醫(yī)學(xué)科研思路和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課件

1、醫(yī)學(xué)科研思路和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)袁秉祥西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院82657724，科研基本過程知識和技術(shù)積累工作積累 文獻(xiàn)復(fù)習(xí) 學(xué)術(shù)交流選 題創(chuàng)新思維 提出問題 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)專業(yè)/統(tǒng)計(jì)/管理實(shí)驗(yàn)過程論文寫作分析/推理/總結(jié)遇到問題發(fā)現(xiàn)問題資料積累分析(已知未知數(shù))探索規(guī)律模擬實(shí)際構(gòu)建模型/假說反復(fù)驗(yàn)證和修正 確立模型，取得成果關(guān)鍵問題或邊緣問題；難題和重大問題或一般問題；全局問題或局部問題；理論問題（絕對創(chuàng)新）或技術(shù)問題（相對創(chuàng)新）(應(yīng)用基礎(chǔ))選題（創(chuàng)新思維 提出問題）科研思路和選題創(chuàng)新開發(fā) 順向外展（uni-directional extrapolation)1、沿最新發(fā)現(xiàn)思路觀點(diǎn)概念方向提出新課題 2）側(cè)向型或

2、枝節(jié)性課題（新穎）1）主導(dǎo)性、前沿性、深入性課題（更快, 更高, 更本質(zhì)）1、以一定線索為依據(jù)，對傳統(tǒng)理論、觀點(diǎn)提出有根據(jù)的疑問，并向相反方向推論，進(jìn)而開創(chuàng)出新的研究領(lǐng)域和方向心腦缺血損傷研究抗缺血研究缺血再灌注損傷缺血預(yù)適應(yīng)保護(hù)缺血后適應(yīng)保護(hù)灌注治療短時間缺血舒張血管抗血栓形成，溶栓血液流變抗動脈硬化減少耗氧耐缺氧（代謝）抑制調(diào)亡介入和手術(shù)藥物預(yù)適應(yīng) 逆向外展（reverse extrapolation）2、通過偶然機(jī)遇、意外發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出疑問，進(jìn)行反向思維，進(jìn)而開創(chuàng)出新的研究領(lǐng)域。提出疑問內(nèi)皮細(xì)胞 EDRPs NO 心血管,免疫和神經(jīng)功能1998年生理與醫(yī)學(xué)Nobel獎血管內(nèi)皮損傷血

3、管內(nèi)皮完整Robert F FurchgottLouis J Ignarro,Ferid Murad用已知化合物（藥物）揭示生命現(xiàn)象和規(guī)律；用已知生命體（篩選平臺）發(fā)現(xiàn)新藥物和活性物質(zhì)。已知化合物受體離子通道轉(zhuǎn)運(yùn)體酶已知靶蛋白遞質(zhì)、激素、內(nèi)在活性物質(zhì)、細(xì)胞因子靶位機(jī)體變化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)基因表達(dá)受體離子通道轉(zhuǎn)運(yùn)體酶化合物（10，000）藥物（12）活性化合物篩選平臺 借助工具藥揭示生命奧秘（生命現(xiàn)象 + 生命物質(zhì)）臨床科研設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理 以機(jī)體（動物、病人、標(biāo)本）自身作為對照的配對資料，即在同一個體上觀察處理前后的變化。如同一標(biāo)本（血樣、尿樣）用2種檢測方法的結(jié)果比較，一批病人兩個療程的比較。 給藥前

4、A 給藥后A A1 給藥后A1 A2 給藥后A2AS1. 單組自身比較設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(n=20)(n=20)1個療程2個療程(n=20)有效率=50%有效率=60%配對 t 檢驗(yàn)泊松分布關(guān)聯(lián)x2和優(yōu)勢x2 實(shí)驗(yàn)組和對照組同步開始，多次測量，同步結(jié)束，如：給藥前、給藥后10、30、60、120min、。3多次測量平行對照數(shù)據(jù)處理：多次測量的方差分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)如給藥前數(shù)據(jù)已有差異，應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，用變化（差值）或變化率表示。對照組 A 實(shí)驗(yàn)組 B 給藥后給藥前給藥對照組 A實(shí)驗(yàn)組 B對照組 A實(shí)驗(yàn)組 B對照組 A實(shí)驗(yàn)組 B第一批第二批第三批第1段 第2段 第3段4平行分批分段對

5、照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)不可將多批數(shù)據(jù)綜合一并處理，而應(yīng)求出批間變異進(jìn)行析因處理：析因t檢驗(yàn)；方差分析 某些研究和測定無法做到同時同地完成，經(jīng)常需要跨時間、多中心完成；但在數(shù)據(jù)處理時應(yīng)注意批間和順序變異。 對照組 A 實(shí)驗(yàn)組 B 交叉對照設(shè)計(jì)適合于動物或病人狀態(tài)穩(wěn)定，刺激或藥物作用后可恢復(fù)到原來狀態(tài)，如自發(fā)性高血壓大鼠和二期高血壓病人對降壓藥的作用。在進(jìn)行臨床相對生物度測定時，通常采用這種交叉配對設(shè)計(jì)。1) 一次交叉（AOB，BOA）：交叉配對設(shè)計(jì) A:對照組 清洗期 B:對照組 B:實(shí)驗(yàn)組 （7 t1/2） A:實(shí)驗(yàn)組 6. 交叉對照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì)所得數(shù)據(jù)可進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)或生物等效性分析

