医学统计学第三讲实验设计课件.ppt

1、 10/13/202210/13/2022学习目的和要求学习目的和要求 1 1、掌握实验实验研究的分类和特点、实验设、掌握实验实验研究的分类和特点、实验设计的三要素、医学实验设计的基本原则。计的三要素、医学实验设计的基本原则。2 2、熟悉实验设计的基本内容和步骤及常用的熟悉实验设计的基本内容和步骤及常用的几种实验设计方法。几种实验设计方法。10/13/2022 将一组实验对象随机分配到两种或多种处将一组实验对象随机分配到两种或多种处理组，观察比较不同处理因素的效应是否理组，观察比较不同处理因素的效应是否有差别。说明处理因素是否对受试对象产有差别。说明处理因素是否对受试对象产生效应。生效应。一、

2、实验研究的定义一、实验研究的定义(重点）重点）概述概述10/13/2022 1 1研究者根据实验目的，研究者根据实验目的，预先制定实预先制定实 验设计，人为设置处理因素验设计，人为设置处理因素；2 2能按随机化方法，将研究对象分为能按随机化方法，将研究对象分为 实验组和对照组，使各组具有相似实验组和对照组，使各组具有相似 的基本特征，提高了组间的可比性。的基本特征，提高了组间的可比性。与调查研究相区别与调查研究相区别二、实验研究的特点二、实验研究的特点10/13/2022 调查研究的特点调查研究的特点1、研究因素是客观存在的。、研究因素是客观存在的。研究不能主动地施加处理研究不能主动地施加处理

3、因素只能因素只能“被动地观察客观存在的现象被动地观察客观存在的现象。这是与实验研。这是与实验研究的一个重要区别。究的一个重要区别。2 2、不能用随机化分组来平衡混杂因素对调查结果的影不能用随机化分组来平衡混杂因素对调查结果的影响响。这是与实验研究的另一个重要区别。这是与实验研究的另一个重要区别。3 3、反映某个时点上事物或现象的现状以及与之某些相、反映某个时点上事物或现象的现状以及与之某些相关的因素的关系，只能提供病因线索。关的因素的关系，只能提供病因线索。10/13/2022按受试对象不同，分为三类按受试对象不同，分为三类三、实验研究分类三、实验研究分类动物实验动物实验 动物动物临床试验临床

4、试验 病人病人社区干预试验社区干预试验 健康人健康人10/13/20221动物实验动物实验优点：优点：在许多方面可由实验者作任意的安排，使在许多方面可由实验者作任意的安排，使 得研究设计更严密，组间可比性更强。得研究设计更严密，组间可比性更强。缺点：缺点：（1 1）动物实验的结果不能直接解释人类的）动物实验的结果不能直接解释人类的 疾病现象。疾病现象。（2 2）不同种系的动物有不同的生物学特点，因此）不同种系的动物有不同的生物学特点，因此动物实验必须选择同一种系动物。动物实验必须选择同一种系动物。10/13/20222临床试验临床试验 （1 1）临床试验的定义）临床试验的定义 以以病人为研究对

5、象病人为研究对象的实验研究，常用于评价药物的实验研究，常用于评价药物或治疗方法的效果。或治疗方法的效果。在在医院或其他医疗照顾医院或其他医疗照顾环境下进行，研究对象以环境下进行，研究对象以病人病人个体个体为单位为单位 随机化临床试验随机化临床试验 ：长效心痛定：长效心痛定冠心病冠心病实验对象一般为病人实验对象一般为病人10/13/2022（2）临床试验的特点）临床试验的特点与动物实验相比，临床试验外来影响因素更与动物实验相比，临床试验外来影响因素更难于控制，因为人有社会属性，受精神因素、难于控制，因为人有社会属性，受精神因素、心理因素影响；同时临床试验必须在保证病心理因素影响；同时临床试验必须

6、在保证病人安全的前提下进行并要符合医学伦理要求。人安全的前提下进行并要符合医学伦理要求。因此，临床试验要求高，实施难度大。因此，临床试验要求高，实施难度大。A A以病人为研究对象以病人为研究对象10/13/2022B B必须设立对照必须设立对照C C治疗措施属人为的干预性措施治疗措施属人为的干预性措施D D临床试验是一种特殊的前瞻性研究。临床试验是一种特殊的前瞻性研究。尽管它是给予治疗措施后，前瞻性观察尽管它是给予治疗措施后，前瞻性观察治疗效应，治疗效应，但并不要求病人从同一时但并不要求病人从同一时 间开始随访。不过对随访的起点应有明间开始随访。不过对随访的起点应有明确的定义。确的定义。10/

