医学统计学(8)剖析

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1、医学统计学（8）,研究设计,调查研究,实验研究,临床试验,动物实验,现场试验,根据对研究对象是否进行干预分为： 调查研究：客观地反映事物的实际情况，未加任何干预措施。 实验研究 ：根据研究目的主动加以干预措施，控制非试验因素的干扰，回答研究假设所提出的问题。,实验研究是以人、动物或生物材料为研究对象，在研究实施过程中，研究者根据研究目的对研究对象主动施加干预措施，控制非研究因素的干扰，并观察对象和总结其结果，回答研究假设所提出的问题。,根据研究对象不同，实验研究又可分为： 动物实验研究 以实验动物和实验样品为对象 临床试验 以患者为对象 现场试验 以自然人群为对象,基本要素 基本原则 常用实验

2、设计类型 临床试验 样本量的估计,实验研究设计,实验研究的基本要素,受试对象 处理因素 实验效应,受试对象,处理因素,实验效应,解释专业问题,1 .处理因素 亦称实验因素或研究因素，是根据不同的研究目的欲施加给受试对象的某种或某些因素，是研究者希望通过实验研究能够科学地考察其作用大小的因素。 处理因素的强度称为水平，如以药物、毒物作为处理因素，剂量、浓度、作用时间等就是水平；如以年龄作为处理因素，不同的年龄组就是水平。,处理因素必须标准化。处理因素要始终保持不变，按一个标准进行实验。 如果实验的处理因素是药物，那么药物的成分、剂型、含量、出厂批号、给药时间、给药途径等必须保持不变，按一个标准进

3、行实验。 如果实验的处理因素是手术，那么就不能开始时不熟练，而应该在实验之前使熟练程度稳定一致。 在实验研究中所有影响实验结果的干扰性影响因素都称为非处理因素，亦称非实验因素、区组因素或混杂因素。如动物的窝别、体重等。其他未加控制的许多因素的综合作用统称为实验误差。,实验研究的目的不同，对实验的要求也不同。若实验研究中影响观察结果的因素很多，应结合专业知识，区分重要的实验因素和非实验因素，必要时做一些预实验或借助他人的经验，通过选用合适的实验设计方法预防和控制非实验因素的影响。 实验因素的水平选取不宜过密，否则不仅使实验次数增多，而且许多相邻水平的结果的影响也十分接近，使该因素的不同水平对结果

4、的影响规律不能真实地反映出来，易于得出错误的结论。同时还会造成人力、物力和时间的浪费。总之，要结合实际情况和具体条件，选取实验因素的水平。,2 .受试对象 实验所用的动物、离体组织标本、人体内取得的某些样本、特定疾病的患者、健康志愿者等即为受试对象，亦称为实验(试验)对象。 在实验设计中，受试对象的确定取决于实验目的： 研究医学参考值范围的试验对象为健康人或相对健康者。 研究临床疗效时受试对象为确诊为某病的患者。 基因靶向研究时的受试对象为基因结构较为清楚的动物。 蛋白质组学研究时的受试对象为从细胞中提取的蛋白质。 探索某种诊断方法时的受试对象为确诊为某病的患者和未患本病的人。,作为受试对象还

5、必须满足以下条件： 对处理因素敏感。 对处理因素有比较稳定的反应性。 可行性等。,受试对象的选择应有一定的标准，如受试对象为患者时，应包括诊断标准(西医诊断标准、中医疾病诊断标准、中医证候诊断标准)、纳人与排除的标准、剔除与脱落的标准、年龄、性别、文化水平、经济状况、居住条件、生活习惯、饮食因素、嗜好等； 如受试对象为动物，应包括动物的种类、品系、年龄、性别、体重、窝别、营养状态等。 一个完整的实验设计，最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。样本过大或过小都有弊端。,受试对象的选择应根据实验目的与内容进行严格确定，要保证实验对象的一致性，并确保一定的数量。实验对象选择的合适与否直接关系

