《研究设计总论》PPT课件.ppt

医学统计学 研究设计总论 研究设计简介 1935年 Fisher系统介绍研究设计 首次提出研究设计的基本原则 TheDesignofExperiments RAFisher 1890 1962 R A Fisher 1925 系统介绍近代统计学方法TheStatisticalMethodsforResearchWorkers 一 研究设计的作用 1 合理安排试验因素 提高研究质量 如规定实验组的条件 配置适当的对照组 选择研究方法等 2 控制误差 使研究结果保持较好的稳定性 如对混杂因素的处理 对不同来源变异的分析 维护必要的均衡性等 3 通过较少的观察例数 获取尽可能丰富的信息 如采用定量指标 选择线性或非线性回归分析 为使用高效率设计创造条件等 二 研究设计的形式 性质 前瞻性研究回顾性研究特点 试验研究实验设计临床试验设计调查研究 1 前瞻性研究与回顾性研究 前瞻性研究的设计模式 先设定原因 经过实施 后评定结果 试验或调查 从因到果 与事物的客观进程一致 回顾性研究的设计模式 先确认结果 经过实施 后推断原因 搜集试验资料或调查 从果到因 与事物的客观进程逆向 回顾性研究的科学性不如前瞻性研究 2 实验设计 临床试验设计和调查设计 实验设计实验因素可严格控制的研究设计 特点为对实验对象进行干预 通过实验收集资料 研究过程多在实验室进行 临床试验设计以人为研究对象 在设计时既要有干预措施 又要充分考虑人的社会 心理等因素对试验结果的影响 因此 控制措施较为复杂 调查设计针对现场调查所进行的研究设计 这类研究的特点是对调查对象一般不进行人为干预 只是以观察和调查的方式搜集资料 研究者只能进行 被动 的观察 而不能进行 主动 的干预 试验研究科学性优于调查研究 四种组合 前瞻性试验研究前瞻性调查研究回顾性试验研究回顾性调查研究 例 Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究 1948 1976年 回顾性调查研究 1948 1952 组别合计不吸烟吸烟ORP男对照649647214 0430 000病例64962227女对照6041192 4660 026病例602832 例 Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究 前瞻性调查研究 1952 1976年 4次阶段小结 1954 1956 1964 1976共随访59600位医生 得到40701位的满意答复 吸烟者肺癌死亡率0 9 不吸烟者肺癌死亡率0 07 RR 12 86 三 研究因素与混杂因素 研究设计的三个要素处理因素受试对象实验效应观察某药物的降压效果 采用阳性对照处理 服用试验药 对照药 一个处理因素 两个水平 对象 原发性 继发性 轻 中 重度高血压效应 收缩压 舒张压的下降值 研究因素 主要的研究指标 与研究结果 效应 相联系 混杂因素 主要研究指标以外 能干扰研究结果的指标 例 某医生为研究电针引产的效果 对771例产妇资料作分析 研究因素 产妇状况 产妇状况成功失败合计成功率初产42817660470 9 经产1283916776 6 P 0 145 混杂因素 胎膜状况 胎膜状况成功失败合计成功率已破3188039879 9 未破23813537363 8 P 0 000 考察混杂因素在两组的分布胎膜产妇状况已破未破已破率初产33127354 80 经产6710040 12 P 0 001 在混杂因素不同状态时 对研究因素的分析 胎膜产妇状况例数成功成功率P已破初产33125877 9 0 030经产676090 0 未破初产27317062 3 0 332经产1006868 0 常见的混杂因素 人年龄 性别病程 病情疾病史 家族史 伴发疾病职业 工种动物月龄 性别 种系 体重 窝别 对混杂因素的处理一 采用良好的设计 将混杂因素作为一个实验条件加以控制 排除或平衡设性别是一个混杂因素排除 选观察对象全部为男性 或全部为女性 平衡 试验组和对照组中男性 女性各占一半 对混杂因素的处理二 在设计时考虑将混杂因素改为修饰因素 混杂因素 修饰因素 主导作用 干扰作用 交互作用 在实验中无法控制的混杂因素 可先记录下来 在资料分析时采用统计学手段作为修饰因素来调整 标准化法分层分析协方差分析多重回归分析 四 研究设计的基本原则 对照的原则 control 均衡性随机化原则 random 客观性重复的原则 repeated 可靠性 1 对照组的作用 2 对照组的条件 1 对等除处理因素外 对照组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 不得借用文献上的记载或以往的结果或其它研究的资料作为对照 3 常见的对照方式 空白对照安慰剂对照标准对照试验对照相互对照 随机化原则的体现 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 即总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来 2 分组随机每个实验对象分配到不同处理组的机会相同 3 实验顺序随机每个实验对象接受处理先后的机会相同 简单随机分组 实验顺序示意 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 072568071928833635439158867272 072568071928833635439158867272 ABABBBAABA 实验顺序 3 1 8 10 7 2 6 5 9 4 随机不等于随意 随机 random机会均等 客观性随意 