6、（采用雙向單側(cè) t 檢驗(yàn)）。 A B C A B C D A B C D E A B C D E F B C A B C D A B C D E A B C D E F A C A B C D A B C D E A B C D E F A B D A B C D E A B C D E F A B C E A B C D E F A B C D F A B C D E 33 44 55 662）多次交叉（拉丁方設(shè)計(jì)）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分組對照設(shè)計(jì) 拉丁方設(shè)計(jì)巧妙合理，同一病例、動物和標(biāo)本可多次使用，所需例數(shù)較少，消除了用藥順序影響和個體差異的干擾，統(tǒng)計(jì)效率很高。拉丁方設(shè)計(jì)特別適于病情和模型穩(wěn)定的珍貴病

7、例或動物的研究。 缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)周期成倍延長，方差分析數(shù)據(jù)庫稍復(fù)雜。1）正交設(shè)計(jì) (Orthogonal design)均衡分散：試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)排列規(guī)律整齊整齊可比：試驗(yàn)點(diǎn)在試驗(yàn)范圍內(nèi)散布均勻。L是正交設(shè)計(jì)表的符號，例如 L4表示4種組合，L4(23)表示3種因素各2個水平。分析主要因素還是次要因素；獨(dú)立作用還是有相互影響；組方和劑量比例。L4(23)正交表的代號試驗(yàn)次數(shù)因素的水平數(shù)因素數(shù)7. 多因素、多水平分析 每個表有一代號Un(qs)，U表示均勻設(shè)計(jì)，n次試驗(yàn)，每個因素有q個水平，s表示最多因素數(shù)，即最多有s列，其中n=q。設(shè)計(jì)表U6表示有6個因素（如聯(lián)用藥物），做6次試驗(yàn)，每個因素有6

8、個水平（如劑量水平）。2）均勻設(shè)計(jì) (Uniformity design)U7(76)均勻表的代號試驗(yàn)次數(shù)因素的水平數(shù)因素數(shù) 排列組合53125組試驗(yàn)73=343組試驗(yàn)正交設(shè)計(jì)5225組試驗(yàn)72=49組試驗(yàn)均勻設(shè)計(jì)5組試驗(yàn)7組試驗(yàn) 效率高，試驗(yàn)次數(shù)少 適用范圍多因素多水平 均勻設(shè)計(jì)可獲得精確組方比例。小復(fù)方少水平 正交設(shè)計(jì)可獲得粗略組方比例更多因素少水平（中藥方劑） 水平數(shù)2-3個，常用正交t值法。多因素固定水平（6） 權(quán)重配方設(shè)計(jì)可獲得精確組方比例。 通常藥物的實(shí)驗(yàn)劑量需要通過預(yù)實(shí)驗(yàn)摸索求得，或通過查閱資料獲得。經(jīng)常以mg/kg或g/kg作為劑量單位，人與動物之間，不同種屬動物之間的劑量呼應(yīng)

9、關(guān)系應(yīng)按體表面積來計(jì)算。還應(yīng)注意藥效學(xué)研究與毒理學(xué)研究，臨床前研究與臨床研究之間的劑量呼應(yīng)關(guān)系。劑量設(shè)計(jì)關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。8、劑量設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì) 在動物和人的體重與標(biāo)準(zhǔn)體重相差較遠(yuǎn)時用下列公式劑量： DBDA(RBRA)(3WA3WB ) DB為欲求算動物劑量，DA是已知動物劑量，WA和WB分別是它們的體重。RA和RB分別是它們的體重系數(shù)，各種動物和人的體型系數(shù)見下表： 種屬 小鼠 大鼠 豚鼠 兔 貓 猴 犬 人 R 0.06 0.09 0.099 0.093 0.082 0.111 0.104 0.11 2) 體型系數(shù)估算法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì) 根據(jù)體表面積，人與各種動物之間的劑量不同，動

10、物的體重越小，劑量（/kg）越大。動物和人的劑量比例關(guān)系（按kg計(jì)算）如下： 人 犬 猴貓兔 豚鼠 大鼠 小鼠 1 2-3 3-5 5-7 7-9 9-113) 粗略估算法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)劑量設(shè)計(jì)兩均數(shù)對比常態(tài)分布(參數(shù)資料)無配對關(guān)系方差整齊t值法方差不齊t檢驗(yàn)有配對關(guān)系配對t值法偏態(tài)分布（非參數(shù)資料）秩和檢驗(yàn)，序值法等效性檢驗(yàn)雙向單側(cè)t檢驗(yàn)多均數(shù)對比多組對比單因素方差分析+兩兩對比多因素分析方差分析多批資料析因t值法,方差分析兩兩對比t、t或q、q檢驗(yàn)拉丁方設(shè)計(jì)方差分析計(jì)量資料（量反應(yīng)）數(shù)據(jù)處理例1 藥效學(xué)研究：對照藥為1008 (n=10)；新藥為947 (n=10)。判斷差異性和等效性。 1）計(jì)算2組標(biāo)準(zhǔn)誤：Se3.36； 2）差異性判斷：t=100-943.36=1.79， P0.05，無顯著意義。 3）等效性判斷：查表或計(jì)算得T=1.734，等效判斷標(biāo)準(zhǔn)D=0.1，等效界值： L0.11001.7343.364.17 均數(shù)差絕對值為6，大于L值，故等效性不合格。 可見t檢驗(yàn)P0.05，并不能說明兩藥等效。例2 藥效學(xué)研究：對照藥為602（n=20），新藥為643（n=20），判斷差異性和等效性。 1) 兩組標(biāo)準(zhǔn)誤，Se=0.81。 2) 差異性判斷： t(60 - 64)0.81=4.94， P0.01