医学科研设计1之实验设计

1、医学科研设计,?,y,医学研究的基本程序,5,个环节,:,研究问题的提出,假设的建立和设计,科学实验,(,调查,),与验证,实验,(,调查,),结果的分析综合与处理,建立新的理论或实际应用与推广,医学科研方法,DME,：,统计设计,包括资料收集、整理和分析全过程，总的统计,设想和科学安排。可节省人力、物力和时间；可控制实验误,差；可提高实验效率。,专业设计,统计设计,测量,M,easurement,设计,D,esign,评价,E,valuation,医学科研,调查研究,(survey,，,observational,study),实验研究,(experimental,study),?,y,第一

2、节,医学科研设计的基本原则,第二节,实,验,设,计,第三节,调,查,设,计,第一节,医学科研设计基本原则,一、,对照,二、,均衡,三、,随机,四、,重复,一、,对照的原则,对照,(control),：受试对象不施加试验因素或施加前状态,对照的意义,：,鉴别处理因素与非处理因素的差异,药物治疗,例,:,老年性慢性支气管炎,气候转暖,自然缓解,消除和减少实验误差,。,处理组：,对照组：,比较结果,处理因素,非处理因素,+,处理效应,+,非处理效应,非处理因素,非处理效应,处理因素,处理效应,对照的形式,空白对照,(blank,control),：,对照组不加任何处理因素。,例如：实验组儿童接种疫苗

3、，对照组儿童不接种疫苗。,试剂空白、血样空白等。,特点：,简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实,验效应的测定。,-,安慰剂对照,(placebo control),对照的形式,实验对照,(experimental,control),：,施加基础,实验条件（非处理因素）,。,含,赖氨酸,面包,+,非处理因素,赖氨酸,效应,+,面包效应,+,非处理因素效应,面包,+,非处理因素,面包效应,+,非处理因素效应,赖氨酸,赖氨酸,效应,非处理因素,+,非处理因素效应,对照的形式,标准,对照,(standard,control),：,以现有的标准,或正常值作对照。,例某种新的方法能否代替传统方法的研究

4、；,某病患者与正常人同一项生理、生化指标对照等。,注意：,实验条件应一致,。,对照的形式,自身,对照,：,在同一受试对象上进行,。,特点：,简单易行，使用广泛。但若试验前后某些,环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结,果；可能自愈的疾病，难以说明问题。,对照的形式,相互,对照,：,几个实验组互相对照。,例如比较几种药物或,同一药物不同剂量组治疗同一疾病的疗效。,对照的形式,历史,对照,：,以过去的研究结果作对照。,应用时注意资料的可比性，仅适用于非处,理因素影响较小的少数疾病。,慎用！,对等,同步,：相同的时间与空间,专设,对照的设置,二、均衡的原则,指实验组与对照组除处理因素，其它条,件完

5、全一致和基本一致，保持实验条件的,均衡,或,齐同原则,(balance),。,均衡性越好越能显示处理因素作用,均衡的原则,例：试用某药物预防肠道传染病的效果观察设计。,方案一：,甲幼儿园,(100,人,),服药，,肠道传染病,乙幼儿园,(100,人,),不服药，肠道传染病,分析：甲乙幼儿园的非处理因素（食堂卫生,条件、儿童卫生习惯）如不相同，则不均衡。,均衡的原则,甲幼儿园（,100,人）,服药（,50,人）,不服药（,50,人）,乙幼儿园（,100,人）,服药（,50,人）,不服药（,50,人）,方案二：,非处理因素,动物实验,:,考虑动物,来源、种属、性,别、原始体重、健康状况,尽量相同或

6、相,近，,给药途径、饲养条件、麻醉程度、,消毒情况、术后护理,等也应一致。,临床试验,:,患者的诊断准确可靠，考虑,年,龄、性别、体质、病情,等因素力求均衡或接,近，,疾病分型、服药时间、疗效标准,等必须,一致。,三、随机的原则,随机化原则,(randomization),：随机,“随便”,指每个受试对象以,机会均等,的原则随机被抽取到，,或分配到试验组和对照组。,目的是使各组非实验因素的条件均衡一致,随机化方法：,1),抽签,2),用随机数字表和随机排列表,3),用计算器或计算机,随机化的含义,1.,抽样的随机（代表性）,符合条件研究对象被纳入研究范畴的机会相同,2.,分组的随机（均衡性）,

