版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計課件

1、版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計1 普通高等教育“十五”國家級規(guī)劃教材 第四軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室第四軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室 徐勇勇徐勇勇 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計2 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計3 科學(xué)研究需要周密的設(shè)計：科學(xué)研究需要周密的設(shè)計： 研究設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到研究結(jié)果的可靠研究設(shè)計的好壞，直接關(guān)系到研究結(jié)果的可靠 性。任何設(shè)計上的缺陷，都不能期望事后彌補(bǔ)。性。任何設(shè)計上的缺陷，都不能期望事后彌補(bǔ)。 兩組患者有效率比較兩組患者有效率比較 （事后分組）：（事后分組）： A組（手術(shù)治療，組（手術(shù)治療，n=45n=45） 85%85% B組（保守治療，組（保守治療，n=56 n=56 ）75%75% A優(yōu)

2、于B 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計4 兩組患者存活率比較兩組患者存活率比較 （事前隨機(jī)分組，保證兩組患者的可比性）：（事前隨機(jī)分組，保證兩組患者的可比性）： A組（鏈霉素，組（鏈霉素，n=55n=55） 93%93% B組（臥床，組（臥床，n=52n=52） 73%73% 正確的設(shè)計：鏈霉素治療肺結(jié)核的療效評價正確的設(shè)計：鏈霉素治療肺結(jié)核的療效評價 病情病情 A組組 B組組 輕輕 8 8 8 8 中中 17 17 2020 重重 30 30 2424 可比性可比性 A優(yōu)于B 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計5 科學(xué)研究不同于日常臨床工作科學(xué)研究不同于日常臨床工作 ： 科學(xué)研究預(yù)先有明確的研究目的，并科學(xué)研究預(yù)先有

3、明確的研究目的，并 制定正規(guī)的研究設(shè)計計劃，明確數(shù)據(jù)采集制定正規(guī)的研究設(shè)計計劃，明確數(shù)據(jù)采集 和統(tǒng)計分析方法。而日常臨床工作只需要和統(tǒng)計分析方法。而日常臨床工作只需要 滿足臨床需要即可。滿足臨床需要即可。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計6 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計7 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計8 實驗性研究實驗性研究（experimental study） “暴露暴露”因素為人為設(shè)計的故意干預(yù)且做因素為人為設(shè)計的故意干預(yù)且做 到隨機(jī)化分組的研究。到隨機(jī)化分組的研究。 前瞻性研究：分組前瞻性研究：分組-干預(yù)干預(yù)-觀察結(jié)果觀察結(jié)果 觀察性研究觀察性研究（observational study） “暴露暴露”因素為非干

4、預(yù)因素或不能進(jìn)行隨因素為非干預(yù)因素或不能進(jìn)行隨 機(jī)化分組的研究機(jī)化分組的研究 回顧性：結(jié)局回顧性：結(jié)局-“暴露暴露”因素因素 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計9 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計10 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計11 一、建立研究假設(shè)、明確研究的主要問題和一、建立研究假設(shè)、明確研究的主要問題和 次要問題次要問題 研究假設(shè)建立在現(xiàn)有專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，研究假設(shè)建立在現(xiàn)有專業(yè)知識的基礎(chǔ)上， 并要表達(dá)為某項研究要具體解決的問題。并要表達(dá)為某項研究要具體解決的問題。 不能試圖通過一次試驗回答太多的問題，不能試圖通過一次試驗回答太多的問題， 不能在沒有明確主、次要問題的情況下盲目不能在沒有明確主、次要問題的情況下盲目 試

5、驗。試驗。 不能在試驗結(jié)束后，依據(jù)試驗結(jié)果和實驗者不能在試驗結(jié)束后，依據(jù)試驗結(jié)果和實驗者 主觀愿望歸納主、次要問題。主觀愿望歸納主、次要問題。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計12 二、確定研究對象的范圍和數(shù)量二、確定研究對象的范圍和數(shù)量 研究對象的范圍和數(shù)量要根據(jù)主要問題研究對象的范圍和數(shù)量要根據(jù)主要問題 確定，兼顧次要問題，在以人為觀察對象的臨床確定，兼顧次要問題，在以人為觀察對象的臨床 試驗（試驗（clinical trial）中，還要考慮到倫理問題）中，還要考慮到倫理問題 。 范圍：納入標(biāo)準(zhǔn)（范圍：納入標(biāo)準(zhǔn)（inclusion criteria）、排除標(biāo)）、排除標(biāo) 準(zhǔn)（準(zhǔn)（exclusion cr

