CH01統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)方法

1、 醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)技術(shù)瀘州醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院瀘州醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院 賈賈 紅紅 jhong_ 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 一、醫(yī)學(xué)研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、醫(yī)學(xué)研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容 二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型三、研究設(shè)計(jì)的基本要素三、研究設(shè)計(jì)的基本要素四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則五、研究設(shè)計(jì)的其他原則五、研究設(shè)計(jì)的其他原則一、醫(yī)學(xué)研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容一、醫(yī)學(xué)研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型 1. 按照研究的形式分類(lèi)按照研究的形式分類(lèi)1）. 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)(Experiment)研究研究 (干預(yù)干預(yù)) 受試對(duì)象：人受試對(duì)象：人臨床試驗(yàn)臨床試驗(yàn)（cl

2、inical trial） 動(dòng)物動(dòng)物動(dòng)物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)（ animal experiment ）臨床試驗(yàn)：治療臨床試驗(yàn)：治療臨床療效實(shí)驗(yàn)臨床療效實(shí)驗(yàn) 預(yù)防預(yù)防社區(qū)干預(yù)實(shí)驗(yàn)社區(qū)干預(yù)實(shí)驗(yàn)（community intervention trial） 2）. 觀察性研究觀察性研究（Observational studies） (無(wú)干預(yù)無(wú)干預(yù)) 被動(dòng)地觀察、如實(shí)記錄被動(dòng)地觀察、如實(shí)記錄 兩種研究類(lèi)型的區(qū)別與聯(lián)系兩種研究類(lèi)型的區(qū)別與聯(lián)系實(shí)驗(yàn)研究觀察性研究干預(yù)因素施加不施加研究類(lèi)型推斷性描述性研究范圍較小大研究地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)控制誤差較好較差相互關(guān)系對(duì)調(diào)查加以驗(yàn)證為實(shí)驗(yàn)提供線索二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研

3、究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型 2. 按照研究的時(shí)間關(guān)系分類(lèi)按照研究的時(shí)間關(guān)系分類(lèi)3. 按照對(duì)象分類(lèi)按照對(duì)象分類(lèi) 代表研究和推廣的目標(biāo)人群代表研究和推廣的目標(biāo)人群 1）以動(dòng)物為基礎(chǔ)的研究，主要用以闡明機(jī)制）以動(dòng)物為基礎(chǔ)的研究，主要用以闡明機(jī)制 Animal experiments 2）一般人群為基礎(chǔ)的社區(qū)研究）一般人群為基礎(chǔ)的社區(qū)研究 Community based 3）以病人為基礎(chǔ)的臨床研究）以病人為基礎(chǔ)的臨床研究 Hospital based二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型 二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型 4. 按照研究因素的多少按照研究因素的多少二、研究設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型二、研究

4、設(shè)計(jì)的基本類(lèi)型 5. 按照研究?jī)?nèi)容分類(lèi)按照研究?jī)?nèi)容分類(lèi)三、研究設(shè)計(jì)的基本要素三、研究設(shè)計(jì)的基本要素 （一）處理因素（一）處理因素( treatment factor )( treatment factor )（二）受試對(duì)象（二）受試對(duì)象( subject )( subject )（三）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)（三）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)( experimental effect )( experimental effect )降壓藥降壓藥高血壓病人高血壓病人血壓值血壓值處理因素處理因素受試對(duì)象受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)其他因素其他因素其他效應(yīng)其他效應(yīng)例：藥劑、手術(shù)方法、毒物例：藥劑、手術(shù)方法、毒物確定處理因素的注意事項(xiàng)確定處

5、理因素的注意事項(xiàng): : （1 1）抓住實(shí)驗(yàn)中的主要因素）抓住實(shí)驗(yàn)中的主要因素 （2 2）明確處理因素和非處理因素）明確處理因素和非處理因素 病人對(duì)治療的反應(yīng)除了治療因素外，還包括病人的心理狀態(tài)、病人對(duì)治療的反應(yīng)除了治療因素外，還包括病人的心理狀態(tài)、生產(chǎn)、生活條件及社會(huì)心理因素等。后者可稱(chēng)為非處理因素。生產(chǎn)、生活條件及社會(huì)心理因素等。后者可稱(chēng)為非處理因素。 （3 3）處理因素須標(biāo)準(zhǔn)化）處理因素須標(biāo)準(zhǔn)化 處理因素在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變處理因素在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變例如，不同時(shí)期的藥物批號(hào)，手術(shù)操作者熟練程度。例如，不同時(shí)期的藥物批號(hào)，手術(shù)操作者熟練程度。（一）處理因素（一）處理因素( trea

