科研設計(緒論 要素和原則) 20151119 研究生(copy)課件

1、醫(yī)學研究設計與分析衛(wèi)生統(tǒng)計學教研室任艷峰E-mail: 學習目的及要求1、掌握醫(yī)學研究分類、實驗研究的分類；2、掌握實驗研究概念、基本要素和基本原則；3、熟悉實驗誤差的種類；4、了解實驗誤差的控制方法。主 要 內(nèi) 容 緒論 實驗研究基礎知識基本要素、基本原則、實驗誤差 實驗設計方法簡介緒 論醫(yī)學科研設計是對醫(yī)學科研具體內(nèi)容與方法的設想和計劃安排，是保證課題能否取得預期結果的重要一環(huán)。包括專業(yè)設計和統(tǒng)計設計專業(yè)設計 設計用什么實驗內(nèi)容驗證假說或回答有關的專業(yè)問題。 保證成果的有用性、創(chuàng)造性先進性。統(tǒng)計設計 設計如何合理地安排實驗內(nèi)容，對實驗結果如何進行有效地分析。 保證成果的經(jīng)濟性、可重復性科學

2、性。醫(yī)學研究的特點研究條件不易控制研究周期比較長實驗對象個體差異大，影響因素多，實驗結果變異程度大倫理道德問題醫(yī)學研究的分類實驗性研究觀察性研究類型（受試對象）動物實驗是以動物為研究對象的實驗研究。臨床試驗是以健康人或病人為研究對象，以臨床為基礎的實驗研究。社區(qū)干預試驗（準實驗性研究）是以社區(qū)人群為研究對象的干預試驗。實驗研究設計過程 確定研究目的 明確研究對象和樣本含量 明確處理因素和觀察指標 確定具體的實驗設計方法 預期資料分析、工作進度、經(jīng)費分配等（實驗研究設計方法） 完全隨機設計 配對 和 配伍組設計 拉丁方設計 交叉試驗設計 析因試驗設計 正交試驗設計類型橫斷面研究：是對某人群當前特

3、定狀況的調(diào)查，因此又稱現(xiàn)況調(diào)查。回顧性研究（病例對照研究 case-control study）：是對某病的病例組和非患病對照組進行調(diào)查，比較兩組某些因素的暴露情況，從而分析該疾病與這些暴露因素的關系。是由果推因的研究。前瞻性研究（隊列研究 cohort study）：是對不同暴露水平的對象進行追蹤觀察，從而分析暴露因素與疾病發(fā)生之間的因果關系、是由因?qū)Ч恼{(diào)查研究。調(diào)查設計過程根據(jù)研究目的確定調(diào)查對象和對象的選擇方法；將研究指標轉(zhuǎn)化為調(diào)查項目，設計成調(diào)查問卷；確定資料的收集方法、整理計劃和統(tǒng)計分析等；第二章 實驗設計的基礎知識 新 藥 高血壓患者 血 壓 值 處理因素 受試對象 實驗效應 基

4、本要素處理因素處理因素（treat factor)：又稱研究因素，研究者根據(jù)研究目的，欲施加或欲觀察的能作用于受試對象并引起直接或間接效應的因素。處理因素的設定影響因素：參與實驗過程、影響實驗效應的因素。包括處理因素和非處理因素。非處理因素：實驗中不研究的因素。混雜因素：參與實驗過程，影響實驗效應；在不同組的分布不同。受試對象受試對象：處理因素作用的客體，要“同質(zhì)”統(tǒng)一標準診斷標準入選和剔除標準兩個基本條件對處理因素敏感反應穩(wěn)定實驗效應實驗效應：處理因素作用于受試對象的反應和結果，通過具體的觀察指標來表達。觀察指標選擇依據(jù)客觀性強特異性高：鑒別真陰性的能力靈敏度高：檢出真陽性的能力基本原則 對

5、照（control） 隨機化（randomization） 重復（replication） 區(qū)分處理因素與非處理因素的效應藥物治療例: 老年性慢性支氣管炎氣候轉(zhuǎn)暖,自然緩解 消除和減少實驗誤差 比較結果處理因素處理效應處理組：處理因素+非處理因素處理效應+非處理效應對照組：非處理因素非處理效應 消除和控制非實驗因素3、對照的形式常見的對照形式有：空白對照、實驗對照、標準對照、 自身對照、相互對照 、潛在對照等。（1）空白對照(blank control)：對照組不加任何處理因素。 例如：實驗組兒童接種疫苗，對照組兒童不接種疫苗。 試劑空白、血樣空白、無酶解空白、底物空白等。特點：簡單易行，但容

6、易引起心理差異，從而影響 實驗效應的測定。 （3） 標準對照(standard control)：以現(xiàn)有的標準或正 常值作對照。 例： 某種新的方法能否代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的研究； 某病患者與正常人的某生理、生化指標是否相同。 實驗室應用較多 （4）自身對照：實驗在同一受試對象上進行特點：簡單易行，使用廣泛。但若試驗前后某些 環(huán)境或自身因素發(fā)生改變，則會影響試驗 結果，難以說明問題。 （5）相互對照 ：幾個實驗組互相作對照。例：比較幾種藥物治療同一疾病的療效(6) 安慰劑對照 (placebo control)：對照組施 加安慰劑。(7) 潛在對照：不專設對照組，而是以公認的已發(fā)生 的事實為對照。 各

