醫(yī)學(xué)實驗設(shè)計與調(diào)查設(shè)計

1、醫(yī)學(xué)科研設(shè)計醫(yī)學(xué)科研設(shè)計1/28/202211、實驗設(shè)計、實驗設(shè)計實驗研究的設(shè)計實驗研究的設(shè)計特點是：可以人為施加干預(yù)措施。特點是：可以人為施加干預(yù)措施。2、調(diào)查設(shè)計、調(diào)查設(shè)計調(diào)查研究的設(shè)計調(diào)查研究的設(shè)計特點是：客觀反映情況。特點是：客觀反映情況。1/28/20222實驗設(shè)計（實驗設(shè)計（DOE） 即實驗研究的計劃、方案、設(shè)想；即實驗研究的計劃、方案、設(shè)想；實驗研究中，研究者能人為給予干預(yù)措施。實驗研究中，研究者能人為給予干預(yù)措施。例：例： 組小白鼠組小白鼠+處理因素處理因素 觀察結(jié)果，比較兩觀察結(jié)果，比較兩 組指標組指標組小白鼠（無處理因素）組小白鼠（無處理因素）1/28/20223 總體總體

2、 隨機抽樣隨機抽樣 樣本樣本 隨機分配隨機分配 實驗組實驗組 對照組對照組 （+處理因素）處理因素） （無處理因素）（無處理因素） 觀察結(jié)果，比較兩組指標觀察結(jié)果，比較兩組指標1/28/20224一、基本要素一、基本要素例：高血壓病人例：高血壓病人 +降壓藥降壓藥 血壓值血壓值三個基本要素：三個基本要素：l受試對象受試對象l處理因素處理因素l實驗效應(yīng)實驗效應(yīng)1/28/20225（一）受試對象（一）受試對象 1、種類：、種類： 動物動物 動物實驗動物實驗 人人 病人病人臨床試驗臨床試驗 健康人健康人 社區(qū)干預(yù)試驗社區(qū)干預(yù)試驗 2、要求：、要求： 1）對處理因素敏感，反應(yīng)穩(wěn)定；）對處理因素敏感，反

3、應(yīng)穩(wěn)定； 2）明確納入標準和排除標準。）明確納入標準和排除標準。1/28/20226（二）處理因素（二）處理因素 又稱研究因素，一般是外部施加的因素。又稱研究因素，一般是外部施加的因素。確定處理因素時應(yīng)注意：確定處理因素時應(yīng)注意： 1、分清處理因素和混雜因素、分清處理因素和混雜因素處理因素不宜過多，也不能過少；處理因素不宜過多，也不能過少；混雜因素在實驗組和對照組中保持均衡，以便混雜因素在實驗組和對照組中保持均衡，以便控制其干擾作用。控制其干擾作用。2、處理因素恒定不變，以保持結(jié)果的穩(wěn)定性。、處理因素恒定不變，以保持結(jié)果的穩(wěn)定性。1/28/20227（三）實驗效應(yīng)（三）實驗效應(yīng) 即處理因素的效

4、果。即處理因素的效果。 1、正確選用觀察指標來反映實驗效應(yīng)，、正確選用觀察指標來反映實驗效應(yīng)，所選指標要靈敏、特異、精確、客觀，所選指標要靈敏、特異、精確、客觀，最好選用定量指標。最好選用定量指標。 2、指標觀察時應(yīng)避免偏性，可采用盲、指標觀察時應(yīng)避免偏性，可采用盲法（單盲、雙盲、三盲）。法（單盲、雙盲、三盲）。 1/28/20228二、基本原則二、基本原則（一）對照原則（一）對照原則1、原因：、原因：有比較才有鑒別，抵消混雜因素作用，有比較才有鑒別，抵消混雜因素作用，突出處理因素效應(yīng)。突出處理因素效應(yīng)。2、形式：、形式：常用的對照有：安慰劑對照、空白對照、常用的對照有：安慰劑對照、空白對照、