6、tment factor )（二）受試對(duì)象（二）受試對(duì)象( subject )( subject ) 例：人、動(dòng)物例：人、動(dòng)物1. 1. 受試對(duì)象的選入標(biāo)準(zhǔn)受試對(duì)象的選入標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定受試對(duì)象選入標(biāo)準(zhǔn)（明確規(guī)定受試對(duì)象選入標(biāo)準(zhǔn)（eligibility criteria）：納入標(biāo)準(zhǔn)（）：納入標(biāo)準(zhǔn)（inclusion criteria）、排除）、排除標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)（exclusion criteria） 2. 受試對(duì)象的控制受試對(duì)象的控制（1 1）受試對(duì)象的一致性）受試對(duì)象的一致性 人人年齡、性別、病情、病程等年齡、性別、病情、病程等 動(dòng)物動(dòng)物種系、年齡、性別、體重等種系、年齡、性別、體重等（2 2）受

7、試對(duì)象影響因素的控制）受試對(duì)象影響因素的控制 季節(jié)、溫度、濕度、生活環(huán)境、嗜好、季節(jié)、溫度、濕度、生活環(huán)境、嗜好、 試驗(yàn)輔助措施等。試驗(yàn)輔助措施等。（三）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)（三）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)(experimental (experimental effect)effect) 處理因素作用于受試對(duì)象的結(jié)果，通過(guò)觀察指標(biāo)表達(dá)。處理因素作用于受試對(duì)象的結(jié)果，通過(guò)觀察指標(biāo)表達(dá)。觀察指標(biāo)觀察指標(biāo)應(yīng)客觀、應(yīng)客觀、精確。精確。 1. 客觀性：客觀性：主觀指標(biāo)和主觀指標(biāo)和客觀客觀指標(biāo)。指標(biāo)。 2. 精確性：精確性： 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度(accuracy)或真實(shí)性或真實(shí)性(validity)觀察值與真實(shí)值的接近程度，受觀察值與真實(shí)

8、值的接近程度，受系系統(tǒng)誤差統(tǒng)誤差的影響。的影響。 常用指標(biāo)：靈敏度、特異度 精密度精密度(precision)或可靠性（或可靠性（reliabiliy）或重復(fù)性（）或重復(fù)性（repeatability）重復(fù)重復(fù)觀察時(shí)觀察值與其均值的接近程度，受觀察時(shí)觀察值與其均值的接近程度，受隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差的影響。的影響。 常用指標(biāo)：Kappa值、一致百分率準(zhǔn)確度與精密度準(zhǔn)確度與精密度 準(zhǔn) 確 度 和 精 密 度 都 好 準(zhǔn) 確 度 差 、 精 密 度 好 準(zhǔn) 確 度 ？ 、 精 密 度 差 準(zhǔn) 確 度 和 精 密 度 都 差 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本基本原則原則（一）隨機(jī)化原則（一）隨機(jī)化原則（r

9、andomizationrandomization）（二）對(duì)照原則（二）對(duì)照原則 (control)(control)（三）重復(fù)原則（三）重復(fù)原則 (replication)(replication)（一）隨機(jī)化原則（一）隨機(jī)化原則隨機(jī)分組隨機(jī)分組：每個(gè)受試對(duì)象以機(jī)會(huì)均等的原則被隨機(jī)地分配到各個(gè)處理組中。隨機(jī)抽樣隨機(jī)抽樣：總體中每一個(gè)觀察單位以機(jī)會(huì)均等的可能性被抽取。1.1.隨機(jī)化的意義隨機(jī)化的意義 （1）隨機(jī)分組使兩組樣本在非處理因素方面盡可能一致，使處理因素產(chǎn)生的效應(yīng)更加客觀； （2）隨機(jī)抽樣使抽取的樣本具有代表（總體）性，減少誤差； （3）抽樣研究理論和統(tǒng)計(jì)分析方法的需要。隨機(jī)與隨意隨機(jī)