6、到实验的实施难度，以及实验研究新颖性和创新性。,3 .实验效应 是处理因素作用于受试对象所引起的反应强弱，它通过具体的效应指标来表达。效应指标的选择应根据研究目的，结合专业知识，在仪器和试剂允许的条件下，选择对说明实验结论最有意义的客观指标。,指标选择应注意以下几点: 关联性：效应指标与研究目的有本质联系。 客观性：尽量选用客观性强的指标。 灵敏性：尽量选用灵敏度高的指标。 精确性：包括准确度与精密度。 准确度是指观察值与真值的接近程度，其大小受系统误差的影响(如灵敏度、特异度)； 精密度是指重复观察时观察值与其均值的接近程度，其大小受随机误差的影响。,对一些半客观(如获取 pH 试纸的数值、

7、病理切片或 X 线片结果)或主观指标(如定性指标的判断、定性实验结果人为打分或赋值)，一定要事先严格规定读取数值的标准，必要时进行统一培训。只有这样才能准确地分析实验结果，提高实验结果的可信度。,基本要素 基本原则 常用实验设计类型 临床试验 样本量的估计,实验研究设计,实验设计的四项原则,四项原则是控制误差和偏倚的重要措施： 随机 对照 均衡 重复原则（足够的样本含量）,受试对象,处理因素,实验效应,解释专业问题,非处理因素,受试对象,处理因素,实验效应,受试对象A,受试对象B,处理因素,非处理因素,非处理因素,+,对照原则,基本原则对照,对照原则,对照即在实验过程中，确立可供相互比较的组别

8、，其目的在于控制各种混杂因素、鉴别处理因素与非处理因素的差异，消除和减小实验误差，提高研究结果的真实性和可靠性。对照的种类有很多，可根据研究目的和内容加以选择。,1.空白对照 即对照组不施加任何处理因素。这种方法简单易行，但容易引起实验组与对照组在心理上的差异，从而影响实验效应的测定。 多用于动物实验，不宜用于临床疗效研究。因为不给对照组患者任何治疗措施是不符合伦理道德的，也是不允许的。但对一些病情稳定、传统上都不作治疗的疾病如聋哑、近视眼等，一旦发明了一种新的可能有效的疗法，可进行设置空白对照的试验研究。,2 .实验对照 指对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素相同的实验条件。凡实验因素

9、夹杂重要的非处理因素，对实验效应产生影响时宜采用此法。,3.安慰剂对照 安慰剂是一种伪药物，其外观、剂型、大小、颜色、重量、气味和口味等都与研究药尽可能相同或相似，但不含有任何药理活性物质的制剂。 设置安慰剂对照的目的在于最大限度地消除研究者、受试者和参与评价人员等由于心理因素等对药物疗效的影响，以及评价由于研究药物所引起的真正的不良反应。,4.标准对照 即采用目前标准的、公认的、通用的方法作对照。在评价某新药的疗效时，为不延误患者的治疗，对于急性病、危重病和有特殊治疗办法的疾病，往往应用已知的被公认的、疗效比较好且比较稳定的同类药物作标准对照。,5.历史对照 又称文献对照、潜在对照或回顾对照

10、。是以过去疗法为对照组，以现在的新疗法为试验组。历史对照比较方便，但偏倚往往很大，对比结果不能作为推理的依据。有些试验研究事先无任何对照，如断手再植第一次成功的报告被公认为是一项了不起的医学成就。,6.自身对照 自身对照是在同一受试对象的不同时间、不同部位或对称部位、不同器官采取不同处理措施的对照，对其效果进行观察和对比分析。自身对照的特点是既节省病例数，又易控制实验条件，因此很适合有些不便于另设对照组的中医临床研究。一般用于慢性疾病，如高血压、神经系统性疾病。(交叉设计就是自身对照的一种),7.相互对照 是一种不另设对照，而是将几种处理因素互为对照或几个试验组相互比较的方法。例如，中医各种不

11、同证候的对照，中药组、西药组、中西医结合组治疗某病的对照。 这种对照只能在已知几种治疗方案均有效、需要比较哪种更好时应用。,8 .复合处理对照 是在对试验组与对照组均给予一种基础处理因素之外，试验组再加上新处理因素，以观察新处理因素的效应，属于实验对照的范围。 复合处理对照的要点是不仅要保证综合性治疗的有效性，还应充分体现出被研究的某一特定因素(试验药物或治法、疗法)的临床效应的雄辩性，而后者是研究的目的所在。 在研究一些难治性疾病、急症以及中药新药时，估计对单用中药、新药或单用西药的疗效没有十分把握时，可采用复合处理对照，即中西药同用或进行多种疗法综合性治疗。,受试对象,处理因素,实验效应,

