醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)1

第二章醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)定義：是在擁有一定專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，為某一現(xiàn)場調(diào)查、臨床療效觀察或?qū)嶒?yàn)室研究等所制定的具體工作計(jì)劃必要性：DollandHill（1964）

短肢畸型（1960s）

類型：調(diào)查設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和調(diào)查設(shè)計(jì)的區(qū)別和聯(lián)系

調(diào)查設(shè)計(jì)一、調(diào)查研究的主要特點(diǎn)：

沒有人為施加的干預(yù)措施，而是客觀地觀察記錄某些現(xiàn)象的現(xiàn)狀及其相關(guān)特征。第一節(jié)調(diào)查研究的特點(diǎn)二、調(diào)查研究分類從調(diào)查對象上分:全面調(diào)查、抽樣調(diào)查、典型調(diào)查調(diào)查涉及的時(shí)間來分：回顧性調(diào)查（病例-對照研究）、現(xiàn)況調(diào)查、前瞻性調(diào)查（隊(duì)列研究）從抽取樣本的方式分：簡單隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、分層隨機(jī)抽樣、整群抽樣調(diào)查設(shè)計(jì)：文獻(xiàn)調(diào)研調(diào)查計(jì)劃整理計(jì)劃分析計(jì)劃第二節(jié)調(diào)查計(jì)劃

確定調(diào)查目的和指標(biāo)

調(diào)查指標(biāo)：重點(diǎn)突出、客觀性強(qiáng)、靈敏度高、定量指標(biāo)確定調(diào)查對象和觀察單位確定調(diào)查方法和資料收集方法資料收集的方法：直接觀察法、詢問法擬定調(diào)查項(xiàng)目和調(diào)查表

調(diào)查項(xiàng)目：分析項(xiàng)目、備查項(xiàng)目樣本含量估計(jì)制訂調(diào)查的組織計(jì)劃第三節(jié)整理計(jì)劃問卷接受問卷核查數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)錄入第四節(jié)調(diào)查的質(zhì)量控制設(shè)計(jì)階段：正確劃分調(diào)查范圍正確選擇調(diào)查指標(biāo)明確定義調(diào)查項(xiàng)目正確設(shè)置調(diào)查問題選擇恰當(dāng)?shù)恼{(diào)查方式預(yù)調(diào)查資料收集、整理與分析階段

調(diào)查員的選擇和訓(xùn)練工作態(tài)度、專業(yè)知識、業(yè)務(wù)技能、實(shí)際經(jīng)驗(yàn)根據(jù)特殊情況選用不同的調(diào)查員調(diào)查生育狀況－－女調(diào)查員調(diào)查前應(yīng)廣泛宣傳，對敏感問題，作思想工作，

注意保密、或采取隨機(jī)應(yīng)答技術(shù)知情同意（InformedConsent）調(diào)查質(zhì)量評價(jià)的指標(biāo)：效度和信度效度（validity）： 調(diào)查工具對所調(diào)查對象測量的有效程度或準(zhǔn)

確程度（真實(shí)性）靈敏度（sensitivity或truepositiverate,TPR）：將實(shí)際有病的人判斷為患者的能力

特異度（specificity）：將實(shí)際無病的人判斷為非患者的比例

信度（reliability）： 調(diào)查工具對所調(diào)查對象測量的可靠程度（可靠性）與個(gè)體本身的差異、測量儀器、觀察變異有關(guān)第三節(jié)常用的抽樣方法單純隨機(jī)抽樣(simlperandomsampling)方法：

對調(diào)查總體的全部觀察單位編號，然后隨機(jī)抽取部分

調(diào)查單位組成樣本。優(yōu)點(diǎn)：

均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差及其標(biāo)準(zhǔn)誤計(jì)算簡便。缺點(diǎn)：

當(dāng)總體例數(shù)較多時(shí)，對觀察單位－－編號不易操作。單純隨機(jī)抽樣舉例編號：1，2，3，4，5，6，7，…，20001936，2759，4613，7993，3755，3977，…

3

5

7

9

1

2

4

6

8

01936，759，613，1993，1755，1977，…單純隨機(jī)抽樣SAS程序演示系統(tǒng)抽樣(systematicsampling)方法：

先將總體的觀察單位按某一順序號分成ｎ個(gè)部分，再從第一部分隨機(jī)抽取第ｋ號觀察單位，依次用相等間隔，從每一部分各抽取一個(gè)觀察單位組成樣本。優(yōu)點(diǎn)：易于理解，簡便易行；容易得到按比例分配的樣本；樣本的觀察單位在總體中分布均勻，其抽樣誤差一般小于單純隨機(jī)抽樣。缺點(diǎn)：對與有周期趨勢或單調(diào)增（減）趨勢的總體，容易產(chǎn)生明顯的系統(tǒng)誤差；一般按單純隨機(jī)抽樣的方法估計(jì)抽樣誤差，是近似值。整群抽樣(clustersampling)方法：