10、與隨意 隨機(jī)：隨機(jī)：random random 機(jī)會(huì)均等，機(jī)會(huì)均等， 客觀性客觀性 隨意：隨意：as will as will 隨主觀意愿，主觀性隨主觀意愿，主觀性 隨機(jī)化分組，不僅能控制已知的混雜因素隨機(jī)化分組，不僅能控制已知的混雜因素( (非非研究因素研究因素) )，而且還能控制未知的混雜因素。，而且還能控制未知的混雜因素。隨機(jī)的三個(gè)含義隨機(jī)的三個(gè)含義 分組隨機(jī)均衡性分組隨機(jī)均衡性每個(gè)研究對(duì)象有同等機(jī)會(huì)被分配到各處理組每個(gè)研究對(duì)象有同等機(jī)會(huì)被分配到各處理組 抽樣隨機(jī)代表性抽樣隨機(jī)代表性總體中每個(gè)觀察個(gè)體有同等機(jī)會(huì)被抽取總體中每個(gè)觀察個(gè)體有同等機(jī)會(huì)被抽取 實(shí)驗(yàn)順序隨機(jī)平衡順序或季節(jié)的影響實(shí)驗(yàn)

11、順序隨機(jī)平衡順序或季節(jié)的影響每個(gè)研究對(duì)象先后接受每個(gè)研究對(duì)象先后接受處理的機(jī)會(huì)相同。處理的機(jī)會(huì)相同。2.2.隨機(jī)化的方法隨機(jī)化的方法 (1)(1) 拋硬幣法拋硬幣法 “徽徽”與與“字字” (2)(2) 擲骰子法擲骰子法 6面面 16 點(diǎn)點(diǎn) (3)(3) 抽簽法抽簽法 （捻鬮）（捻鬮） (4)(4)隨機(jī)數(shù)字表法（隨機(jī)數(shù)字法）隨機(jī)數(shù)字表法（隨機(jī)數(shù)字法）（5 5）計(jì)算器）計(jì)算器( (計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)) )產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù) 幾種不同設(shè)計(jì)類(lèi)型的隨機(jī)化分組：幾種不同設(shè)計(jì)類(lèi)型的隨機(jī)化分組： （1 1）完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （2 2）配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （3 3）隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)）隨機(jī)區(qū)

12、組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （4 4）交叉設(shè)計(jì)）交叉設(shè)計(jì) 完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)完全隨機(jī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（completely random experiment designcompletely random experiment design） 將觀察單位完全隨機(jī)地分配到實(shí)驗(yàn)組與對(duì)將觀察單位完全隨機(jī)地分配到實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組或幾個(gè)對(duì)比組中去。照組或幾個(gè)對(duì)比組中去?！纠纠? 1】設(shè)有同性別的動(dòng)物】設(shè)有同性別的動(dòng)物1212頭，要求用頭，要求用隨機(jī)方法將其分為甲、乙兩組。隨機(jī)方法將其分為甲、乙兩組。方方 法法（1 1）編號(hào)編號(hào)：按：按動(dòng)物體重動(dòng)物體重依次編號(hào)為依次編號(hào)為1,2,3,1,2,3,12,12號(hào)。號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨

13、機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：對(duì)于每一個(gè)編號(hào)，依次：對(duì)于每一個(gè)編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共1212次）。次）。（3 3）歸組歸組：事先規(guī)定將較小隨機(jī)數(shù)的：事先規(guī)定將較小隨機(jī)數(shù)的6 6只動(dòng)物只動(dòng)物分入甲組，其他分入甲組，其他6 6只動(dòng)物分入乙組。只動(dòng)物分入乙組。【例【例2 2】 將【例將【例1 1】中的】中的1212頭動(dòng)物用隨機(jī)頭動(dòng)物用隨機(jī)方法分配到甲、乙、丙三組中去。方法分配到甲、乙、丙三組中去。 方方 法法（1 1）編號(hào)編號(hào)：按：按動(dòng)物體重動(dòng)物體重依次編號(hào)為依次編號(hào)為1,2,3,1,2,3,12,12號(hào)。號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：對(duì)于每一個(gè)編

14、號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)：對(duì)于每一個(gè)編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共1212次）。次）。以上兩點(diǎn)與分成兩組完全相同。以上兩點(diǎn)與分成兩組完全相同。（3 3）歸組歸組：事先規(guī)定將較小隨機(jī)數(shù)的：事先規(guī)定將較小隨機(jī)數(shù)的4 4只動(dòng)物分入甲只動(dòng)物分入甲組，將較大隨機(jī)數(shù)的組，將較大隨機(jī)數(shù)的4 4只動(dòng)物分入丙組，其他只動(dòng)物分入丙組，其他4 4只動(dòng)物只動(dòng)物分入乙組。分入乙組。 配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ( paired experiment design)( paired experiment design)配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩種情況：配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩種情況：1.1.同源配對(duì)同源配對(duì)：同一

