第十六讲调查和实验设计

1、l统计研究包括那几个步骤？l统计分析：l统计描述与统计推断l推断包括：总体参数的可信区间；假设检验。lt 检验：l单样本（总体均数与样本均数比较）l配对t 检验l成组比较的t检验l一、建立检验假设：l 无效假设；l 备择假设；l 检验水准；l二、计算统计量：l三、作出结论：l 包括统计学结论和专业结论l必须根据研究的目的、资料的类型等因素加以确定；l试验开始时应有一个周密的设计。l专业设计：实用性与先进性l统计研究设计：经济、科学、有效，从而保证研究的稳定性与可靠性。l设计又可根据对研究对象是否进行干预分为： 调查研究：客观地反映事物的实际情况，未加任何干预措施。实（试）验研究 ：根据研究目的

2、主动加以干预措施，控制非试验因素的干扰，回答研究假设所提出的问题。l根据研究对象不同可分为 实验研究设计(experiment design) 以实验动物和实验样品为对象。临床试验设计(clinical trial) 以人为对象。 统计研究设计调查研究实验（试验）研究临床试验设计实 验 设 计l人为的施加了处理因素；l接受处理的类型和水平是随机的；l可以控制非处理因素，提高了研究效率；l处理因素l受试对象l实验效应l一般是指外加于受试对象，在实验中需要观察并阐明其效应的因素。l分为单因素试验与多因素试验。l各因素又按其作用的类型或者程度分为不同的水平。l确定处理因素时应当注意以下几点：l 抓住

3、实验中的主要问题， 也就是主要因素。分清处理因素和非处理因素处理因素应当标准化： 使处理因素在整个试验过程中应始 终如一，保持不变。l概念：是处理因素作用的客体l分类：动物选择与人的选择l概念：是指受试对象接受实验处理后所出现的实验结果，通常由人或动物相应的各项指标来反映。l选择指标的要求：关联性：本质关系客观性：在主观指标与客观指标间，尽量选用客观指标准确性与精确性：前者反应真实性，后者反应重现性敏感性和特异性：反应指标区分真伪的能力l贯彻以下三项原则是控制误差和偏倚的重要措施：l随机化原则 l设立对照 l重复的原则l随机抽样l随机分配l注意二者的区别与联系l选择对照的原则：受试对象同质（均

4、衡性），实验条件除了处理因素外，其他条件一致。l它是控制实验中其它非实验影响因素和偏倚不可缺少的重要手段。l根据研究目的设立恰当的对照-分类。按时间分，历史对照、标准对照、同期 对照。按实验对象分，配比对照与平行对照。按对照组接受处理措施分，空白对照、实验对照、自身对照、安慰剂对照、标准对照。l统计设计中的重要内容。l建立研究假设l明确研究范围 l确立处理因素 l明确观察指标 l控制误差和偏倚 l根据研究目的确定研究假设:应分清:主要研究问题(primary question) 辅助研究问题 (secondary question)l主要研究问题就是本次的研究假设。l辅助研究问题是补充说明和完

5、善本次假设。l主要问题：某药治疗慢性胃炎是否有效（治愈率是否高于对照组）？l辅助问题：中青年组和老年组的慢性胃炎治愈率是否相同？该药有无副作用（肝、肾功能损害的情况）？受试对象的依从性如何？ l规定适宜进入试验的研究对象的标准纳入标准(inclusion criteria)排除标准(exclusion criteria)l确定选入标准的时候应当注意：应注意纳入那些对处理因素的效应反映灵敏的患者，排除无反应对象的干扰。应排除可能受到处理措施损害 的特殊人群。 纳入标准和排除标准应当用条文明确规定，成为书面形式，并让所有参与研究的医务工作者都知道，以便认真执行。 l在试验开始或进行过程中，若发现l

6、不适合纳入标准或应当排除的病例，l则应剔除，否则将会影响今后的l统计分析，实际上是排除标准的l完善与补充。l如在试验开始后发现化验结果、某种特殊检查结果不符合纳入标准等。l在统计分析中，必须充分体现失落病例对试验的影响。l通过ITT和PP分析的对比l可以清楚地认识失落病例l对该试验的影响。l意向性分析（intention to treat）l有效性分析或全集分析简称PP分析l（per protoco anlysis）l此分析应包括按随机分配后l纳入的所有病例。l当然应排除那些随机分配后发现l不符合纳入标准的病例。l亦称有效病例 或可评价病例分析l对排除的病例应在盲态下进行并在揭盲前用文字写明。