先將總體按照某種與研究指標(biāo)無關(guān)特征劃分為K個(gè)“群”組，每個(gè)群包括若干個(gè)觀察單位，然后再隨機(jī)抽?。雮€(gè)群，將抽取的ｋ個(gè)群中的全部觀察單位組成樣本。優(yōu)點(diǎn)：

便于組織、節(jié)省經(jīng)費(fèi)，容易控制調(diào)查質(zhì)量。缺點(diǎn)：

當(dāng)樣本含量一定時(shí)，抽樣誤差一般大于單純隨機(jī)抽樣。分層抽樣(stratifiedsampling)方法：

先按對觀察指標(biāo)影響較大的某種特征，將總體分為若干類別（即層）再從每一層內(nèi)隨機(jī)抽取一定數(shù)量的觀察單位，合起來組成樣本。

優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差小于前三種方法。便于對不同的層采用不同的抽樣方法。便于對各層獨(dú)立進(jìn)行分析缺點(diǎn)：

層內(nèi)差異較大、層間差異較小時(shí)，抽樣誤差增大。四種抽樣方法誤差由小到大排列：分層抽樣≦系統(tǒng)抽樣≦單純隨機(jī)抽樣≦整群抽樣

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和分類基本原則常用設(shè)計(jì)方法確定樣本含量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和分類科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)性研究加以干預(yù)措施調(diào)查性研究不施加干預(yù)措施實(shí)驗(yàn)性研究實(shí)驗(yàn)研究以動(dòng)物、標(biāo)本為研究對象臨床試驗(yàn)臨床療效試驗(yàn)社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)以人為研究對象特點(diǎn)：分類：第一節(jié)醫(yī)學(xué)科研設(shè)計(jì)的基本要素和基本原則一、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的要素處理因素受試對象實(shí)驗(yàn)效應(yīng)

(一)處理因素處理因素（生物的、化學(xué)的、物理的,單因素、多因素）：由研究目的確定的欲施加或欲觀察的、能引起受試對象直接或間接效應(yīng)的因素。實(shí)驗(yàn)性研究:主動(dòng)施加；觀察性研究:客觀存在非處理（混雜）因素：與處理因素相對應(yīng)并同時(shí)存在，能使受試對象產(chǎn)生效應(yīng)要能區(qū)分處理和非處理因素?。?！水平：每個(gè)因素在數(shù)量、強(qiáng)度等上的不同狀態(tài)注意：①分清處理與混雜因素；②處理因素不變

(二)受試對象受試對象（研究對象）：處理因素作用的客體，由研究目的確定的研究總體（人、動(dòng)物、植物、生物材料）動(dòng)物實(shí)驗(yàn):動(dòng)物，臨床實(shí)驗(yàn):患者，現(xiàn)場實(shí)驗(yàn):正常人群基本條件：⑴對處理敏感⑵反應(yīng)穩(wěn)定研究某種藥物對高血壓的治療效果

(三)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)：處理因素作用于受試對象的反應(yīng)和結(jié)局，由觀察指標(biāo)體現(xiàn)1.客觀性2.精確性：準(zhǔn)確度（觀察值與真值的接近程度，主要由系統(tǒng)誤差引起），精密度（觀察值與均值的接近程度，主要由隨機(jī)誤差引起）3.特異度和靈敏度：特異度反應(yīng)其鑒別真陰性的能力靈敏度反應(yīng)其鑒別真陽性的能力基本原則隨機(jī)化原則對照原則重復(fù)原則二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則對照原則：

對照組除了實(shí)驗(yàn)因素不同以外，實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)條件和輔助措施，都應(yīng)相同。常見的對照：

(1)空白對照:對照組不施加任何處理措施。

(2)安慰劑對照:對照組采用安慰劑。

(3)實(shí)驗(yàn)對照:實(shí)驗(yàn)組加入有效成分，而對照組則無。

(4)標(biāo)準(zhǔn)對照:用公用的有效藥物、現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法或常規(guī)方法作對照。

(5)自身對照:

對照和實(shí)驗(yàn)措施在同一實(shí)驗(yàn)對象上實(shí)施

安慰劑(placebo):一種外形與實(shí)驗(yàn)藥物一樣，內(nèi)容為毫無治療效果的糖丸，外形指的是形狀、顏色、味覺都應(yīng)相同。隨機(jī)化原則：

總體中的每一觀察單位都有同等的機(jī)會(huì)被選入到樣本中。重復(fù)原則：

⑴整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)

⑵多個(gè)受試對象重復(fù)

⑶同一受試對象重復(fù)重復(fù)的作用：估計(jì)、降低實(shí)驗(yàn)誤差。第三節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容 和步驟建立研究假設(shè)

決定課題時(shí)應(yīng)考慮：

(1)題目的科學(xué)性

(2)課題的實(shí)用性

(3)研究的可行性

主要問題研究假設(shè)