7、組例數(shù)相等 各組間均衡可比-組間均衡性（齊同可比性） 概念 影響組間均衡性的因素 實現(xiàn)均衡可比的手段或方法 組間均衡性測定（檢驗）4、合理對照的原則組間均衡性：比較的各組間除研究因素外，對試驗有影響的非研究因素和試驗條件均應相同或相近。概 念在研究設計和試驗過程中應從下列四個方面考慮： 研究對象性質(zhì)相同 試驗條件要一致 (實驗環(huán)境、儀器、試劑） 研究者或操作者要一致 （交叉或隨機分配） 時間或試驗次序要一致 (同時交叉進行)組間均衡性的影響因素 隨機化- 研究對象、操作者、試驗次序等隨機分配 配對與分層- 配對、配伍組設計、分層隨機盲法-單盲、雙盲交叉均衡實現(xiàn)均衡可比的手段或方法組間均衡性的測

8、定（檢驗）組間均衡性檢驗是指在獲得資料后通過對主要非處理因素（混雜因素）進行組間假設檢驗以考察各比較組間的均衡可比性的方法。 均衡性檢驗方法：首先要考察樣本例數(shù)，再對各項混雜因素在組間分布或構成進行檢驗。數(shù)值變量檢驗其平均水平及離散程度，分類資料檢驗其構成。 不均衡的處理：應用多因素統(tǒng)計方法對不均衡因素進行調(diào)整基礎上再進行組間比較。例：在對某滴眼液治療角膜炎的期臨床試驗中需 對“就診時已發(fā)病天數(shù)”進行均衡性檢驗。 實驗組對照組P值均數(shù)13.776.700.05標準差5.671.660.01隨機化原則1.隨機化原則：指每個受試對象以機會均等的原則 隨機地分配到試驗組和對照組。隨機“隨便”2.目的

9、：使各組非實驗因素的條件均衡一致，以消 除對實驗結果的影響。隨機化原則3.隨機化分組方法：（1）抽簽法（2）隨機數(shù)字表（3）計算器或計算機隨機數(shù)字表分組例：試將10頭動物應用隨機數(shù)字表分配到甲、乙兩組。 按動物體重編號 從隨機數(shù)字表的任一行，任一列，任意方向（如從第21 行第21列往上）查10個隨機數(shù)。 規(guī)定雙號為甲組，單號為乙組調(diào)整：再接著查一個“6”以內(nèi)的隨機數(shù)，以決定甲組中 哪一號撥到乙組。本例查得隨機數(shù)為4，將甲組第 4個（5號）調(diào)到乙組。 編號12345678910隨機數(shù)0.380.100.600.900.880.960.010.410.860.14序號R42698101573分組甲

10、組甲組乙組乙組乙組乙組甲組甲組乙組甲組例：用電腦產(chǎn)生隨機數(shù)將10只動物隨機分到甲、乙兩組。動物編號產(chǎn)生隨機數(shù)事先規(guī)定隨機數(shù)小者為甲組，大者為乙組對隨機數(shù)排序，分組，序號1-5為甲組，其余為乙組計算(器)機隨機化分組4.幾種常見隨機化分組設計隨機化原則（1） 完全隨機設計（2） 配對設計（3） 隨機區(qū)組設計（4） 交叉設計重復原則重復(replication)：指在相同的實驗條件下，進行多次研究和多次觀察。主要包括三個方面的含義：（1）整個實驗的重復（2）同一實驗單位的重復觀察 如: 一般對血壓測3次，取其平均值作為最終測量結果。由于變異的存在，實驗誤差的產(chǎn)生，使相同條件下的實驗單位具有不同的觀

11、察結果，為了避免把個別現(xiàn)象誤認為普遍情況，必須在相同實驗條件下，通過一定數(shù)量實驗單位的重復觀察，才可得出可靠的結論。-樣本含量大小的估計（3）多個實驗單位的重復觀察樣本含量大小的估計1.概念: 保證研究結論具有一定可靠性的前提條件 下，所確定的最少樣本含量。2.意義: 樣本含量少，抽樣誤差大；樣本含量過大， 將加大實驗規(guī)模，延長實驗時間，浪費人力 物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。3.影響樣本大小n的幾個因素：（1）允許誤差：研究者提出的希望發(fā)現(xiàn)或允許控制的樣本 與總體或兩樣本間差別大小，用表示。（2）、的大小 要求兩者越小，n越大。（3）個體變異 變異大則n大。(4）資料類型 計數(shù)資料比計量資料的n大（1）憑經(jīng)驗估計（約定俗成） 正常值范圍估計（100 人以上） 腫瘤調(diào)查（萬人以上，幾千人） 嬰兒死亡率（2）查表法（3）計算法設計類型不同，計算公式不同。4.估計方法:實驗誤差及其控制概念實驗性研究中，實際測量結果與真實值之間的不完全一致的情況。種類系統(tǒng)誤差隨機誤差（偶然誤差，無法控制但有統(tǒng)計規(guī)律）系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差，又稱偏倚，是由于對實驗因素或條件控制不嚴而發(fā)生的一種誤差。分類選擇偏倚信息偏倚混雜偏倚選擇偏倚(selection bias)：