7、 l处理因素是根据研究目的而施加措施(如试验中给予的某种试验药物，实行某种手术等)，临床试验应设立对照措施，如用安慰剂(placebo)，以增强可比性。l确定处理因素时应当注意以下几点：分清处理因素和非处理因素处理因素应当标准化： 使处理因素在整个试验过程中应始 终如一，保持不变。l指标的选择应当注意以下几点 ：选用客观性较强的指标：选用灵敏度较高的指标：选用精确性较强的指标：准确度（accuracy）精密度（precision）l准确度(accuracy)是观察值与真值的接近程度。l精密度(precision)是在重复观察时，观察值与其平均值的接近程度。 l临床试验结果可能受三种因素的影响：

8、真正由于处理因素作用的影响；偏倚(bias)或称偏性的干扰所致；各种误差的干扰；l误差可分为两大类非随机误差随机误差l概念： 试验中的原始数据与真实值之差，样本的统计量与参数之差统称为误差。l非随机误差l随机误差l非随机误差又可分为两种：非系统误差：在试验过程中研究者由于偶然的失误造成的误差，这种误差亦称为过失误差。系统误差：系统误差的值是恒定不变的，或者是按一定的规律变化。l概念：是无规律性、不恒定的随机性变化的误差，亦称偶然误差，抽样误差就是其中的一种。l随机误差不可避免可为正或负，无一定规律性。l有些随机误差可能被认识而加以控制。l概念：偏倚是指在临床试验中由于某些非试验因素的干扰所形成

9、的系统误差，并歪曲了处理因素的真实效果。l偏倚是一种系统误差。l偏倚只能进行控制而不可能完全避免。l偏倚的分类形式很多，现选用按临床试验的各阶段分为：l选择性偏倚(selection bias) l测量性偏倚(measurement bias) l混杂性偏倚(confounding bias) l概念：由于纳入观察对象的方法不正确而产生的偏倚。l防止选择性偏倚的措施：正确拟定观察对象的纳入和排除标准采用分层分配的方法正确设立对照 贯彻随机化原则 l概念：在试验过程中对研究对象进行观察或测量而造成的偏倚 。l概念：在总结分析阶段，由于非试验因素与试验因素同时并存影响到观察的结果，造成混杂因素的偏

10、倚，即混杂偏倚，简称混杂。l分层l贯彻随机化原则l标准化法l Mantel-Haenszel卡方检验l协方差分析l 配伍组设计2HMl完全随机设计(randomized control trial) l配对设计(paired design) l配伍组设计 l 概念：将受试对象用随机的方法分配到各个平行的处理中，以进行实验观察；或分别从不同的总体中随机抽样进行对比观察的一种设计方法。l优点：采用随机分配原则，避免了非试验因素的影响；增强了各比较组间的可比性。方法简单、灵活、易于理解统计处理简单，同时又满足了统计学假设检验的要求。l缺点：实验误差较大，只适用于同质性较好的实验。l概念：当个体间变异

11、较大时，将那些个体差异较小的研究对象配成若干个对子，每对中的两个对象差异较小，并用随机的办法分配给相应的实验组和对照组。l如：将试验对象配成对子，如将年龄、性别、病情、生活水平等相近的患者配成对子。动物实验则可将种动物配成对子，以增强处理组间的可比性。l优点：降低了实验误差，提高了实验的精度。l缺点：配对要求对子间条件要一致，有的时候比较难达到要求。l亦称随机区组设计，实际是配对的扩大。做法是将条件相近的试验对象配成一组，称为配伍组合，再将每个配伍组中的试验对象随机分配到各个对比组中，给予不同处理。l增强了各组间的均衡性；l可进一步控制混杂性偏倚。l例4.4将20个试验对象分成5个配伍组，即1

12、-4号为第一配伍组，5-8号为第二配伍组，余类推，接受甲、乙、丙、丁四种处理方式。查附表随机排列表，任意指定5行，如第9至第13行。每行只随机取数1-4，其余数舍去。依次将随机数记录于各配伍组的编号下，其随机数即为该受试者应分入的处理组。l从上表可知，第一配伍组中第1号受试者被分入丙组，第2号分入乙组，第3号分入甲组，第4号分入丁组，余类推。受试者编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 随机数字 3 2 1 4 4 3 2 1 3 1 2 4 3 1 2 4 3 2 1 4 分配组别 丙 乙 甲 丁 丁 丙 乙 甲 丙 甲 乙

