科研设计相关统计医学博士课件指导

1、实验设计,专业知识、对所研究问题的认识是更重要的前提条件 在实验阶段，即考虑、运用统计学的原则,基本概念和原则,实验研究之前，在设计阶段，须要考虑统计，尤其运用统计的原则 样本与总体 同质与差异 变量的类型 因果与联系,基本概念和原则,对照原则：比较才能鉴别，控制非处理因素的影响。注意事项：其它因素同实验组，两组均衡或齐同，两组样本量要相等。 对照形式 空白对照：不加任何处理。动物致癌实验，需设置种属、年龄、性别、体重相同的动物为空白；临床实验？ 阳性对照：必然产生阳性反应。证实实验方法的敏感性 自身对照：对照与实验在同一受试对象进行,基本概念和原则例子,超细SiO2颗粒对细胞的毒性作用 纳米

2、硫化铅对大鼠精子形成的影响 空白对照组，超细颗粒实验组（不同剂量），？ 某市苯作业人员职业健康检查分析 以到本中心参加体检的220名苯作业工人为接触组，以参加体检的不接触有害物质的421名人员为对照组，？ 某石化公司汽油作业人员职业健康检查分析 2011年参加体检的某石化公司1357人为对象，男、女两组，？,基本概念和原则,随机化：由此控制那些次要的、大量的、不能控制的因素 而那些主要的、少量的、可控制的因素可以均衡原则来排除。 重复原则,动物实验研究-随机化原则,动物分组 1. 完全随机实验设计：将动物完全随机地分配实验与对照组或几个比较组中去。 优点：设计和统计处理简单 缺点：效率不高 例

3、子：20只同性别大鼠，随机分为甲乙两组,动物实验研究-随机化原则,按其体重依次编号为1，2，3，20,甲组动物号 1，3，7，8，10，11，12，19，20 （9只） 乙组动物号 2，4，5，6，9，13，14，15，16，17，18 （11只）,动物实验研究-随机化原则,应从乙组随机地抽一只动物到甲组中去： 随机数字表，查的第6行第21栏数字为56，除以11得余数1，应把乙组第一只动物调整到甲组。,甲组动物号 1，3，7，8，10，11，12，19，20 （9只） 乙组动物号 2，4，5，6，9，13，14，15，16，17，18 （11只）,甲组动物号 1, 2，3，7，8，10，11，

4、12，19，20 （10只） 乙组动物号 4，5，6，9，13，14，15，16，17，18 （10只）,动物实验研究-随机化原则,2. 配对的实验设计 在实验设计中将实验对象按某些特征配成对子 2.1 同源配对：例如同窝、同性别、同年龄、同体重的动物配成对子，每对一只进入实验组，另一只进入对照组。 2.2 自身配对：实验对象自身实验前后的对比 2.3 其它配对：。,动物实验研究-随机化原则,动物实验研究-随机化原则,3. 随机区组的实验设计 这种设计实际上是配对设计的扩大，是将多方面相近的实验对象配成一组，叫做一个区组。 每个区组实验对象的数取决于对比组的数目，如果一个实验组有四个对比组，那

5、么一个区组就有四个实验对象。每个区组的实验对象按随机方法分到各个对比组去。,动物实验研究-随机化原则,例子：20只动物，设计分为5个区组，进行四种处理的比较。 首先将多方面相似的4只动物配成一个区组，按体重依次编号，如1-4号为第一区组，5-8号为第二区组，余类推。按随机数字表法分别将其分到四种处理组去。,动物实验研究-随机化原则,余数确定前三只动物的组别。如第一区组中第一个余数为2，在“甲乙丙丁”四字中，列第二位的为乙，故将第1号动物列入乙组；第二个余数也为2，此时在“甲丙丁”三字中，列在第二位的为“丙”，将二号动物分入丙组。余类推,分层（stratification）,分层：根据特定标准如