5、實驗對照、自身對照、標準對照等。實驗對照、自身對照、標準對照等。 1/28/20229形式形式實驗組實驗組對照組對照組優(yōu)、缺點優(yōu)、缺點安慰劑對安慰劑對照照+處理因素處理因素 +安慰劑安慰劑消除心理差異消除心理差異空白對照空白對照+處理因素處理因素 存在心理差異存在心理差異實驗對照實驗對照+處理因素處理因素 實驗因素實驗因素+實驗因素實驗因素抵消實驗因素影響抵消實驗因素影響自身對照自身對照+處理因素處理因素后后+處理因素前處理因素前簡單；簡單；前后環(huán)境改變會影響前后環(huán)境改變會影響結(jié)果結(jié)果標準對照標準對照+處理因素處理因素 現(xiàn)有的標準、現(xiàn)有的標準、常規(guī)、參考常規(guī)、參考值值不存在倫理道德方面不存在倫

6、理道德方面問題問題1/28/202210（二）隨機化原則（二）隨機化原則 1、定義：、定義： 使每個受試對象都有同等機會被分到不同使每個受試對象都有同等機會被分到不同組，以均衡實驗組與對照組的混雜因素作用。組，以均衡實驗組與對照組的混雜因素作用。 2、體現(xiàn)：、體現(xiàn)：1）隨機抽樣）隨機抽樣 樣本具有代表性，以樣本具有代表性，以便推廣便推廣2）隨機分配（分組）隨機分配（分組） 組間均衡、可比組間均衡、可比3）隨機接受處理）隨機接受處理 實驗順序的影響均衡實驗順序的影響均衡1/28/2022113、方法：、方法： 抽簽、擲硬幣抽簽、擲硬幣 隨機數(shù)字表（主要介紹）隨機數(shù)字表（主要介紹） 隨機數(shù)隨機數(shù)

7、計算機的偽隨機數(shù)發(fā)生器計算機的偽隨機數(shù)發(fā)生器 1/28/202212（1）完全隨機化）完全隨機化直接對受試對象進行隨機化分組。直接對受試對象進行隨機化分組。例：將例：將30只小白鼠完全隨機地分成只小白鼠完全隨機地分成2組。組。步驟：步驟：先編號，先編號，0、1、2、29；采用隨機數(shù)字表，抄錄采用隨機數(shù)字表，抄錄30個兩位數(shù)的隨機數(shù)個兩位數(shù)的隨機數(shù)字于對應(yīng)的編號之下；字于對應(yīng)的編號之下； 規(guī)定奇數(shù)進規(guī)定奇數(shù)進A組、偶數(shù)進組、偶數(shù)進B組。組。1/28/202213若將若將30只小白鼠完全隨機地分成只小白鼠完全隨機地分成3組。組。步驟：步驟：先編號，先編號，0、1、2、29；采用隨機數(shù)字表，抄錄采用

8、隨機數(shù)字表，抄錄30個兩位數(shù)的隨機數(shù)個兩位數(shù)的隨機數(shù)字于對應(yīng)的編號之下；字于對應(yīng)的編號之下； 將隨機數(shù)除以將隨機數(shù)除以3，規(guī)定余數(shù)為，規(guī)定余數(shù)為0的進的進A組、余組、余數(shù)為數(shù)為1的進的進B組、余數(shù)為組、余數(shù)為2的進的進C組。組。1/28/202214（2）分層隨機化）分層隨機化配對隨機化：配對隨機化：例例 將將20只小白鼠按體重配成只小白鼠按體重配成10對，每對中的對，每對中的2只隨機地分別進入兩組。只隨機地分別進入兩組。編號編號 （1.1，1.2）（）（2.1，2.2）（10.1，10.2）抄錄一行中抄錄一行中10個隨機數(shù)字于個隨機數(shù)字于10對編號之下；對編號之下；規(guī)定：隨機數(shù)字為奇數(shù)時，規(guī)