15、受試對(duì)象同一受試對(duì)象用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法；用兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法；受試對(duì)象自身實(shí)驗(yàn)前后的對(duì)比受試對(duì)象自身實(shí)驗(yàn)前后的對(duì)比 。2.2.非同源配對(duì)非同源配對(duì)：將具有相同條件的：將具有相同條件的實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)驗(yàn)對(duì)象配成對(duì)配成對(duì)子。子。 【例【例3 3】將已按近似條件配好的】將已按近似條件配好的1010對(duì)小白鼠，用隨機(jī)方法分配到實(shí)驗(yàn)組對(duì)小白鼠，用隨機(jī)方法分配到實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。和對(duì)照組。 方法方法（1 1）編號(hào)編號(hào)：對(duì)小白鼠進(jìn)行：對(duì)小白鼠進(jìn)行對(duì)子編號(hào)對(duì)子編號(hào)，同時(shí)每個(gè)，同時(shí)每個(gè)對(duì)子內(nèi)對(duì)子內(nèi)的二的二只小白鼠也分別編號(hào)。只小白鼠也分別編號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)算器：對(duì)于每一

16、組合編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共2020個(gè)）。個(gè)）。（3 3）歸組（對(duì)子內(nèi)兩只小白鼠的隨機(jī)）歸組（對(duì)子內(nèi)兩只小白鼠的隨機(jī)） ：事先規(guī)定每個(gè)對(duì)：事先規(guī)定每個(gè)對(duì)子內(nèi)隨機(jī)數(shù)字較小者分配到對(duì)照組；隨機(jī)數(shù)字較大者分配到子內(nèi)隨機(jī)數(shù)字較小者分配到對(duì)照組；隨機(jī)數(shù)字較大者分配到實(shí)驗(yàn)組。實(shí)驗(yàn)組。非同源配對(duì)非同源配對(duì)隨機(jī)化分組隨機(jī)化分組 隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(randomized block experiment design)(randomized block experiment design) （1 1）將多方面條件相近的受試對(duì)象配成一組，稱(chēng)作一）將多方面條件

17、相近的受試對(duì)象配成一組，稱(chēng)作一個(gè)區(qū)組（個(gè)區(qū)組（blockblock）。）。 （2 2）每個(gè)區(qū)組的受試對(duì)象每個(gè)區(qū)組的受試對(duì)象個(gè)數(shù)個(gè)數(shù) 取決于取決于 對(duì)比組對(duì)比組組數(shù)。組數(shù)。 (3) (3) 每個(gè)區(qū)組的受試對(duì)象每個(gè)區(qū)組的受試對(duì)象被被隨機(jī)隨機(jī)地分配到各地分配到各對(duì)比組對(duì)比組中。中。 配對(duì)設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，故又稱(chēng)配對(duì)設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，故又稱(chēng)配伍組設(shè)計(jì)配伍組設(shè)計(jì) 【例【例4 4】將【例】將【例1 1】中的】中的1212頭動(dòng)物設(shè)計(jì)分為頭動(dòng)物設(shè)計(jì)分為三個(gè)區(qū)組，進(jìn)行四種處理的比較。三個(gè)區(qū)組，進(jìn)行四種處理的比較。 方法方法（1 1）編號(hào)編號(hào)：對(duì)：對(duì)1212頭動(dòng)物進(jìn)行頭動(dòng)物進(jìn)行區(qū)組編號(hào)區(qū)組編號(hào)，同時(shí)每個(gè)，同時(shí)每個(gè)區(qū)組內(nèi)區(qū)組內(nèi)

18、的的四頭動(dòng)物也分別編號(hào)。四頭動(dòng)物也分別編號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)算器：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共1212個(gè)）。個(gè)）。（3 3）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動(dòng)物的隨機(jī)）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動(dòng)物的隨機(jī)） ：事先規(guī)定每一個(gè)區(qū)：事先規(guī)定每一個(gè)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)數(shù)字由小到大對(duì)應(yīng)動(dòng)物分別分配到甲、乙、丙、丁組內(nèi)隨機(jī)數(shù)字由小到大對(duì)應(yīng)動(dòng)物分別分配到甲、乙、丙、丁處理組。處理組。交叉設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì) (cross-over experiment design)(cross-over experiment design) 交叉設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì) (cro