7、研究对象被分配到不同处理组的机会相同,3.,实验顺序的随机（客观性）,研究对象先后接受处理的机会相同,四、重复的原则,重复,(replication),：研究对象有一定数量（实验,例数（样本含量）和重复次数）。可防止偶然性,或巧合的现象。,必须在保证实验具有一定的可靠性条件下，,确,定最少的实验例数。,第二节,实验设计,一、,实验设计的意义,二、,实验设计的特点和分类,三、,实验设计的基本要素,四、,几种常用的实验设计方法,二、实验设计的特点和分类,实验研究的特点：,研究者,可以安排处理因素,（主动）；,受试对象是否接受处理是,随机,的；,研究者可控制混杂因素以减少误差（齐同）。,动物实验,(

8、animal,experiment),：,对象,动物；如食物毒理学试验,临床试验,(clinical,trial),：,对象,病人；如化疗治疗淋巴性白血病,社区干预试验,(community,intervention,trial),对象,一般人群；如加氟、加碘,实验研究的分类：,三、实验设计的基本要素,降压药,高血压病人,血压值,处理因素,受试对象,实验效应,处理因素,(,study factor,，,treatment,),处理因素,：根据研究目的施加或观察的，能,作用于受试对象并引起效应的因素。,非处理因素,：相应的也能使受试对象产生效,应的因素，又称,混杂因素,(confounding,

9、factor),。,处理因素,(,study factor,，,treatment,),1.,抓住主要因素,2.,找出非处理因素，并加以控制,如：“性别”、“年龄”,均衡方法：两组构成一致,控制方法：规定年龄段,3.,处理因素要标准化：,处理水平始终不变,受试对象,(study subjects),保证,同质性,1.,动物的选择,：,要考虑动物的种类、品系、,以及年龄、性别和体重以及营养状况等。,2.,人的选择,：,分病人和健康人。病人的选择,应当诊断明确、依从性好，能真实可靠地反映主,观感觉。,实验效应,(experimental effect),通过,观察指标,表示,1.,客观性,：主观指

10、标和客观指标。,2.,精确性,：,准确度,(accuracy),：观察值与真值接近程度，,受,系统误差,影响。,精密度,(precision),：重复观察时观察值与其均,值的接近程度，受,随机误差,影响；,实验效应,(experimental effect),准度和精度都好,准度差精度好,准度好精度差,准度和精度都差,实验效应,(experimental effect),4.,特异性,(specificity):,真阴性,，减少,假阳性,率,3.,灵敏性,(sensitivity),：,真阳性,，减少,假阴性,率,四、几种常用实验设计方法,完全随机设计,配对设计,配伍组设计,交叉设计,盲法设计

11、,各组例数相等时效率较高,完全随机设计,(completely,random,design),处理组（接受新药）,观察结果,实验对象,随机化分组,对照组（接受常规药）观察结果,对照组（安慰剂）,实验对象,随机化分组,处理组（,A,药）,处理组（,B,药）,处理组（,A+B,药）,完全随机设计,优点,：设计简单，统计分析简单，应用广。,缺点,：只能分析一个因素，效率不太高。混杂因,素多，难以控制，灵敏度不及配对试验。,统计分析方法,：,计量资料：,两组,-,多组,-,计数资料：,t,检验,或,秩和检验,方差分析,或,秩和检验,-,2,检验,配对因素,-,影响实验效应的,主要非处理因素,，,以提高

12、组间均衡性。,自身配对,和,异体配对,。,配对设计,(paired,design),A,接受新药,实验对象,配成对子,随机分配对子中,B,接受常规药,配伍组设计,(randomized,block,design),A,接受甲处理,实验对象,配成区组,随机分配区组中,B,接受乙处理,C,接受丙处理,D,接受丁处理,配伍组设计,处理组,配伍组,A,B,C,D,1,4,3,2,5,6,8,7,10,9,12,11,16,14,13,15,优缺点,：,每个区组内对象有较好同质性，更易发现处理,间的差别。,该设计均衡性好、误差减低，可以提高效率，,统计分析也较简单。,不能分析交互作用，数据缺失。,配伍组

13、设计,统计分析方法,-,随机区组设计的方差分析,交叉设计,（,cross-over,design,）,A,组,接受常规药,间歇期,接受新药,实验对象,随机分配,B,组,接受新药,间歇期,接受常规药,优缺点,：,节省样本例数；控制时间因素及个体差异，实验,效率较高；符合医学伦理。,要求两次观察的时间不能太长，处理效应不能持,续过久，两次试验间应当有间隔时间。,适用于某些病程相对较长的疾病，不适用于病程,较短的急性病疗效的研究。,交叉设计,统计分析方法,-,交叉设计的方差分析,主观因素造成偏倚（,bias,）,盲法设计,（,blindness,design,）,盲法设计分,单盲,和,双盲,法。单盲法,是让,受试,者,不知道自已接受何种处理；,双盲