實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本要素

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本要素第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日第八章第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、受試對(duì)象二、處理因素四、小結(jié)三、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)

第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素二、

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則三、

常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案四、樣本含量的估計(jì)五、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日概述專業(yè)設(shè)計(jì)：選題、查閱文獻(xiàn)、假說、預(yù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)：對(duì)象、分組、數(shù)量、指標(biāo)、分析方法設(shè)計(jì)好：（1）既省又可靠 （2）可估計(jì)誤差 （3）獲取多方面知識(shí)設(shè)計(jì)不好：（1）雜亂無章、雖多猶無 （2）只能羅列現(xiàn)象、無規(guī)律可言1.確定研究目的2.確定研究對(duì)象及其數(shù)量3.確定觀察指標(biāo)4.設(shè)立適當(dāng)對(duì)照組及隨機(jī)化分組5.制定較好的原始記錄表6.考慮好統(tǒng)計(jì)分析方法7.預(yù)期會(huì)有何結(jié)果8.人員組織及經(jīng)費(fèi)預(yù)算第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日是否主動(dòng)施加干預(yù)?1.實(shí)驗(yàn)研究(干預(yù)，第8章):

受試對(duì)象：人——臨床試驗(yàn)動(dòng)物——?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)臨床試驗(yàn)：治療——臨床療效實(shí)驗(yàn)

預(yù)防——社區(qū)干預(yù)實(shí)驗(yàn)

2.調(diào)查研究(無干預(yù)，第14章):被動(dòng)地觀察、如實(shí)記錄聯(lián)系：調(diào)查研究可為實(shí)驗(yàn)研究提供線索，而實(shí)驗(yàn)研究還需要通過調(diào)查研究加以證實(shí)。是指對(duì)社區(qū)中的所有人群施加某種處理因素并觀察一段較長的時(shí)間。第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)研究(experimentalresearch)是使設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)因素或處理因素在其它干擾因素被嚴(yán)格控制的條件下，觀察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)效應(yīng)的作用及影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(experimentdesign)是指研究人員對(duì)實(shí)驗(yàn)因素作合理的、有效的安排，最大限度地減少實(shí)驗(yàn)誤差，使實(shí)驗(yàn)研究達(dá)到高效、快速和經(jīng)濟(jì)的目的。1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(medicalexperimentaldesign)是將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，主要包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)。其目的是研究如何科學(xué)地、合理地安排實(shí)驗(yàn)因素，研究并排除實(shí)驗(yàn)中所有影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果及效應(yīng)的各種干擾因素的作用。根據(jù)研究對(duì)象不同，實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)分為：1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：以實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和實(shí)驗(yàn)樣品為對(duì)象；2.臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)：以人為對(duì)象。第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日

一般多為受試對(duì)象本身的特征及外界環(huán)境因素，其來源復(fù)雜，范圍廣，經(jīng)常不易控制或不易察覺。干擾因素也稱為非處理因素或混雜因素，它是指處理因素以外的可以影響實(shí)驗(yàn)效應(yīng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一切可能的因素。第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成三個(gè)基本要素四個(gè)基本原則受試對(duì)象處理因素試驗(yàn)效應(yīng)

隨機(jī)化的原則對(duì)照的原則重復(fù)的原則均衡的原則2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，研究人員應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的目的，緊緊抓住這三個(gè)基本要素，并應(yīng)通盤考慮如何去合理有效地安排這三個(gè)基本要素。只有這樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才會(huì)有明確的方向。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)研究中最為重要和關(guān)鍵的第一步。必須給予高度重視。第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日第一，研究人員能夠按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的及要求設(shè)置處理因素。第二，受試對(duì)象可以通過隨機(jī)化原則隨機(jī)地接受某種處理因素或某種處理因素的不同水平。第三，由于應(yīng)用了隨機(jī)化原則，使各比較組之間達(dá)到了較好的均衡性，因而，最大限度地減少了非處理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的干擾和影響。3.實(shí)驗(yàn)研究的特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)研究主要具有三個(gè)基本特點(diǎn)：第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日由于實(shí)驗(yàn)研究具備這三個(gè)特點(diǎn)，就使得實(shí)驗(yàn)研究中各比較組之間具有較好的均衡性及可比性，大大減少了各種非處理因素或背景干擾因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的影響，可以更為有效地控制實(shí)驗(yàn)誤差，提高了實(shí)驗(yàn)研究的效率及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)研究有多種分類方法，一般常根據(jù)受試對(duì)象的特征分為三大類：4.實(shí)驗(yàn)研究的分類1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)2.臨床試驗(yàn)3.社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(animalexperiment)是指用人工飼養(yǎng)繁殖的動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。其特點(diǎn)是，容易控制處理因素及干擾因素，實(shí)驗(yàn)誤差較小，實(shí)驗(yàn)成本較低，觀察的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)較為客觀。如果在實(shí)驗(yàn)研究中，出現(xiàn)因各種原因而導(dǎo)致動(dòng)物意外死亡或缺失時(shí)，可據(jù)情予以補(bǔ)充，收集資料及分析資料均較為方便。第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日

