中医药统计学与软件应用第二讲设计概述.ppt

1、中医药统计学与软件应用,曹治清成都中医药大学管理学院 数学与统计教研室 ,2,第2讲中医药研究设计 概述,中医药研究设计特点与分类 实验性研究统计设计 观察性研究统计设计,3,设计概述第一节中医药研究设计特点与分类,（一）中医药研究的特点,中医药研究和其他医学研究的共同点（1）必须严格遵守医学研究中的伦理要求；（2）注意医学研究中的复杂性 中医药研究自身的特点（1）中医药理论的指导作用 中医药研究离不开中医药理论的指导。（2）中医药研究的更加复杂性。 强调的是：严谨的科学态度、严密的研究设计对于所有医学研究都是至关重要的。只有应用科学严谨的研究设计方案，才能在最大程度上减少和控制研究过程中的混

2、杂因素干扰，提高研究结果的可靠性和真实性。,4,设计概述第一节中医药研究设计特点与分类,（二）中医药研究的分类,根据不同的分类标准，中医药研究分为不同类型：从研究的目的可分为验证性研究与探索性研究；从研究的形式可分为实验性研究与观察性（调查性）研究；从研究的指标可分为单因素研究与多因素研究；从研究的时限来看，可以分为前瞻性研究、回顾性研究和横断面研究；从研究的对象可分为以一般人群为基础的社区研究、以病人为基础的临床试验和以动物、标本或其他生物材料为基础的实验研究。,5,设计概述第一节中医药研究设计特点与分类,实验研究：包括以动物、细胞或其它实验材料为研究对象的基础实验研究和以病人为研究对象的临

3、床试验研究，通常对研究对象施加一定的干预措施。 调查研究：是对观察对象不施加处理因素，客观地调查接触不同因素人群的结果事件发生状况的一大类研究的统称。常用的方法有横断面研究(cross-sectional study)，病例-对照研究(case-control study)、队列研究(cohort study)等。,6,设计概述第二节实验性研究统计设计,中医药实验包括三个基本组成部分：实验对象、处理因素、实验效应，称为“三要素”。,1.实验对象 ：实验对象是处理因素作用的客体，是接受处理因素的基本单位，亦称受试对象(subject)。根据研究目的不同，实验对象可以是人、动物或植物，也可以是某个

4、器官、组织、细胞、亚细胞或血清等生物材料。 实验常分为以下三类： 动物实验 实验对象是动物 临床试验 实验对象是病人 现场试验 实验对象是自然人,（一）实验设计的基本要素,7,设计概述第二节实验性研究统计设计,实验对象满足的条件 ：敏感性：对被试因素敏感，容易显示效应。特异性：不易受非处理因素干扰。稳定性：反应稳定。,动物实验中动物的选择应注意种类、品系、年龄、性别、体重、窝别和营养状况等。 选择患者应诊断明确、依从性好，还应注意性别、年龄、病情和病程等因素基本一致。 预防医学的人群试验大多受试对象是正常人，应注意其性别、年龄、民族、职业、文化程度和经济状况等。 临床试验病例的症状、体征、客观

5、检查要具有典型性与代表性。,8,设计概述第二节实验性研究统计设计,2.处理因素 ：处理因素必须是实验中的主因素，必须能表明进行研究的目的与意义，是研究者根据研究目的所决定欲施加或欲观察的，能作用于受试对象并引起直接或间接效应的因素。可以是从外部施加的干预因素，如诊断方法、治疗的药物、手术、检查、咨询、健康教育、心理危机干预等；也可以是客观存在的或固有的因素，如与受试对象本身相关的特征如性别、年龄、职业、遗传、心理等内因，以及季节等外因。,实验研究中，对实验指标产生影响的各种原因，都称为因素(factor) 。因素变化的各种状态称为水平(1evel)。有处理因素和非处理因素之分。,9,设计概述第

6、二节实验性研究统计设计,处理(被试)因素的数目与水平组合的基本类型有:,10,设计概述第二节实验性研究统计设计,3.实验效应 ：是指处理因素作用于受试对象后所表现出来的效果。这种结果常以观察指标为载体客观地表现出来，有定量指标和定性指标。 选择效应指标基本要求：指标必须与实验所要回答的问题密切相关。客观性：选用客观性较强的指标。敏感度与特异度：兼顾指标的敏感度和特异度。准确度与精密度：准确度(accuracy)又称效度(validity)，指测定值与真值接近的程度，主要受系统误差影响。精密度(precision)又称信度(reliability)，指各次测定值集中的程度，主要受随机因素的影响。

