Von der Idee zur Publikation: Erfolgreiches wissenschaftliches Arbeiten in der medizinischen Forschung

Von Lutz Claes

Gute Forschung will gut geplant sein. Der Autor erläutert in dem Band anhand instruktiver Beispiele, wie Forschungsprojekte erfolgreich geplant und umgesetzt werde können. Angefangen von der Projektplanung über die erste Projektskizze, die Formulierung des Projektantrags, die praktische Durchführung, die Projektauswertung und statistische Analyse bis zur Publikation der Ergebnisse behandelt er jeden einzelnen Schritt, der für die Realisierung eines Forschungsprojekts erforderlich ist.

 

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Springer
• Erscheinungsdatum: 3. März 2011
• ISBN: 9783642160691

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Edmund A.M Neugebauer, Wolf Mutschler und Lutz Claes (Hrsg.)Von der Idee zur Publikation2Erfolgreiches wissenschaftliches Arbeiten in der medizinischen Forschung10.1007/978-3-642-16069-1© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011

Herausgeber

Edmund A.M Neugebauer, Wolf Mutschler und Lutz Claes

Von der Idee zur PublikationErfolgreiches wissenschaftliches Arbeiten in der medizinischen Forschung

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Herausgeber

Edmund A.M Neugebauer

Universität Witten/Herdecke gGmbH, Institut für Forschung in der Operativen Medizin (IFOM), Köln

Wolf Mutschler

Chirurgische Klinik Innenstadt, München

Lutz Claes

Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Ulm

ISBN 978-3-642-16068-4e-ISBN 978-3-642-16069-1

Springer-Verlag Berlin Heidelberg

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011

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Vorwort

Der Leistungsstand der klinischen Forschung, gemeint ist hier die grundlagen-, krankheits- und patientenorientierte Forschung, wird von verschiedenen Förderinstitutionen und in Stellungnahmen des Wissenschaftsrates, unbeschadet mancher hervorragender Einzelleistungen in Deutschland, insgesamt als unbefriedigend bezeichnet. Die Gründe sind einerseits eine mangelnde Institutionalisierung von chirurgischen Forschungsinstituten – obwohl in letzter Zeit einige neue W2/3-Stellen eingerichtet wurden – sowie ein wenig attraktives Klima für die Entwicklung des talentierten klinischen Nachwuchses (Zeit, Anerkennung, Ressourcen, Bezahlung), andererseits die fehlende Ausbildung zur Forschung. Eine fachspezifische und strukturierte Ausbildung und Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses in der Forschung ist nur an wenigen medizinischen Fakultäten etabliert. Curricula für die Ausbildung klinischer Nachwuchsforscher an Universitätskliniken fehlen zumeist. Mit der Etablierung von klinischen Studienzentren, dem Studienzentrum der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie (SDGC) sowie dem Chirurgischen Netzwerk (CHIR-Net), hat sich zumindest für klinische Studien in den letzten Jahren eine positive Entwicklung ergeben.

Betrachtet man das Medizinstudium, so orientiert es sich vorwiegend an dem für die Ausbildung zum Arzt Notwendigen – Ansätze zur wissenschaftlichen Bearbeitung medizinischer Fragen werden so gut wie nicht vermittelt. Im Gegenteil – das Medizinstudium ist vor allem wegen seiner Faktenüberfrachtung wissenschaftlichem Denken eher abträglich. Vieles ist hier dem Zufall und der Eigeninitiative des wissenschaftlich Interessierten überlassen. Die wenigsten akademischen Lehrer haben angesichts der umfangreichen Aufgaben in der Krankenversorgung, der Verwaltung/Selbstverwaltung und der Lehre ausreichend Zeit für die Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses in der klinischen Forschung. Im Bewusstsein, dass die Forschung für die eigene Klinik und die Außendarstellung von größter Wichtigkeit ist und die Landeszuführungsbeiträge an die Universitäten inzwischen leistungsorientiert vergeben werden (LOM), bleibt meist nur die oberflächliche und wenig impulsive Aufforderung an die Assistenten: „Wir müssen auch etwas forschen". Nur was und wie?

