医学科研设计

健康合格 种属一致 品系相同 年龄、窝 别、体重差别不大 性别要求雌雄各半
以人为对象

基本要求：
乐意配合试验 能遵从试验要求 能对拟施加的处理因素所感知的反应情况 如实表达 估计施加处理因素后不会引起副作用 特殊要求：①诊断必须明确 ②不伴随妨 碍试验的其他疾病③病情不是特别严重或有 严重并发症

实验设计的意义：
保证研究结果的科学性、经济性和可重复 性 是实验过程中的依据 是进行统计分析的基础和先决条件 是获得预期结果的保证


实验研究的特点
研究者能人为设置处理因素 研究对象接受何种处理因素或水平是随机 分配的

实验设计

实验设计的基本要素
处理因素 受试对象 实验效应


实验效应



选用客观性较强的指标：主观指标 和客观指标 选用精确性较强的指标：准确度和 精密度 选用灵敏度较高的指标 选用特异性较高的指标
几种常见随机化分组设计
㈠ 完全随机设计 ㈡ 配对设计
㈢ 随机区组设计 ㈣ 交叉设计 ㈤ 盲法设计
㈠ 完 全 随 机 设 计 (completely random design)
准或正常值作对照。
例①某种新的方法能否代替传统方法的研究；
②某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相 同。
——实验室应用较多
㈣ 自身对照：实验在同一受试对象上进行
特点：
简单易行，使用广泛。但若试验前后某些 环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结 果，就难以说明问题。
㈤ 相互对照 ：几个实验组互相对照
随机的原则
随机化原则：随机≠“随便”, 随机化的作 用是使样本具有较好的代表性，提高实验 结果的可比性。 随机抽样、随机分组 目的是使各组非实验因素的条件均衡一致， 以消除对实验结果的影响。
重复的原则
某医师应用一种新的手术方法治疗了4例肝癌患 者，病人全部痊愈，该医师由此报道新的手术 方法痊愈率为100%，以前的手术方法痊愈率为 ８0%，故得出新的手术方法优于以前的手术方 法。
原作者在进行实验分组时具有很大的随意性，13 例患儿既接受了方案Ⅰ的治疗，又接受了两个疗 程的方案Ⅱ的治疗，没有考虑经过两个不同方案 治疗对观察指标可能带来的影响，且13例患儿两 个疗程方案Ⅱ所测得的26个数据被错误地看成取 自26个独立的个体，又与其它只参加第Ⅱ方案治 疗的4个个体的数据组成一组进行计算。第Ⅰ方案 的患儿的数据来自第1疗程，而第Ⅱ方案的患儿数 据大部分来自第2疗程和第3疗程，可比性较差。 重复测自13个患儿的26个实验数据被看百度文库测自26 个患儿的独立数据，显然不妥。
医学科研设计的基本原则


对照的原则 均衡的原则 随机的原则 重复的原则
对照的原则

对照的意义：
鉴别处理因素与非处理因素的差异 消除和减少实验误差


要求：
各组间除处理因素不同外，其他因素尽可 能相同，以减少非处理因素的干扰和影响 对照组与实验组的样本例数尽可能相等或 相近

处理组： 处理因素 +
㈡实验对照(experimental control)：施加
基础实验条件（非处理因素）。
含赖氨酸面包+非处理因素→赖氨酸效应 + 面包效应+非处理因素效应 面包+非处理因素→ 非处理因素→ 面包效应+非处理因素效应 +非处理因素效应
赖氨酸
赖氨酸效应
㈢ 标准对照(standard control)：以现有的标
例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效
㈥ 历史 对照 ： 以过去的研究结果作对照。 与本人或他人过去的研究结果作比较
均衡的原则
除了要对比的因素不同以外，其它因素 要尽可能的保持一致。
某研究者欲评价佳加学生钙治疗儿童轻度缺钙的疗 效，在实验幼儿园抽取80名确诊为轻度缺钙的儿童， 服用佳加学生钙为试验组。在该地机关幼儿园抽取 80名确诊为轻度缺钙的儿童，未服用佳加学生钙为 对照组，观察指标是头发中钙的含量。结果试验组 实验幼儿园的儿童发钙均值明显上升，机关幼儿园 的观察对象发钙略有提高，但比试验组低，故认为 佳加学生钙有补钙作用，能有效治疗儿童缺钙。
㈢随机区组设计(randomized block design)
是配对设计的扩展（处理数大于２），又称配伍组设 计。先按影响实验结果的非处理因素相同或相近的原 则将受试对象配成区组，再分别将各区组内的受试对 象随机分配到各处理组或对照组。区组受试对象取决 于处理组数，区组数取决于各处理组的实验对象数。 优点：处理组间均衡性好，实验误差小，实验效率高。 缺点：区组内实验对象数与处理数相同，实验结果中 若有缺失值，统计分析比较复杂。 统计分析方法：方差分析
≤补骨１号对大鼠类固醇性骨质疏松的作 用≥ 24只大鼠随机分成3组，每组8只。一组：正
常对照组（用生理盐水灌胃），二组：激素组（氢 化考的松灌胃），三组：补骨1号合用激素组（氢化 可的松灌胃的同时加用补骨1号）。实验一段时间后， 测定骨小梁面积等定量指标，认为补骨1号有防治类 固醇性骨质疏松的作用。