19、ss-over experiment design)(cross-over experiment design)隨機(jī)化分組隨機(jī)化分組1組組2組組 交叉設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì) (cross-over experiment design)(cross-over experiment design)1組組2組組【例【例5 5】某研究者擬采用交叉設(shè)計(jì)觀察】某研究者擬采用交叉設(shè)計(jì)觀察A A、B B兩兩種藥物治療種藥物治療1818例高血壓病患者的療效。例高血壓病患者的療效。 1. 1. 隨機(jī)數(shù)字法隨機(jī)數(shù)字法（1 1）編號(hào)編號(hào)：將受試者分別編號(hào)為：將受試者分別編號(hào)為1 1、2 2、3 3、4 4、1717、1818號(hào)

20、。號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生：由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生1818個(gè)隨機(jī)數(shù)。個(gè)隨機(jī)數(shù)。（3 3）歸組歸組：隨機(jī)數(shù)字較小的一半患者先用：隨機(jī)數(shù)字較小的一半患者先用A A藥后藥后用用B B藥；較大的一半患者先用藥；較大的一半患者先用B B藥后用藥后用A A藥。藥。 二、對(duì)照原則 1. 對(duì)照的形式對(duì)照的形式： 空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、自身對(duì)空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照照、相互對(duì)照 、歷史對(duì)照、歷史對(duì)照 2.設(shè)立對(duì)照應(yīng)注意的事項(xiàng)設(shè)立對(duì)照應(yīng)注意的事項(xiàng)3. 設(shè)立對(duì)照存在的問(wèn)題設(shè)立對(duì)照存在的問(wèn)題 (1)缺乏對(duì)照缺乏對(duì)照 (2)缺乏適當(dāng)?shù)膶?duì)照缺乏適當(dāng)?shù)膶?duì)

21、照: 歷史對(duì)照歷史對(duì)照 （時(shí)間不（時(shí)間不同步）同步）和和 中外對(duì)照中外對(duì)照 （空間不同步） (3) 對(duì)照不全對(duì)照不全 (4) 對(duì)照多余對(duì)照多余 (三三)重復(fù)的原則重復(fù)的原則 重復(fù)重復(fù)(replication)是指各處理組與對(duì)照組要有是指各處理組與對(duì)照組要有一定一定樣本含量樣本含量(sample sizes)。 無(wú)限地?zé)o限地增加樣本含量增加樣本含量，將加大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，將加大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，浪費(fèi)人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。時(shí)間，浪費(fèi)人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。 樣本含量不足樣本含量不足，檢驗(yàn)效能（，檢驗(yàn)效能（Power，1）偏低，）偏低，總體參數(shù)之間原本有差

22、異也無(wú)法檢驗(yàn)出來(lái)?？傮w參數(shù)之間原本有差異也無(wú)法檢驗(yàn)出來(lái)。nX影響樣本含量大小的因素影響樣本含量大小的因素：1.資料的性質(zhì)：計(jì)量資料的性質(zhì)：計(jì)量少，計(jì)數(shù)少，計(jì)數(shù)多多 2. 誤差的大?。盒≌`差的大?。盒∩?，大少，大多多3. 均衡性的好壞均衡性的好壞 ：好：好少，壞少，壞多多4. 實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的強(qiáng)弱：強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的強(qiáng)弱：強(qiáng)少，弱少，弱多多5. 干擾因素的多少：少干擾因素的多少：少少，多少，多多多 樣本含量的估計(jì)時(shí)，以上很多因素?zé)o法定量，所以樣本含量的估計(jì)時(shí)，以上很多因素?zé)o法定量，所以通常是由犯通常是由犯I類(lèi)錯(cuò)誤的概率類(lèi)錯(cuò)誤的概率、 檢驗(yàn)出實(shí)際差異的把握檢驗(yàn)出實(shí)際差異的把握度度1、個(gè)體值間的離散程度、個(gè)體值

23、間的離散程度s、以及容許誤差、以及容許誤差d d來(lái)確來(lái)確定定樣本含量樣本含量。五、研究設(shè)計(jì)的常用技術(shù)五、研究設(shè)計(jì)的常用技術(shù) （一）隨機(jī)抽樣（一）隨機(jī)抽樣 常用的抽樣方法常用的抽樣方法 1. 單純隨機(jī)抽樣單純隨機(jī)抽樣 2. 系統(tǒng)抽樣系統(tǒng)抽樣 3. 整群抽樣整群抽樣 4.分層抽樣分層抽樣 5. 多階段抽樣多階段抽樣1. 單純隨機(jī)抽樣單純隨機(jī)抽樣 (simple random sampling)(simple random sampling) 先將總體的全部觀察對(duì)象編號(hào)，再利用抽簽或隨先將總體的全部觀察對(duì)象編號(hào)，再利用抽簽或隨機(jī)數(shù)字表的方法隨機(jī)抽取觀察對(duì)象組成樣本。最機(jī)數(shù)字表的方法隨機(jī)抽取觀察對(duì)象組

