医学科研设计的基本原则讲座

科研设计的基本原则

2021/8/121为什么要进行可科研设计？医学科学研究的实验设计是医学科研中至关重要的一个环节。一项好的实验设计——可以节约大量的人力、物力、财力和时间，保证实验的科学性、可靠性和诚信度。2021/8/122科研设计的一般要求1．科学性能回答科研提出的问题。2．严密性通过大量查阅文献和现场调查，搜集科学资料，或在进一步进行预备实验或可行性调查实验的基础上，进行严密的设计。2021/8/1233．合理性能保证通过设计方案的实施，取得可靠的研究成果，具有普遍意义，经得住实践的考验。4．高效性以最少的人力、财力、物力，得出有意义的结果。5．道德性符合社会道德规范，决不损害人的身心健康。2021/8/124科研设计的基本原则随机原则对照原则均衡原则重复原则盲法原则（临床试验时，可属均衡之列）这些原则的作用是减少误差，提高实验效率。2021/8/125对照原则对照就是对受试对象不施加处理因素或施加处理因素前的一种处理状态用于与施加处理因素或处理后状态进行比较，充分暴露处理因素的效应。2021/8/1261．对照的意义：没有比较就没有鉴别，任何事物间的差异都是通过比较而显示出来的，比较的基准就是对照。设置对照是为了更好的评价和鉴别实验结果的科学性、真实性，避免偏倚而产生错误的结论。2021/8/127甄别处理因素与非处理因素效应，排除非处理因素干扰,减少实验误差公式表达如下：T+SE+e式中：T为处理因素，E为处理因素效应，S为非处理因素，e为非处理因素效应。2021/8/128对照的原理T+S1E

+e1‖‖0+S20’+e2TE2021/8/129两个实验组相互比较的原理

T1+S1

E1+e1T2+S2

E2+e2如果S1=

S2，

e1=

e2那么——T1-T2

E1-E2Td

Ed

2021/8/12109、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:54:04PM11、人总是珍惜为得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/2/32023/2/303February202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32021/8/12112．对照的要求：①对等：除处理因素外，对照组要具备与实验组对等的非处理因素。②同步：对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设：任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上记载或以往的结果或其他研究资料作为本研究对照。

2021/8/12123．对照的形式①同期随机对照：相同时间、地点选择研究对象，以随机分配方式分组；其可比性强，避免了选择性偏倚，结果更具说服力。②自身对照：对照与实验在同一受试对象进行。③历史性对照：将新的干预性措施的结果与过去的研究比较，即将研究者以往的研究结果或他人的研究结果与本次研究结果作对照。2021/8/1213④非随机同期对照：研究对象是同时间、同地点，用非随机分配的方法分为实验组和对照组，分组的方法不是随机的。⑤配对对照：将实验组的观察对象按照配对因素与对照组相配对。⑥阳性对照：与已知疗效的典型药进行比较。⑦空白对照：对照组不施加任何处理因素。⑧实验对照（效应特异性对照）：采用与实验组条件一致的对照措施。2021/8/1214随机化原则随机化（randomization）指从总体中抽取个体或样本时，每个个体或样本都有同等被抽取的机会。随机抽样指各个个体或样本都有同等机会被抽取的抽样。2021/8/1215随机不同于通常意义的“随意”、“随便”两词例如一个笼子里有10只小老鼠，要求均分到对照和试验组中去，如果研究者规定“短尾巴老鼠分到对照组、长尾巴老鼠分到实验组”就属于“随意”分组，包含有主观选择；如果研究者规定“闭上眼睛捉老鼠，先捉住的作为对照组，后捉住的作为实验组”则属于“随便”分组，包含有客观选择。因此随机抽样，可以理解为既没有主观选择、也没有客观选择的一种抽样方法。2021/8/1216随机化具体体现在如下几方面：①抽样随机：每一个符合条件的实验对象参加实验的机会相同。②分组随机：每个实验对象分到处理组和对照组的机会相同，以保证各处理组间实验对象尽可能均衡一致，以提高各组间的可比性。③实验顺序随机：每个实验对象接收处理先后的机会相同，以消除不平衡的实验顺序所产生的偏差。2021/8/1217随机化方法

