科研设计绪论要素和原则研究生copy

科研设计绪论要素和原则研究生copy第1页，共51页。绪论医学科研设计是对医学科研具体内容与方法的设想和计划安排，是保证课题能否取得预期结果的重要一环。包括专业设计和统计设计第2页，共51页。专业设计设计用什么实验内容验证假说或回答有关的专业问题。保证成果的有用性、创造性—先进性。统计设计

设计如何合理地安排实验内容，对实验结果如何进行有效地分析。保证成果的经济性、可重复性—科学性。第3页，共51页。一个严密科学的设计可以正确地选用研究方法、统计分析方法，精确地估计样本含量，严格地控制实验误差，以最小的投入获得最多最可靠的信息，保证研究成果的先进性和科学性。第4页，共51页。医学研究的特点研究条件不易控制研究周期比较长实验对象个体差异大，影响因素多，实验结果变异程度大伦理道德问题第5页，共51页。医学研究的分类实验性研究观察性研究第6页，共51页。实验性研究研究者根据研究目的，主动地对研究对象施加干预因素，并控制非干预因素的影响，以总结干预因素作用的研究。第7页，共51页。类型（受试对象）动物实验是以动物为研究对象的实验研究。临床试验是以健康人或病人为研究对象，以临床为基础的实验研究。社区干预试验（准实验性研究）是以社区人群为研究对象的干预试验。第8页，共51页。实验研究设计过程确定研究目的明确研究对象和样本含量明确处理因素和观察指标确定具体的实验设计方法预期资料分析、工作进度、经费分配等第9页，共51页。（实验研究设计方法）

完全随机设计

配对和配伍组设计拉丁方设计

交叉试验设计

析因试验设计

正交试验设计第10页，共51页。调查研究

是对特定的群体进行调查，研究者只是对研究对象进行客观的观察和记录，而不施加任何干预因素。第11页，共51页。类型横断面研究：是对某人群当前特定状况的调查，因此又称现况调查。回顾性研究（病例对照研究case-controlstudy）：是对某病的病例组和非患病对照组进行调查，比较两组某些因素的暴露情况，从而分析该疾病与这些暴露因素的关系。是由果推因的研究。前瞻性研究（队列研究cohortstudy）：是对不同暴露水平的对象进行追踪观察，从而分析暴露因素与疾病发生之间的因果关系、是由因导果的调查研究。第12页，共51页。调查设计过程根据研究目的确定调查对象和对象的选择方法；将研究指标转化为调查项目，设计成调查问卷；确定资料的收集方法、整理计划和统计分析等；第13页，共51页。基本步骤科研选题科研设计具体实施数据整理与分析科研结论与研究报告第14页，共51页。第二章实验设计的基础知识

新药→高血压患者→血压值处理因素受试对象实验效应

基本要素第15页，共51页。处理因素处理因素（treatfactor)：又称研究因素，研究者根据研究目的，欲施加或欲观察的能作用于受试对象并引起直接或间接效应的因素。处理因素的设定第16页，共51页。影响因素：参与实验过程、影响实验效应的因素。包括处理因素和非处理因素。非处理因素：实验中不研究的因素。混杂因素：参与实验过程，影响实验效应；在不同组的分布不同。第17页，共51页。受试对象受试对象：处理因素作用的客体，要“同质”统一标准诊断标准入选和剔除标准两个基本条件对处理因素敏感反应稳定第18页，共51页。实验效应实验效应：处理因素作用于受试对象的反应和结果，通过具体的观察指标来表达。观察指标选择依据客观性强特异性高：鉴别真阴性的能力灵敏度高：检出真阳性的能力第19页，共51页。基本原则

对照（control）

随机化（randomization）

重复（replication）第20页，共51页。

对照原则1、概念

对照原则是指在确立施加处理的实验组的同时要确立不施加处理因素的对照组。实验组与对照组除了处理因素不同外，其它条件相同或接近。2、对照的作用第21页，共51页。

区分处理因素与非处理因素的效应药物治疗例:老年性慢性支气管炎气候转暖,自然缓解

消除和减少实验误差比较结果处理因素处理效应处理组：处理因素+非处理因素处理效应+非处理效应对照组：非处理因素非处理效应①

消除和控制非实验因素第22页，共51页。3、对照的形式常见的对照形式有：空白对照、实验对照、标准对照、自身对照、相互对照、潜在对照等。（1）空白对照(blankcontrol)：对照组不加任何处理因素。

例如：①实验组儿童接种疫苗，对照组儿童不接种疫苗。②试剂空白、血样空白、无酶解空白、底物空白等。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。

第23页，共51页。（2）实验对照(experimentalcontrol)：对照组施加基础实验条件（非处理因素）。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第24页，共51页。（3）

标准对照(standardcontrol)：以现有的标准或正常值作对照。例：①某种新的方法能否代替传统方法的研究；②某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。

——实验室应用较多第25页，共51页。（4）自身对照：实验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，则会影响试验结果，难以说明问题。