2.臨床試驗(yàn)(clinicaltrial)研究對(duì)象基本單位是病人個(gè)體。在藥物的臨床試驗(yàn)效果評(píng)價(jià)中，通常，研究者將研究對(duì)象隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，給予實(shí)驗(yàn)組某種干預(yù)措施（新藥或新療法），給予對(duì)照組安慰劑或現(xiàn)有的或傳統(tǒng)的治療方法，然后通過一系列臨床、實(shí)驗(yàn)室或物理檢查指標(biāo)，隨訪觀察并比較兩組相應(yīng)的疾病或健康狀態(tài)差異，從而評(píng)價(jià)干預(yù)措施的效果。第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日

3.社區(qū)干預(yù)實(shí)驗(yàn)(communityinterventiontrial)，也叫社區(qū)干預(yù)項(xiàng)目（communityinterventionprogram，CIP）或者社區(qū)實(shí)驗(yàn)(communitytrial)，其研究對(duì)象基本單位是社區(qū)人群而不是個(gè)體。有些實(shí)驗(yàn)研究不適合以個(gè)體為單位來進(jìn)行，而更適合于以社區(qū)或某一地理區(qū)域?yàn)閱挝粊韯澐謱?shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，如食鹽加碘預(yù)防地方性甲狀腺腫、自來水加氟預(yù)防齲齒等。第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素降壓藥高血壓病人血壓值處理因素受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)效應(yīng)三個(gè)基本要素：1.受試對(duì)象；2.處理因素；3.實(shí)驗(yàn)效應(yīng)其他因素其他效應(yīng)第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日受試對(duì)象（studysubjects）是指在實(shí)驗(yàn)研究中研究人員所要觀察的客體，即處理因素作用的對(duì)象。受試對(duì)象主要包括人、動(dòng)物、微生物以及人或動(dòng)物的試驗(yàn)材料。如器官、組織、細(xì)胞、血液、尿液、糞便等。一、受試對(duì)象受試對(duì)象的選擇：明確納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日②觀察臨床療效、臨床檢驗(yàn)水平、診斷水平及社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)等，多選擇人體及其材料作為受試對(duì)象。一般常以病人為實(shí)驗(yàn)組，健康人為對(duì)照組；也可選擇幾組不同類型的病人分別作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。選擇受試對(duì)象是根據(jù)科研課題的研究目的而確定的。選擇受試對(duì)象應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)：①進(jìn)行基礎(chǔ)性的醫(yī)學(xué)研究，多選擇動(dòng)物及其材料作為受試對(duì)象，并可由此積累資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日受試對(duì)象應(yīng)具備下列基本條件。（1）敏感性：是指受試對(duì)象接受處理因素后，容易顯示實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。（2）特異性：是指受試對(duì)象接受處理因素后，只產(chǎn)生特定的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。（3）穩(wěn)定性：是指受試對(duì)象產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)僅在特定范圍內(nèi)波動(dòng)，且波動(dòng)相對(duì)較小。（4）經(jīng)濟(jì)性：是指受試對(duì)象容易獲取且價(jià)格便宜。（5）可行性：是指受試對(duì)象便于施加處理因素及獲取標(biāo)本。（6）相似性：是指動(dòng)物產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)盡可能與人體近似。（一）受試對(duì)象的基本條件第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日1.動(dòng)物醫(yī)學(xué)研究中的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都要用到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。使用動(dòng)物作為受試對(duì)象非常方便，安全性高，價(jià)格相對(duì)便宜，而且不涉及人類的醫(yī)德問題。研究中動(dòng)物意外缺失可以據(jù)情予以補(bǔ)充。飼養(yǎng)、管理及觀察動(dòng)物十分方便且容易做到。選擇動(dòng)物一般要考慮動(dòng)物的種類、種屬、品系、窩別、性別、年齡、體重、健康狀況、是否容易飼養(yǎng)和存活，對(duì)施加的處理因素的反應(yīng)特征等方面。