Vor diesem Hintergrund wurde vor einigen Jahren die Idee geboren, hier eine Hilfestellung für den akademischen Nachwuchs in Form von Kursen anzubieten, um den aufgezeigten Mängeln zu begegnen. Teile der im vorliegenden Buch dargestellten Inhalte wurden über mehrere Jahre auf den Jahreskongressen der Deutschen Gesellschaft für Chirurgie (DGCh) und Unfallchirurgie (DGU) sowie der Sektion Chirurgische Forschung (SCF) in Kursen angeboten, bis sich die Herausgeber dieses Buches entschlossen haben, die Inhalte zusammenzuführen und einen Intensiv-Workshop über 3 Tage durchzuführen. Der Kurs wurde jährlich (bisher 10-mal) für eine begrenzte Zahl von maximal 25 Teilnehmern durchgeführt. Die begleitende, anonyme Evaluation der Intensiv-Workshops „Von der Idee zur Publikation" hat zu vielen Anregungen geführt, die wir aufgenommen und in den jeweiligen Folgekursen umgesetzt haben.

Die durchweg sehr positive Bewertung aller Workshops sowie der kursbegleitenden Unterlagen haben uns stimuliert, 6 Jahre nach der ersten Auflage neue Inhalte in die Neuauflage aufzunehmen und die Gliederung noch stringenter an die Bedürfnisse der Leser anzupassen. So finden sich jetzt die Beispiele für Projektskizzen und Projektpläne für die verschiedenen Bereiche der klinischen Forschung im Anhang A. Dies soll die Lesbarkeit des Buches vereinfachen.

Sicher kann dieses Buch einen Hands-on-Workshop mit intensiver Diskussion und praktischen Übungen nicht ersetzen. Es kann aber sowohl dem „Novizen in der Forschung als auch dem „Erfahrenen eine wertvolle Hilfe zur Strukturierung seiner Ideen, über die Projektplanung, Durchführung und Auswertung bis hin zur Publikation bieten.

Tragen Sie zur Weiterentwicklung des Faches Chirurgie und seiner Nachbardisziplinen bei: Chirurgische Forschung braucht forschende Chirurgen. Die Herausgeber verbinden mit der Neuauflage des Buches die Hoffnung, eine Steigerung der Drittmitteleinwerbung der klinischen Fächer bei den Förderinstitutionen und insgesamt eine Steigerung der Qualität der klinischen Forschung zu bewirken.

Erwähnt sei an dieser Stelle noch, dass wir aus Gründen der besseren Lesbarkeit auf die gleichzeitige Nennung männlicher und weiblicher Wortformen verzichtet haben. Selbstverständlich sind grundsätzlich beide Geschlechter gemeint.

Abschließend möchten wir als Herausgeber Danke sagen: dem Springer Verlag und besonders Herrn Kraemer für sein Entgegenkommen und die Unterstützung beim Zustandekommen der Neuauflage, unseren jetzigen und ehemaligen Mitarbeitern und hier im Speziellen Herrn PD. Dr. Sauerland, Herrn Prof. Dr. Lefering, Herrn Prof. Dr. Maegele, Frau Prof. Dr. Schäfer, Herrn PD. Dr. Biberthaler und Herrn Prof. Dr. Schieker für ihre Beiträge. Nicht zuletzt gilt unser Dank Frau Simone Hess für die organisatorische und technische Hilfe bei der Umsetzung der Neuauflage des Buches.

Autorenverzeichnis

Biberthaler, Peter, PD Dr.

Chirurgische Klinik Innenstadt Nußbaumstr. 20 80336 München

Claes, Lutz, Prof. Dr.

Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik Helmholtzstr. 14 89081 Ulm

Lefering, Rolf, PD Dr.

Universität Witten/Herdecke gGmbH Institut für Forschung in der Operativen Medizin (IFOM) Ostmerheimer Str. 200 51109 Köln

Maegele, Marc, Prof. Dr.

Klinikum der Universität Witten/Herdecke gGmbH Krankenhaus Köln Merheim Klinik für Unfallchirurgie Orthopädie und Sporttraumatologie Ostmerheimer Str. 200 51109 Köln

Mutschler, Wolf, Prof. Dr.

Chirurgische Klinik Innenstadt Nußbaumstr. 20 80336 München

Neugebauer, Edmund, A.M.,

Univ.-Prof. Dr. Prof. h. c. Universität Witten/ Herdecke gGmbH Institut für Forschung in der Operativen Medizin (IFOM) Ostmerheimer Str. 200 51109 Köln

Rosenbaum, Dieter,

Prof. Dr.

Westfälische Wilhelms-Universität Klinik für Orthopädie Domagkstr. 3 48129 Münster

Sauerland, Stefan, PD Dr.

Institut für Qualität und Wirtschaft lichkeit im Gesundheitswesen (IQWiG) Dillenburger Str. 27 51105 Köln

Schäfer, Ute, Prof. Dr.

Medizinische Universität Graz Universitätsklinik für Neurochirurgie Universitätsplatz 3 A-8010 Graz

Schieker, Matthias,

Prof. Dr.

Chirurgische Klinik Innenstadt Nußbaumstr. 20 80336 München

E. Neugebauer

W. Mutschler

L. Claes

Köln/München/Ulm

Inhaltsverzeichnis

1 Projektplanung 1

L. Claes, W. Mutschler und E. Neugebauer

1.1 Einführung in die Projektplanung 2

1.2 Von Ideen und wissenschaftlichem Denken 5

1.3 Von der Idee zur Umsetzung 11

Literatur16

2 Projektskizze 17

L. Claes, M. Schieker, E. Neugebauer, S. Sauerland und R. Lefering

2.1 Erstellung einer Projektskizze für experimentelle Studien 18

2.2 Erstellung einer Projektskizze für klinische Studien 25

2.3 Systematische Literaturrecherche 30

2.4 Systematische Literaturbewertung 33

2.5 Statistische Überlegungen bei der Studienplanung 40

Literatur46

3 Projektplanung und Projektantrag 47

L. Claes, E. Neugebauer, P. Biberthaler und U. Sch

3.1 Zeit-, Personal- und Finanzplanung 48

3.2 Tierversuchsantrag 50

3.3 Ethikantrag 53

3.4 Einwerben von Drittmitteln 62

3.5 Drittmittelantrag, Kooperationen und Begutachtung 71

Literatur76

4 Projektdurchführung 79

M. Schieker, W. Mutschler, L. Claes, E. Neugebauer, M. Maegele und S. Sauerland

4.1 Verwaltungsaufgaben im Projekt 80

4.2 Einstellung von Mitarbeitern 83

4.3 Mitarbeiterführung 85

4.4 Arbeits- und Prüfanweisungen 89

Literatur99

5 Projektauswertung 101

R. Lefering und S. Sauerland

5.1 Datenerfassung und Beschreibung 102

5.2 Grafi sche Darstellung 106

5.3 Statistische Analysen 112

Literatur121

6 Projektabschluss und Publikation 123

P. Biberthaler, W. Mutschler, L. Claes und D. Rosenbaum

6.1 Abschlussbericht 124

6.2 Vortrag 124

6.3 Poster 131

6.4 Publikation 134

Literatur146

Anhang A Beispiele für Projektskizzen und Projektpläne L. Claes, M. Schieker, E. Neugebauer, M. Maegele, S. Sauerland und P. Biberthaler147