7、准确度是最根本的。理想的指标是既准确又精密。标准统一：严格掌握指标测试条件，避免干扰因素的影响。实验设计具体实施中，从标本采集取样方法、部位、时间、实验方法均应统一，如统一方法，统一试剂，统一实验条件及设备、时间、人员等。从实际出发，尽量采用先进指标。,11,设计概述第二节实验性研究统计设计,中医药研究三要素的特点,1.被试因素:中医学的理论、方法与原则、方剂、中药与草药中有大量的内容需要研究,均可作为被试因素.,应当注意:(1)中医学研究中的被试因素需要具体化与物质化.(2)中药的研究注意:品种、药源产地、入药部位、采集季节、储存条件、加工炮制方法、给药途径与服法.,2.受试对象:病理选择(

8、1)既有中医病症诊断,又有现代医学的诊断.(2)症是典型的,型是清楚的,无夹杂症,无病症不明的型,应为辨证施治提供规范的依据.,3.反应指标:中医研究选择反应指标须兼顾中医理论和现代科学.,12,设计概述第二节实验性研究统计设计,例如望、闻、问、切等，常来自患者的回答和医生的主观判断，如舌质、脉象等，易受感官误差的影响，指标波动比较大。中医研究选择反应指标须兼顾中医理论和现代医学研究的进展。例如，研究厚朴理中汤，其主证为脾胃虚寒所致的脘腹胀满，还应从胃肠道运动、消化液分泌、物质吸收、血液循环、胃肠道激素、肝功能、转氨酶以及从自主神经系统功能等方面选择指标，尽量使“虚、寒、胀、满”的量度更加确切

9、。,13,设计概述第二节实验性研究统计设计,1.随机化原则 ：随机原则是指在实验中采用每个受试单位概率均等的原则，使每一个受试单位都有一定的机会被抽中，并被随机分配到实验组与对照组，从而排除主观上有意识地抽取、安排受试单位的可能性。随机原则在具体科研应用中包括随机抽样、随机分组与实验顺序的随机。,（二）实验设计的基本原则,实验设计时必须遵循对照(control)、随机(randomization)、重复(replication)、均衡（balance）的统计学基本原则。,14,设计概述第二节实验性研究统计设计,2.对照原则 ：在确定接受处理因素的实验组时，应同时设立对照组。只有设立了对照，才能

10、消除非处理因素对实验结果的影响，从而把处理因素的效应分离出来，这是控制各种已知的非处理因素产生的系统误差的基本措施。 设置的原则 满足“均衡性”原则，即在设立对照时除处理因素不同外，其他对实验结果有影响的因素(常为已知可控制的非处理因素)尽量一致，这是实验成败的关键。例如，在动物实验中，动物的来源、种属、性别、原始体重，健康状态应尽量相同或相近，给药途径、饲料条件、麻醉程度、消毒情况、术后护理等也应一致。又如临床观察中，患者的诊断必须准确可靠，年龄、性别、体质、病情等应力求一致或相近。对于对照是否满足均衡性可采用适当的假设检验方法对基线资料作均衡性检验。,15,设计概述第二节实验性研究统计设计

11、,常用的对照形式： (1)空白对照(blank control) (2)实验对照(experimental control) (3)标准对照(standard control) (4)相互对照(mutual control) (5)潜在对照(potential control),3.重复原则 ：重复(replication)是指研究的实验组和对照组应有一定数量的重复观测，即实验单位要达到一定的数量。重复的意义在于：它避免了把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合的现象当成必然规律，以致将实验结果错误地推广到群体；只有在同一实验条件下对同一观测指标进行多次重复观测，才能根据重复观测结果，估计实验

12、单位的变异情况，描述观测结果的统计分布规律。,16,设计概述第二节实验性研究统计设计,4.均衡原则 ：均衡（balance）是指除处理因素不同之外，其它对实验结果可能有影响的非处理因素在各对比组之间应分布均衡，保持基本一致。 目的：是使实验因素在各个对比组中的受试对象受到的非实验因素的影响完全平衡，确保实验因素不受其他实验因素或重要的非实验因素的不平衡的干扰和影响，以便使所考察的实验因素对观测结果的影响真实地显露出来。,17,设计概述第二节实验性研究统计设计,在实际工作中，随机化分组主要通过随机数(random number)来实现。获得随机数的常用方法有两种：随机数字表( table of