aswill随主观意愿 主观性随机化分组 不仅能控制已知的混杂因素 非研究因素 而且还能控制未知的混杂因素 重复性原则的体现 1 整个实验的重复 确保实验的重现性 以提高实验的可靠性 2 用多个实验单位进行重复 避免把个别情况误认为普遍情况 把偶然性或巧合的现象当作必然的规律 通过一定数量的重复 使结论可信 3 同一实验单位的重复观察 保证观察结果的精度 影响样本含量的因素 1 数据种类一般情况下 定量资料所需的n较小 定性资料所需的n较大 等级资料所需的n介于此二者之间 2 指标间差值进行对比的二个同类指标之间的差值较大 只需较小的n 反之 差值较小 所需n较大 3 变异度定量资料的变异度直接影响指标值的稳定性 变异度较小 所需n小 反之 变异度越大 所需n大 4 相关程度在相关资料中 无论是线性的或非线性的 相关程度高 则所需n小 反之 所需n大 5 研究设计质量一个良好的研究设计应以较小的n获得较丰富的信息 如设计的均衡性好 n可小些 反之 n必须增大 6 设计方法对同一研究题目而言 好的设计方法可以减少所用n 如以配对设计取代2个独立组比较的设计 以拉丁方设计处理3因素问题 以回归设计取代单因素设计等 均可因设计方法的改进而减少观察单位数 7 各组例数分配各组n相等 总的n为最小 2个样本含量分别为10和30的设计效率与15和15的设计效率相同 当2个样本含量之和为30时 以各含15例的设计效率为最佳 如2个样本含量分别为5和45时 其设计效率仅相当于9和9 多组设计时 3组各取n为20 12和6 与一律取10的设计效率相同 8 所定义的 水准 和 都是错误发生率 其值定得越小 要求n越大 反之 越小 在实际应用时 必须对以上的影响因素综合考虑 例 两均数比较时的样本含量估计 两组相等 I类误差 常取0 05 II类误差 常取0 20 0 10 标准差 个体变异 临床上能接受的最小差别 例 两均数比较时的样本含量估计 两组不等 例 降血脂研究 20mg L 30mg L 0 05 1 90 时n1 n2N1 1964 61003 71142 81501 92701 19500 N 96时n1 n21 1 190 04 689 23 785 12 874 01 951 41 1930 6 例 n1固定 n2增加时 Power的变化趋势 n1 20n1 n2Powern1 n2Power1 10 55891 60 78821 20 68241 70 79601 30 73301 80 80261 40 76011 90 80741 50 77691 100 8113 20mg L 30mg L 0 05 r n2 n1 power 例 n1固定 n2增加时 Power的变化趋势图 试验组和对照组样本含量不等 两组的比例不超过1 4 4 1 例 两个率比较时样本含量的估计 例 相关与回归分析时的样本含量估计 例 相关与回归分析时的样本含量估计 0 05 0 10相关系数n0 110470 22590 31130 4620 5380 6250 7170 8120 980 957 实例1 剖腹产同时放置宫内节育器735例的初步观察 将施行剖腹产手术1562例中的735例作为实验组 在剖腹产的同时放置宫内节育器 比较两组被观察对象的术后出血 恶露干净时间和术后副反应等情况 规定实验组适应症为 破膜和总产程都不超过24小时 无感染 无阳性体征 血常规正常 以及第一胎产后本人同意放置宫内节育器者 另将筛选剩下的827例作为对照组 不放置宫内节育器 本例中 两组除处理因素 放置节育环 不同 受试对象的基本条件也不同 试验组较好 而对照组差 缺乏可比性 中华妇产科杂志 1985 20 1 49 50 实例2 乳腺癌发病危险因素的研究 研究采用病例 对照方法调查607对病例与对照 匹配的条件是年龄相仿 上下不超过5岁 原文在未作假设检验的情况下 认为 两组年龄相仿 年龄病例组人数对照组人数20 3630 728440 19324450 22819960 1016770 107中华流行病学杂志 1981 2 4 253 2 17 25 P 0 004 实例3 对治疗炎症的某注射液作临床试验 以另一注射液为对照 适应症为生殖道感染疾病或口腔感染疾病 研究者设计了3个组 试验组 30例生殖道感染 30例口腔感染对照组 30例生殖道感染 30例口腔感染开放组 外科感染疾病28例 滴虫性阴道炎15例 为了增多试验组病例 研究者将试验组和开放组合并 并与对照组作比较 问题所在 破坏了对照的均衡性 讨论1 欲观察丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床疗效 以某西药作为对照组 将64例符合入组和排除标准的病例按诊疗次序交替分组 即单号为中药组 双号为西药组 讨论 分组方法是否符合随机原则 丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床研究 河南中医2004年第24卷第8期第62页 讨论2 利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究 目的是观察定量手控雾化吸入利多卡因治疗激素抵抗型 SR 哮喘的疗效 受试者吸入利多卡因3个月 观察治疗前后临床疗效和口服激素减停剂量的情况 讨论 设计是否存在问题 利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究 临床内科杂志2004年6月第21卷第6期415页 讨论3 通过回顾分析某院1990年1月至1998年3月期间28例单宫颈双子宫畸形早孕人工流产的结果 发现人流术前先给予米索前列醇素制剂可使流产更容易 安全 减少病