7、13/20223 3、现场试验、现场试验：研究对象以：研究对象以未患病人群未患病人群为单位；为单位；在在社区或现场环境社区或现场环境下进行，常用于评价某种下进行，常用于评价某种预防措施的效果。预防措施的效果。基本单位是基本单位是个体个体，如高危人群（乙肝疫苗，如高危人群（乙肝疫苗HBsAgHBsAg阳性母亲所生婴儿）阳性母亲所生婴儿）临床试验和现场试验的干预单位都是个体，干临床试验和现场试验的干预单位都是个体，干预措施具体分配到每个个体。预措施具体分配到每个个体。10/13/20224 4社区干预试验社区干预试验 实验对象：以社区人群作为一个整体进行实验观察。实验对象：以社区人群作为一个整体进

8、行实验观察。社区干预试验一般不能实施随机分配原则。社区干预试验一般不能实施随机分配原则。目的：评价通过干预某些危险因素或施加的保护性措目的：评价通过干预某些危险因素或施加的保护性措施在人群中的预防效果施在人群中的预防效果如评价碘化食盐对如评价碘化食盐对IDD的预防效果；的预防效果；饮水加氟对龋齿的预防效果等饮水加氟对龋齿的预防效果等10/13/2022四、实验研究工作的基本步骤四、实验研究工作的基本步骤实验设计实验设计实验资料收集实验资料收集实验资料整理实验资料整理实验资料分析实验资料分析10/13/2022三大原则三大原则对照原则对照原则重复原则重复原则随机化原则随机化原则第二节第二节 实验

9、设计的基本原则实验设计的基本原则10/13/2022三大要素三大要素观察对象观察对象处理因素处理因素实验效应实验效应10/13/20221 1设立对照的重要意义设立对照的重要意义（1）“有比较才能鉴别有比较才能鉴别”。实验研究最终要回。实验研究最终要回答的问题是干预措施的效果有或无、高或低。答的问题是干预措施的效果有或无、高或低。要回答这两个问题，只有通过合理的对比鉴别，要回答这两个问题，只有通过合理的对比鉴别，才能确定干预措施是否有效以及有效程度。而才能确定干预措施是否有效以及有效程度。而对照是比较的基础。对照是比较的基础。（2）对照的设置可以排除非研究因素对研究对照的设置可以排除非研究因素

10、对研究结果的影响。结果的影响。一、对照原则一、对照原则10/13/2022对照的必要性对照的必要性-没有比较就没有鉴别没有比较就没有鉴别 疾病的自愈倾向疾病的自愈倾向 感冒、哮喘等感冒、哮喘等100名感冒患者体温、鼻塞流涕情况1周后观察：体温下降和鼻塞流涕缓解状况服用感冒药A结论：该药能有效治疗感冒，改善鼻塞流涕状况10/13/2022感冒的例子200名感冒患者服用药物A1W后体温下降，症状缓解不服用药物A1W后体温下降，症状缓解 随 机服药组100人不服药组100人治疗前症状差别无统计学意义治疗1天时体温差别有统计学意义1天后体温降至正常3天后体温降至正常分析分析：设计设计：结论结论：10/

11、13/2022均衡性均衡性(1)对等对等 除处理因素外，对照组具备与实验组对等除处理因素外，对照组具备与实验组对等的一切非处理因素。的一切非处理因素。(2)同步同步 对照组与实验组设立之后，在整个研究进对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。程中始终处于同一空间和同一时间。(3)专设专设 任何一个对照组都是为相应的实验组专门任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往的设立的。不得借用文献上的记载或以往的结果或其它研究的资料作为本研究之对照。结果或其它研究的资料作为本研究之对照。2对照组设置的要求对照组设置的要求10/13/20222对照组

12、设置的要求对照组设置的要求 除实验组接受的研究因素外，实验组和除实验组接受的研究因素外，实验组和对照组在其他方面都必须尽可能相同。例如，对照组在其他方面都必须尽可能相同。例如，动物实验，实验组和对照组间动物的种系、动物实验，实验组和对照组间动物的种系、性别、年龄、体重、窝别、毛色等尽可能一性别、年龄、体重、窝别、毛色等尽可能一致；临床试验，实验组和对照组间病人的性致；临床试验，实验组和对照组间病人的性别、年龄、体质、病情（期、型）等尽可能别、年龄、体质、病情（期、型）等尽可能相同。相同。10/13/20223对照形式对照形式对照组不施加任何处理因素。对照组不施加任何处理因素。空白对照在动物实验

13、空白对照在动物实验和干预试验中简单易行，但在临床试验中一般不设和干预试验中简单易行，但在临床试验中一般不设空白对照，空白对照，原因：一是容易引起实验组和对照组在原因：一是容易引起实验组和对照组在心理上的差异；二是存在医德问题。仅在某些病情心理上的差异；二是存在医德问题。仅在某些病情较轻或长期稳定无任何危险的疾病，如慢性关节炎、较轻或长期稳定无任何危险的疾病，如慢性关节炎、HbsAgHbsAg携带者、近视等可以设置空白对照。携带者、近视等可以设置空白对照。（1）空白对照）空白对照（重点掌握）（重点掌握）10/13/2022（2）安慰剂对照）安慰剂对照对照组采用一种无药理作用的对照组采用一种无药理