1 Biomechanische Studie: »Untersuchungen zur Primärstabilität eines Hüftgelenkendoprothesenschaftes unter Belastung«.148

2 Zell- und molekularbiologische Versuche: »Hypoxie in statischen und dynamischen 3D-Zellkultursystemen für das Tissue Engineering von Knochen«156

3 Tierexperimentelle Studie: »Untersuchung des additiven Eff ekts einer peripheren Verletzung auf die Ganzkörperentzündungsreaktion am Rattenmodell in Kombination mit einem Schädel-Hirn-Trauma«163

4 Klinische Studien171

4.1 Diagnosestudie: »Stellenwert der körperlichen Untersuchung im Erkennen einer Beckenfraktur bei Patienten mit stumpfem Trauma«171

4.2 Therapiestudie: »Radiologische Nachuntersuchung von monoaxial und polyaxial-winkelstabilen Plattensystemen zur Versorgung von proximalen Humeruskopff rakturen«176

5 Empfehlungen zur Sicherung guter wissenschaftlicher Praxis183

Stichwortverzeichnis209

Edmund A.M Neugebauer, Wolf Mutschler und Lutz Claes (Hrsg.)Von der Idee zur Publikation2Erfolgreiches wissenschaftliches Arbeiten in der medizinischen Forschung10.1007/978-3-642-16069-1_1© Springer Medizin Verlag Heidelberg 2011

1. Projektplanung

Lutz Claes¹, Wolf Mutschler² und Edmund A.M. Neugebauer³

(1)

Institut für Unfallchirurgische Forschung und Biomechanik, Helmholtzstr. 14, 89081 Ulm

(2)

Chirurgische Klinik Innenstadt, Nußbaumstr. 20, 80336 München

(3)

Institut für Forschung in der Operativen Medizin (IFOM), Universität Witten/ Herdecke gGmbH, Ostmerheimer Str. 200, 51109 Köln

Zusammenfassung

Die Planung und Durchführung eines experimentellen oder klinischen Forschungsprojekts ist ein komplexer und sich dynamisch verändernder Vorgang. Es sind viele Informationen zu sammeln, Maßnahmen durchzuführen und Entscheidungen zu treffen. Deshalb gibt es systematische Planungshilfen, die es auch dem noch nicht so erfahrenen Wissenschaft ler erlauben, auch komplexe Projekte mit guter Aussicht auf Erfolg durchzuführen. Eine solche Planungshilfe ist ein Flussdiagramm, welches wir in den letzten Jahren entwickelt haben und das sich als sehr hilfreich erwiesen hat. Es vermeidet, dass man wichtige Planungsschritte übersieht und damit das Projekt verzögert oder gef臧rdet.

1.1 Einführung in die Projektplanung

Die Planung und Durchführung eines experimentellen oder klinischen Forschungsprojekts ist ein komplexer und sich dynamisch verändernder Vorgang. Es sind viele Informationen zu sammeln, Maßnahmen durchzuführen und Entscheidungen zu treffen. Deshalb gibt es systematische Planungshilfen, die es auch dem noch nicht so erfahrenen Wissenschaftler erlauben, auch komplexe Projekte mit guter Aussicht auf Erfolg durchzuführen. Eine solche Planungshilfe ist ein Flussdiagramm, welches wir in den letzten Jahren entwickelt haben und das sich als sehr hilfreich erwiesen hat. Es vermeidet, dass man wichtige Planungsschritte übersieht und damit das Projekt verzögert oder gefährdet.

Das Flussdiagramm gibt einen Überblick über alle wesentlichen Planungsschritte von der Idee bis zur Publikation. Die einzelnen Schritte in diesem Diagramm werden in den verschiedenen Kapiteln dieses Buches im Detail besprochen.

Eine sorgfältige Projektplanung ist eine Voraussetzung für das Gelingen einer Studie. Die Planung ist ein dynamischer Prozess, der ständig den neuen Erkenntnissen im Projektablauf angepasst werden muss.

