醫(yī)學(xué)科研思路和實驗設(shè)計

醫(yī)學(xué)科研思路和實驗設(shè)計袁秉祥西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院82657724，ybx@精選課件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

實驗設(shè)計專業(yè)/統(tǒng)計/管理實驗過程論文寫作分析/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)律模擬實際構(gòu)建模型/假說反復(fù)驗證和修正確立模型，取得成果精選課件關(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）精選課件科研思路和選題創(chuàng)新開發(fā)精選課件㈠順向外展（uni-directionalextrapolation)1、沿最新發(fā)現(xiàn)\思路\觀點\概念\方向提出新課題2）側(cè)向型或枝節(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)）精選課件2、沿著自己研究室的工作積累和長期堅持的研究方向提出更深入、更全面的課題。3、經(jīng)過國內(nèi)外的技術(shù)合作、學(xué)習(xí)進(jìn)修、攻讀學(xué)位，將參與的課題延伸或擴(kuò)展，提出新的課題。

科研助手科研主持人首席科學(xué)家4、通過學(xué)術(shù)交流（特別是國際學(xué)術(shù)會議）獲得最新、最全面的科研信息，綜合分析，結(jié)合實際，提出自己能解決的新問題。開辟新的方向和引導(dǎo)世界跟蹤5、技術(shù)引進(jìn)，填補(bǔ)空白精選課件1、以一定線索為依據(jù)，對傳統(tǒng)理論、觀點提出有根據(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)㈡逆向外展（reverseextrapolation）精選課件2、通過偶然機(jī)遇、意外發(fā)現(xiàn)，對傳統(tǒng)觀點提出疑問，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)皮損傷血管內(nèi)皮完整RobertFFurchgottLouisJIgnarro,FeridMurad精選課件㈢交叉擴(kuò)展（acrossextrapolation）1、學(xué)科借鑒原油管道輸送→血液流變學(xué)2、學(xué)科/學(xué)部交叉分子生物學(xué)+信息學(xué)→生物信息學(xué)→所有醫(yī)學(xué)領(lǐng)域數(shù)學(xué)+醫(yī)學(xué)→定量醫(yī)學(xué)(實驗設(shè)計,量效關(guān)系,動力學(xué))心理學(xué)+醫(yī)學(xué)→醫(yī)學(xué)心理學(xué)航空醫(yī)學(xué)、航天醫(yī)學(xué)、海洋醫(yī)學(xué)、高原醫(yī)學(xué)、核醫(yī)學(xué)4、臨床-基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)交叉從臨床尋找實際意義的基礎(chǔ)問題；從基礎(chǔ)尋求技術(shù)和理論突破；基礎(chǔ)-臨床結(jié)合解決重點或重大問題。

3、相鄰學(xué)科交叉→學(xué)科分支5、臨床醫(yī)學(xué)-藥學(xué)交叉→臨床藥學(xué)精選課件用已知化合物（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)運體酶化合物（10，000）藥物（1~2）活性化合物篩選平臺㈣借助工具藥揭示生命奧秘（生命現(xiàn)象+生命物質(zhì)）精選課件臨床科研設(shè)計和數(shù)據(jù)處理精選課件以機(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A——→∣給藥后A’

┌A1——→∣給藥后A1’

└A2——→∣給藥后A2’AS1.單組自身比較設(shè)計分組對照設(shè)計實驗設(shè)計????????????????????(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檢驗泊松分布關(guān)聯(lián)x2和優(yōu)勢x2精選課件

陰性對照組B陽性對照組C實驗組(1)D實驗組(3)E實驗組(10)F2．單純平行對照實驗設(shè)計分組對照設(shè)計量反應(yīng)：單因素（組間）方差分析→兩兩對比（t、t′或q、q′

檢驗）最常用、最簡單的設(shè)計；實驗組和對照組同步開始，同步結(jié)束。（對比組）∣∣∣∣∣質(zhì)反應(yīng)：x2檢驗或直接幾率法檢驗（樣本數(shù)較?。┝啃шP(guān)系的顯著性檢驗（tr）│——→││——→││——→│

│——→│

│——→│

精選課件實驗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驗設(shè)計分組對照設(shè)計如給藥前數(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?

?

―→?

