医学科研设计

例 用电脑产生随机数将 10 头动物随机分到甲、 乙两组 （1） 动物编号 （2） 产生随机数 （3） 事先规定随机数者小为甲组，大者为乙组 （4） 按随机数排序，分组
编号 7 2 10 1 8 3 9 5 4 6 随机数 0.01 0.10 0.14 0.38 0.41 0.60 0.86 0.88 0.90 0.96 分组 甲组 甲组 甲组 甲组 甲组 乙组 乙组 乙组 乙组 乙组
动物编号 随机数字 组 别
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6 9 2 6 4 7 2 9 9 8 甲 乙 甲 甲 甲 乙 甲 乙 乙 甲
⑷调整：再接着查一个“6”以内的随机数，以决定甲 组中哪一号拨到乙组。本例查得随机数为4，将甲组第4 个（5号）调到乙组。
计算(器)机随机化分组
Today: 27 June 2013
Today: 27 交叉设计（cross-over design） June 2013
££«££ £££££££££¬«£«££££££££££££££££££ £ è ï£ £ ì © £££££££££££££££ ¬ ë § ì ª £ë ª £££ £ ¬ ££ õ £ £ ì « £«£ ª £ ££« £ ð £ £ « MS F P £ SS £ ££ 1 1 47. 26 6 1 47. 26 6 1 1.6 0 0 .00 20 £ ££ ¬ 1 4 59. 26 6 4 59. 26 6 3 6.1 8 0 .00 01 £ ££ 29 6 94. 73 0 2 3.9 56 1 .89 0 .04 84 î ££ 28 3 55. 46 6 1 2.6 95 £ £ë ¬ ª£ 59 1 656 .7 30 £££££ð ª££££££££££££££££££££££££££££ ££ ª í ë ì ©ë é î ª ££££££££££££££££££££££«££££ é í í 𠨣 £ ª £££è ££î ££££«£££££ £ £ £ £ ¬££1£££££2£££££3££« £ £ ¤ £¤¨
对照的形式
Today: 27 June 2013
㈢ 标准对照(standard control)：以现有的标准
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
对照的形式
Today: 27 June 2013
㈣ 自身对照：实验在同一受试对象上进行 特点：
与本人或他人过去的研究结果作比较 —— 不好！！！！！！
Today: 27 June 2013
（二）随机化(randomization) 分组的原则
随机化原则：随机≠“随便”, 指每个受试对象 以机会均等的原则随机地分配到试验组和对照组。 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。
Today: ㈡ 配对设计 (paired design) 27 June 2013
¬££££££££ª££¬££ª£ £££ £ì é ©î £ î ­ £ £££££££££££££££££ £££££££ ë é ê ­ £££££££££££££££«£ £¬££ è ñ £ é ££££ 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 £££¬ ñ £ 8 7 6 2 5 £ £ ì ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ ££££ 6.1 6.2 7.1 7.2 8.1 8.2 9.1 9.2 10.1 10.2 £££¬ ñ £ 9 0 1 4 3 £ £ ì ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ ££ ¬ £££££££££££ª£££££ £ª£££££££ ë £ ©ë ð £ ££££££££££ ª ª § £££ t £££«££££££ ¨ ë é £ ë é
Today：2013-6-27
第八、九章 医学科研设计
y
四医大统计教研室
制作：宇传华
Today: 27 June 2013
内容提要
第一节 概述 第二节 实验设计 第三节 调查设计
Today: 27 June 2013
第一节 概述
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
相互对照 、历史对照
Today: 27 June 2013
包括：空白对照、实验对照、标准对照、自身对照、
㈠空白对照(blwenku.baidu.comnk 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)
Today: 27 June 2013
准确度和精确度都好
准确度差、精确度好
准确度？、精确度差
准确度和精确度都差
Today: 27 June 二、实验设计的基本原则2013
（一）对照（control） （二）随机化（randomization）分组 （三）重复（replication）
（一） 对照(control)的原则
准确度(accuracy)或真实性（validity） ：观察值与真值的接 近程度，受系统误差的影响(如灵敏度、特异度)。 精 密 度 (precision) 或 可 靠 性 （ reliabiliy ） 或 重 复 性 （repeatability） ：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受 随机误差的影响（如一致百分率、Kappa值）。
预防——社区干预实验（community intervention
trial） 2. 调查研究(无干预，第9章):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。
Today: 27 June 2013
第二节 实验设计 Experimental Design
(三)重复的原则 Today: 27 June 2013
重复(replication)是指各处理组与对照组要有
一定样本含量(sample sizes)。
X

n
无限地增加样本含量，将加大实验规模，延长实验
时间，浪费人力物力，反而增加系统误差出现的可能性。
样本含量不足，检验效能（Power，1－β）偏低， 导致总体中本来具有的差异无法检验出来。
（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
Today: 27 June 2013
是否主动施加干预?
