljer sig från 0. Matchade par är ett blockförsök med två individer i varje block.
    Vid blockförsök med mer än 2 individer bildar man, på samma sätt som enligt ovan, block av individer med likartade värden på de störande faktorerna. I varje block krävs det en individ mer än antalet nya behandlingar som skall undersökas. Den extra individen i blocket skall fungera som kontroll och ha placebobehandling eller en etablerad behandling som de nya behandlingarna skall jämföras med.

Cross-over och latinsk kvadrat
När man jämför individer finner man att den variation som finns mellan individer, mellanindividuell variation, medför att mätdata sprider ut sig från medelvärdet. Ju större spridning desto osäkrare blir den statistiska analysen. Ett sätt att ta bort den mellanindividuella variationen är att ha samma individ i behandlingsgruppen och i kontrollgruppen. Samma individ kan naturligtvis inte få flera behandlingar samtidigt utan får ta den ena följt av den andra. Om alla först fick aktiv behandling och sedan placebo skulle det kunna finnas något tidsbundet fenomen som påverkar vårt mätvärde. Detta fenomen skulle kunna ge ett falskt samband. Tänk er att någon vill genomföra sin studie som undersöker C-vitaminets förmåga att förebygga förkylningar. Antag att man ger 100 patienter två gram C-vitamin dagligen under sex månader. Man noterar antalet förkylningar under perioden. Därefter är patienterna utan C-vitamin 6 månader och antalet förkylningar under denna period registreras. Om den första perioden infaller under sommarperioden och den andra under vinterperioden kan detta leda till att det anses vetenskapligt bevisat att C-vitamin förebygger förkylningar. Ett sätt att lösa detta problem är att bilda par av individer. Slumpen får avgöra vem i paret som får placebo först. Den andra individen i paret börjar då med C-vitamin. Efter halva tiden byter de behandling. Detta kallas att göra ett cross-over-försök. Om man har mer än två grupper, det vill säga om mer än en ny behandling skall utvärderas, kallas cross-over-försöket för latinsk kvadrat. Vid latinsk kvadrat gäller samma som för blockförsök med mer än två individer, i varje block krävs det en individ mer än antalet nya behandlingar som skall undersökas. Den extra individen i blocket skall fungera som kontroll och ha placebobehandling eller en etablerad behandling som de nya behandlingarna skall jämföras med.

Flerfaktorförsök
Om det är olämpligt med matchning och man vill utvärdera flera faktorer har man två val. En möjlighet är att genomföra studier med randomisering mellan en studerad (behandlad) grupp och en kontrollgrupp. För varje faktor man önskar undersöka görs en separat studie. Om man vill utvärdera en ny behandlingsmetod och samtidigt undrar om behandlingsmetoden skall sättas in tidigt eller sent har man två faktorer att utvärdera. En behandlingsfaktor och en tidsfaktor. Detta skulle kräva två studier. Nackdelen är att flera studier kräver många individer. Om man gör ett flerfaktorförsök kan man utvärdera båda faktorerna i samma studie och därmed så krävs inte så många individer. Man gör en blockrandomisering där individerna fyra och fyra slumpas till att tillhöra en av fyra grupper. Två grupper får behandling tidigt och de två andra sent. En grupp som får tidig behandling och en som får sent insatt behandling får den nya behandlingsmetoden, de två andra grupperna får den gamla konventionella behandlingen. När man utvärderar behandlingsmetoderna kommer ungefär (det blir ofta lite bortfall) hälften av de som fått konventionell behandling att ha fått den tidigt och hälften sent. Detsamma gäller för de som har fått den nya behandlingsmetoden. Vid analys använder man speciella metoder som analyserar effekten av varje faktor för sig samt effekten av samspelsfaktorn (kombinationen av de båda faktorerna). Samspelseffekter mellan faktorerna gör att man inte kan göra separata signifikansanalyser med en faktor i taget. Exempel på sådana metoder är tvåvägs ANOVA eller Friedmanns test. Detta kallas att göra flerfaktorförsök. Om man skall utvärdera mer än två faktorer kan försöksuppläggningen bli komplicerad.


Denna webbsida är författad av
Doc. Ronny Gunnarsson
Distriktsläkare/Familjeläkare

Läs om regler för ansvar och copyright som gäller för denna webbsida.