1．抽签法例如要把12只动物分为两组，先将动物编号1、2、3…12，同时制作数字为1～12的标签，标签充分混匀后，按预先规定抽取6个签号，将动物对号入座分到第1组，余下的6个标签号的动物分第2组。

2．随机数字表法根据随机抽样的原理编制而成的，用于随机分配和随机抽样。

3．Excel编程2021/8/1218重复原则重复(replication)有两层含意：一是指实验的样本量必须足够大，在相同实验条件下充分的重复，以避免实验结果的偶然性，突出表现其必然规律；二是指任何实验结果的可靠世经得起重复实验的考验，重复实验是检查实验结果可靠性的惟一方法。一个不可重复的研究是没有科学性的。2021/8/1219重复的目的有两个：一是稳定标准差，获得实验误差估计值；二可使均值接近真实值，实验组与对照组差异能够准确地显露出来。2021/8/1220样本大小的影响因素1．总体参数()指两个样本均数或两个率比较时，其总体均数或率的差值。越大，说明差异越明显，需要的样本量越小。2．实验误差实验方法越准确，个体间差异越小，实验误差必然较小，越易达到统计等显著性，所需样本越小；否则，样本要大。2021/8/12213．检验水准实验所需样本数与实验设计规定的检验水准成反比，检验水准定得愈低，所需样本含量愈大，=0.01所需样本数大于=0.05所需样本数。4．检验效能(1一)检验效能指当两总体确有差别时，按检验水准发现它们有显著差别的能力。检验效能由

(第二类错误的概率)大小所决定，当=0.1，=0.2时，相应的检验效能为0.8和0.9。检验效能越大，所需要的时间样本量也越大。2021/8/12225．资料性质同等情况下，数值变量资料所需样本量少于分类变量。如果分类变量结果上相差悬殊，对照组全为阴性，实验组全为阳性，则少数样本也达到统计学的显著性。6．实验结果的可能性双向结果(存在A≥B或A≤B两种可能性)所需样本数多单向结果(只存在A≥B或A≤B一种可能性)所需样本数少。7．实验设计的类型完全随机实验设计所需样本多配对设计随机区组实验设计所需样本较少拉丁方实验设计所需样本更少序贯实验设计所需样本数又可少30％～50％2021/8/1223样本大小的估计方法样本含量越大或重复次数越多，越能反应变异的客观真实情况。若样本含量过大，浪费人力物力。若样本含量过小，有专业意义的差异，也可能没有统计学意义，造成假阴性错误。

2021/8/1224粗估法动物实验时——大动物(犬、猫)5～15只／组；中等动物(兔、豚鼠10～20只／组；小动物(大鼠、小鼠)15～30只／组。临床研究一般难治愈的疾病——疗效显著时(如癌症)5～10例即可；急重病死亡率高的(如休克、心衰、肾衰、呼吸衰竭)需30～50例；一般病和慢性病300～500例；按WHO规定——血清流行病学调查需300～600例，一般流行病学调查和正常值调查则常需千例以上。恶性肿瘤的流行病学调查至少10万人口以上；多因素分析时，样本含量数是研究因素数的5～10倍以上。2021/8/1225计算法

见样本含量的计算（Excel程序）2021/8/1226均衡性原则均衡(balance）即实验组和对照组或各实验组之间，除了观察的受试因素外，其他一切条件应尽可能相同或一致如动物的种属、品系、窝别、年龄、性别、体重、健康状况、生理条件、饲养环境等要保持一致。如果受试对象是病人，则要求病人的病种、病期、病型、病程、年龄、性别、生活、社会、心理等因素保持均衡一致。均衡的意义在于更好地避免偏性，减少误差，提高实验的精确性。2021/8/1227均衡的方法1．交叉均衡法2．分层均衡法2021/8/1228均衡性检查先按主要影响因素分层，然后在层内随机抽样，这样组间均衡性较好。但若样本分配并不是采用分层随机，而是使用完全随机的方法，在小样本实验中则可能出现严重不平衡状态。为弥补这一缺陷，应在实验样本数达到预定数80％～90％时进行均衡性检查。若发现不平衡指数(影响因素差数绝对值之和，∑di)较大时，随后的样本分配应以如何使不平衡指数减小为原则。2021/8/1229例如，比较复方青黛与马利兰对慢性粒细胞白血病的疗效，预定观察20例，每组10例，按完全随机已收治17例。若性别、年龄、病情与病程是其主要影响因素，则按此进行均衡性检查。2021/8/1230∑di=12检查结果不平衡指数∑di)较大，故随后继续进来的病例应当以使∑di减少为原则。如新来一位符合受试条件的本病患者系男性青年，病情较重，确诊已达1年半。若将此患者分至马利兰组，则∑di增至16，若将其分至复方青黛组，则∑di减至8，故应将此患者分至复方青黛组。2021/8/1231盲法原则盲法(blindness)是指按试验方案的规定，不让参与研究的受试者和(或)观察者、其他有关工作人员（部分设计者）知道病人所接受的是何种处理(试验药或对照药)，从而避免他们对试验结果的人为干扰和心理因素的影响。