13、random number)和计算机(或计算器)随机数发生器。,（三）实验设计的随机化分组,18,设计概述第二节实验性研究统计设计,二.完全随机设计,一.DPS软件简介,1. 完全随机设计方法,完全随机设计（completely random design）是单因素k（k2）水平单效应变量的设计方法。两种分组方式：将受试对象随机分配到各处理组；分别从不同总体中进行随机抽样，获取样本。,【例】将10个实验对象随机分配到甲（实验）和乙（对照）两组：先将实验对象编号。之后，可采用掷硬币法或随机数字表或随机排列表或统计软件进行随机分组。,19,设计概述第二节实验性研究统计设计,从第5行第6列起，由左向

14、右抄录数字，用奇数为甲组，偶数为乙组。如果各组例数不等，应从例数多的组中随机取出几例，调到例数少的组中。,第4行，舍掉大于10的数字后，依次分配给实验对象，规定奇数为甲组，偶数为乙组,20,设计概述第二节实验性研究统计设计,【DPS操作】“试验设计”菜单“完全随机分组”命令，指定实验样本数12、分组组数2,【例2.3】将18只同品种、同性别、体重相近的小鼠随机等分成甲、乙、丙三组。,【DPS操作】“试验设计”菜单“完全随机分组”命令，指定实验样本数18、分组组数3,2. 随机同期对照设计,基本要求是分层随机、同步试验、盲法观察。,21,设计概述第二节实验性研究统计设计,二.配对设计,配对设计（

15、paired design）是将某些性质或条件相似的研究对象、部位配成相应的对子，然后采取随机分组的方法，将其中之一分配到试验组，另一个分到对照组，连续试验若干对，观察比较干预与对照的差异。,1. 配对设计的类型根据受试对象的来源不同，配对设计可分为同源配对和异源配对。,【例2.4】16只实验动物作配对设计：按相近的条件进行配对并编号，每个对子又分1号组、2号组。查随机排列表，如第6行，只取0至7以内的数字，规定奇数者,在1号组为试验组，在2号组为对照组，偶数者在1号组为对照组，在2号组别为试验组。,22,设计概述第二节实验性研究统计设计,【DPS操作】在区域A1：A2输入A、B，选定数据块，

16、“试验设计”菜单“单因素随机区组设计”命令，指定区组数8。,在同样的样本含量条件下，采用配对设计的方法可比采用完全随机设计的方法更容易检出两总体间的差别。但不是任何实验均可采用配对设计。,23,设计概述第二节实验性研究统计设计,三.配伍组设计,配伍组设计又称随机区组设计（randomized block design），是配对设计的扩大 。先将条件相近的受试对象配伍，然后将每个配伍组中的受试对象随机分配到各对比组。,【例2.5】中医辩证分脾胃虚寒、中气下陷、胃火炽盛、肝郁乘脾与肝胃不和5个证型的20个胃溃疡患者（病情相近），比较小柴胡汤 （简记为A）、六君子汤（简记为B）、吴茱萸汤（简记为C）

17、、保和丸（简记为D）四种方剂（处理组数k4）的疗效。,24,设计概述第二节实验性研究统计设计,（1）患者按证型分成的5个区组编号，14号第区组，58号第区组，912号第区组，1316号第区组，1720号第区组。,（2）用随机排列表，随机指定第2125行共4行，从每行第1列（即第1个随机数）开始，向右只取随机数14，其余数舍去，将所取随机数依次标于各区组的受试者编号下，用随机数1、2、3、4依次分别代表A、B、C、D四种处理。,【DPS操作】区域A1：A4输入A、B、C、D（分别表示四个处理组），选定数据块，“试验设计”菜单“单因素随机区组设计”命令，指定区组数5。,25,设计概述第二节实验性研

18、究统计设计,配伍组设计特点：配伍组设计属于两因素设计,能回答处理(第一因素)间差异有无统计学意义,能回答区组(第二因素)间差异对实验结果有无明显影响.划分区组,实际是分层,比完全随机设计多一重限制,各对比组中受试对象的条件均衡,实验误差比完全随机设计小.在样本分配上,不仅各处理组的样本含量相等,而且每个区组所含的受试对象例数与处理组数相等或处理组数的倍数 .,四.交叉设计,交叉设计是在处理因素、阶段因素、处理顺序三者之间没有交互效应条件下,将每个观察对象随机地在两个或多个不同研究阶段分别接受指定的处理.,26,设计概述第二节实验性研究统计设计,最简单的交叉设计是对每个授试者安排两个研究阶段,分别接受两种药物处理