临床科研设计

,临床科研设计概说,1临床科研的 几个概念,4临床科研中 常犯的错误,3临床研究统 计方法问题,2临床科研设计,介绍的主要内容,临床科学研究的重要性 临床科研工作好与差： 可衡量一所医院业务综合水平 可衡量一个学科的发展与进步 可衡量一位医生科学思维与创新能力 现实提示： 个人的发展或晋升也需要临床科研业绩,陈灏珠 两院院士、一级教授、博导著名心血管病专家；科研成就卓著，在心血管病流行病学研究、心脏起搏和电复律治疗严重心律失常、中西医结合治疗冠心病、心肌梗死的危险因素以及血栓形成和溶解机制、中国人的血脂水平研究等方面都作出突出贡献。施行了中国第一例选择性冠状动脉造影；在国内外首先采用超大剂量异丙肾上腺素抢救“奎尼丁晕厥”病人获得成功。先后获国家、军队科技进步一等奖等奖项20余项，1991年获国务院颁给“为发展中国卫生事业作出突出贡献”奖，发表论文300余篇。,复旦大学肝癌研究所为国家级重点学科（肿瘤学）、“211工程”建设项目重点学科、上海医科大学“985工程”重中之重学科；现有博士生导师7人，已培养博士后3人、博士42人、在学博士生31人、主编英文版亚临床肝癌（Subclinical Hepatocellular Carcinoma）和原发性肝癌（Primary Liver Cancer）在Springer出版发行；研究所拥有近百张专科病床以及面积900平方米设备精良的实验室。以外科治疗为主，内外科、中西医、基础与临床结合的综合治疗研究是研究所的特色。 现任所长：著名肝癌外科专家、中国工程院院士汤钊猷教授。,1 临床科研中常犯的错误 （1）研究者在指导思想上存在问题 （2）设计类型的常见错误 （3）试验设计三要素中的错误 （4）试验设计四原则中的错误,（1）研究者在指导思想上存在问题,“回顾性策略”临床研究工作已经结束，因晋升、因完成项目、因学位答辩等，翻阅病例、拼凑数据、加工整理、撰写论文 这种做法因缺乏完善而科学的设计，在随机、对照、重复、均匀试验设计四原则上存在严重问题 而不是 假设 对象 方法 内容 目标 结果 结论,00,没有缜密思考和广泛查阅文献,是人是动物？数量多少？有何特征？,如何分组实验方法信息测量统计选择,主要与次要内容与目标内容多与少交待不清楚,客观与否计量与否重要与否特异与否,真实与否可靠与否价值如何临床可用,科学性先进性实用性存在不足, 科研流程倒置：,只从专业角度考虑问题，很少从统计学角度出发，12动物 或观察对象就得出“有规律性”的结论 案例一: 某中医采用一方剂治疗甲肝3例，其中治愈2例，好转1例； 结论：该药治愈率66.67%，有效率100% 样本太小，不可靠？ 无对照组，没比较？ 非研究因素可否控制？ 病例诊断的标准何在？, 严重忽视统计研究设计, 有的科研者经常忽视某些常识,案例二某眼科医生在进行的一项研究,患者基本情况是: 22例(22只眼,男13只眼,女9只眼;年龄4883岁,平均66.5岁)单纯性老年白内障患者;选择的对照者为“意外死亡的健康青壮年”10人，10只眼(男9只,女1只,年龄2535岁)。若由此研究得出患白内障会使眼中测出的多项定量指标的取值变得很差,治疗组与对照组之间具有统计学差别,能相信此结论正确吗?,因为两组在年龄分布、性别构成、样本含量等方面都不具有可比性,尤其是年龄的影响不可忽视。老年人即使未患白内障,眼内很多定量指标的取值都会朝着差的方向变化。在此基础上又患了白内障,就说不清治疗组与对照组间的统计学差异,究竟是白内障所致、还是年龄大所致。,案例三： 一项国家自然基金项目：研究绝经后骨质疏松症与血清IL-6及TNF-浓度关系但实际研究的是骨质疏松症（OP）对有关定量指标的影响。方法:选择绝经后骨质疏松患者30例,采用Elisa检测其血清中IL-6,TNF-水平,并与正常青年妇女对照。对象 观察组：30例绝经后妇女临床均确诊为OP,年龄5952岁。绝经时间105年; 对照组：30例青年妇女临床诊断非OP,年龄3328岁。均排除慢性肝、肾、胃肠疾病和内分泌疾病,免疫系统疾病,白血病,骨髓瘤,淋巴瘤;也排除了患有精神病,老年性痴呆,神经官能症;过度嗜烟(20支/日)或过度饮酒(70 ml/日)者不入选。 若该项研究结论:OP使血清IL-6及TNF-浓度等定量指标发生了很坏的变化,因试验组与对照组间变量具有统计学差异。这个结论正确可信吗?,解释：不可信! 因为该项设计是错误的,试验组与对照组受试对象在年龄上相差悬殊。由医学常识可知,妇女处于不同的年龄段,尤其是妇女绝经前后,雌激素分泌水平变化与机体易患OP有关。