次要問題補(bǔ)充說明完善研究的假設(shè)研究目的明確研究范圍：

受試對象的選入標(biāo)準(zhǔn)即納入標(biāo)準(zhǔn)（inclusioncriteria)和排除標(biāo)準(zhǔn)（exclusioncriteria）的確定

確定選入標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注意的問題：

(1)應(yīng)納入那些對處理因素的效應(yīng)反應(yīng)靈敏的患者作為研究對象，避免無反應(yīng)的干擾。

(2)排除對處理措施能產(chǎn)生有害作用的特殊人群。

(3)納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用條文明確規(guī)定成為書面形式。有機(jī)磷農(nóng)藥職業(yè)暴露對男性生育力的影響及其機(jī)理的研究有機(jī)磷農(nóng)藥職業(yè)暴露對男性生育力的影響及其機(jī)理的研究（1）對象招收根據(jù)研究對象入選條件和排除條件選擇符合條件的研究對象，向他們出示“知情同意書”以征得對象的同意。研究對象入選條件：25～35歲已婚男性，近3年內(nèi)至少有一個(gè)存活≥6個(gè)月的孩子；愿意接受調(diào)查、提供兩次精液樣本；愿意提供血、尿樣本。研究對象排除條件：有泌尿、生殖器疾患史者；有結(jié)核病史者；有糖尿病、腎臟、心腦血管病等嚴(yán)重全身性慢性疾病；調(diào)查前三個(gè)月內(nèi)患有嚴(yán)重的急性疾?。痪黛o脈曲張Ⅱ度及以上；最近一年內(nèi)從事高溫作業(yè)；最近一年內(nèi)從事接觸苯、二溴氯丙烷、二溴乙烯等有機(jī)溶劑的作業(yè)；最近一年內(nèi)從事鉛接觸、焊接作業(yè)。第四節(jié)研究設(shè)計(jì)中控制誤差的方法設(shè)計(jì)階段：確定納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，尊循隨機(jī)化，對照，均衡，重復(fù)；注意盲法設(shè)計(jì)：單盲、雙盲實(shí)施階段：調(diào)查員或?qū)嶒?yàn)員培訓(xùn)，儀器校準(zhǔn)，預(yù)實(shí)驗(yàn)或預(yù)調(diào)查數(shù)據(jù)整理和分析：雙遍編碼/錄入，多因素分析等

第五節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)(randomizedcontroltrial)

設(shè)計(jì)方案：將受試對象隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)組和對照組。優(yōu)點(diǎn)：有效避免了某些非實(shí)驗(yàn)因素的影響。增強(qiáng)了各比較組間的可比性。有效地控制了偏倚和誤差。檢驗(yàn)結(jié)果更能反映總體間的真實(shí)差異。方法：抽簽、隨機(jī)數(shù)字表（或隨機(jī)排列表）常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法完全隨機(jī)化設(shè)計(jì)配對設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì)配伍組設(shè)計(jì)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)方案示意圖

例題1：將10只實(shí)驗(yàn)對象隨機(jī)分配到甲乙兩組（實(shí)驗(yàn)組

和對照組）。用隨機(jī)排列表：動(dòng)物編號：1

2

3

4

5

6

7

8

9

10隨機(jī)數(shù)字：6

1

9

6

4

8

9

5

0

3所屬組別：甲乙乙甲甲甲乙乙甲乙例題2：將15例實(shí)驗(yàn)對象分入三組：對象編號：123456789101112131415隨機(jī)數(shù)字:932253643907106376358703047988

例題丙甲乙乙乙甲甲乙丙乙丙甲甲丙丙配對設(shè)計(jì)示意圖配對設(shè)計(jì)(paireddesign)

設(shè)計(jì)方案：將實(shí)驗(yàn)對象按一定條件配成對子，

再隨機(jī)分配每對中的兩個(gè)對象到

實(shí)驗(yàn)組和對照組接受不同處理。

優(yōu)點(diǎn)：增強(qiáng)處理間的均衡性，提高檢驗(yàn)效能。

受試者號：1.12.13.14.15.16.17.18.19.110.1

1.22.23.24.25.26.27.28.29.210.2

隨機(jī)數(shù)字：8856532759所屬組別：甲甲乙甲乙乙甲乙乙乙乙乙甲乙甲甲乙甲甲甲例題：將10對實(shí)驗(yàn)對象隨機(jī)分配到實(shí)驗(yàn)組和對照組。交叉設(shè)計(jì)(cross-overdesign)

設(shè)計(jì)方案：

是自身配對設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展的雙因素設(shè)計(jì)。它可在同一病人身上觀察兩種或多種效應(yīng)，這樣能夠消除病人之間的變異，減少誤差，提高實(shí)驗(yàn)效率。首先將一組同質(zhì)個(gè)體隨機(jī)分為兩組，分別將A因素施與I組，B因素施與II組，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，再隔一段間隙期，B因素施與I組，