医学科研设计1之实验设计

医学科研设计,医学研究的基本程序,5个环节:研究问题的提出 假设的建立和设计 科学实验(调查)与验证 实验(调查)结果的分析综合与处理 建立新的理论或实际应用与推广,医学科研方法DME：,统计设计包括资料收集、整理和分析全过程，总的统计设想和科学安排。可节省人力、物力和时间；可控制实验误差；可提高实验效率。,医学科研,调查研究(survey，observational study),实验研究(experimental study),第一节医学科研设计的基本原则 第二节 实 验 设 计 第三节 调 查 设 计,第一节医学科研设计基本原则,一、对照,二、均衡,三、 随机,四、 重复,一、对照的原则,对照(control)：受试对象不施加试验因素或施加前状态,对照的意义 ：,鉴别处理因素与非处理因素的差异,消除和减少实验误差 。,处理组：,对照组：,比较结果,对照的形式,空白对照(blank control)：对照组不加任何处理因素。,例如：实验组儿童接种疫苗，对照组儿童不接种疫苗。 试剂空白、血样空白等。,特点： 简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实验效应的测定。 - 安慰剂对照(placebo control),对照的形式,实验对照(experimental control)：施加基础实验条件（非处理因素）。,含赖氨酸面包+非处理因素赖氨酸效应 + 面包效应+非处理因素效应,面包+非处理因素 面包效应+非处理因素效应,赖氨酸 赖氨酸效应,非处理因素 +非处理因素效应,对照的形式, 标准对照(standard control)：以现有的标准或正常值作对照。,例某种新的方法能否代替传统方法的研究； 某病患者与正常人同一项生理、生化指标对照等。,注意：实验条件应一致 。,对照的形式, 自身对照：在同一受试对象上进行 。,特点： 简单易行，使用广泛。但若试验前后某些环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结果；可能自愈的疾病，难以说明问题。,对照的形式, 相互对照 ：几个实验组互相对照。,例如比较几种药物或 同一药物不同剂量组治疗同一疾病的疗效。,对照的形式, 历史对照：以过去的研究结果作对照。,应用时注意资料的可比性，仅适用于非处理因素影响较小的少数疾病。慎用！,对等同步：相同的时间与空间专设,对照的设置,二、均衡的原则,指实验组与对照组除处理因素，其它条件完全一致和基本一致，保持实验条件的均衡或齐同原则(balance)。 均衡性越好越能显示处理因素作用,均衡的原则,例：试用某药物预防肠道传染病的效果观察设计。,方案一： 甲幼儿园(100人) 服药， 肠道传染病 乙幼儿园(100人) 不服药，肠道传染病,分析：甲乙幼儿园的非处理因素（食堂卫生条件、儿童卫生习惯）如不相同，则不均衡。,均衡的原则,甲幼儿园（100人） 服药（50人） 不服药（50人）乙幼儿园（100人）服药（50人） 不服药（50人）,方案二：,非处理因素,动物实验: 考虑动物来源、种属、性别、原始体重、健康状况尽量相同或相近，给药途径、饲养条件、麻醉程度、消毒情况、术后护理等也应一致。,临床试验: 患者的诊断准确可靠，考虑年龄、性别、体质、病情等因素力求均衡或接近，疾病分型、服药时间、疗效标准等必须一致。,三、随机的原则,随机化原则(randomization)：随机“随便”, 指每个受试对象以机会均等的原则随机被抽取到，或分配到试验组和对照组。 目的是使各组非实验因素的条件均衡一致,随机化方法：,1) 抽签2)用随机数字表和随机排列表3)用计算器或计算机,随机化的含义1. 抽样的随机（代表性） 符合条件研究对象被纳入研究范畴的机会相同2. 分组的随机（均衡性） 研究对象被分配到不同处理组的机会相同3. 实验顺序的随机（客观性） 研究对象先后接受处理的机会相同,四、重复的原则,重复(replication)：研究对象有一定数量（实验例数（样本含量）和重复次数）。可防止偶然性或巧合的现象。 必须在保证实验具有一定的可靠性条件下，确定最少的实验例数。