2021/8/1232单盲法(singleblindness)单盲法：在研究中，受试对象不知道接受什么处理。单盲法的优点：避免研究对象的主观因素所致的偏差。单盲还保留非盲法的优点，即实施起来容易，在研究对象出现任何变化时，担任观察任务的研究人员容易判断其原因，并决定是否终止试验或改变方案，以保证处理因素使用的安全性。单盲法的缺点：不能避免研究人员主观因素所产生的偏倚，单盲获得结论的客观性和可信度低于双盲法。用于单盲的对照药物既可是安慰剂，也可以是有效药物或标准治疗。2021/8/1233双盲法(doubleblindness)：研究中，受试者和承担观察任务的研究人员均不知道每个受试对象的分组和接受处理的情况可避免受试对象的主观偏差和研究者的人为偏差。2021/8/1234需要用双盲临床试验在临床研究中——反映疗效和安全性的主要指标如果是主观、定性的，或者虽是定量指标，但容易受心理、精神因素影响的。新的新药评审办法——化学药品第一、二、三类药物；五类药物中需延长用药周期和(或)降低剂量的药物要进行Ⅱ期临床实验的。2021/8/1235双盲法较为复杂，实际执行起来困难较大。在研究过程中，由于种种原因容易造成盲底泄露，称为破盲。在执行双盲法时，如果病情发生变化，不能准确判断并及时处理。2021/8/1236双盲法临床试验注意的问题：(1)严格随机分组，认真、客观填写病例报告表。(2)实验组与对照组所用的药物外观、形状、剂型等必须高度一致。(3)要有一套完善的执行盲法编码制度，受试对象的所有记录、请求单、回报单等全采用代号制。2021/8/1237(4)每个盲法试验应指定一位第三者作为统筹负责和监督整个研究工作的监视员。其职责是监督盲法执行，保证结果的可靠性，保证受试对象的安全，分发应急信件，保管盲底，试验终末揭盲等。2021/8/1238(5)设有应急信件和紧急情况个别病例揭盲规定。临床试验必须符合科学和道德伦理原则：为防止试验中出现紧急情况贻误病人治疗，应为每一个编盲号设置一个应急信件(内容为病例用药编号、药名)，以便在紧急情况对个别病例揭盲抢救治疗。2021/8/1239(6)盲态核查指最后一例受试者的最后一次观察完成后，数据管理员将病历报告表输入数据库，并经过复核、直到数据锁定，以及第一次揭盲间对数据的核查和评价等所做的工作。是双盲临床实验中标准操作规范中的一个必要环节，必须严格实施。2021/8/1240三盲法(tripleblindness)三盲法是双盲法的扩展，即受试对象、研究人员和资料分析人员均不知道受试对象的分组和管理情况。理论上可以减少资料分析上的偏差分析时减弱了对整个研究工作的全局了解，对研究的安全性要求较高，在执行时也较严密，难度较大。2021/8/1241统计分析的思维方法2021/8/1242Theend2021/8/12439、人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。03-2月-2303-2月-23Friday,February3,202310、低头要有勇气，抬头要有低气。***2/3/20234:54:04PM11、人总是珍惜为得到。03-2月-23**Feb-2303-Feb-2312、人乱于心，不宽余请。***Friday,February3,202313、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。03-2月-2303-2月-23**03February202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月2023**03-2月-