实验设计的要素

实验研究的基本要素梁海燕新乡医学院公共卫生学院某研究者欲了解自己发明的一种减肥药的疗效，进行了如下试验：通过刊登广告找到 10名体重指数超过标准的志愿者参加该项试验，在试验前测量了这些自愿者的体重，以后自愿者每天按规定服用这种减肥药，连续服用 1周后，再测量这些自愿者的体重，发现平均减轻了 2公斤，故认为该减肥药有显著减肥作用。你对下列研究如何评价？你对下列研究如何评价？科研设计的作用科研设计的作用u 通过较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。u 控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。u 合理分组，合理安排研究因素，提高研究质量。医学科研的类型根据研究者 是否 能主动地 对研究对象施加干预 ，医学研究分为两大类：实验性研究（ experimental study）观察性研究（ observational study）实验性研究与观察性研究区别实验性研究与观察性研究区别实验性研究 n 人为的施加处理因素于受试对象。n 受试对象能随机分组n 能在实验中控制一些非处理因素对实验结果的影响。n 目的：评价干预措施的作用。观察性研究n 只能客观地观察和记录观测对象的观测指标。n 观测对象不能随机分组。n 影响观测指标的因素无法控制。n 目的：找出有意义的观测指标。医学科研设计研究设计包括 专业设计 和 统计设计 两部分。专业设计 主要是选题，建立假说、确定研究对象和技术方法等。统计设计 则是围绕专业设计，确定统计设计类型、样本大小、分组方法、统计分析指标及统计分析方法等，以确保资料的可靠性，保证统计分析的准确性。良好的设计是顺利进行实验和统计的先决条件，是使实验研究取得预期结果的重要保证。医学研究分类 （按研究方法） 实验研究 观察研究 调查研究 资料分析性研究赖氨酸可以促进生长发育吗？课间餐添加赖氨酸 正常课间餐身高？体重增加？ 身高？体重增加？实验研究的特点将一组随机抽取的实验对象随机分配到两种或多种处理组，观察比较不同处理因素的效应（或结果），这种研究称为 实验研究 。 研究者能 人为设置处理因素 ； 受试对象接收何种处理因素或水平是由随机分配而定的。实验研究的分类n 动物实验animal experimentaln 临床实验clinical trialn 社区干预实验 community intervention trial(quasi-experiment)持续的时间一般不长，多在一年以内。通常局限在患病人群中，持续时间可以较长，目的是了解某种治疗措施的疗效。往往在某个地区的所有人群中进行，持续时间一般较长，目的是通过干扰某些危险因素或施加某些保护性措施，了解它们在人群中产生的预防效果。实验研究的基本要素实验研究的基本要素Elements of experimental study如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所用的两种药物称为 处理因素 ，缺铁性贫血病人称为受试对象 ，血红蛋白称为 实验效应 。对象选择如用补阳还五汤对大白鼠血脑屏障影响的实验研究，该研究中所用的补阳还五汤称为 处理因素 ，大白鼠称为 受试对象 ，血脑屏障变化称为 实验效应 。如何正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。对象选择降压药 高血压病人 血压值变化处理因素 受试对象 实验效应非处理因素 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1. 处理因素 (treatment factor)n 研究者根据研究目的， 欲施加或预观察 的能作用于受试对象 并 引起 直接或间接 效应的因素。n 处理因素一般是主动施加的某种外部干预或措施。(1)生物因素：细菌、病毒、寄生虫等；(2)物理因素：温度、紫外线、手术术式 (某些术式与预后的关系 )等；(3)化学因素：药物疗效、毒物、营养物等；(4)研究对象本身具有的特性：性别、年龄、心理、遗传、不良行为等。研究因素处理因素通常分为 单因素 和 多因素 。