实验研究的基本要素
三要素：1.处理因素；2.受试对象；3.实验效应
其他因素 其他效应
处理因素
降压药
受试对象
高血压病人
实验效应
血压值
处理因素


又称被试因素、研究因素，是指为 观察其处理效应而施加于受试对象 身上的因素 注意问题：
把握实验研究中的主要因素 区分处理因素与非处理因素 处理因素应当标准化
≤大剂量甲氨蝶呤静滴后四氢叶酸钙解 救方案的探讨≥，两种方案用于治疗急性淋巴细胞
白血病患儿，一种方案为总剂量3g/m3大剂量甲氨蝶呤在 12h滴注完毕，施药36h后进行四氢叶酸钙解救（简称方 案Ⅰ），另一种方案为在24h静滴完毕，施药36h后进行 四氢叶酸钙解救（简称方案Ⅱ）。比较血液及脑脊液中 的药物浓度。选择的实验对象是1998年5月至1999年2月 住院的急性淋巴细胞白血病患儿17例，平均7.4岁，男11 例，女6例。在17例患儿中，13例患儿第一疗程接受方案 Ⅰ，以后再进行的2个疗程采用方案Ⅱ，计26例次，另4 例患儿只接受方案Ⅱ一次。比较时将所有接受方案Ⅰ的 患儿（n=13）的药物浓度与所有接受方案Ⅱ（n=30）患 儿的药物浓度进行比较。
作者在比较时考虑到了病情的严重程度可能是影响 疗效的一个影响因素，因此在两组中对病情严重程 度作了安排，经卡方检验，两组在病情严重程度构 成上的差别没有统计学意义，好像具有了可比性。 其实不然，作者人为地选择发病在５ d以内的病人 进入治疗组，而对照组则没有此限制，根据常识， 早期治疗对疾病的预后具有重要影响，往往具有较 高的治愈率和较低的病死率。因而治疗组和对照组 由于人为因素的干扰和影响，在病程这一重要的非 实验因素上并没有达到均衡，不具有可比性。
此实验涉及两个因素，即激素用与否和补骨1号用 与否，如果这两个因素不是互相独立的，存在着 交互作用，则第3组的效应就包括激素的效应，补 骨1号的效应，以及它们共同的效应，本实验只安 排了激素组，并没有安排单用补骨1号组，因而在 实际分析时就不能将两因素之间可能存在的交互 作用的效应反映出来，而有可能将其交互作用的 效应归结为单用补骨1号的效应。
A 实验对象→配成区组→随机分配区组中 B C D
接受甲处理 接受乙处理 接受丙处理 接受丁处理
医学统计典型错误辨析
≤小剂量干扰素加三氮唑核苷治疗流行性 乙型脑炎99例分析≥ 有人在一般治疗的基础上加
用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎99例，采 用同期的、接受一般治疗的73例该病患者作为对照。治疗组 中轻型29例，普通型40例，重型22例，极重型8例；对照组73 例，轻型18例，普通型32例，重型17例，极重型6例。两组病 人均在采用传统降温、镇静、降颅内压、肾上腺皮质激素及 抗生素预防感染等对症治疗。在此基础上治疗组选择发病在 ５d病人，加用干扰素和三氮唑核苷静滴，疗程5－7 d。两组 比较疗效差别具有统计学意义。结论是在一般治疗的基础上 加用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎的疗效 优于一般治疗的疗效。
又称简单随机分组设计，它是将同质的受试对 象随机分配到各处理组，再观察其实验效应， 并进行两个样本或多个样本间效应指标的比较。 优点：设计简单，易于实施。 缺点：实验效率低，只分析一个处理因素。 统计分析方法：t 检验、方差分析或秩和检验
㈡ 配对设计 (paired design)
是将受试对象按一定的条件或某些特征（非处 理因素）配成对子，再将每对中的两个受试对 象随机分配到不同处理组。配对设计可增强处 理组间的均衡性，减少随机误差，提高实验效 率。 形式：自身配对、同源配对、条件相近者配对 优点：处理组间均衡性好，抽样误差小，所需 样本含量较小。 缺点：当配对条件严格时，不易达到要求。 统计分析方法：配对t检验、配对卡方检验或配 对符号秩和检验。
是否主动施加干预?
1. 实验研究: 受试对象：人——临床试验（clinical trial） 动物——动物实验（ animal experiment ） 临床试验：治疗——临床疗效实验 预防——社区干预实验（community intervention trial） 2. 调查研究: 被动地观察、如实记录 联系： 调查研究可为实验研究提供线索，而实验 研究还需要通过调查研究加以证实。