9、定：隨機數(shù)字為奇數(shù)時， .1 A， .2 B 隨機數(shù)字為偶數(shù)時，隨機數(shù)字為偶數(shù)時， .1 B， .2 A。1/28/202215區(qū)組隨機化：區(qū)組隨機化：例例 將將32只小白鼠按體重配成只小白鼠按體重配成8個區(qū)組，每個區(qū)個區(qū)組，每個區(qū)組組4只隨機地分別進入只隨機地分別進入4組。組。 編號編號 （1，2，3，4）（）（5，6，7，8）（29，30，31，32） 81 46 77 61 抄錄抄錄32個隨機數(shù)字于個隨機數(shù)字于32個編號之下；個編號之下； 規(guī)定：每個區(qū)組內(nèi)按規(guī)定：每個區(qū)組內(nèi)按4個隨機數(shù)的大小順序，個隨機數(shù)的大小順序，分別對應(yīng)分別對應(yīng)4個組別個組別A、B、C、D。1/28/202216（三

10、）重復(fù)原則（三）重復(fù)原則1、類型：、類型：1）實驗次數(shù)（整個實驗的重復(fù)）實驗次數(shù)（整個實驗的重復(fù)）2）樣本大小（多個受試對象）樣本大小（多個受試對象）3）同一受試對象的重復(fù)）同一受試對象的重復(fù)2、作用、作用估計并降低實驗誤差。估計并降低實驗誤差。1/28/202217三、常用的實驗設(shè)計方案三、常用的實驗設(shè)計方案 1.完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計 將實驗對象隨機分配至兩個或多個處理組去將實驗對象隨機分配至兩個或多個處理組去進行實驗觀察，又稱單因素設(shè)計、成組設(shè)計。進行實驗觀察，又稱單因素設(shè)計、成組設(shè)計。 優(yōu)點：簡單，易實施；優(yōu)點：簡單，易實施； 缺點：效率低，只能分析單因素的效應(yīng)。缺點：效率低，只能分

11、析單因素的效應(yīng)。 1/28/202218方差分析 1/28/202219 2.配對（伍）設(shè)計配對（伍）設(shè)計 將受試對象配成對子或配伍組，以消將受試對象配成對子或配伍組，以消除非實驗因素的影響。配伍設(shè)計又稱隨除非實驗因素的影響。配伍設(shè)計又稱隨機區(qū)組設(shè)計。配對有自身配對和不同個機區(qū)組設(shè)計。配對有自身配對和不同個體配對，配伍實際上是配對的推廣。體配對，配伍實際上是配對的推廣。 優(yōu)點：效率較高，很好地控制了混雜優(yōu)點：效率較高，很好地控制了混雜因素的作用。因素的作用。 缺點：配對困難。缺點：配對困難。 1/28/2022201/28/2022213. 交叉設(shè)計：在配對設(shè)計基礎(chǔ)上再加入時間因交叉設(shè)計：在配

12、對設(shè)計基礎(chǔ)上再加入時間因素，可分析不同階段的效應(yīng)。素，可分析不同階段的效應(yīng)。 1組組 A + B2組組 B + A （A、B為兩種處理方法）為兩種處理方法） 1/28/202222優(yōu)點：可以分析優(yōu)點：可以分析 A與與B之間差別；之間差別； 試驗順序的差別；試驗順序的差別； 和和階段之間差別。階段之間差別。注意事項：注意事項： 試驗先后的試驗先后的A與與B不能相互影響；不能相互影響； 盲法觀察效應(yīng)；盲法觀察效應(yīng)； 不適用于病程短的疾病研究。不適用于病程短的疾病研究。1/28/2022234. 析因設(shè)計析因設(shè)計將多個實驗因素的各水平進行組合，對將多個實驗因素的各水平進行組合，對各種可能的組合都進行