因此,对于是否患OP这个结果变量而言,年龄大小和绝经与否是两个十分重要的影响因素。研究者选择的对照组在这两个重要影响因素未予考虑 ，这个对照组形同虚设，违背了设立对照组的初衷； 对照组也应选择绝经后的妇女,但未OP。, 何谓试验设计类型 试验涉及一个或多个因素,有时需考虑重要的非试验因素(即区组因素)。这些因素的水平以不同的方式进行组合,将对试验结果产生影响。研究的目的是希望了解哪些因素对结果的是主要的,哪些因素是次要的,哪些因素在其特定的水平变化范围内几乎对结果没有影响；与特定因素组合对应的具体试验安排 即称为试验设计类型 常见错误： 其一 仅从专业角度考虑问题，想当然设置组别 其二 对实验因素未考虑多水平、趋势设计分组 其三 没有认清资料的性质，片面采用统计方法,标准的试验设计类型： A 单因素设计（分析）：即只需要回答处理间（组间）差异有无统计 学意义；如单纯比较4个不同药物（4个处理）的减压作用等 类型：单组设计、配对设计、成组设计、单因素多水平设计,B 多因素设计（分析）：即不仅要回答因素的主次，而且要回答因素交互 作用与最佳组合；如除了需回答疗效外，还要观察另一些因 （疾病类型、疗程、剂型、副作用等）对疗效的影响 类型：双因素无重复试验的设计、随机区组设计、平衡不完全随机区组设计、 交叉设计、拉丁方设计、正交拉丁方设计、系统分组设计等 C 其他: 交互作用的析因设计、正交设计、反应曲面设计、分割设计、重复 测量设计等。, 不同试验设计类型与统计方法选择,A Randomized Control Trial,RCT设计示意图,病人,随机分组,治疗后随访,判断结果,试验组,无效,有效,无效,有效,对照组合,随机对照双盲试验,等级资料计量资料,Ridit分析U检验,计数资料,泊松分布,多项式分布,二项式分布,正态分布方差齐,U检验 检验,秩和检验中位数检验,U检验t 检验,检验,U检验 检验,B 统计方法选择, 例题：高粘综合征患者血沉较快，某大夫采用RCT方法观察A、B两降压药物对血沉的影响（mm/h)，结果见表下，并试做统计分析。, 假设检验, 治前两组可比性检验：n1=n2=10,采用成组检验。 A药组： =38.7，SA=2.4 B药组： =40.1, SB=2.5 根据=（10-1）2=18，查,0.05,两组间治疗前血沉可比。, A药组治疗前后比较， n=10,采用配对t检验,治后,查t值表 ，故认为A药治疗前后血沉有显著改变。, B 药治疗前后比较，n=10,采用配对t检验。 ， 认为B药治 疗前后对血沉有显著改变（降低） AB 两药疗效比较 ： 对两组治疗前后差值均数采用成组t检验：,治后,查t值表： ，统计认为B药优于A药。,C 交叉设计（多因素）试验示意图,病人,无效,有效,无效,有效,有效,无效,有效,无效,A组2方案,B组1方案,洗脱期,洗脱期,A组1方案,B组2方案,随机分组,交叉设计举例 五,（1）在针刺麻醉研究中，为比较A、B两种参数电针刺激阈值上升情况，以条 件相似的16只大白鼠做交叉实验 步骤： 先将每两只条件相同的大鼠配成一对，共8对，每对进行编号: 第一对 (1,2） 第二对 (3,4） 第三对 (5,6） 第四对 (7,8) 第五对 (9,10) 第六对 (11,12) 第七对 (13,14) 第八对 (15,16),按随机分组原则进行处理因素分别配：确定A-B测试顺序：1，3，6，8， 9，12，14，15确定B-A测试顺序：2，4，5, 7，10，11，13，16, 进行两个不同阶段两种参数电刺激,阶 段,第一阶段,第一阶段,大鼠编号,每只大鼠合计阈值,1 2345678910111213141516,ABABBABAABBABAAB,2.52.22.33.02.03.53.22.41.93.02.52.62.13.03.81.9,BABAABABBAABABBA,2.02.91.63.32.43.13.91.81.63.43.21.62.82.63.22.0,4.55.13.96.34.46.67.14.23.56.45.74.24.95.67.03.9,各阶段合计各参数合计顺序合计,41.945.939.5,AAB,BBA,41.437.443.8,83.3,附表 大鼠给两种不同参数电刺激后痛阈值上升（毫安，mA）,方差（F）分析 A 由上表数据可计算以下变量,总,鼠间,顺序间,鼠内,AB间,一，二阶 段间,误差,鼠间误差,（即AB组合与BA组合均方）, 列方差（F）分析表,变异来源总变异 大鼠间顺序间鼠间误差大鼠内AB参数间一，二阶段间误差,SS13.3110.69 0.5810.11 2.62 2.26 0.01 0.35,3115114161114,:自由度=N1,MS0.710.580.720.162.260.010.03,F 4.44 0.8075.33 0.33,表示P0.05，表示P 0.01, 结果：F值判断可查表。