受试对象(study subjects)
动物的选择：种类、品系、年龄、体 重、窝别、营养…… 病例的选择：纳入标准、剔除标准
动物的选择 基本要求
对拟施加的处理因素反应要敏感 对拟施加的处理因素反应要稳定 对拟施加的处理因素所作出的反应要尽可 能近似于人 经济可行、容易获得


特殊要求
作者的目的是想通过两药合用看是否能增加单用 药的疗效，但对照组却选择了不相干的肌苷和维 生素治疗。即使通过分析治疗组比对照组疗效好， 也不能得出两药合用比单用其中一种药疗效好的 结论，因为对照组的处理与实验设计的目的不符， 并没有用单用肝炎灵作为对照。 可使对照组的病人接受肝炎灵加安慰剂的处理， 安慰剂在剂型、外观、用量等方面与丹参注射液 相同。采用双盲法进行分组和处理。然后比较两 组的疗效，得出的结论应为加用丹参注射液是否 能够提高肝炎灵的疗效。
非处理因素
+ 处理效应
非处理效应
对照组：
非处理因素
非处理效应
比较结果
㈠空白对照(blank control)：对照组不加任何处理因素。
例如：①实验组儿童接种疫苗，对照组儿童不 接种疫苗。 ②试剂空白、血样空白、无酶解空白、 底物空白等。
特点：
简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实 验效应的测定。 —— 安慰剂对照(placebo control)
≤银屑病发病与血型的关系探讨≥
原作者对64例银屑病患者进行血型观察，其中O 型血30例，A型血17例，B型血17例，AB型血0例。 仅凭数字大小，认为银屑病的发病与血型有明显 的关系，同时也证实了遗传致病的决定意义。
根据常识，正常人群中的血型构成存在较大差异， AB型所占的比例就是最少，作者没有对正常人群的 血型分布情况进行调查，仅根据自己调查的银屑病 人血型构成相差悬殊的情况，并不能说明银屑病人 与正常人群在血型构成上存在差异，作出结论也是 没有说服力的。正确的做法应建立正常对照组，调 查正常人群的血型分布情况，并与银屑病人的血型 分布情况进行比较，如果存在差异，则这银屑病的 发病因素提供了某种线索，如果没有差异，则可以 认为银屑病发病与血型构成没有关系。
医学科研设计
为了比较中西医治疗慢性气管炎病人的疗效， 病人入院时，把病情重的分到西医治疗组， 病情症状轻的分到中医治疗组。观察结果显 示，中医治疗组比西医治疗组有更好的治疗 效果。 1、该医师的结论是否正确？ 2、实验设计有何缺陷？ 3、应该怎样正确设计？
专业设计：选题、查阅文献、假说、预试验 统计设计：对象、分组、数量、指标、分析方法 设计好： （1）既省又可靠 （2）可估计误差 （3）获取多方面知识 设计不好：（1）杂乱无章、虽多犹无 （2）只能罗列现象、无规律可言
≤肝炎灵联合丹参注射液治疗慢性乙型 肝炎60例≥ 慢性乙型肝炎病人随机分为两组，
治疗组60例，接受肝炎灵与丹参注射液联合治疗， 对照组44例，接受肌苷、维生素C的治疗，两组在 性别、年龄、病程、病情等方面均无显著性差异。 比较两组肝功能指标恢复正常率，得出结论：两药 联合应用治疗慢性乙型肝炎有良好的协同作用。