单因素研究是每次临床研究只观察一个研究因素的效应，包括：单因素一个水平和单因素多个水平。单因素一个水平的 优点 是目的明确、单一，相对来说容易操作、执行，其研究条件容易控制。 缺点 是能说明的问题少，研究的效率低。如果有多种因素有待探讨，则研究速度缓慢，浪费了对照组。单因素多个水平研究时，研究因素虽然单一，但一个因素有不同水平或称不同等级。研究因素（ 1）把握实验研究中的主要因素，明确处理因素的性质、数量和水平。（ 2）处理因素的数目及水平不宜过大。（ 3）区分处理因素和非处理因素。（ 4）处理因素必须标准化。研究因素确定处理因素须注意的问题2.受试对象 (study subjects)n 受试对象 是指研究人员施加处理因素的对象，可以是人或动物，也可以是指其他的材料等。n 受试对象的选择 在医学实验中十分重要，它对实验结果有着极为重要的影响。在医学科研中，作为受试对象的前提是所选对象必须同时满足四个基本条件： 敏感性； 特异性； 稳定性； 可行性。对象选择2.受试对象 (study subjects)所选择的受试对象对所施加的处理因素比较敏感，容易产生因处理因素而引起的实验效应。 受试对象对处理因素有较强的特异性，可以消除非处理因素对研究结果的干扰和影响。 受试对象对处理因素所产生的实验效应有良好的稳定性，以便有效地控制实验误差，减少偶然现象所产生的错误结论。 设计中应考虑在整个科研阶段能否选择足够、符合条件的受试对象，并且经济上是否能够负担。试验对象的选择试验对象的选择*如何选择试验对象在设计阶段就应加以规定，而不是在试验过程中随意选择。*试验对象必须对病人总体有较好的代表性，即能够反映不同病情、不同性别和年龄等各种特征的病人的情况。抽样要遵循随机化原则。*疾病的诊断应按照严格、统一的标准进行，以防止假阳性病人混入。*对是否采用危重病人、年龄过大的病人和孕妇等作研究对象应持慎重的态度。对象选择评价 某药物 治疗感冒 的有效性和安全性 的 期临床试验* 如何选择试验对象 在设计阶段就应加以规定 ，而不是在试验过程中随意选择。* 试验对象必须对病人总体有较好的 代表性 ，即能够反映不同病情、不同性别和年龄等各种特征的病人的情况。抽样要遵循随机化原则。* 疾病的诊断应按照 严格、统一的标准 进行，以防止假阳性病人混入。* 对是否采用危重病人、年龄过大的病人和孕妇等作研究对象应持慎重的态度。对象选择2.受试对象 (study subjects)(1)入选的研究对象应能从科研中 受益 ，尽可能获得最大效应。(2)在考虑入选研究对象的 代表性 的同时还要考虑研究对象的均衡性问题。 (3)入选研究对象的 病情 在设计时应予以考虑。(4)是否以 志愿者 为研究对象应引起重视。 (5)研究对象的 依从性 。选择研究对象时应注意的问题选择研究对象时应注意的问题“大象人 ”事件n 2006年在伦敦 Northwick医院进行了TGN1412 I期临床试验 (CD28人源化单克隆抗体 )。n 作用机制：与 T细胞上 CD28受体结合，并能够单独激活 T细胞，使 T细胞增殖分化，进一步激活体内免疫系统。n 临床应用：类风湿性关节炎和多发性硬化等自身免疫性疾病及白血病的治疗。“大象人 ”事件n 试验纳入了 8名健康志愿者 (每人可得 2000英镑 )，其中 2人随机分配到安慰剂组。n 试验组： 6名志愿者注射药物后 90分钟内出现严重的全身炎症反应，在输注药物后 12-16小时内病情加重，出现多器官功能衰竭和弥散性血管内凝血。n 经抢救，无 1例死亡，但后果非常严重。 1名志愿者的脑袋甚至肿成了平时的 3倍大，看上去就像电影中恐怖的 “ 大象人 ” 。“大象人 ”事件n 幸运逃过一劫的 23岁电视台技术员拉斯蒂 克罕回忆说： “ 当我们被注射新药几分钟后，试药室就变成了人间地狱，大多数人就像多米诺骨牌一样倒下。一开始他们拼命地将衣服扯下，抱怨身体奇热。接着一些人开始发出尖叫，说他们感到自己的脑袋仿佛快要爆炸。然后他们开始昏厥、呕吐、在床上打滚。那情景真是太恐怖了！ ” “大象人 ”事件n 据另一名生命垂危的 “ 试药人 ” 的女朋友马歇尔称， “ 我走进病房后，差点昏了过去。他本来是一个黝黑英俊、肌肉结实的 28岁男人，但他看起来就像个妖怪。脑袋也异常肿胀，并且带着奇怪的紫