6、年龄，社会经济状况等将一个样本分成几个亚组的过程或结果。 分层分析目的在于控制研究因素以外的其它混杂因素的影响。 例如：研究大气污染和肺癌之间的联系，应控制吸烟这个混杂因素，即将人群按照吸烟与否（或程度）分层。然后，在各层内评价大污染与肺癌的关系。目的：控制混杂因素，也是检测效应修饰作用。,均衡性问题,有人观察噬菌体预防痢疾的效果。选择一个托儿所为实验组（服噬菌体），另一个托儿所为对照组（不服用）。然而，两个托儿所卫生条件相差大：实验组卫生条件好，对照组条件差。 结果：实验组痢疾发病率比对照组低，且差异显著。但是，它是卫生条件还是噬菌体的作用，分不清。 改进办法：？ ,对照例数问题,对照例数问

7、题,注：两组例数相等，其合并标准误最小，检验的效应高,数据（资料）的性质,计量资料：测定获得的数据资料 等级资料：介于二者间的，档次、等级数据资料 计数资料：靠清点数字获得的,百分数的问题,对于百分数，须理解、分清楚它的含义： 率（）：表示事件（疾病）发生的频率，如：患病率、发病率。 比：表示二者的比，某部分占总体的构成比,武钢尘肺构成,上海市青浦区工业性手外伤患者的流行病学研究,方法：收集2009年在复旦大学附属中山医院青浦分院住院的急诊工业性手外伤患者资料 结果：以每天12-18时为事故高发时段（61例，48.8%）。每年3、4月份（25例）及 7、8月（32例）份为事故高发期。 结论：

8、。针对其发病特征制定预防措施，可降低发病率。,患病率与发病率,患病率（prevalence rate）：某个时点（或时期）内患有某疾病的人数占该时间点（或观察期中点）可能患有某病人数之比。 断面调查（cross sectional study）获得的率是患病率。,某化工厂职业性三硝基甲苯白内障发病情况分析 方法：该厂300名工人为调查对象，职业健康检查。,患病率与发病率,发病率（incidence rate）：人群中新事件（疾病）的发生速率。分子为新事件数（即规定时期内，报告或诊断的新病例数），分母为病例所在人群的总数。 发病率由队列调查（Cohort study)获得,数据统计分析的原则,计

9、量资料：t 检验，方差分析 等级资料：秩和检验 计数资料：卡方检验,数据统计分析,计量资料： t 检验：要求两组方差齐同，数据成正态分布 方差分析也如此 两个均数的检验 样本与总体 配对t 检验,数据统计分析,方差分析（analysis of variance, ANOVA），也称F检验，一般用于多组均数的检验 单因素 多因素 两因素之间的比较，有多个模型 也要求组间方差齐同，数据成正态分布,数据统计分析,卡方检验（chi-square test ），用于率的检验 四格表 2XK表 行列表 配对资料的卡方检验,数据统计分析,相关与回归分析（correlation and regression

10、analysis)：分析两个事物（现象）之间的关系。 如果相关，再做回归分析，以公式数量表达这种关系。 注意有无因果关系 作为原因的变量称为自变量，作为结果的变量称为因变量,数据统计分析,秩和检验：用于等级资料的分析，及介于计量和计数之间的那些档次、等级数据资料 不知道某资料是否呈正态分布，或不呈正态分布，可用此检验 在t检验和方差分析均可用到秩和检验 秩和检验比较粗略,样本例数问题,原则： 计数资料：患病、发病率需要大样本：200300例，几千例，甚至达到上万 计量资料：无须太大的样本：10例，几十 它与事件发生频率、指标的标准差、显著性水平有关。 办法：计算样本量；参考文献,样本大小的估计方法,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） 人口普查（10%，5%） 查表法（本教材中未给出） 尝试法（估计法）,常用的样本大小估计方法 两样本均数比较,公式 完全随机设计、两组、数值变量 可取单侧或双侧，一般取0.05; 只取单侧，一般取0.10，最大取0.20， s 取s1和s2中大者， ，t和t的取值与n有关，不能直接估计n。用u和u代替 t和t ，其结果再加2-3例即可。,统计分析,结