14、作用的“假药假药”，如淀粉、，如淀粉、生理盐水等，经加工后，其外形、大小、味道等生理盐水等，经加工后，其外形、大小、味道等与试验药物极为相似，不被受试者识别。与试验药物极为相似，不被受试者识别。使用安使用安慰剂对照可以避免对照组病人产生与实验组不同慰剂对照可以避免对照组病人产生与实验组不同的心理作用的心理作用。安慰剂虽对人体无害但亦无疗效。安慰剂虽对人体无害但亦无疗效。因此，必须注意其使用范围。只用在研究的疾病因此，必须注意其使用范围。只用在研究的疾病尚无有效治疗方法或使用安慰剂后该病的病情、尚无有效治疗方法或使用安慰剂后该病的病情、临床经过、预后等影响小或无影响时使用临床经过、预后等影响小或

15、无影响时使用10/13/2022（3）实验对照）实验对照对照组不施加处理因素，但施加某种与处理对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素有关的实验因素因素有关的实验因素。例如。例如 实验组实验组 加赖氨酸的面包加赖氨酸的面包 课间餐课间餐 对照组对照组 面包面包 10/13/2022（4）标准对照）标准对照用现有标准方法或常规方法做对照用现有标准方法或常规方法做对照。这是临床试。这是临床试验最常用的对照方法。因为很多情况下不给病人验最常用的对照方法。因为很多情况下不给病人任何治疗是不符合医德的。在临床试验中，标准任何治疗是不符合医德的。在临床试验中，标准对照适用于已知有肯定治疗方法的疾病。对照

16、适用于已知有肯定治疗方法的疾病。牙周炎病人 实验组实验组 塞克硝唑胶囊塞克硝唑胶囊 对照组对照组 替硝唑胶囊替硝唑胶囊10/13/2022（5 5）自身对照）自身对照对照和实验在同一受试对象进行。如以病人对照和实验在同一受试对象进行。如以病人用药前后的血压值作对比用药前后的血压值作对比。此对照简单易行，。此对照简单易行，在临床试验中广泛应用。但其有两个缺陷：在临床试验中广泛应用。但其有两个缺陷：一是实验中总是把处理前作为对照，这不符一是实验中总是把处理前作为对照，这不符合随机分配原则；二是实验前后某些环境因合随机分配原则；二是实验前后某些环境因素或自身因素发生了改变，可能影响实验结素或自身因素

17、发生了改变，可能影响实验结果。果。10/13/2022相同实验条件下进行多次实验或观察提高实相同实验条件下进行多次实验或观察提高实验的可靠性验的可靠性广义的重复包括：广义的重复包括：(1)整个实验的重复整个实验的重复。确保实验的重现性，以提高实验的可靠性确保实验的重现性，以提高实验的可靠性；(2)用多个实验单位进行重复用多个实验单位进行重复(样本含量样本含量)。避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合的现象当作必然的规律，通过一定数量的重复，使的现象当作必然的规律，通过一定数量的重复，使结论可信；结论可信；(3)同一实验单位的重复观察。同一实验单

18、位的重复观察。保证观察结果的精度。保证观察结果的精度。二、重复原则二、重复原则10/13/2022二、重复原则二、重复原则重复是指在相同实验条件下进行多次观察，结重复是指在相同实验条件下进行多次观察，结果的稳定程度。果的稳定程度。从概率论知道，观察次数愈多，从概率论知道，观察次数愈多，从样本计算出的统计量（如样本均数、样本率从样本计算出的统计量（如样本均数、样本率等）愈接近总体参数（如总体均数、总体率等）愈接近总体参数（如总体均数、总体率等）。但观察次数也不能太多，否则不仅造成等）。但观察次数也不能太多，否则不仅造成浪费，而且难于控制实验条件，造成实验结果浪费，而且难于控制实验条件，造成实验结

19、果的可靠性差。因此，的可靠性差。因此，重复原则的意义是在保证重复原则的意义是在保证实验结果具有一定可靠性的前提下，确定最小实验结果具有一定可靠性的前提下，确定最小的样本含量。即作样本含量的估计的样本含量。即作样本含量的估计。(详见第十详见第十九章九章)10/13/2022 实验设计中的实验设计中的(replication)(replication)是指各处理组是指各处理组与对照组要有适当的样本含量与对照组要有适当的样本含量(sample sizes(sample sizes)。无限地增加样本含量，将加大实验规模，延长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