24、成樣本。最基本的抽樣方法基本的抽樣方法 其他抽樣方法的基礎(chǔ)其他抽樣方法的基礎(chǔ) 優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算誤差比較簡(jiǎn)便；優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算誤差比較簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)：對(duì)象較多時(shí)，甚為復(fù)雜。缺點(diǎn)：對(duì)象較多時(shí)，甚為復(fù)雜。抽樣步驟抽樣步驟： （1）先將全校學(xué)生按點(diǎn)名冊(cè)）先將全校學(xué)生按點(diǎn)名冊(cè)編號(hào)編號(hào)，即編號(hào)為，即編號(hào)為1、 2、499、500；（2）對(duì)每個(gè)編號(hào)）對(duì)每個(gè)編號(hào)產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)字（共產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)字（共500個(gè)隨個(gè)隨機(jī)數(shù)）機(jī)數(shù)）（3）事先規(guī)定隨機(jī)數(shù)較）事先規(guī)定隨機(jī)數(shù)較大（?。┐螅ㄐ。┑牡?0人組成人組成樣本。樣本。例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體500名學(xué)生中，隨機(jī)抽取名學(xué)生中，

25、隨機(jī)抽取10%，即抽取，即抽取50人。人。2. 系統(tǒng)抽樣系統(tǒng)抽樣 ( systematic sampling )( systematic sampling ) 按照一定的順序，機(jī)械地每隔若干個(gè)單位抽取一按照一定的順序，機(jī)械地每隔若干個(gè)單位抽取一個(gè)單位的方法。個(gè)單位的方法。 又稱(chēng)又稱(chēng)間隔抽樣間隔抽樣，機(jī)械抽樣機(jī)械抽樣如按門(mén)牌號(hào)，每個(gè)如按門(mén)牌號(hào)，每個(gè)10個(gè)號(hào)抽取用戶，。個(gè)號(hào)抽取用戶，。 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省抽樣時(shí)間和費(fèi)用。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省抽樣時(shí)間和費(fèi)用。 缺點(diǎn)：在某些特殊情況下存在偏性。缺點(diǎn)：在某些特殊情況下存在偏性。例：欲從例：欲從15000名兒童中，抽取名兒童中，抽取750名組成樣本。名組成樣本。（1）求抽樣

26、間隔求抽樣間隔1500075020/1，即每間隔，即每間隔20人抽取人抽取1個(gè)人；個(gè)人；（2）抽樣抽樣 編號(hào)，確定在編號(hào)，確定在120號(hào)之間從何編號(hào)開(kāi)始。然后號(hào)之間從何編號(hào)開(kāi)始。然后每加每加 上上20抽取抽取1名兒童。名兒童。例如起始數(shù)字為例如起始數(shù)字為8，則第，則第8，28，48，68，號(hào)號(hào)兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。3.整群抽樣整群抽樣 ( cluster sampling )按群體而不是按個(gè)體抽取觀察單位的抽樣方法。按群體而不是按個(gè)體抽取觀察單位的抽樣方法。優(yōu)點(diǎn)：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人優(yōu)點(diǎn)：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人力物力。力物力。缺點(diǎn)：抽樣誤差大。缺

27、點(diǎn)：抽樣誤差大。4.4.分層抽樣分層抽樣( stratified sampling )( stratified sampling ) 先按某種特征將總體分為若干組別、類(lèi)型或區(qū)先按某種特征將總體分為若干組別、類(lèi)型或區(qū)域等（統(tǒng)稱(chēng)為域等（統(tǒng)稱(chēng)為“層層”），再用隨機(jī)抽樣的方法從），再用隨機(jī)抽樣的方法從每個(gè)子總體中抽取樣本。要求每個(gè)子總體中抽取樣本。要求“層內(nèi)齊同，層間層內(nèi)齊同，層間不同不同”。 比例分層法比例分層法 ，最優(yōu)分層法，最優(yōu)分層法 優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差小，不同層可采用不同抽樣優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差小，不同層可采用不同抽樣方法，各層可獨(dú)立進(jìn)行分析，各層間可進(jìn)行方法，各層可獨(dú)立進(jìn)行分析，各層間可進(jìn)行比較分析。

