实验设计与样本含量的估计

1、.实验设计和样品含量的估计.(1)实验研究设计，任何医学研究在确定研究目的后，第一个问题是如何安排试验，或者需要良好的研究计划(称为研究设计)，这是科学满足研究结果的重要保证。 数据分析、设计、数据收集、报告、一、研究设计类型：1、实验研究设计根据研究目的对受试者(包括人和动物)设置干预措施，控制非干预措施的影响，总结干扰因素的效果。 常用的研究分为动物实验、临床实验和社区干预实验三种。2、调查研究设计客观存在调查特定小组的被试因素，研究者只能被动地观察和记录。 实验和调查虽然在设计上有差异，但在实际研究中可以很好地结合应用，有时还能给实验提供线索，实验结果有必要通过调查来证实。二、实验设计的

2、目的：抑制系统误差对实验结果的影响，减小实验随机误差进行统计估计，更准确地回答研究者事先提出的假设。三、实验设计任务：1、合理配置实验对象2、选择表现实验效果的指标3、分析和考察实验效果4、实验研究误差、实验研究误差1、随机误差2、系统误差(systematic error )为偏差误差，随机误差，系统误差，2，常用实验设计方案，1，单一要素：设计方案是观察要素不同强度水平作用效果之间差异的研究。 配对设计，完全随机设计，逐次设计。2、多因素：设计方案是通过两个以上因素的强度水平来观察作用效果差异的研究。 交叉设计、(配合集团设计)、拉丁美洲设计、原因设计、裂区设计、正交设计。 另外，有3个变

3、量和多个变量间的关联分析的研究设计，是多变量分析。五、实验研究要素，一、抓住处理要素1、主要处理要素2，找到并控制非处理要素，处理要素应该标准化，二、受试者1、动物实验对象2、临床(现场)试验对象的同质性疾病诊断的标准明确地引入和排除标准良好的依从性，一、 由于这用实验指标来表现，因此选择评价效果的指标是关系研究成败的关键。 三、实验效果、指标的选择依据：1、指标的选择应与研究目的密切相关，2、定量指标可提供比定性指标多的信息，3、选择客观性强、准确度高、特异性高、灵敏度高的指标作为分析指标。六、实验设计原则、实验误差的控制：实验设计的主要作用是减少误差，提高实验精度，研究者可以从实验结果中得

4、到准确的处理统计量和实验误差的估计值，进行正确的分析和比较。 科研设计方法和选择，在研究临床科研设计方案时，首先要掌握设计的三项原则(或四项原则)。 随机化原则、对照原则、反复原则、盲法原则、1、对照(control )原则、空白对照、安慰剂对照、实验对照、标准对照等。 对照组的建立应满足均衡性要求，1、除组间干预措施外，影响结果的非处理因素等尽可能相同。 2、研究对疾病的敏感性和发病机会相等3、检查和观察方法和诊断标准必须一致。2、随机化(randomization )原则：随机化在实验研究中根据设计要求，对被实验者进行分组，给予被实验者的处理和实验顺序等都必须满足概率性的要求。贯彻随机分配

5、原则是提高比较组之间均衡的重要手段，是控制选择性偏差的唯一有效方法。 也是资料分析、统计估计的理论基础。 随机对照试验的设计模式.3，重复(replication )原则：可靠的实验结果在相同条件下能再现的可靠实验的结论在一次实验或35例的结果中得不到，一定有足够的观察单位数。 重复原则包括再现性和观察单位数两方面的意思。 也是样品尺寸的问题。 充分的观察单位数是保证再现的基础，重复的同质比较条件等也是实验能再现的重要条件。4、盲法的原则、实验设计常常把盲法也作为附加原则，更好地控制误差。 单盲：被实验者不知道分组的情况，虽然有助于研究者了解情况，但有可能会产生研究的偏差。 双盲：研究者和受试

6、者不知道分组情况和接受处理的具体内容，可以抑制研究者和受试者双方的主观干扰。(2)、样品大小的估计方法，假设检验中统计意义不显着的结果，可能发生在两方面：一、两组之间可能没有差异，但样品太小，无法用统计方法证明这一结果。子采样的大小可以分为以下两个问题来解决： (1)两个采样之间的个体数的比例：当1/n1 1/n2为固定值时，标准误差最小，只要1/n1=1/n2。 例如，n1=n2=10时，1/n1 1/n2=0.2 n1=15，n2=5时，1/n1 1/n2=0.2667 n1=19，n2=1时，1/n1 1/n2=1.0526，(2)样本的个数：基本上必要个体数越少，平均数的差越小，必要个

7、体数越多，另一方面，综合来说，标准偏差越小，必要个体数越少，标准偏差越大，必要个体数越多，因此，在决定样品量之前，需要知道标准偏差的近似值(2个样本平均数的概算差)。准确估计观察实例数的标准应该是保证研究课题代表性和可靠性的条件下必要的最少实例数，要满足这一标准，必须具备以下条件：研究指标的整体平均数、整体估计值个样本平均数、标准偏差及样本率，这些值在现有实验中2 .允许误差和检查的差，其值越小，所需的采样量也越大。 的选择有时会主观地规定。 例如药物筛选中，药品使用组和对照组(不使用药品或使用某些标准药)的差异可以主观规定。 由于小于规定的效果，在不符合试验目的的设计中，样品的大小可以证明该

