概论、实验设计

有缺陷的数据得不出正确的结论。——EPearson医学科研设计医学科研的特点研究条件不易控制实验的周期一般较长实验结果变异程度大常涉及伦理和道德问题医学科研的基本程序科研选题科研设计（专业设计和统计设计）实施方法统计分析科研结论科研设计中的两个部分专业设计统计设计：通过合理的、系统的安排，达到控制系统误差，以消耗最少的人力、物力和时间，获得可靠的信息和结论医学研究类型

实验性研究(experimentalstudies)

人为地施加处理因素于受试对象。受试对象能随机分组。能在实验中控制一些非处理因素对实验结果的影响。目的：评价干预措施的作用。

实验性研究的分类1.动物实验(animalexperiment)

以动物或动物、人的生物材料为研究对象

2.临床试验(clinicaltrial)

以人为研究对象3.社区干预试验(communityinterventionstudy)以人群为研究对象

观察性研究(observationalstudies)只能客观地观察和记录观测对象的研究指标。观测对象不能随机分组。影响研究指标的因素无法控制。目的：找出有意义的观测指标。降压药高血压病人血压值变化处理因素试验单位处理效应非处理因素混杂效应实验设计的基本要素

情绪、饮食等血压值变化1.处理因素(treatmentfactor)研究者根据研究目的欲施加的能作用于受试对象并引起直接或间接效应的因素处理因素一般是主动施加的某种外部干预或措施非处理因素与处理因素同时出现，也能使受试对象产生效应的因素当非处理因素夸大或缩小了处理因素与实验效应间的真实联系时，称为混杂因素（confoundingfactor）评价元参钩藤汤治疗高血压效果：80名患者连服15天，血压值平均下降21mmHg。处理因素：元参钩藤汤非处理因素：休息、心理作用、服用其它药物、季节因素、年龄等2.试验单位(experimentunit)处理因素作用的客体，是根据研究目的而确定的观察目标总体。可以是人、动物，也可以是生物材料，必须保持同质性试验单位的基本条件对处理因素敏感，反应稳定如：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期高血压患者对药物的敏感程度不同明确纳入标准(inclusioncriteria)与排除标准(exclusioncriteria)评价某药物治疗感冒的有效性和安全性的Ⅱ临床试验3.处理效应(treatmenteffect)处理因素作用于试验单位的反应和结果，通过观察指标来表达。主要效应指标1～2个，次要效应指标若干个选择指标的依据：客观性、特异度（鉴别真阴性的能力）和灵敏性（检出真阳性的能力）客观性：1.硬指标（如实验室的生理、生化指标；易于标准化、量化；死亡、生存）2.软指标：病人主述、主观指标特异度高的指标不易受非处理因素的干扰；灵敏性高的指标能将处理因素的效应更好地显示出来

例如：评价某药治疗缺铁性贫血的效果（选用血清铁蛋白）选择指标的依据实验设计的目的：控制和减少非处理因素对处理效应的影响，使处理效应单独显示出来应遵循的三个原则：1.重复(replication)2.对照(control)3.随机化(randomization)实验设计的原则一、重复原则指处理组和对照组的观察单位应有一定的数量（即样本含量，n）主要作用：估计实验误差，提高实验结果的可靠性最小样本含量大样本的弊端二、对照原则对照（control）是指对受试对象不施加处理因素的状态实验组：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均衡性：在设立对照时除处理因素不同外，其它对实验效应有影响的因素（非处理因素）尽量均衡一致常用的对照形式：空白对照安慰剂对照实验对照标准对照历史对照自身对照相互对照常用的对照形式－空白对照对照组不施加任何处理因素的对照反映了观察对象在实验过程中的自然变化临床试验慎用例：观察维生素A的防癌作用，实验组的石棉矿工每天口服一定剂量的维生素A，对照组的石棉矿工不服维生素A，处理因素完全是空白。追踪观察一段时间后，比较两组癌症的发病率

常用的对照形式－安慰剂对照对照组使用一种不含活性药物成分的制剂－安慰剂（placebo）与盲法同时实施，以防止对照组病人产生与实验组病人不同的心理注意保密和伦理道德问题常用的对照形式－实验对照对照组不施加处理因素，施加某些与处理因素有关的实验因素保持实验条件的一致性克服对照组受试对象的心理因素例：在动物实验中，研究切除甲状腺对白细胞生成的影响，对照组也必须进行麻醉、切开、暴露甲状腺、缝合等手术操作，只是不切除甲状腺

常用的对照形式－标准对照使用现有的标准值或正常值做对照，或以标准品和标准效应作为对照标准值必须得到本专业的认可临床试验常以目前公认的药物或疗法作为对照常用的对照形式－历史对照以过去的研究结果作为对照适用于非处理因素较少，或影响较小通常不同时期外部条件不一致，比较缺乏可信性。常用的对照形式－自身对照对照和实验因素施加在同一个受试者上避免个体差异引起的误差有短期自愈倾向和周期性发作倾向的疾病，以及实验前后某些因素发生变化，且会影响实验结果时，不宜使用自身对照。常用的对照形式－相互对照设几个研究组，不确定哪个为实验组，哪个为对照组，而是各组之间相互对照通常用于筛选药物和选择剂量、剂型。例：将条件基本相同的贫血病人分成三组，分别应用三种治疗方案进行治疗，比较各组的治疗效果。

三、随机化原则随机化原则：指每个受试对象以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组目的是使各组非处理因素的条件均衡，以消除其对实验结果的影响随机≠随便或随意

常用随机分组方法常用的随机分组方法---简单随机化例：有同性别、体重在一定范围内的健康家兔18只，试完全随机分为3组。方法：

①按体重给家兔编号

②查随机数字表（抽签法、计算器或计算机），产生18个随机数对应于每个编号的家兔，并给随机数从小到大编序号18只家兔完全随机分组结果

③分组：序号14甲组，511乙组，1218丙组编号123456789随机数418298992377426022序号组别8乙14丙17丙18丙3甲13丙9乙10乙1甲编号101112131415161718随机数916836229234346330序号组别15丙12丙7乙2甲16丙5乙6乙11乙4甲例：将小白鼠的体重作为区组因素，即体重相近的3只小白鼠作为一个区组，如何按随机区组设计，分配5个区组的15只小白鼠接受A，B，C三种抗癌药物？常用的随机分组方法---区组随机化为每区组内的3只小白鼠抽取随机数为所抽取的随机数排秩1=A2=B3=C三、分段随机分组方法

例：将200名受试者随机等分为两组。以每次10人进行分段随机分组，需分20段完成全部分组。R:1～5为A组，6～10为B组几种常见的实验设计单因素设计方案完全随机设计随机区组设计拉丁方设计例：比较4种饲料对小鼠体重增加量的影响，处理因素是饲料，有4个水平。完全随机设计：将n只小鼠随机分为4组随机区组设计：以小鼠的种系作为区组因素，每个种系（区组）的4只小鼠随机分配处理（4种饲料）拉丁方设计：小鼠有甲、乙、丙、丁4个种系（行区组），每个种系的4只小鼠按体重分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个级别（列区组），A、B、C、D4个拉丁字母代表处理因素（4种饲料）几种常见的实验设计多因素设计方案析因设计正交设计裂区设计嵌套设计交叉设计重复测量设计