医学研究设计ppt课件

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1、医学研究设计原理与方法,2,内容提要,第一节 概述 第二节 实验设计 第三节 临床试验设计 第四节 调查设计,3,第一节 概述,4,医学科研设计的概念,什么叫医学科研设计？包括专业设计和统计设计。,在医学研究实施前，应用医学专业知识和研究设计的原理、原则和方法，对将要进行的研究项目的目的意义、目标与内容、对象与观察指标、研究方法与设计路线等有一个全面的计划和安排，并制定出一个具体的方案。,5,医学科研设计的概念,什么叫医学科研设计？包括专业设计和统计设计。,在医学研究实施前，应用医学专业知识和研究设计的原理、原则和方法，对将要进行的研究项目的目的意义、目标与内容、对象与观察指标、研究方法与设计

2、路线等有一个全面的计划和安排，并制定出一个具体的方案。,研究目的 研究因素及主要的非研究因素； 研究对象(纳入与排除标准)，样本含量 研究方法和抽样方法(对照、随机化和双盲问题) 效应(观察)指标，观察记录(调查)表 质量控制计划 统计分析方法,研究结果的可靠性、重复性与研究过程经济性。 根据研究类型分为实验设计和调查设计。,医学科研设计的理论基础,1935年,Fisher 系统介绍研究设计，首次提出研究设计的基本原则。 The Design of Experiments.,RA Fisher(18901962),R.A. Fisher(1925)系统介绍近 代统计学方法 The Statis

3、tical Methods for Research Workers,7,医学科学研究的类型,在医学研究中，根据对观察因素是否主动安排分为实验研究和调查研究两类。,未加任何干预措施,主动加以干预措施,实验研究,调查研究,实验研究与调查研究的主要区别,医学科研设计的意义,(1) 合理安排试验因素，提高研究质量。(2) 控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。(3) 用较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。,10,设计好： （1）既省又可靠（2）可估计误差（3）获取多方面信息 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,11,第二节 实验设计Experimental Desig

4、n,12,实验设计的特点研究者人为设置处理因素 随机化分组 控制误差,13,实验设计的分类 根据研究目的和对象不同,14,（一）基础实验（ basic experiment ）以动物或标本（如细胞、组织等）为研究对象，因此在研究中，研究者可以主动施加干预措施。,15,（二）临床试验 （clinical trials）以人为研究对象，因而不可能象动物一样任意采取严格的控制措施，而且人是有思想的，存在着心理、社会活动，研究者必须周密考虑，认真设计，采取相应的措施控制误差和偏倚，以保证研究结果不受干扰。,16,（三）社区干预试验 （community intervention trial）以社区人群

5、为研究对象，接受某种处理或干预措施的基本单位是整个社区或某一人群的亚群，如一个学校的班级、某工厂的车间、某城市的街道、农村的乡镇、自然村等。,17,本节主要内容：,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,18,一、实验研究的基本要素,降压药,高血压病人,血压值,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,实验设计的三要素始终贯穿于整个实验研究过程中，从各方面影响着实验研究的结果，在实验设计中必须予以足够重视。,19, 处理因素(study factor，treatment),在实验过程中，影响实验结果的因素是

6、多方面的，根据研究目的可分为处理因素和非处理因素两类。,20,处理因素是指研究者根据研究目的确定的，通过合理安排实验，从而科学地考察其作用大小的因素，即对受试对象给予的某种外部干预（或措施）。,21,非处理因素是指对正确评价处理因素的作用有一定干扰，但研究者并不想通过实验考察其作用大小的因素，例如，病人的病情、病程等。选择处理因素应遵循的基本原则：,22,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,实验效应是多种因素作用的结果，由于研究目的不同，以及人力、物力和时间所限，研究者不可能通过一次或几次实验把已知的和未知的所有因素都进行研究与分析，只能抓主要的。,23,抓住主要处理因

7、素 区分处理与非处理因素 处理因素必须标准化,处理因素一般为研究者所重视，但不能忽略非处理因素的存在，应找出并加以控制，否则会使实验结果产生混杂效应，所以这些非处理因素又称为混杂因素（confounding factor）。研究者应采取各种措施，尽可能使非处理因素在所比较的各组中基本相同，以便充分显示处理因素的作用。,24,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,处理因素标准化就是如何保证处理因素在整个实验过程中始终如一，保持不变。,25, 受试对象(study subjects),受试对象是处理因素作用的客体，实质上他（它）就是根据研究目的而确定的观察目标总体。 医学研究

8、的受试对象有人和动物，在实验进行前必须对研究对象的条件作严格的规定，以保证他（它）们的同质性。 动物的选择： 病例的选择：,26, 实验效应(experimental effect),实验效应是处理因素作用于受试对象的反应(response)和结局(outcome)，它通过观察指标来体现。 观察指标应具有客观性、精确性、特异性和灵敏性。 指标的观察应避免带有偏性或偏倚(bias),27,根据动物和人的特点选择合适的指标 注意以下几点,（1）选用客观性较强的指标：最好选用易于量化，即经过仪器测量和检验而获得的指标，它比凭医生询问病人而获得的指标更为客观可靠。 （2）选用灵敏度较高的指标：应当选择