Am Anfang steht die Idee für ein neues Projekt. Solch eine Idee kann z. B. aus einem ungelösten klinischen Problem oder dem Wunsch nach dem besseren Verständnis bestimmter biologischer Vorgänge resultieren. Um zu klären, ob eine Projektidee auch neu und originell ist, sollte man sich gut informieren. Dabei bietet sich zuerst einmal ein Gespräch mit Kollegen an, die auf dem zu bearbeitenden Gebiet über Erfahrung verfügen (◉ Abb. 1.1).

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Abb. 1.1

Flussdiagramm der Projektplanung

Es ist vorteilhaft, dies mit mehreren Ansprechpartnern zu tun, um sich einen guten Überblick zu schaffen. Kommt man zu einem positiven Urteil, so gilt es nun sehr genau, den Stand der wissenschaftlichen Literatur zum Thema des Projekts zu ermitteln. Es wird häufig unterschätzt, dass vieles durch andere Gruppen schon früher bearbeitet wurde. Überprüfen Sie aufgrund Ihres neuen Kenntnisstandes, ob eine Realisierung des Projekts aussichtsreich ist.

Bereits in diesem frühen Stadium muss überlegt werden, ob die zu einer Projektdurchführung notwendigen personellen und infrastrukturellen Voraussetzungen vor Ort gegeben sind. Andernfalls ist es erforderlich, mit anderen Wissenschaftlern Kooperationen zu suchen. Dazu ist es erforderlich, das Projekt in einer Projektskizze zu beschreiben. Am Anfang sollte die Formulierung einer Hypothese oder Fragestellung stehen, die durch das Projekt beantwortet werden soll (◉ Abb. 1.1).

Ein sehr guter Informationsstand ist die Voraussetzung für eine qualifizierte Entscheidung über die Fortführung oder das Aufgeben einer Projektidee.

Eine Projektskizze ist die Voraussetzung für Absprachen mit Projektpartnern, erste Kosten- und Arbeitsplanungen und Anträge für genehmigungspflichtige Studien. Eine Analyse der vorhandenen Infrastruktur ist die Basis für die Planung von Investitionen und neu zu etablierenden Methoden. Die Projektskizze soll von einer definitiven Fragestellung oder Hypothese ausgehen.

Das Versuchsdesign, die erforderlichen Materialien und Methoden sowie die Verteilung der Arbeiten auf verschiedene Personen sind grob zu planen.

Ist auf der Basis der Projektskizze ein Einvernehmen zwischen den beteiligten Partnern erzielt worden, kann das Projekt weiter verfolgt werden.

Handelt es sich um ein neues Projekt mit bisher nicht erprobten Methoden, ist es ratsam, einen Vorversuch oder eine Pilotstudie durchzuführen. Im Falle einer klinischen Studie oder eines Tierversuchs muss jedoch hier bereits eine Genehmigung der Ethikkommission oder der Tierschutzkommission vorliegen. Für solche Genehmigungen sind Anträge erforderlich, die auf dem Stand der Literatur, der Projektskizze und biostatistischen Grundlagen basieren. Nach dem Vorversuch sind die erzielten Ergebnisse zu bewerten, auf ihre Plausibilität zu prüfen und das Versuchsdesign zu überdenken. Falls erforderlich, muss die Projektskizze überarbeitet werden und unter Umständen noch einmal in einem Pilotversuch getestet werden. Kommt man zu dem Entschluss, dass das Projekt mit Erfolg durchgeführt werden kann, ist jetzt eine detaillierte Projektplanung anzufertigen (◉ Abb. 1.2und 1.3).

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Abb. 1.2

Flussdiagramm der Projektplanung

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Abb. 1.3

Flussdiagramm der Projektplanung

Eine Pilotstudie oder ein Vorversuch ist immer anzuraten, wenn nicht bereits Erfahrungen mit dem Studien- oder Versuchsmodell bestehen und nicht alle Methoden erprobt sind.Die Ergebnisse der Pilotstudie oder des Vorversuchs sind kritisch zu werten, auf ihre Plausibilität zu prüfen und u. U. Änderungen im Studiendesign vorzunehmen.