13、實驗。各種可能的組合都進行實驗。1/28/202224作用：作用：1）分析每個實驗因素的不同水平之間有）分析每個實驗因素的不同水平之間有無差別（主效應(yīng)）；無差別（主效應(yīng)）；2）分析各因素之間是否存在交互作用）分析各因素之間是否存在交互作用 a*b一階交互作用一階交互作用 a*b*c二階交互作用；二階交互作用；3）尋求最佳組合；）尋求最佳組合；4）實驗次數(shù)少。）實驗次數(shù)少。 1/28/202225四、樣本含量的估計四、樣本含量的估計（一）意義（一）意義l樣本含量過小樣本含量過小 指標不穩(wěn)定，結(jié)果不指標不穩(wěn)定，結(jié)果不可靠，檢驗功效低；可靠，檢驗功效低；l樣本含量過大樣本含量過大 浪費人力、物力、時

14、浪費人力、物力、時間，質(zhì)量控制困難。間，質(zhì)量控制困難。l保證結(jié)果具有一定可靠性的前提下，保證結(jié)果具有一定可靠性的前提下，確定最少的受試對象數(shù)即為樣本含量。確定最少的受試對象數(shù)即為樣本含量。1/28/202226（二）影響因素（二）影響因素1、 ： 越小，所需的越小，所需的n越大；越大；2、 ： 越小，所需的越小，所需的n越大，越大，1- 0.80；3、容許誤差、容許誤差 ： 越小，所需的越小，所需的n越大，越大， =| x- |或或|p- | 4、 或或 ： 越大，所需的越大，所需的n越大，越大， 0.5時，所需的時，所需的n越大。越大。1/28/202227五、臨床試驗設(shè)計五、臨床試驗設(shè)計1

15、、臨床試驗主要目的：、臨床試驗主要目的：1）療效）療效 2）安全性）安全性2、特點：、特點：1）以人為試驗對象；）以人為試驗對象； 2）前瞻性追蹤研究；）前瞻性追蹤研究； 3）會出現(xiàn)偏倚；）會出現(xiàn)偏倚； 4）試驗病例需一定時間積累。）試驗病例需一定時間積累。1/28/202228調(diào)查設(shè)計調(diào)查設(shè)計 一、概述一、概述 1.概念概念 對客觀事物不加任何人工干預(yù)的觀察對客觀事物不加任何人工干預(yù)的觀察研究稱為研究稱為“調(diào)查研究調(diào)查研究”。 “調(diào)查設(shè)計調(diào)查設(shè)計”是對調(diào)查研究做的周密計是對調(diào)查研究做的周密計劃。劃。 1/28/202229 示意圖：示意圖： 總體總體 隨機抽樣隨機抽樣 樣本樣本 客觀反映某指

16、標客觀反映某指標1/28/202230二、調(diào)查計劃的制定二、調(diào)查計劃的制定 1.明確調(diào)查目的并將其具體化到指標：明確調(diào)查目的并將其具體化到指標： 確定調(diào)查目的時應(yīng)注意是要了解總確定調(diào)查目的時應(yīng)注意是要了解總體參數(shù)還是研究相關(guān)聯(lián)系。體參數(shù)還是研究相關(guān)聯(lián)系。 指標要精選，盡量用客觀、靈敏、指標要精選，盡量用客觀、靈敏、精確的定量指標。精確的定量指標。 2.確定調(diào)查對象和調(diào)查單位：確定調(diào)查對象和調(diào)查單位： 首先要確定調(diào)查總體及其同質(zhì)范圍，首先要確定調(diào)查總體及其同質(zhì)范圍，觀察單位可為人、物、群體、地區(qū)等。觀察單位可為人、物、群體、地區(qū)等。 1/28/2022313.確定并選擇調(diào)查方法，有以下幾種。確定