9、对处理因素反应较为灵敏的指标，使处理因素的效应能较好的显示出来。,28,（3）选用精确性较强的指标：指标的精确性应当包括准确度和精密度两个方面。准确度是观察值与真值的接近程度。精密度是在重复观察时，观察值与其平均值的接近程度。,29,心理因素的干扰：医务人员和病人若知道,所接受的处理措施的实质内容（实验药物 或安慰剂），容易造成心理因素对研究结 果的影响，使之处于不同的精神状态则可 能造成假象。,30,对指标的观察在实验效应中带有偏性，会影响结果的比较和分析。,为避免偏性设计者采用盲法设计，分为： 1.单盲法（single blind method） 2. 双盲法（double blind m

10、ethod） 3.三盲法（triple blind method）,31,对以上三要素举一个综合例子,根据研究目的建立研究假设之后，应当抓住 实验中的三个基本要素，即处理因素、受试对象和实验效应。如用某降压药治疗原发性高血压病人，观察其血压值的下降情况？降压药 处理因素高血压病人 受试对象血压值 实验效应 关键是基本要素确定是否正确 会直接影响实验结果,32,研究者首先应当确定原发性高血压的诊断标准以及检查方法,如规定每日清晨经同一血压计进行三次测量，舒张压平均在12.5kPa(94mmHg)以上的患者，方能作为研究对象；根据研究目的，规定排除有心、肾、脑血管等脏器损害的高血压病患者，以便集中

11、观察该药对高血压病的降压效果。,33,二、实验设计的基本原则,由英国统计学家Fisher 20世纪30年代创立的实验设计的理论和方法，奠基了统计学在医学研究中广泛运用的理论和实践基础。“对照、随机、重复”是Fisher 提出实验设计三个基本原则。,34,(一) 对照的原则 (二)随机化原则 (三)重复的原则,任何实验设计必须遵循以下三个原则：,35,（一） 对照(control)的原则,对照的意义 ：,设立对照组的意义在于使实验组和对照组内的非处理因素基本一致，使处理因素的效应得以显露。 其意义可用以下符号表达：,36,实验效应是e与s混在一起的，实验设计的主要任务是如何使e能单独显示出来。

12、设立对照，使实验中两组（或多组）的S均衡，即S1=S2（见下图）。 这样，实验组T的效应e就可以显示出来。,37,T：处理因素； O：空白对照；S1与S2：相同的非处理因素；Td：T1与T2之差；e：实验效应，s1与s2是S1与S2的影响结果；ed：T1与T2之差的效应。,对照组的作用,处理组 处理因素+非处理因素 处理效应+非处理效应 对照组 (无) 非处理因素 (无) 非处理效应比较结果 处理因素 处理效应 排除“非处理因素”的影响，从而衬托出 “处理因素”的作用。,39,安慰剂对照(placebo control)：对照组采用一种外形与实验药物一样，内容为毫无治疗作用的糖丸，称安慰剂，所

13、谓外形相同，是指形状、颜色、味觉都应相同。,对照的形式,对照的形式有许多种根据研究目的和内容选择,40,对照的形式,(2)空白对照(blank control)：对照组不施加任何处理措施。,例如：实验组儿童接种疫苗，对照组儿童不接种疫苗。,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。因而临床不易使用。,在动物实验中常用。,41,对照的形式,（3）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 面包效应+非处理因素效应,赖氨酸 赖氨酸效应,非处理因素 +非处

14、理因素效应,42,对照的形式,（4）标准对照(standard control)：以现有的标准或正常值作对照。,例某种新的方法能否代替传统方法的研究；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,43,对照的形式,（4）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。,（5） 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,（6） 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 不好！,44,（二）随机化(randomization)的原则,实验

15、设计中必须贯彻随机化原则，因为在实 验过程中许多非实验因素在设计时研究者并 不完全知道，随机误差的干扰不可必免，有 必要采用随机化的办法抵消这些干扰因素的 影响，要做到从总体中的每一个观察单位都 有同等的机会被选入到样本中来。,45,体现在如下三个方面：,（1）抽样的随机：每个符合条件的受试对象被抽取的机会相等，即总体中每个个体都有相同机会被抽到样本中来。它保证所得样本均有代表性，使实验结论具有普遍意义。 （2）分组的随机：每个受试对象被分配到各组的机会相等。它保证受试对象的其他状况在对比组间尽可能均衡，以提高组间的可比性。 （3）实验顺序的随机：每个受试对象先后接受处理的机会相等，它使实验顺

16、序的影响也达到均衡。,46,方法多种，介绍常见两种：,1.完全随机化(complete randomization) 就是直接对受试对象进行随机化分组，但分组后各组受试对象的例数不一定相同。 编号：将n个受试对象编号，动物可按体重大小，患者可按就诊顺序。 取随机数：可从随机数字表或计算器(机)获得。 确定组别：根据受试对象获得的随机数决定受试对象在哪一组。分两组可按随机数的奇偶；分k组可按随机数除以k后的余数进行分组。,47,例 试将同性别、体重相近的 30只动物分到 A、B、C三组。,先将动物按体重编号，再从随机数字表中任一行取30个两位数字。最后将这30个两位数字分别除以 3，余数01、2分别对应于 A、B、C三组,