6、iteria） 數(shù)量：合適的樣本量數(shù)量：合適的樣本量 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計13 三、確定處理因素三、確定處理因素 處理（處理（treatment）是實驗性研究的必備因）是實驗性研究的必備因 素之一。對照（包括空白）也是一種處理。素之一。對照（包括空白）也是一種處理。 分清處理因素和非處理因素分清處理因素和非處理因素 處理因素：根據(jù)研究目的給研究對象主動施加處理因素：根據(jù)研究目的給研究對象主動施加 的外界干預(yù)，取決于研究者的外界干預(yù)，取決于研究者 非處理因素：對試驗結(jié)果有影響，但不能人為非處理因素：對試驗結(jié)果有影響，但不能人為 改變的因素，取決于研究對象自身特性改變的因素，取決于研究對象自身特性

7、 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計14 非處理因素的用途非處理因素的用途- -可比性分析可比性分析 研究者應(yīng)盡可能使全部非處理因素或重要的非處研究者應(yīng)盡可能使全部非處理因素或重要的非處 理因素在各處理組中的分布相同，最大限度地控制非處理因素在各處理組中的分布相同，最大限度地控制非處 理因素對試驗結(jié)果的影響。理因素對試驗結(jié)果的影響。 臨床試驗：性別、年齡、病情、臨床試驗：性別、年齡、病情、 動物實驗：種系、性別、年齡、體重、動物實驗：種系、性別、年齡、體重、 實驗室研究：標(biāo)本來源、試劑、操作、實驗室研究：標(biāo)本來源、試劑、操作、 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計15 病情病情 A組組 B組組 輕輕 8 8 8 8 中中

8、17 17 2020 重重 30 30 2424 紅血球沉降率紅血球沉降率 A組組 B組組 0-10 0 1 11-20 3 2 21-50 16 20 51 36 29 鏈霉素治療肺結(jié)核的療效評價鏈霉素治療肺結(jié)核的療效評價- -非處理因素比較非處理因素比較 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計16 處理因素應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化處理因素應(yīng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)化 處理因素在同一處理組中應(yīng)該始終如處理因素在同一處理組中應(yīng)該始終如 一，如使用同一批號的藥物、同一個人負(fù)一，如使用同一批號的藥物、同一個人負(fù) 責(zé)手術(shù)和操作等，否則將會影響試驗結(jié)果責(zé)手術(shù)和操作等，否則將會影響試驗結(jié)果 的準(zhǔn)確性。的準(zhǔn)確性。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計17 四、選擇觀察指

9、標(biāo)和統(tǒng)計分析方法四、選擇觀察指標(biāo)和統(tǒng)計分析方法 觀察指標(biāo)用于說明處理因素的作用大小觀察指標(biāo)用于說明處理因素的作用大小 u 選擇客觀性好的指標(biāo)選擇客觀性好的指標(biāo) u 選擇靈敏度高的指標(biāo)選擇靈敏度高的指標(biāo) u 與研究目的無關(guān)的觀察指標(biāo)不宜太多與研究目的無關(guān)的觀察指標(biāo)不宜太多 u 規(guī)定觀察指標(biāo)的質(zhì)量控制方法和統(tǒng)計規(guī)定觀察指標(biāo)的質(zhì)量控制方法和統(tǒng)計 分析方法。分析方法。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計18 五、研究設(shè)計的三要素及主要統(tǒng)計學(xué)問題五、研究設(shè)計的三要素及主要統(tǒng)計學(xué)問題 研究設(shè)計的三要素：研究設(shè)計的三要素： u 處理因素（處理因素（treatment factor） u 試驗單位（試驗單位（experim

10、ent unit） u 處理效應(yīng)（處理效應(yīng)（treatment effect） 前瞻性實驗性研究，三者缺一不可。前瞻性實驗性研究，三者缺一不可。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計19 1處理因素：取決于研究假設(shè)和主要處理因素：取決于研究假設(shè)和主要 研究問題。研究問題。 主要的統(tǒng)計學(xué)問題：如何設(shè)立對照組、主要的統(tǒng)計學(xué)問題：如何設(shè)立對照組、 選擇合適的分組方法和實驗設(shè)計模型，盡選擇合適的分組方法和實驗設(shè)計模型，盡 可能使非處理因素在各處理組中的分布均可能使非處理因素在各處理組中的分布均 衡（衡（balance）。）。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計20 2試驗單位：接受處理的基本單位。試驗單位：接受處理的基本單位。 通