（二）常用受試對(duì)象的基本特征第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日2.人體以人體作為觀察對(duì)象，涉及的問題很多且較為復(fù)雜，一般應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面：（1）一般條件性別、年齡、民族、個(gè)人嗜好、生活習(xí)慣、居住地區(qū)等。（2）健康狀況既往病史、家族成員病史、目前健康狀況，身體發(fā)育狀況等。（3）社會(huì)因素職業(yè)、文化程度、經(jīng)濟(jì)條件、居住條件、家庭狀況、心理狀況、個(gè)性特征、病人及其家屬的合作態(tài)度等。第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日（4）疾病因素病種、病型、病期、病程、病情、診斷方法、診斷標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)研究的時(shí)間期限等。（5）機(jī)體材料標(biāo)本的獲取部位、獲取條件、新鮮程度、保存方法、培養(yǎng)條件、運(yùn)輸及傳送方式等。（6）外界環(huán)境因素醫(yī)院規(guī)模、醫(yī)療水平、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)護(hù)人員的水平及素質(zhì)、病房的大小、病房中病人數(shù)量、病人距離醫(yī)院的遠(yuǎn)近，就診的方便程度等。第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日人體作為受試對(duì)象，常用于臨床治療方案的療效觀察研究以及某種疫苗在人群中預(yù)防某種疾病的效果觀察等。在臨床治療工作中，每一位病人都可以作為一個(gè)觀察對(duì)象。但是，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四個(gè)基本原則，如想在特定時(shí)期內(nèi)選擇幾組除處理因素不同以外，其它各方面條件都基本一致的病例，則是一件相當(dāng)困難的事情。病例的選擇：明確納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日1.物理因素電、磁、光、聲、溫度、射線、微波、超聲波等。2.化學(xué)因素藥物、營養(yǎng)素、激素、毒物、各種有機(jī)和無機(jī)化合物等。3.生物因素寄生蟲、真菌、細(xì)菌、病毒及其生物制品等。二、處理因素處理因素:是指由研究人員施加于受試對(duì)象并能產(chǎn)生一定試驗(yàn)效應(yīng)的因素。醫(yī)學(xué)科研中常用的處理因素主要有下列幾大類：第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日非處理因素:

除了“處理因素”以外的對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響的其它影響因素。在非處理因素中，有的是可以控制，有的不能控制。因此在確定處理因素的同時(shí)，根據(jù)專業(yè)知識(shí)與實(shí)驗(yàn)條件，盡可能找出對(duì)研究結(jié)果產(chǎn)生影響的非處理因素，以便進(jìn)行控制?；祀s因素：干擾研究結(jié)果的指標(biāo)。常見的混雜因素:年齡、性別病程、病情疾病史、家族史、伴發(fā)疾病第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日處理因素為單個(gè)時(shí),稱為單因素。每個(gè)因素在數(shù)量上或強(qiáng)度上可有不同，這種數(shù)量或強(qiáng)度上的不同就稱為水平。依照研究因素與水平的不同，可產(chǎn)生四類實(shí)驗(yàn)：1.單因素單水平2.單因素多水平4.多因素多水平3.多因素單水平如研究某藥對(duì)原發(fā)性高血壓患者的降壓作用如研究某藥不同劑量的降血糖作用。如比較不同藥物或不同療法對(duì)某病的治療效果。如某腫瘤的聯(lián)合化療方案。第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日在實(shí)驗(yàn)研究中，由于影響試驗(yàn)結(jié)果的因素很多，有時(shí)則十分復(fù)雜。因此，在安排施加處理因素時(shí)，應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面。1.抓住實(shí)驗(yàn)中的主要因素任何一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究都有其主要的方面或主要矛盾。2.確定處理因素和非處理因素實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)根據(jù)研究目的確定處理因素和非處理因素。一般情況下，兩者的區(qū)別并不困難。3.處理因素標(biāo)準(zhǔn)化是指在進(jìn)行同一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，施加于多個(gè)受試對(duì)象的處理因素是相同一致的。不能隨意加以改變。尤其是用于病人的藥物。第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日