12、受试对象A,受试对象B,=,随机、均衡原则,？,非处理因素,基本原则随机、均衡,随机原则,是指采用随机的方式，使每个受试对象均有同等的机会被抽取或分配到实验组和对照组。,随机抽样 随机分组 实验顺序随机,【例1】某校大学一年级有3600 名学生，欲了解其近视率，从中抽取10%，即360名作调查。,方法：应用SPSS软件，先将这3600名学生从 1 到 3600 编号，然后从中随机抽取 360个编号，抽到的编号对应的学生便组成参加本次调查的样本。,第一步：建立语法文件,第二步：编制程序语句,第三步：产生抽样结果,【例2】试将 21 例合格受试者随机分配至 A 、B 、C 三个实验组。,方法：先将

13、受试对象依次编为1 - 21号。用 SPSS产生 21 个随机数(伪随机数乘以 21 而得)，对这 21 个随机数编秩次，秩次为 1- 7、8-14、15-21 的随机数对应的受试对象分别归于A 组、B组、c 组(在组别变量中用 1、2、3 表示)。,第一步：建立语法文件,第二步：编制程序语句,第三步：产生分组结果,【例3】将 20 个受试对象分为 5 个区组，采用分层随机化将其分配到 A、B、C、D的4 种处理中。,方法：先将 20 个受试对象按某种或某些特征(如体重从轻到重)排列并依次编号1-20，特征相近的 4 个受试对象放在同一个区组里，这样分 5 个区组，再将每个区组中的 4 例随机

14、分配到 A、B、C、D四种处理中。,第一步：建立语法文件,第二步：编制程序语句,第三步：产生分组结果,【例4】将 20 个受试对象分为 10个配对，采用分层随机化将其分配到 A、B两 种处理中。,方法：先将 20 个受试对象按某种或某些特征(如体重从轻到重)排列并依次编号1-20，特征相近的 2个受试对象配成1对，这样分成10对，再将每对的2 例随机分配到 A、B两种处理中。,第一步：建立语法文件,第二步：编制程序语句,第三步：产生分组结果,均衡原则,均衡指实验组与对照组(或相互比较的组)之间非处理因素的相同或相近。均衡的意义在于使非处理因素在组间达到均衡性或可比性，提高结论的真实性。临床试验

15、的主要非处理因素为：年龄、性别、病情、病程、疾病分期、体重、疾病史、家族史、经济条件等；动物实验的主要非处理因素为：窝别、体重、营养状况、药物种类、剂量、观察时间等。,重复原则,重复包括足够的样本含量和重复试验(或平行试验)结果的可重现性两个方面。 在医学研究中，称同一处理为重复(样品的重复测定、同一处理组中的人数)，称重复的次数为重复数，统计术语为样本含量。 重复的主要作用在于控制和估计实验(试验)中的随机误差，使样本的统计量更好地代表总体的参数。但在实际应用时，重复数的多少主要取决于实验设计的类型、实验因素效果的明显性、主要指标的性质(数值变量或分类变量)、临床上认为有意义的差值、个体变异

16、的大小、第一类错误和第二类错误的大小等因素。,设计实例1,1976年某单位报告果胶驱铅的疗效观察。30名铅中毒工人脱离现场后住院治疗，治疗前测得尿铅均数为0.116mg/L，血铅均数为1.81mg/L。服用果胶20天后再测，尿铅均数降为0.087mg/L，血铅均数降为0.73mg/L。说明果胶有较好的驱铅作用。,缺对照,某医生欲观察某中药对慢性支气管炎的预防效果，设计时在城市某工厂选择工人100名服用该中草药，在农村选择某乡农民100名作对照，不服用此药。结果是城市慢性支气管炎患者明显较少，而农村慢性支气管炎患者增加，由此得出该中草药有防治慢性支气管炎的作用。,设计实例2,缺均衡,基本要素 基本原则 常用实验设计类型 临床试验 样本量的估计,实验研究设计,常用的实验设计类型,完全随机设计 配对设计 随机区组设计 拉丁方设计 交叉设计 析因设计 正交设计,完全随机设计,单因素两水平或多水平的设计 将同质的受试对象随机分配到两个或多个处理组，观察不同处理的效应。各组n相等，效率较高，值得推荐。,研