Zusätzlich zu einem Projektplan , der die einzelnen Projektschritte, Methoden und Materialien beschreibt, ist der zeitliche Ablauf zu planen und eine Kostenkalkulation durchzuführen. Auch die brillianteste Idee und das beste Projekt brauchen zur Durchführung Geld.

Wenn kein Vorversuch erforderlich war, ist spätestens jetzt der Zeitpunkt gekommen, gegebenenfalls Ethikanträge oder Tierversuchsanträge zu stellen oder abzuändern.

Nun gilt es, die Finanzierung sicherzustellen. In den meisten Fällen wird es erforderlich sein, Anträge an Forschungsförderungsinstitutionen zu stellen. Sind die erforderlichen Anträge genehmigt, ist mit der Verwaltung der Forschungsinstitution der Ablauf der Finanzmittelverwaltung zu klären.

Liegt das Studiendesign fest, sind detaillierte Projekt-, Zeit- und Kostenpläne zu erstellen.Diese sind die Basis für Anträge an Forschungsförderungsinstitutionen.

Für alle wissenschaftlichen Untersuchungen sind eindeutige Beschreibungen der angewandten Methoden anzufertigen (Prüf-, Arbeits-, Mess- und Studienanweisungen und entsprechende Protokolle), damit die Reproduzierbarkeit der Methoden und die eindeutige Ergebnisdokumentation gewährleistet ist. Dabei ist auch festzulegen, welche Mitarbeiter die verschiedenen Projektteile verantwortlich leiten oder durchführen. Erst danach kann das Projekt endgültig gestartet werden. Bei großen Projekten ist es sinnvoll, eine Zwischenauswertung und Zwischenbesprechung mit allen Projektpartnern durchzuführen, um sicherzustellen, dass nicht aus unvorhersehbaren Gründen eine Korrektur des Projekts erforderlich ist (◉ Abb. 1.4).

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Abb. 1.4

Flussdiagramm der Projektplanung

Ist die Finanzierung gesichert und sind alle Genehmigungen erteilt, kann mit der detaillierten Ausarbeitung von Arbeitsplänen sowie dem Entwurf von Versuchs- oder Studienprotokollen begonnen werden.Bei großen Studien ist es sinnvoll, eine Zwischenbilanz zu erstellen und die Ergebnisse auf ihre Plausibilität zu überprüfen.

Wenn das Projekt durchgeführt ist, erfolgt eine abschließende Auswertung der Ergebnisse mit angemessener Statistik und die Archivierung der Daten und Ergebnisse. In den meisten Fällen wird ein Abschlussbericht an die Forschungsförderungsinstitution erforderlich sein. Als krönenden Abschluss erhoffen wir eine oder mehrere Publikationen in anerkannten Zeitschriften.

1.2 Von Ideen und wissenschaftlichem Denken

Die Wissenschaften pflegen eine kollektive Psychologie, die bestimmt, welche Objekte untersucht werden und wie. Ob Objekte wissenschaftsfähig sind/werden, hängt ab vom allgemeinen Zeitgeist und dem gesellschaftlichen Auftrag an die Wissenschaft, von den allgemein akzeptierten Denkmethoden, den zur Verfügung stehenden und zur Verfügung gestellten Methoden, den Ressourcen und der nationalen und internationalen Wissenschaftsorganisation (= Wissenschaftskultur).

Beispiele: Früher war die heute verpönte Astrologie eine hoch anerkannte Wissenschaft. Die Aufklärung stellte den Menschen in den Mittelpunkt und richtete damit die Wissenschaft neu aus. In unserer neueren Geschichte hat der Nationalsozialismus gerade die medizinische Forschung instrumentalisiert und pervertiert.