17、并選擇調(diào)查方法，有以下幾種。 普查：普查： 對總體中所有的觀察單位進對總體中所有的觀察單位進行調(diào)查。行調(diào)查。 抽樣調(diào)查：抽樣調(diào)查： 從總體中隨機抽取一定從總體中隨機抽取一定數(shù)量具代表性的觀察單位組成的樣本進數(shù)量具代表性的觀察單位組成的樣本進行調(diào)查。行調(diào)查。 典型調(diào)查：典型調(diào)查： 有目的選擇典型的人和有目的選擇典型的人和單位進行調(diào)查。單位進行調(diào)查。 1/28/2022324.確定資料的搜集方式：確定資料的搜集方式： 直接觀察法：直接觀察、檢查、測量。直接觀察法：直接觀察、檢查、測量。 采訪法：調(diào)查者直接或間接與被調(diào)查者采訪法：調(diào)查者直接或間接與被調(diào)查者交談，又分訪談、信訪和開調(diào)查會三交談，又分訪

18、談、信訪和開調(diào)查會三種。種。 5.估計樣本所需樣本含量估計樣本所需樣本含量1/28/2022336.擬定調(diào)查項目和調(diào)查表擬定調(diào)查項目和調(diào)查表 根據(jù)調(diào)查目的擬定預(yù)期分析指標（項根據(jù)調(diào)查目的擬定預(yù)期分析指標（項目），與備查項目構(gòu)成調(diào)查項目，按邏目），與備查項目構(gòu)成調(diào)查項目，按邏輯順序列成表格即是調(diào)查表。輯順序列成表格即是調(diào)查表。 7.制定調(diào)查的組織計劃制定調(diào)查的組織計劃 包括組織領(lǐng)導(dǎo)、時間進度、分工與包括組織領(lǐng)導(dǎo)、時間進度、分工與聯(lián)系、經(jīng)費預(yù)算等。聯(lián)系、經(jīng)費預(yù)算等。 1/28/202234三、整理、分析計劃的制定三、整理、分析計劃的制定 1.資料核查資料核查 2.設(shè)計分組設(shè)計分組 3.數(shù)據(jù)的計算機

19、錄入數(shù)據(jù)的計算機錄入 4.擬定整理表和分析表擬定整理表和分析表 5.歸納匯總歸納匯總 6.統(tǒng)計分法（方法選擇）統(tǒng)計分法（方法選擇） 1/28/202235四、調(diào)查誤差的控制四、調(diào)查誤差的控制 抽樣誤差在設(shè)計時可加以控制，抽樣誤差在設(shè)計時可加以控制， 非抽樣誤差的控制貫穿于設(shè)計、資料搜集、非抽樣誤差的控制貫穿于設(shè)計、資料搜集、整理、分析全過程。整理、分析全過程。 1/28/202236四種基本抽樣方法四種基本抽樣方法 單純隨機抽樣單純隨機抽樣 系統(tǒng)抽樣系統(tǒng)抽樣 分層抽樣分層抽樣 整群抽樣整群抽樣1/28/202237優(yōu)點：優(yōu)點：操作簡單，均數(shù)、操作簡單，均數(shù)、率及相應(yīng)的標準率及相應(yīng)的標準誤計算簡

20、單。誤計算簡單。 缺點：缺點：總體較大時，編總體較大時，編號困難。號困難。N=1000人，人，n=100人人1）將）將1000人編號：人編號：0，1，2，999；2）利用隨機數(shù)字表抄錄）利用隨機數(shù)字表抄錄下下100個無重復(fù)的三位隨個無重復(fù)的三位隨機數(shù)字；機數(shù)字；3）與這）與這100個隨機數(shù)字相個隨機數(shù)字相同的編號即組成樣本。同的編號即組成樣本。1.單純隨機抽樣單純隨機抽樣1/28/202238l 優(yōu)點：優(yōu)點：l易于理解、易于理解、簡便易行。簡便易行。l 缺點：缺點：l總體有周期總體有周期或增減趨勢時，或增減趨勢時，易產(chǎn)生偏性。易產(chǎn)生偏性。2.系統(tǒng)抽樣系統(tǒng)抽樣N=1000人，人，n=100人。將