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―→

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―→?∣實驗組B

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給藥后給藥前給藥精選課件對照組A實驗組B對照組A實驗組B對照組A實驗組B第一批第二批第三批第1段第2段第3段4．平行分批分段對照實驗設(shè)計分組對照設(shè)計不可將多批數(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；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─→∣───→∣─→∣實驗組B─→∣───→∣─→∣精選課件1層│─→∣2層│─→∣

3層│─→∣

1層│─→∣

2層│─→∣

3層│─→∣

對照組實驗組5.平行分層對照（均衡隨機(jī)）實驗設(shè)計分組對照設(shè)計多因素方差分析，按平行對照處理，t、t′（q、q′

）檢驗。臨床研究中先將可控因素（如性別、體重、病情、病程…）進(jìn)行分層（3個層次），然后在每一層次中再進(jìn)行隨機(jī)分組。精選課件交叉對照設(shè)計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。1)一次交叉（AOB，BOA）：交叉配對設(shè)計

A:對照組∣清洗期B:對照組∣

B:實驗組∣（7t1/2）

A:實驗組∣6.交叉對照實驗設(shè)計分組對照設(shè)計所得數(shù)據(jù)可進(jìn)行顯著性檢驗或生物等效性分析（采用雙向單側(cè)t檢驗）。精選課件ABC

ABCDABCDE

ABCDEFBCABCDABCDEABCDEFACABCDABCDEABCDEFAB

DABC

DEABCDEFABC

EABCDEFABCDFABCDE3×34×45×56×62）多次交叉（拉丁方設(shè)計）實驗設(shè)計分組對照設(shè)計拉丁方設(shè)計巧妙合理，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)計效率很高。拉丁方設(shè)計特別適于病情和模型穩(wěn)定的珍貴病例或動物的研究。缺點：實驗周期成倍延長，方差分析數(shù)據(jù)庫稍復(fù)雜。精選課件1）正交設(shè)計(Orthogonaldesign)●均衡分散：試驗點在試驗范圍內(nèi)排列規(guī)律整齊●整齊可比：試驗點在試驗范圍內(nèi)散布均勻?！馤是正交設(shè)計表的符號，例如L4表示4種組合，L4(23)表示3種因素各2個水平?！穹治鲋饕蛩剡€是次要因素；獨立作用還是有相互影響；組方和劑量比例。L4(23)正交表的代號試驗次數(shù)因素的水平數(shù)因素數(shù)7.多因素、多水平分析精選課件每個表有一代號Un(qs)，U表示均勻設(shè)計，n次試驗，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)計表U6表示有6個因素（如聯(lián)用藥物），做6次試驗，每個因素有6個水平（如劑量水平）。2）均勻設(shè)計(Uniformitydesign)U7(76)均勻表的代號試驗次數(shù)因素的水平數(shù)因素數(shù)精選課件

排列組合53＝125組試驗73=343組試驗正交設(shè)計52＝25組試驗72=49組試驗均勻設(shè)計5組試驗7組試驗⑴效率高，試驗次數(shù)少⑵適用范圍①多因素多水平均勻設(shè)計可獲得精確組方比例。②小復(fù)方少水平

正交設(shè)計可獲得粗略組方比例③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。④多因素固定水平（6）權(quán)重配方設(shè)計可獲得精確組方比例。精選課件通常藥物的實驗劑量需要通過預(yù)實驗摸索求得，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)關(guān)系應(yīng)按體表面積來計算。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)計關(guān)系到實驗的成敗。8、劑量設(shè)計實驗設(shè)計劑量設(shè)計精選課件小鼠20g大鼠200g豚鼠400g兔1.5kg貓2.0kg猴4.0kg犬12kg人70kg小鼠20g1.07.012.2527.829.7

64.1124.2387.8大鼠200g0.141.01.717.856.0豚鼠400g0.080.571.09.231.5兔1.5kg0.040.250.441.01.082.44.514.2貓2.0kg0.030.230.410.921.0猴4.0kg0.020.451.01.96.1犬12kg0.0080.030.521.03.1人70kg0.00260.0180.0310.070.0780.160.321.01)按體表面積比率換算等效劑量實驗設(shè)計劑量設(shè)計精選課件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：DB＝DA×(RB÷RA)×(3√WA÷3√WB)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R0.060.090.0990.0930.0820.1110.1040.112)體型系數(shù)估算法實驗設(shè)計劑量設(shè)計精選課件根據(jù)體表面積，人與各種動物之間的劑量不同，動物的體重越小，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)粗略估算法實驗設(shè)計劑量設(shè)計精選課件單率述描泊松分布或二項分布法（可信限區(qū)間）兩率對比無配對關(guān)系構(gòu)成比相同例數(shù)≥3χ2（2×2）例數(shù)<3直接機(jī)率法構(gòu)成比不同χ2權(quán)重法有配對關(guān)系關(guān)聯(lián)χ2法＋優(yōu)勢χ2法多率對比有等級順序等級序值法、Ridit法無等級順序多率綜合對比χ2（R×C）組間兩兩對比χ2（2×2）二、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理計數(shù)資料（質(zhì)反應(yīng))精選課件兩均數(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，序值法等效性檢驗雙向單側(cè)t檢驗多均數(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