Das Bild von den Wissenschaftlern im „Elfenbeinturm" bezieht sich deshalb nicht so sehr auf ihre Wertfreiheit, sondern eher auf die Abgehobenheit in ihrer Sprache und ihr elitäres soziales Verhalten.

Ideen (= schöpferischer Gedanke, Vorstellung) entstehen also nicht im luftleeren Raum, sondern sind eingebettet in Kultur und Zeit. Sie können einem „Mainstream" hinterherhinken, vorauseilen oder im Mainstream mitschwimmen. Dies sagt nichts über die Qualität einer Idee aus, eher über die Möglichkeiten ihrer Verwirklichung.

Weil Ideen und Erkenntnisse kultur- und zeitgebunden sind, sind sie nicht nur objektive Wahrheiten, sondern auch soziale Konstrukte: „Die Bedeutung eines (Versuchs) ergebnisses hängt nicht nur von der wissenschaftlichen Sorgfalt ab, sondern auch davon, was die Menschen gerade zu glauben bereit sind (und was wissenschaftliche Autoritäten verkünden)" [2].

Wissenschaftliche Ideen entstehen nicht im luftleeren Raum, sondern sind eingebettet in Kultur und Zeit und deshalb auch soziale Konstrukte.

Beispiele aus der Chirurgie des 20. Jahrhunderts: Die lange verteidigte Vagotomie zur Behandlung des Ulcus duodeni, der Streit um die feuchte Wundbehandlung, das Diktum der stabilen Plattenosteosynthese und der primären Frakturheilung.

Popper [7] hat die geistige Grundlage moderner Forschung so formuliert: „Das Staunen ist der Köder, der Zweifel ist die grundlegende Methode der Wissenschaft". Ideen werden auf den Prüfstand gebracht, indem sie in eine Hypothese gefasst und dann falsifiziert oder verifiziert werden und in neue Hypothesen münden.

Früher war dies anders. Über Jahrhunderte war die Entwicklung der Medizin von der Magie, der augenscheinlichen Empirie oder in den Hochkulturen von moralisch-ethischen Deduktionen aus Religion und Philosophie bestimmt.

„Das Staunen ist der Köder, der Zweifel ist die grundlegende Methode der Wissenschaft" (Popper 1982).

Beispiel: Gottes Allmacht und göttlicher Odem in allem, die Sonderstellung des Menschen in der Schöpfung.

Das empirische Denken , das in den reinen Naturwissenschaften seit dem 17. bis 18. Jahrhundert mehr und mehr an die Stelle dieser spekulativen Deduktionen trat, setzte sich in der Medizin nur langsam durch. Erst seit gut 150 Jahren hat die damals prinzipiell neuartige naturwissenschaftliche Denkweise dann zu den bis heute anhaltenden erheblichen Fortschritten in der praktischen und theoretischen Medizin geführt.

Die Medizin übernahm dabei eine Denkweise der Naturwissenschaften, die ganz überwiegend von der klassischen Physik bestimmt war und die auf Bacon und Descartes zurückgeht: Das Ganze (hier: der ganze Mensch) ist nur ein Ganzes, wenn es ungeteilt bleibt. Ungeteilt aber ist es niemals vollends erfassbar und darstellbar. Deshalb ist es notwendig, komplexe Probleme (das Ganze) in Unterprobleme zu zerlegen, die dann entsprechend überschaubar sind und so als Unterprobleme für sich zu lösen sind. Dieser erkenntnistheoretische Ansatz – das Reduktionsprinzip von Descartes – und die Anwendung ethischer Prinzipien in der medizinischen Forschung (z. B. Eid des Hippokrates, Deklaration von Helsinki) bestimmen letztlich unsere heutigen Erkenntnisinstrumente (◉ Abb. 1.5).