13、 丁 丙 甲 乙 丁 丙 乙 甲 丁 l优点：误差低、均衡性好、可以提高效率，统计分析简单。l缺点：区组个体出现意外时，损失信息较多。总体防止选择性偏倚的措施确定适宜纳入试验的对象规定纳入标准和排除标准确定样本含量试验组对照组防止测量性偏倚的措施如避免干扰、沾染采用盲法增强依从性严格控制失访率按随机化原则分配试验对象得出试验结果选择统计分析方法进行统计分析估计并分析混杂性偏倚统计和专业结论l亦称横断面研究(cross sectional study)，用以客观描述总体的现状，了解疾病发生和发展的规律，为制定防治措施、提高卫生服务的质量、评价某种防治措施的效果等提供依据。 l调查研究又可分为：l

14、调查研究(专业性质的)l社会调查研究。l社会调查研究的意义： 随着医学模式的转变，医学研究的领域更多的涉及到社会、经济、文化、心理、行为、等因素对人体的健康或疾病的发生与转归的影响。 调查研究必须适应当前需要，近年来已形成了专门的学科，称为社会调查研究。 l由于经常使用问卷调查，问卷的设计必须周密考虑，比一般的调查表要求更高。l很难得到十分精确和量化的指标l必须对资料的可信性和准确性进行科学的评估l由于问卷式调查的特点，选用方法时应特别注意：l用非参数的统计方法l经变量转换后进行分析l分类资料的统计分析等。l社会调查研究也具有统计研究的共性：l应遵循统计调查研究的基本原则；l面向社会，面向人群

15、。又必须充分考虑社会调查研究的特点。l根据研究目的明确观察指标 l确定调查对象和观察单位 l确定调查方法 l确定样本含量l确定调查项目(item)和调查表l确定搜集原始资料的方式l调查的组织计划l首先应明确本次调查的目的：l这是一次调查中最为核心的问题。 l要分清主要目的：l具体目的。l必须明确或划定本次调查的范围：l明确纳入和排除标准。l根据调查目的提出观察指标。l指标必须精选，仍然应注意它的l灵敏性l客观性l特异性。l常用的调查方法有以下几种：l普查：也称全面调查，即对所l有观察单位加以调查。l 抽样调查：l单纯随机抽样l系统抽样l分层抽样l整群抽样l先将被研究的各观察单位编号，再借助计算

16、机或其它随机方式进行抽样。这种抽样方法操作性不强。l又称机械抽样、间隔抽样。是医学科研中常用的一种抽样方法，做法是将总体中的观察单位按某一特征的顺序编号，再依次按一定的间隔抽取其余观察单位。 l例如：欲调查某居民区贫血的发病情况，该居民区共有2000人，试按系统抽样的方法，抽取一个例数为200的样本。 令总例数为2000，样本例数n=200，抽样间隔=2000/20=10，先在门牌110号之间随机抽取一户，如5号住户，其后每隔10号抽取一户，即抽取5、15、25、35、1995号等共200户。l先按某种特征将总体分为若干组别、类型或区域等（通称层），再从每一层内进行随机抽样抽取观察单位组成样本

17、。在分层时，应当使样本中各层的比例接近总体的比例。 l便于在社区中进行调查,可采用整群抽样。即以一群作为抽样单位，对所取群体中的观察单位全部调查。l如了解某地儿童的视力情况，可以抽取几所学校进行调查。l整群抽样比单纯随机抽样误差较大，故需更大的样本含量。l在实际调查中，常将几种调查结合应用，l如：分层、整群、随机抽样等。l根据调查指标确定本次调查的调查项目，l包括分析项目和备查项目。 l根据研究目的要求必需进行调查的项目，并要据此计算出分析指标。l如调查某地三岁以下儿童的生长发育，就必需调查该地三岁以下儿童的姓名、性别、出生年月、实足年龄、身高、体重、坐高、胸围、头围等。 三 岁 儿 童 生

18、长 发 育 情 况 调 查 表 编 码 住 址 县 乡 村 居 民 组 母 亲 姓 名 母 亲 生 产 时 年 龄 儿 童 姓 名 儿 童 出 生 日 期 年 月 儿 童 实 足 年 龄 儿 童 性 别 1男 2女 生 长 发 育 调 查 结 果 身 高 cm 头 围 cm 胸 围 cm 体 重 . kg 坐 高 cm 调 查 人 调 查 日 期 年 月 日 l主要有两种：直接观察法采访法l在调查研究中十分重要，主持者应在设计中做出周密的安排。l应包括调查员的培训、预调查、拟定调查的进度、调查质量的控制、调查表的核对与检查。资料的收集与保管等。l组织计划应包括组织分工、时间进度等。 l问卷式调查是由研究者制定问卷，由被调查者回答，也可以由调查者提问或让被调查者自己填写。 l此种调查方式应用较广。 710 岁小学生吸烟情况调查