（5）相互对照：几个实验组互相作对照。例：比较几种药物治疗同一疾病的疗效第26页，共51页。(6)安慰剂对照(placebocontrol)：对照组施加安慰剂。(7)潜在对照：不专设对照组，而是以公认的已发生的事实为对照。第27页，共51页。

各组例数相等

各组间均衡可比--组间均衡性（齐同可比性）

概念

影响组间均衡性的因素

实现均衡可比的手段或方法

组间均衡性测定（检验）4、合理对照的原则第28页，共51页。组间均衡性：比较的各组间除研究因素外，对试验有影响的非研究因素和试验条件均应相同或相近。概念第29页，共51页。在研究设计和试验过程中应从下列四个方面考虑：

研究对象性质相同

试验条件要一致(实验环境、仪器、试剂）

研究者或操作者要一致（交叉或随机分配）

时间或试验次序要一致(同时交叉进行)组间均衡性的影响因素第30页，共51页。

随机化--研究对象、操作者、试验次序等随机分配

配对与分层--配对、配伍组设计、分层随机盲法--单盲、双盲交叉均衡实现均衡可比的手段或方法第31页，共51页。组间均衡性的测定（检验）组间均衡性检验是指在获得资料后通过对主要非处理因素（混杂因素）进行组间假设检验以考察各比较组间的均衡可比性的方法。第32页，共51页。

均衡性检验方法：首先要考察样本例数，再对各项混杂因素在组间分布或构成进行检验。数值变量检验其平均水平及离散程度，分类资料检验其构成。

不均衡的处理：应用多因素统计方法对不均衡因素进行调整基础上再进行组间比较。第33页，共51页。例：在对某滴眼液治疗角膜炎的Ⅱ期临床试验中需对“就诊时已发病天数”进行均衡性检验。

实验组对照组P值均数13.776.70<0.05标准差5.671.66<0.01第34页，共51页。

随机化原则1.随机化原则：指每个受试对象以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。随机≠“随便”2.目的：使各组非实验因素的条件均衡一致，以消除对实验结果的影响。第35页，共51页。

随机化原则3.随机化分组方法：（1）抽签法（2）随机数字表（3）计算器或计算机第36页，共51页。随机数字表分组例：试将10头动物应用随机数字表分配到甲、乙两组。⑴按动物体重编号⑵从随机数字表的任一行，任一列，任意方向（如从第21行第21列往上）查10个随机数。⑶规定双号为甲组，单号为乙组第37页，共51页。⑷调整：再接着查一个“6”以内的随机数，以决定甲组中哪一号拨到乙组。本例查得随机数为4，将甲组第4个（5号）调到乙组。第38页，共51页。编号12345678910随机数0.380.100.600.900.880.960.010.410.860.14序号R42698101573分组甲组甲组乙组乙组乙组乙组甲组甲组乙组甲组例：用电脑产生随机数将10只动物随机分到甲、乙两组。动物编号产生随机数事先规定随机数小者为甲组，大者为乙组对随机数排序，分组，序号1-5为甲组，其余为乙组计算(器)机随机化分组第39页，共51页。4.几种常见随机化分组设计

随机化原则（1）完全随机设计（2）配对设计（3）随机区组设计（4）交叉设计第40页，共51页。

重复原则重复(replication)：指在相同的实验条件下，进行多次研究和多次观察。主要包括三个方面的含义：（1）整个实验的重复（2）同一实验单位的重复观察如:一般对血压测3次，取其平均值作为最终测量结果。第41页，共51页。由于变异的存在，实验误差的产生，使相同条件下的实验单位具有不同的观察结果，为了避免把个别现象误认为普遍情况，必须在相同实验条件下，通过一定数量实验单位的重复观察，才可得出可靠的结论。----样本含量大小的估计（3）多个实验单位的重复观察第42页，共51页。样本含量大小的估计1.概念:保证研究结论具有一定可靠性的前提条件下，所确定的最少样本含量。2.意义:样本含量少，抽样误差大；样本含量过大，将加大实验规模，延长实验时间，浪费人力物力，反而增加系统误差出现的可能性。第43页，共51页。3.影响样本大小n的几个因素：（1）允许误差：研究者提出的希望发现或允许控制的样本与总体或两样本间差别大小，用δ表示。（2）α、β的大小要求两者越小，n越大。（3）个体变异变异大则n大。(4）资料类型计数资料比计量资料的n大第44页，共51页。（1）凭经验估计（约定俗成）正常值范围估计（100人以上）肿瘤调查（万人以上，几千人）婴儿死亡率（2）查表法（3）计算法—设计类型不同，计算公式不同。4.估计方法:第45页，共51页。实验误差及其控制概念实验性研究中，实际测量结果与真实值之间的不完全一致的情况。种类系统误差随机误差（偶然误差，无法控制但有统计规律）第46页，共51页。系统误差系统误差，又称偏倚，是由于对实验因素或条件控制不严而发生的一种误差。分类选择偏倚信息偏倚混杂偏倚第47