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Abb. 1.5

Die Erkenntnistheorie bestimmt die Wissenschaftsorganisation

Der Reduktionismus ist eine Grundlage der naturwissenschaftlich ausgerichteten medizinischen Forschung.

Ausgehend von einer Beobachtung, einem Problem oder einer Idee formulieren wir eine Hypothese, die durch eine wissenschaftliche Beobachtung oder ein Experiment überprüft (bestätigt oder widerlegt) wird. Wir versuchen, daraus eine Gesetzmäßigkeit abzuleiten, die letztlich in ein Modell der Wirklichkeit einmündet, das wir wiederum durch die Formulierung neuer Hypothesen und neue Beobachtungen/ Experimente überprüfen.

Die wissenschaftliche Beobachtung ist unser ältestes und weiterhin unverzichtbares Hilfsmittel. Sie wird wissenschaftlich dadurch, dass sie sich strengen, vorherformulierten Regeln unterwirft und ihre Ergebnisse sorgfältig analysiert. Als entscheidende Hilfsmittel der Beobachtungsanalyse dienen die Gesetze der mathematischen Statistik. Da die Voraussetzung für eine wissenschaftliche Beobachtung die Formulierung einer Hypothese ist, kann somit die Beobachtung weder zufällig noch passiv sein. Dies rechtfertigt ihre Einstufung als gleichrangiges Hilfsmittel neben dem Experiment. Viele der Kategorien der evidenzbasierten Medizin sind diesem Erkenntnisinstrument zuzuordnen (◉ Abb. 1.5und ◉ Abb. 1.6).

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Abb. 1.6

Der Kreislauf der Erkenntnis

Erkenntnisinstrumente sind die wissenschaftliche Beobachtung, das Experiment, die Gesetzmäßigkeit und das Modell.

Das Experiment unterscheidet sich von der wissenschaftlichen Beobachtung vor allem durch die bewusste, planmäßige und zielstrebige Veränderung des zu erkennenden und zu beobachtenden Sachverhalts. Sinn des Experiments ist es, Umstand und Bedingung, Ursache und Wirkung eines Vorgangs zu definieren. Das Experiment erklärt einen Sachverhalt, der durch Beobachtung allein nicht geklärt werden konnte. Der zu beobachtende Sachverhalt wird dabei durch bestimmte Hilfsmittel verändert. Bei der klinischen Studie ist dies z. B. die Randomisierung. Die Natur der angewandten Hilfsmittel bestimmt die Natur der zu erwartenden Ergebnisse. Die Formulierung der Beobachtungsbedingungen und eine statistische Analyse der Ergebnisse sind obligat.

Wissenschaftliche Beobachtung und Experiment münden in der Formulierung eines Zusammenhangs, einer Gesetzmäßigkeit. Hilfsmittel zur Sicherung oder Auffindung solcher Zusammenhänge sind wiederum die Gesetzmäßigkeiten der Statistik.

Das Modell soll die statistisch gesicherte und günstigstenfalls mathematisch formulierte Gesetzmäßigkeit anschaulich oder darüber hinaus auch materiell reproduzieren. Die Qualität des Modells wird daher ebenso wie das Experiment bestimmt durch die Natur der angewandten Hilfsmittel. Das Modell ist somit die sichtbare Darstellung variabler Größen, die morphologisch und/oder funktionell gekoppelt sind und deren wechselseitige Beziehung durch wissenschaftliche Beobachtung und/oder Experiment überprüft und in einer Gesetzmäßigkeit formuliert worden ist. Modelle helfen uns, die Wirklichkeit und ihre Komplexität besser zu verstehen, weil wir sie in weniger komplexe Gebilde überführen und in Vereinfachungen denken können.

Der Reduktionismus war und ist heute außerordentlich erfolgreich: Die überwältigende Mehrheit unserer Entdeckungen und Erkenntnisse wurde durch reduktionistisch-analytische Naturwissenschaftler gewonnen, die den