28、比較分析。缺點(diǎn)：分層較多時(shí)，調(diào)查和分析較麻煩。缺點(diǎn)：分層較多時(shí)，調(diào)查和分析較麻煩。 各種抽樣方法抽樣誤差的比較各種抽樣方法抽樣誤差的比較 各種抽樣方法的抽樣誤差順序：各種抽樣方法的抽樣誤差順序： 分層分層系統(tǒng)系統(tǒng)單純單純整群整群 （二）、誤差與控制（二）、誤差與控制 誤差誤差( error )( error )：實(shí)測(cè)值與真值之差。實(shí)測(cè)值與真值之差。隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差：抽樣誤差抽樣誤差 不恒定、隨機(jī)、變化不恒定、隨機(jī)、變化非隨機(jī)誤差：非隨機(jī)誤差：非系統(tǒng)誤差：過(guò)失誤差非系統(tǒng)誤差：過(guò)失誤差系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差：方向性：方向性1.系統(tǒng)誤差定義系統(tǒng)誤差定義 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差(systematic error

29、)(systematic error) 在一定實(shí)驗(yàn)條件下，由某種未發(fā)現(xiàn)或未確在一定實(shí)驗(yàn)條件下，由某種未發(fā)現(xiàn)或未確定的因素所引起觀測(cè)值具有定的因素所引起觀測(cè)值具有方向性方向性和和系統(tǒng)系統(tǒng)性性的誤差，又稱(chēng)的誤差，又稱(chēng)偏倚偏倚（biasbias）。 2. 產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的常見(jiàn)原因產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的常見(jiàn)原因 儀器差異儀器差異 ，方法差異，方法差異 ，試劑差異，試劑差異 ，條件差異，條件差異 ，順序差異順序差異 ，人為差異，人為差異 3. 系統(tǒng)誤差類(lèi)型及其控制系統(tǒng)誤差類(lèi)型及其控制 類(lèi)類(lèi) 型型 發(fā)生階段發(fā)生階段 控控 制制 選擇偏倚選擇偏倚 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 隨機(jī)化隨機(jī)化 測(cè)量偏倚測(cè)量偏倚 實(shí)實(shí) 施施 盲盲 法法 混

30、雜偏倚混雜偏倚 分分 析析 配對(duì)、分層配對(duì)、分層 （三）、盲法（三）、盲法 1. 盲法的定義和分類(lèi)盲法的定義和分類(lèi)定義定義：研究中使一方或多方不知道受試者治：研究中使一方或多方不知道受試者治 療分配的方法。療分配的方法。分類(lèi)分類(lèi)：1.1.單盲單盲( simple blind )受試者不知受試者不知 道己接受何種措施；道己接受何種措施； 2. 雙盲雙盲( double blind )受試者和觀受試者和觀 察者均不知道受試者接受何種措施。察者均不知道受試者接受何種措施。 3. 三盲：三盲： 2.盲法的作用及注意事項(xiàng)盲法的作用及注意事項(xiàng) 作用作用：消除非處理因素引起的誤差：消除非處理因素引起的誤差

31、。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)： 1.1.雙盲法的實(shí)施較為復(fù)雜，要有一套嚴(yán)格的雙盲法的實(shí)施較為復(fù)雜，要有一套嚴(yán)格的 管理和監(jiān)督措施。管理和監(jiān)督措施。 2.2.對(duì)于危急和重癥病人不能采用盲法。對(duì)于危急和重癥病人不能采用盲法。 （四）樣本量的估計(jì)技術(shù) 意義：以較小的樣本量達(dá)到最高的設(shè)計(jì)效率 原則： 動(dòng)物性實(shí)驗(yàn)大動(dòng)物（犬、貓）515只；中等動(dòng)物（兔、豚鼠）1020只；小動(dòng)物（大鼠、小鼠）1530只。新藥的期開(kāi)放性臨床實(shí)驗(yàn)，受試者例數(shù)為2030例；期采用雙盲對(duì)照設(shè)計(jì)，所需例數(shù)不低于100對(duì)；期臨床試驗(yàn)新藥組所需例數(shù)不低于300例，并遵循隨機(jī)對(duì)照原則；期臨床試驗(yàn)僅做開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，所需例數(shù)不低于2000例。隨機(jī)對(duì)照設(shè)