實(shí)驗(yàn)效應(yīng):是指處理因素施加于受試對(duì)象并經(jīng)過一定時(shí)間，受試對(duì)象產(chǎn)生的各種反應(yīng)及表現(xiàn)。這些反應(yīng)可以是主觀的，也可以是客觀的。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)可以用各種各樣的具體指標(biāo)來表示。觀察實(shí)驗(yàn)效應(yīng)，應(yīng)盡可能選擇客觀指標(biāo)以及容易檢測(cè)及分析的指標(biāo)。三、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日

1.定量指標(biāo)可以用具體的度量衡單位來表示的指標(biāo)。如人體的身高用厘米表示，體重用公斤表示，脈搏用每分鐘的次數(shù)來表示。計(jì)量指標(biāo)可以根據(jù)具體指標(biāo)的要求，精確到小數(shù)點(diǎn)后面若干位。

2.分類指標(biāo)按受試對(duì)象的屬性或特征先分類，再計(jì)數(shù)各類的個(gè)數(shù)。用絕對(duì)數(shù)或相對(duì)數(shù)來表示。如某檢測(cè)指標(biāo)的結(jié)果可以用“是”或“否”，“陰性”或“陽性”來表示。（一）觀察指標(biāo)的分類觀察指標(biāo)按其性質(zhì)一般可以分為下列幾類：第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日3.等級(jí)指標(biāo)按試驗(yàn)效應(yīng)的程度分為若干等級(jí)，并計(jì)數(shù)各等級(jí)的個(gè)數(shù)。該指標(biāo)介于定量及分類指標(biāo)之間。如用某治療方案治療病人，其觀察結(jié)果可以分為四個(gè)等級(jí)，即：無效，顯效，好轉(zhuǎn)，痊愈。這四個(gè)等級(jí)可以用一個(gè)或多個(gè)具體量度指標(biāo)來確定。第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日1.關(guān)聯(lián)性是指觀察指標(biāo)與研究目的有著本質(zhì)而密切的聯(lián)系，能夠確切反映處理因素的試驗(yàn)效應(yīng)。這些指標(biāo)可以通過查閱文獻(xiàn)或根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)而獲得。2.客觀性是指能夠借助各種檢測(cè)手段及方法所觀測(cè)記錄的指標(biāo)。如血壓，紅細(xì)胞數(shù)，心電圖，尿鉛含量等指標(biāo)。(二）選擇觀察指標(biāo)的要求第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日準(zhǔn)確度:即指實(shí)際測(cè)量值與真值的接近程度。準(zhǔn)確度越高，測(cè)量值越接近真值，誤差則越小。盡管真值往往未知，但準(zhǔn)確度越高，指標(biāo)的可靠性越高(效度)

。

3.精確性精確性包括兩層含義。精密度:指在重復(fù)觀察及測(cè)量時(shí)，觀察值與其平均值的接近程度。精密度越高，說明重復(fù)的測(cè)量值越接近，檢測(cè)設(shè)備或手段的穩(wěn)定性越好(信度)。第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日4.穩(wěn)定性是指觀察指標(biāo)變異度的大小。穩(wěn)定性高，則變異度小，指標(biāo)的代表性強(qiáng)，反之亦然。穩(wěn)定性一般可以用該指標(biāo)的變異系數(shù)來表示。如果變異系數(shù)不超過15%～20%，則該指標(biāo)的穩(wěn)定性較好。5.靈敏性是指各種檢測(cè)手段和方法能夠檢測(cè)出試驗(yàn)效應(yīng)微小變化的能力。靈敏性越高，則檢測(cè)出試驗(yàn)效應(yīng)微小變化的能力越強(qiáng)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，檢測(cè)手段的靈敏性將會(huì)越來越高。第三十二頁，共三十七頁，20