11、常是動物、人和生物材料。當(dāng)將動物或人通常是動物、人和生物材料。當(dāng)將動物或人 體作為一個整體時，研究對象就是試驗單位。體作為一個整體時，研究對象就是試驗單位。 根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)確定。根據(jù)納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)確定。 主要的統(tǒng)計學(xué)問題：如何選定一批具有代表主要的統(tǒng)計學(xué)問題：如何選定一批具有代表 性的試驗單位，并且有足夠多的數(shù)量。性的試驗單位，并且有足夠多的數(shù)量。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計21 3處理效應(yīng)：即試驗效應(yīng)處理效應(yīng)：即試驗效應(yīng)，指試驗單位，指試驗單位 接受處理因素后的反應(yīng)。包括短期或即刻接受處理因素后的反應(yīng)。包括短期或即刻 效應(yīng)、長期效應(yīng)。效應(yīng)、長期效應(yīng)。 處理效應(yīng)的選擇與研究目的、觀察指標(biāo)

12、處理效應(yīng)的選擇與研究目的、觀察指標(biāo) 和測量方法有關(guān)。和測量方法有關(guān)。 主要的統(tǒng)計學(xué)問題：對測量結(jié)果的分類主要的統(tǒng)計學(xué)問題：對測量結(jié)果的分類 和進(jìn)一步的統(tǒng)計處理。和進(jìn)一步的統(tǒng)計處理。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計22 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計23 一、重復(fù)一、重復(fù) 重復(fù)（重復(fù)（replication）是指研究的試驗組和對）是指研究的試驗組和對 照組應(yīng)有一定數(shù)量的重復(fù)觀察（測量）結(jié)果，照組應(yīng)有一定數(shù)量的重復(fù)觀察（測量）結(jié)果， 即觀察（試驗）單位要達(dá)到一定的數(shù)量。即觀察（試驗）單位要達(dá)到一定的數(shù)量。 研究樣本中包含的觀察單位數(shù)或試驗單位數(shù)研究樣本中包含的觀察單位數(shù)或試驗單位數(shù) 稱為樣本含量（稱為樣本含量（sam

13、ple size）。）。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計24 二、對照二、對照 對照（對照（control）是指沒有）是指沒有“暴露暴露”因因 素存在時提供的基線數(shù)據(jù)（素存在時提供的基線數(shù)據(jù)（baseline），）， 用于評價用于評價“暴露暴露”因素的效應(yīng)大小。因素的效應(yīng)大小。 歷史對照：歷史對照： 53% 平行對照：平行對照： 20% 抗凝劑預(yù)防心肌梗死抗凝劑預(yù)防心肌梗死 表表2-1 門腔分流手術(shù)門腔分流手術(shù) 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計25 醫(yī)學(xué)研究中常見的對照形式醫(yī)學(xué)研究中常見的對照形式 1無對照研究：無對照研究：不設(shè)置對照組。常見于不設(shè)置對照組。常見于 評價藥物代謝和安全性的評價藥物代謝和安全性的I，I

14、I期臨床試驗、期臨床試驗、 探索試驗效果和試驗方法的預(yù)試驗、以及有探索試驗效果和試驗方法的預(yù)試驗、以及有 可靠的潛在對照（如某手術(shù)無成功先例）的可靠的潛在對照（如某手術(shù)無成功先例）的 單樣本研究。單樣本研究。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計26 2歷史對照：歷史對照： 用歷史文獻(xiàn)報導(dǎo)的治用歷史文獻(xiàn)報導(dǎo)的治 療結(jié)果（如有效率），或常規(guī)治療結(jié)果療結(jié)果（如有效率），或常規(guī)治療結(jié)果 作為基線的單樣本研究。作為基線的單樣本研究。 歷史對照要選用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)值（大樣歷史對照要選用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)值（大樣 本研究結(jié)果），并且診斷標(biāo)準(zhǔn)、療效評本研究結(jié)果），并且診斷標(biāo)準(zhǔn)、療效評 價指標(biāo)的檢測方法等均無變化價指標(biāo)的檢測方法等均無變