21、人。將1000人按某特征人按某特征編號，如按學(xué)生證編號：編號，如按學(xué)生證編號：1， 2， 1011，12， ， 20 991， ，1000從第一行中隨機抽取某號（如從第一行中隨機抽取某號（如4號），則號），則等間隔地（距離等間隔地（距離10個）依次從其它行中取個）依次從其它行中取出另外出另外99個號（個號（14，24， ，994），組），組成樣本。成樣本。1/28/202239l將總體按某項特征分層，將總體按某項特征分層，如將總體如將總體1000人按性別分成人按性別分成兩層（男、女）；再從每層兩層（男、女）；再從每層內(nèi)隨機抽取觀察單位組成樣內(nèi)隨機抽取觀察單位組成樣本，從男性中隨機抽取本，從男性

22、中隨機抽取60人，人，從女性中隨機抽取從女性中隨機抽取40人。人。l N nl男男 600 60l女女 400 403.分層抽樣分層抽樣優(yōu)點：優(yōu)點：樣本代表性好，樣本代表性好，抽樣誤差小。抽樣誤差小。1/28/2022404.整群抽樣整群抽樣將總體分成將總體分成K個群，個群，如如1000名大學(xué)生分布在名大學(xué)生分布在5個個班級中；班級中；再從中隨機抽取再從中隨機抽取k（ k K ）個群，如隨機抽取個群，如隨機抽取2個班級；個班級；k個群內(nèi)的全部觀察單位組個群內(nèi)的全部觀察單位組成樣本。成樣本。 l優(yōu)點：優(yōu)點：l便于組織、節(jié)省經(jīng)費。便于組織、節(jié)省經(jīng)費。l 缺點：缺點：l抽樣誤差大于單純隨抽樣誤差大于

23、單純隨機抽樣。機抽樣。1/28/202241以上四種基本抽樣方法都屬單階段抽樣，實以上四種基本抽樣方法都屬單階段抽樣，實際應(yīng)用中常根據(jù)實際情況將整個抽樣過程分際應(yīng)用中常根據(jù)實際情況將整個抽樣過程分為若干階段來進行，稱為多階段抽樣。為若干階段來進行，稱為多階段抽樣。若同一樣本進行四種方法抽樣，抽樣誤差的大小為：若同一樣本進行四種方法抽樣，抽樣誤差的大小為：整群抽樣整群抽樣單純隨機抽樣單純隨機抽樣系統(tǒng)抽樣系統(tǒng)抽樣分層抽樣分層抽樣1/28/202242六、調(diào)查表（六、調(diào)查表（questionnaire）的構(gòu)成）的構(gòu)成 標題標題 說明說明 基本情況基本情況 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 編碼編碼 作業(yè)證明的記載作

24、業(yè)證明的記載1/28/202243 吸毒者吸毒情況及社會影響因素調(diào)查表吸毒者吸毒情況及社會影響因素調(diào)查表 編號編號說明：本調(diào)查表是為了配合您的生存質(zhì)量測定，進一步了解您吸毒的情況而說明：本調(diào)查表是為了配合您的生存質(zhì)量測定，進一步了解您吸毒的情況而設(shè)立的；不記名，請?zhí)顚懻鎸嵡闆r。設(shè)立的；不記名，請?zhí)顚懻鎸嵡闆r。一、基本情況一、基本情況3.性別性別 男男 女女 二、吸毒情況二、吸毒情況12.主要用藥方式：主要用藥方式：靜脈注射靜脈注射 鼻吸鼻吸 其它其它 三、家庭社會影響因素三、家庭社會影響因素21.周圍的熟人對您的態(tài)度：周圍的熟人對您的態(tài)度：厭惡厭惡 瞧不起瞧不起 冷漠冷漠 同情同情 審核員簽名：審核員簽名： 審核日期：審核日期：1/28/202244七、調(diào)查表的制定步驟七、調(diào)查表的制定步驟1設(shè)立研