32、計(jì)時(shí)，盡量使得各組間的樣本量相等，以提高設(shè)計(jì)的效率。，但不同的統(tǒng)計(jì)分析估算樣本量的方法各有不同。 （四）樣本量的估計(jì)技術(shù)（四）樣本量的估計(jì)技術(shù)可以參考文獻(xiàn)或根據(jù)觀察指標(biāo)的性質(zhì)、變異度大小、期望的檢驗(yàn)效能、和研究設(shè)計(jì)類(lèi)型來(lái)估算樣本含量。必須充分考慮中途動(dòng)物的死亡、隨訪對(duì)象的失訪等因素，使得在研究結(jié)束時(shí)，仍能保證足夠的樣本量。影響樣本量的因素研究的效應(yīng)：效應(yīng)的指標(biāo)越靈敏，樣本量越小抽樣誤差：抽樣誤差小，樣本量越小 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的類(lèi)型 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能性：?jiǎn)蜗蚪Y(jié)果的樣本量小，雙向結(jié)果的樣本量大 顯著性檢驗(yàn)要求的水準(zhǔn)： 越小，樣本量越大。估算樣本量的大小所需要的條件 型錯(cuò)誤的概率(type error) 根

33、據(jù)需要確定，通常取0.05或0.01 檢驗(yàn)效能(power of test)=1-，常取0.90 容許誤差或差值=1 2 總體標(biāo)準(zhǔn)差或總體率檢驗(yàn)效能的計(jì)算 1、樣本均數(shù)的比較 樣本量相等： 樣本量不等：2、兩樣本率的比較 樣本量相等： 樣本量不等 ：2nuud121 /1 /uunnd122(1)nuu1212111222(1)(11)(1) /(1) /unnunn3、配對(duì)或交叉設(shè)計(jì)資料的假設(shè)檢驗(yàn)： n表示例數(shù)； p1，p2表示樣本率， p合計(jì)率，表示總體率，表示總體標(biāo)準(zhǔn)差，表示兩總體均數(shù)之差（1-2）dnuud 例題4.1 現(xiàn)有某國(guó)產(chǎn)抗菌新藥進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)，用同類(lèi)進(jìn)口藥作對(duì)照，選取患有某病且

34、符合入選條件的60例病人，隨機(jī)分為兩組，每組30人。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4.1，兩組病人 表4.1 兩組病人用藥后有效率分析 分 組 例數(shù) 有效率（%） P 試驗(yàn)組 30 70.0 0.05 對(duì)照組 30 90.0 有效率分別為70.0%和90.0%，經(jīng)2檢驗(yàn)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。現(xiàn)估計(jì)其檢驗(yàn)效能。 現(xiàn)N=60,p1=0.700,p2=0.900,p=(0.700+0.900)/2=0.800, 取=0.05，u0.05=1.96(雙側(cè))，代入公式4-3得： 按u=-0.02，查附表2表得=0.508，則power=1-=1-0.508=0.4920. 5；當(dāng)u為正值時(shí)，0. 5。-u0u樣本例數(shù)的估計(jì)方法

35、計(jì)量指標(biāo)（數(shù)值變量）資料總體均數(shù)的估計(jì)樣本均數(shù)與總體均數(shù)的比較兩樣本均數(shù)的比較配對(duì)均數(shù)的比較222dun 222)(duun222)/11()(dkuun222)(dduun 例4.3 A、B兩種處理的動(dòng)物冠狀靜脈竇血流量實(shí)驗(yàn)，A處理平均增加血流量1.8ml/min，B處理平均增加血流量2.4ml/min。已知兩處理標(biāo)準(zhǔn)差相等，均為1.0ml/min，=0.05，=0.10，要得出兩處理有差別的結(jié)論，需觀察多少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物？ 本例，=2.4-1.8=0.6；=1；雙側(cè)=0.05，u0.05=1.96；=0.10，u0.01=1.282，若考慮兩樣本均數(shù)相等，則1+1/k=2，帶入公式4-8得： 即

36、兩組合計(jì)所需樣本117例，每組約需動(dòng)物59例。78.1166 .0)1)(282.1960.1 (22n2 計(jì)數(shù)資料（分類(lèi)變量）資料 總體率的估計(jì) 樣本率與總體率的比較： 兩樣本率的比較： 配對(duì)計(jì)數(shù)資料：)()1(0002ppppun20002)()1()(ppppuun22)()1()/11()(ceppppkuun22121/)(22pppppppupunkkpppce12221pppP 例45 某醫(yī)生觀察甲藥是否比乙藥治療過(guò)敏性鼻炎更有效，采用配對(duì)雙盲設(shè)計(jì)，預(yù)實(shí)驗(yàn)甲藥有效率為50%，乙藥的有效率為60%，兩藥一致的陽(yáng)性率為43%，估計(jì)兩藥療效差別有顯著性時(shí)，應(yīng)需要多少樣本含量（=0.05，=0.10） 本例，p1=0.60，p2=0.50，p=0.6+0.5