1. 实验研究(干预，第8章):
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
随机化分组方法
1. 抽签等
Today: 27 June 2013
2. 随机数字表(附表15）
3. 计算器或计算机
随机数字表分组Today: 27 June 2013
例 试将10头动物应用随机数字表分配到甲、乙两组。 ⑴按动物体重编号 ⑵从附表15的第21行，第21列往上查10个随机数 ⑶规定双号为甲组，单号为乙组
£££ 0.01 0.10 0.14 0.38 0.41 0.60 0.86 0.88 0.90 0.96 ñ «¬ £é £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ £¬ ¬é ¬é ¬é ¬é ¬é é é é é é
£££ ª t £££ ££ «£ «£££¬ ££¬ ££ £ª£ ££ ££ £ ¨ ð £ ë é £í £ £ é í ­ é ð £ ë é
㈡ 受试对象(studyToday: 27 June 2013 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
Today: 27 June 2013 ㈢ 实验效应(experimental effect)
处理因素作用于受试对象的结果，通过观察指标 表达。观察指标应客观、精确、灵敏、特异。 1. 客观性：主观指标和客观指标。 2. 精确性：
三、几种常见随机化分组设计
㈠ 完全随机设计 ㈡ 配对设计
Today: 27 June 2013
㈢ 随机单位组设计 ㈣ 交叉设计 ㈤ 盲法设计
Today: random design) ㈠完全随机设计(completely27 June 2013
££¬ ££ £££ ££ ££ £££ ¨ é ­ ­ £ ££ £ £ £ « £ £ £ è £ í £££ ££ £ª£ ££ ££ £££ ££ ££ £¬£ ££ ££ ª££ ª î ð £ ­ î é ï í £ £££ ££ £¬£ ££ ££ £££ ë í ïé ð ð 𠪣 ­ 7 2 10 1 8 3 9 5 4 6
配伍组设计
Today: 27 June 2013
处理组
配伍组 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
A 1 5 10 16
B 4 6 9 14
C 3 8 12 13
D 2 7 11 15
统计分析方法 ——方差分析；秩和检验
Today: 27 June 2013
㈣交叉设计（cross-over design）
在自身配对设计基础上发展的双因素设计。 它可在同一病人身上观察两种或多种处理的效应。 设计:配对分两组；1 组, 先 A 后 B 因素， 2 组， 先 B 后 A 因素。 （阶段Ⅰ） （阶段Ⅱ） 交叉设计的基本模式见图： 按纳入标准 阶段 I 阶段 II
确定病人 A 处理(测量) B 处理(测量)
间 歇 期
B 处理(测量) A 处理(测量)
交叉设计（cross-over design） Today: 27 June 2013
例 某医院研究依那普利(A 药) 治疗高血压的疗效，以传统的抗高血压药 卡托普利(B 药) 作对照。经随机化将个体分为两组，一组先给 A 药后给 B 药，另一组给 B 药后给 A 药。第一、二阶段均为一个月，一、二阶段之间 的间歇期为一周。结果见下表。 表 两种药物治疗高血压的临床交叉试验 A 药 病例号 第一阶 段 1 2 。。 。 102 108 。。 。 B 药 第二阶 段 104 106 。。 。 16 17 ．。 。 病例号 B 药 第一阶 段 108 110 。。 。 A 药 第二阶 段 100 94 。。 。
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。
对照的形式
Today: 27 June 2013
㈤ 相互对照 ：几个实验组互相对照
例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效
对照的形式
Today: 27 June 2013
㈥ 历史对照：以过去的研究结果作对照。
对照的形式
Today: 27 June 2013
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
Today: 27 June 2013
对照的意义 ：
①区分处理因素与非处理因素的效应，是比较的必要基础
例: 老年性慢性支气管炎
气候转暖,自然缓解 药物治疗
②消除和减少实验误差 处理组：处理因素 + 对照组： 比较结果 处理因素
非处理因素 非处理因素
+ 处理效应
非处理效应 非处理效应
处理效应
对照的形式
Today: 27 June 2013 ㈢随机单位组设计(randomized block design)
又称随机区组设计。相当于配对的扩展，即 将几个受试对象按一定条件配成区组，再将每一 区组的受试对象随机分配到各个处理组中。
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
一、 实验研究的基本要素
二、 实验设计的基本原则 三、 几种常见随机化分组设计 四、样本含量的估计方法 五、临床试验设计
Today: 27 June 一、实验研究的基本要素2013
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
㈠ 处理因素(studyToday: 27 June 2013 factor，treatment) 例：药剂、手术方法、毒物 抓住主要处理因素 区分处理与非处理因素 处理因素必须标准化