8、规定的效果，可以满足试验的要求。=1-2或=1-2、4 .第二类错误概率，1-也称为统计性能，1-越大所需的情况数越多，一般设为1-=0.8或0.9，否则容易出现假阴性结果。 5 .明确一侧或两侧，3 .第一类错误概率越小，需要的情况越多，一般为=0.05，可根据情况进行调整。 二、假设检查时样品含量的估计：1 .样品平均数和整体平均数的比较：一侧n=(t2 t2)s/)2两侧n=(t2 t2)s/)2.两样品平均数的比较：一侧n1=n2=2(t2 t2)s/)2两侧n 1 2对数的比较：一侧n=(t2 t2)sd/)2两侧n=(t2 t2)sd/)2，如两个随机样本数的显着性检查，例1，某区

9、有103所小学，51200名学生，有防治机构开展龋齿防治想制定计划和经费预算事先需要比较准确地估计儿童龋齿率，用简单的随机抽样方法进行抽样调查，求出代表整体95%的样品含量，制定防治药品计划。、分析：根据过去的经验，在近似条件下进行个别学校的检查结果。 儿童龋齿率为60%-70%(50%左右，本例为60% )，允许误差为3%，=0.05，即整体率的95%信赖区间为p 3%以下，u=u0.05=1.96 .计算式： n=(u/) 2p (1- p ) n=(1.96/3 ) 20.6 (要求误差在3%以下，如果设=0.05，则需要调查多少人：本例的=0.05、u=u0.05=1.96、=0.03

10、、p=0.5(0.5时)为n=(u/) 2p (1- p )=(1.96/0.03=1067.11068，至少需要调查1068人，例3，高血压患病率为8%，研究者想知道某高血压的患病率。 希望误差不要超过2%，需要调查多少人？ 分析：要将=0.05 (两侧检定) u=u0.05=1.96、=0.02、P=0.08代入n=(u/) 2p (1- p )=(1.96/0.02 ) 20.08 (1- 0.08 )=706.8707，至少有707人误差最好在100个/mm3以下。 据文献报道，正常成人白血球数的标准差约为1000个/mm3。 若设=0.05，则需要调查多少人？分析：本例的=0.05、

11、u=u0.05=1.96、S=1000个/mm3、=100个/mm3为n=(us /)2=(1.961000/100 )2=384.23 已知血吸虫患者血红蛋白平均含量为9g/100ml，标准差为2.5 g/100ml，目前，在呋喃丙胺治疗后能增加血红蛋白量，治疗前后血红蛋白量上升2 g以上者有效，上升1 g以下者有效卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡653 t2=1.282代入式： n=(t 2t 2) s /)2=(1. 6451.282 )2.5/1)2=53.5，以56例进行了研究药物试验对动物体重增加有效果。 某些药物和对照组暂时使用，差异为1.2mg，估

12、计标准差为2.4 mg，按显着水平求0.05，设计成功率p=90%，求出样品所需的最低动物数。 例6、分析：本例的两侧检定，=1.2 mg，S=2.4 mg，=0.05，2=0.10，查找表t=1.96，t2=1.282代入式： n1=N2=2(tT2) s /)2=2(1. 96 ) .例7，假设用某药治疗矽肺患者后，尿矽石的排放量比治疗前平均增加1.5 mg/100ml，其标准偏差为2.5 mg/100ml，能确实增加尿矽石的排放量，定影水平为=0.05，=0.10， 结论服药前后尿煤矸石的排放量有差异的患者需要观察多少人.分析：本例的单侧检查中，=1.5mg、S=2.5 mg、=0.05

13、、2=0.10、表t2=1.645、T2=1.282 n=(T2T2) s/)喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓喀嚓653比较内容t检定方差分析和q检定资料的利用率低：每次只高两组：每次所有的数据都会影响原试验设计：分离整体设计：配合原试验设计而犯假阳性错误的概率) n小：=0.05结论的可靠性低：统计量的自由度高：统计量的自由度大df=n1 n2-2组内误差的自由度，2，计量数据的显着性检查的方法选择， 比较组数数据型显性检查方法2组比较非配对数据随机样本t-检查配对数据t-检查多组比较非配对数据单元方差分析对数据组设计方差分析协方差分析拉丁方(交叉)设计， 3、数据统计显着性检查方法、 数据型有效性检查方法非配对小样本2组比较直接概率法配对小样本2组比较符号检查非配对大样本2组或多组比较卡方检查对大样本2组或多组比较卡方检查是比较组数数据型有效性检查方法2组比较非配对数据符号等级和检查中央值检查对数据检查符号等级和检查两组以上的比较非配对数据H-检查非参数法配对数据Friedman等级和检查，5， 计数数据分类和应用统计学方法应用于连接表分类的统计学分析方法有：双向无序表卡方检验、直接概率法的单向秩序表秩序和检验、CPD、Ridit分析的双向秩序和属性不同的相关分析、线性趋势检验的双向秩序和属性同