15、化 。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計27 3自身前后對照：自身前后對照：用試驗前數(shù)據(jù)作為基線用試驗前數(shù)據(jù)作為基線 的單樣本研究。多用于易控制試驗條件的急性的單樣本研究。多用于易控制試驗條件的急性 動物試驗。動物試驗。 4非隨機(jī)化同期對照：非隨機(jī)化同期對照：在同一時間段里，在同一時間段里， 將觀察對象分為試驗組和對照組，避免了歷史將觀察對象分為試驗組和對照組，避免了歷史 對照和自身前后對照診斷標(biāo)準(zhǔn)不同、試驗條件對照和自身前后對照診斷標(biāo)準(zhǔn)不同、試驗條件 不一致的缺點，常見于不一致的缺點，常見于“暴露暴露”因素不能人為因素不能人為 分組的情況。分組的情況。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計28 5隨機(jī)化同期對照：隨機(jī)化

16、同期對照： 在同一時間段里在同一時間段里 ，將觀察對象隨機(jī)地分為試驗組和對照組，將觀察對象隨機(jī)地分為試驗組和對照組 ，既避免了歷史對照和自身前后對照診斷，既避免了歷史對照和自身前后對照診斷 標(biāo)準(zhǔn)不同、試驗條件不一致的缺點，又保標(biāo)準(zhǔn)不同、試驗條件不一致的缺點，又保 證了試驗組和對照組觀察對象的可比性。證了試驗組和對照組觀察對象的可比性。 隨機(jī)對照是醫(yī)學(xué)研究中最可靠的對照隨機(jī)對照是醫(yī)學(xué)研究中最可靠的對照 形式。形式。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計29 對照組常用的干預(yù)方式對照組常用的干預(yù)方式 1空白對照：不給任何干預(yù)的對照空白對照：不給任何干預(yù)的對照 2實驗對照：又稱假干預(yù)對照，是實驗對照：又稱假干預(yù)對照

17、，是 指與試驗組操作相同、但與處理效應(yīng)無指與試驗組操作相同、但與處理效應(yīng)無 關(guān)的對照關(guān)的對照 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計30 3安慰劑對照安慰劑對照 ：也是一種假干預(yù)對照，主：也是一種假干預(yù)對照，主 要用于臨床試驗。安慰劑不含任何有效藥物，要用于臨床試驗。安慰劑不含任何有效藥物， 但其外型、大小、味道與試驗藥相同但其外型、大小、味道與試驗藥相同 4標(biāo)準(zhǔn)對照：標(biāo)準(zhǔn)對照： 對照組的干預(yù)采用公認(rèn)的對照組的干預(yù)采用公認(rèn)的“ 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)”方式，主要用于臨床試驗。如倫理上不方式，主要用于臨床試驗。如倫理上不 允許在患者身上采用空白對照或假干預(yù)允許在患者身上采用空白對照或假干預(yù) 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計31 三、隨機(jī)化

18、三、隨機(jī)化 隨機(jī)化（隨機(jī)化（randomization）是指在實驗）是指在實驗 分組時，每個觀察對象具有相同的機(jī)會（分組時，每個觀察對象具有相同的機(jī)會（ 概率）被分配到試驗組（對照組）。概率）被分配到試驗組（對照組）。 隨機(jī)化是一種實驗設(shè)計的分組程序，不隨機(jī)化是一種實驗設(shè)計的分組程序，不 能理解為隨心所欲的能理解為隨心所欲的“隨便隨便”、“隨意隨意” 和和“非選擇性非選擇性”。 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計32 每個觀察對象具有相同的機(jī)會（概率）被分配每個觀察對象具有相同的機(jī)會（概率）被分配 到試驗組（對照組）到試驗組（對照組）-利用利用EXCEL隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù) 單元格單元格A1=rand()產(chǎn)生產(chǎn)生01的一個隨機(jī)數(shù)的一個隨機(jī)數(shù) 單元格單元格B1=int(rand()*100) 產(chǎn)生一個有產(chǎn)生一個有2位整數(shù)的隨機(jī)數(shù)位整數(shù)的隨機(jī)數(shù) 版醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)研究設(shè)計33 病情病情 A組組 B組組 輕輕 8 8 8 8 中中 17 17 2020 重重 30 30