根据本F值结果，可以认为A、B两种参数电极刺激后痛阈上升值的差异有统计学意义，A高于B；各大白鼠之间的个体差异也有统计学意义；而测试顺序对测定结果无影响。,（1）统计设计基本要素实验因素、实验单位、实验效应 实验因素： 研究者根据研究目的而确定的施加在实验单位上的人为干预因素。 （如对高热患者用降温措施，则是人为干预） 实验因素的数目和水平： 例1 细菌培养有温度、时间、培养基三个因素；T分三个水平：35、36、37； h隔6小时观察一次，共18h,也分三个水平；培养基有三种，即三个水平；本实验不 同水平组合：3 33 27次,案例四 如研究饮酒与肺癌，必须在设计时考虑吸烟这一因素的影响,表.阿立哌唑与喹硫平治疗情绪障碍汉密尔顿评分比较,一、在疗效观察时没有考虑除了药物外的其他对情绪影响因素，如：环境、体内 激素水平、年龄等。二、统计方法没有使用时间趋势分析，没有考虑到时间与处理因素的交互作用。, 实验单位： 指受试对象接受处理的基本单位。在护理科研中实验对象常常是病人， 根据处理方式，实验单位可以是病人个体，也可以是病人的某一肢体 或部位（实验单位应是对实验因素既敏感又特异的） 实验效应： 指实验因素在对实验单位施加处理后所起的作用指标的性质和数目按性质分为：客观指标、主观指标;数目不宜太多指标应具备的条件与研究的目有本质上的联系指标具有一定的灵敏性和特异性,请问实验设计的基本要素,（2）科研的误差及控制方法,误差: 指原始数据及其统计指标与真实情况之间的差别 种类及来源: 自然误差客观存在，双向性，无法消除，只能减少； 包括抽样误差、个体误差、随机测量误差 人为误差-人为造成，单向性，又称偏倚，包括估计误差、 心理误差、系统误差、条件误差、非均匀误差、 顺序误差、过失误差和统计误差(可避免),消除过失误差：记录完整、核对检查、统一操作、严谨作风纠正系统误差：校正、纯化试剂、设立对照、参照标准减少随机测量误差：严格操作、校正仪器、重复测量严格遵守对照、随机和重复原则：减少抽样误差等采用“盲法”试验：减少心理误差或主观误差,控制,盲法试验（Blinded trial） 安慰剂（ Placebo）概念： 一种外形与试验用药一样但没有药理作用的制剂 使用原则：没有比安慰剂更好的疗法作为标准对照； 安慰剂不会加重病情,单盲-受试者不知处理因素双盲-受试者和执行者不知处理因素三盲-受试者、执行者、资料分析评 价者不知道处理因素,把两种相差、相反、相关的事物，或同一事 物相差、相反、相对的两个方面，放在一起 加以比照，使之相反相成，以更鲜明地表现 事 物特征，也称对比 对照的意义： 通过对照鉴别和区分实验因素与非实验因素 对实验效应的影响大小 对照的基本原则： 组间要有可比性，处理要有均匀性，提高检 验的准确性 对照的形式： 空白对照、自身对照、交叉对照相互对照、历 史对照、国内外对照,（3） 统计设计的基本原则对照、随机、重复,对照：,把一个硬币扔到天空,谁也不知道它落 下来时是正面还是反面。这种现象叫 做随机 随机的目的： 克服主观见解而产生的偏性，并以校正 和弥补实验单位本身的差异所带来的实 验误差 随机化方法： 随机数字表法（传统举例） 计算机程序法 （现代举例）,随机：,例3：(随机数字表使用) 某企业要调查消费者对某产品的需求量，要从95户居民家庭中 抽选10户居民， 用随机数字表法抽选样本。具体步骤如下： 第一步：将95户居民家庭编号，每一户家庭一个编号，即0195。 （每户居民编号为2位数） 第二步：在上面的表中，随机确定抽样的起点和抽样的顺序。假定 从第一行，第5列开始抽，抽样顺序从左往右抽。（横的数列称“行” ，纵的数列称为“列”） 第三步：依次抽出号码分别是：86、36、96、47、36、61、46、98、 63、71，共10个号码。由于96、98两个号码不在总体编号范围内，应 排除在外。再补充两个号码：62、74。由此产生10个样本单位号码为： 86、36、47、36、61、46、63、71、62、74。编号为这些号码的居民 家庭就是抽样调查的对象。