,第二节 实验设计,一、实验设计的意义,二、实验设计的特点和分类,三、实验设计的基本要素,四、几种常用的实验设计方法,二、实验设计的特点和分类,实验研究的特点： 研究者可以安排处理因素（主动）； 受试对象是否接受处理是随机的； 研究者可控制混杂因素以减少误差（齐同）。,动物实验(animal experiment)： 对象动物；如食物毒理学试验,临床试验(clinical trial)： 对象病人；如化疗治疗淋巴性白血病,社区干预试验(community intervention trial) 对象 一般人群；如加氟、加碘,实验研究的分类：,三、实验设计的基本要素,降压药,高血压病人,血压值, 处理因素(study factor，treatment),处理因素：根据研究目的施加或观察的，能作用于受试对象并引起效应的因素。,非处理因素：相应的也能使受试对象产生效应的因素，又称混杂因素(confounding factor)。, 处理因素(study factor，treatment),1. 抓住主要因素,2. 找出非处理因素，并加以控制如：“性别”、“年龄”均衡方法：两组构成一致控制方法：规定年龄段,3. 处理因素要标准化：处理水平始终不变,受试对象(study subjects),保证同质性,1. 动物的选择：要考虑动物的种类、品系、以及年龄、性别和体重以及营养状况等。,2. 人的选择：分病人和健康人。病人的选择应当诊断明确、依从性好，能真实可靠地反映主观感觉。, 实验效应(experimental effect),通过观察指标表示,1. 客观性：主观指标和客观指标。,2. 精确性： 准确度(accuracy)：观察值与真值接近程度，受系统误差影响。 精密度(precision)：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受随机误差影响；, 实验效应(experimental effect), 实验效应(experimental effect),4. 特异性(specificity):真阴性，减少假阳性率,3. 灵敏性(sensitivity)：真阳性，减少假阴性率,四、几种常用实验设计方法, 完全随机设计, 配对设计, 配伍组设计, 交叉设计, 盲法设计,各组例数相等时效率较高,完全随机设计(completely random design),处理组（接受新药） 观察结果实验对象随机化分组 对照组（接受常规药）观察结果,对照组（安慰剂）实验对象随机化分组 处理组（A药） 处理组（B药） 处理组（A+B药）,完全随机设计,优点：设计简单，统计分析简单，应用广。 缺点：只能分析一个因素，效率不太高。混杂因素多，难以控制，灵敏度不及配对试验。,统计分析方法：计量资料：两组- 多组- 计数资料：,t检验或秩和检验,方差分析或秩和检验,-2检验,配对因素-影响实验效应的主要非处理因素，以提高组间均衡性。自身配对和异体配对。, 配对设计 (paired design),A接受新药实验对象配成对子随机分配对子中 B 接受常规药,配伍组设计(randomized block design),A 接受甲处理实验对象配成区组随机分配区组中 B 接受乙处理 C 接受丙处理 D 接受丁处理,配伍组设计,优缺点： 每个区组内对象有较好同质性，更易发现处理间的差别。 该设计均衡性好、误差减低，可以提高效率，统计分析也较简单。 不能分析交互作用，数据缺失。,配伍组设计,统计分析方法 - 随机区组设计的方差分析,交叉设计（cross-over design）,A组 接受常规药 间歇期 接受新药实验对象 随机分配 B组 接受新药 间歇期 接受常规药,优缺点： 节省样本例数；控制时间因素及个体差异，实验效率较高；符合医学伦理。 要求两次观察的时间不能太长，处理效应不能持续过久，两次试验间应当有间隔时间。 适用于某些病程相对较长的疾病，不适用于病程较短的急性病疗效的研究。,交叉设计,统计分析方法 - 交叉设计的方差分析,主观因素造成偏倚（bias）,盲法设计（blindness design）,盲法设计分单盲和双盲法。单盲法是让受试者不知道自已接受何种处理；双盲法是受试者