,随机数字表 （部分）,重复原则： 在同样环境下对某事物进行反复测量获得结果的稳定程度，某指标对同一个体测量三次，即为三次重复，60人每人测一次该指标重复了60次3.1、 6条原则：, ,重复,显著性水平： 通常以表示，是一个临界概率值。它表示在“统计假设 检验”中，用样本资料推断总体时，犯拒绝“假设”错 误的可能性大小。 越小，犯拒绝“假设”的错误可能性 越小。,把握度： 又称检验效能（power of test），是用数量描述的事 物现象之间如果确定有一个真正的差别存在，能被显著 性检验所检出的概率;数理统计学用表示型错误的概率， 1-称为把握度。,容许误差： 抽样调查的一个重要特点,就在于可以在调查开始前,计 算和控制抽样误差。即容许样本与总体之间存在一定差异,实验设计的三大原则,3.2 样本含量的估计（公式计算法和查表法）,计量资料样本大小估计公式,计数资料样本大小估计公式,t:统计学上的t值 d: 容许误差 P：某病现患率 Q=1P,样本计算公式来源： SE=,(SE)2,N=,=,=,t =,=,当d=0.1p:,=,=400p/q,N=,例5 欲调查肝硬化患者的血色素含量，预定=0.05，则 t2， 从正常人群的资料查知一般人群的血色素标准 差约为 3.0g/100ml，调查的容许误差为0.2 g/100ml， 则所抽取的样本含量应为多大？ 根据题意：t=196，S=3.0g/100ml， d=0.2 g/100ml，则n为： n= =49/0.04=900(人),例6 欲调查我国的肺结核患病率，预定=0.05，则t2，从以往全国结核病流行病学调查的资料获知以往我国的结核病患病率为367/10万，若调查的容许误差定为50/10万，则所抽取的样本含量应为多大？ 根据题意： t 2， P=367/10万=0.00367， Q=1-P=0.99633， d = 50/10万=0.0005 则n为： n = 4 0.00367 0.99633/0.00052 =58500(人),4.1 完全随机分组设计,（4）研究设计常用方案,例7：拟将12只大鼠随机分入甲、乙两组，每组6名。 应先把受试者按体重由小到大编号， 然后从随机数字表任意一处查出12个随机数，遇到相同的随机数则去掉（如从“随机数字表“第35行第1列向右查）。分配给每只大鼠 并将随机数由小到大编秩（秩次R）， 令R为16者分入甲组，R为712者分入乙组。 动物编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12随机数字 69 92 06 34 13 59 71 74 17 32 27 55秩次R 9 12 1 6 2 8 10 11 3 5 4 7 分组结果 乙 乙 甲 甲 甲 乙 乙 乙 甲 甲 甲 乙,此为随机数字,4.2 交叉设计： 即将一批受试对象随机地等分为两组，每组n例。使一组先接受处理因素A， 后接受处理因素B；另一组先接受处理因素B，后接受处理因素A。两种处理在全部实验中“交叉”进行。,例4：中华护理学杂志“几种给氧方法的比较”,插管方式：A 深插闭口法；B 浅插闭口法,特点：实验效率高，简单；先采用的处理因子，会产生残留， 影响后一因子的效应,3.1 研究资料的分类（从略） 3.2 计数资料的统计描述（相对数的计算） 包括百分率、构成比、相对比和动态比 例8 ： 某护士调查某市不同年龄的高血压患病率和构成,3 统计分析,60岁年龄组的患病率,60岁年龄组的患者年龄构成比,3.3 计量资料统计描述（平均数与变异指标）,例9：西安市7岁男童102人的坐高（cm）,确定最大值和最小值确定全距=71.2-61.1=10.1确定组距和组段 组距为2，组段为6,计算过程, 列102名7岁男童的坐高频数分布表(cm), 算术均数：,=6810/102=66.65(cm),也可求：50%位数：,标准差：, 标准误：, 变异系数,=2.02/66.65100%=3.03%,几个统计量归纳：点值估计和区间估计,62.02,对总体均数的区间估计,67.042,变异系数（CV） 用于不同单位间比较,H0 = H1（无效假设）H0 H1（备择假设）,（1）计数资料的差异显著性检验两样本率的比较（ 检查）,例10：实用护理杂志1986；2（5）：19.“封闭式集尿袋临床 应用的初步体会”,两种引流系统感染率比较,3.4 统计结论的推断假设检验,p0.05,结论解释： 两种不同引流系统的感染率差别有显著性意义，封闭