20、差出现实验时间，浪费人力物力，反而增加系统误差出现的可能性。的可能性。样本含量不足，检验效能（样本含量不足，检验效能（PowerPower，1 1）偏低，导致总体中本来具有的差异无法检验出来。偏低，导致总体中本来具有的差异无法检验出来。10/13/2022三、随机化原则三、随机化原则 随机化原则：随机化原则：3 3层含义层含义随机抽样：随机抽样：是从将符合条件的研究对象中随机抽取一定数量是从将符合条件的研究对象中随机抽取一定数量的个体做为受试对象。每个符合条件的研究对象被抽取的机会的个体做为受试对象。每个符合条件的研究对象被抽取的机会相等。相等。随机分配随机分配：将纳入实验的受试对象随机分配到

21、各组。使每一：将纳入实验的受试对象随机分配到各组。使每一个研究对象都有同等的机会被分配到各组去。个研究对象都有同等的机会被分配到各组去。实验顺序随机：实验顺序随机：受试对象有相同的机会接受不同的实验顺序受试对象有相同的机会接受不同的实验顺序10/13/2022随机化原则随机化的目的：通过随机，均衡干扰因素的影响，使试通过随机，均衡干扰因素的影响，使试验组和对照组具有可比性，避免主观安验组和对照组具有可比性，避免主观安排带来的偏性；排带来的偏性；随机化是统计分析的基础随机化是统计分析的基础10/13/2022（一）随机化抽（一）随机化抽样样 总体的每一个观察单位都有同等的机会被选总体的每一个观察

22、单位都有同等的机会被选入样本中来，并有同等的机会进行分组入样本中来，并有同等的机会进行分组。（这。（这里的总体是符合根据假设规定的入选标准的有里的总体是符合根据假设规定的入选标准的有限总体）限总体）随机随机随便随便 病人的选择性：对医院、治疗医生、药物病人的选择性：对医院、治疗医生、药物 医生的选择性：对病人分组医生的选择性：对病人分组 其他：疾病自身的规律、病人的年龄、性别等其他：疾病自身的规律、病人的年龄、性别等 后果：影响疗效的判断；由于不随机，各组差异后果：影响疗效的判断；由于不随机，各组差异不符合概率论和统计学原理，使统计学检验结果不符合概率论和统计学原理，使统计学检验结果无效无效1

23、0/13/2022（二）实验设计的随机化分组方法（二）实验设计的随机化分组方法：按就诊（入院）顺序、生日、按就诊（入院）顺序、生日、住院号等；住院号等；：投硬币、抽签、随机数字投硬币、抽签、随机数字由上往下，效果越好！由上往下，效果越好！10/13/2022科研设计的步骤科研设计的步骤:建立研究假设建立研究假设;明确研究范围明确研究范围;确确立处理因素立处理因素;明确观察指标明确观察指标;确定实确定实验设计的类型验设计的类型控制误差和偏差控制误差和偏差10/13/2022一、建立研究假设一、建立研究假设 医学科研的选题或立题就是确定所要研究的题目。医学科研的选题或立题就是确定所要研究的题目。选

24、题是科研的起点，也是关系到科研成败的关键性问选题是科研的起点，也是关系到科研成败的关键性问题。题。（1 1）准备工作：查阅大量的参考文献，认真收集、）准备工作：查阅大量的参考文献，认真收集、阅读与本课题有关的研究资料。阅读与本课题有关的研究资料。（2 2）选题原则：一个优秀的课题，必须遵循）选题原则：一个优秀的课题，必须遵循创新性、创新性、先进性、科学性和可行性先进性、科学性和可行性（人、物（设备、经费）、（人、物（设备、经费）、时间）四项基本原则。时间）四项基本原则。（3 3）研究条件和优势：预试验结果及以往的研究基）研究条件和优势：预试验结果及以往的研究基础对中标均有不同程度的影响，选择有

25、研究基础形础对中标均有不同程度的影响，选择有研究基础形成优势的领域进行深入探讨，不失为明智之举。成优势的领域进行深入探讨，不失为明智之举。10/13/2022选题的范围一般包括如下方面：选题的范围一般包括如下方面：有关病因或致病因素的探讨；有关病因或致病因素的探讨；对临床稀有的病例或对新发现疾病的报道；对临床稀有的病例或对新发现疾病的报道；诊断试验的评价；诊断试验的评价；一般临床评价；一般临床评价；对疾病的预后与自然史研究；对疾病的预后与自然史研究；有关疾病在人群中分布的定量研究。有关疾病在人群中分布的定量研究。10/13/2022选题中应注意下述问题选题中应注意下述问题 现实性现实性：选择临

26、床实际工作中迫切需要选择临床实际工作中迫切需要解决的问题，这是选题的原则。临床研究解决的问题，这是选题的原则。临床研究的主要任务，就是解决在临床实际工作中的主要任务，就是解决在临床实际工作中经常遇到的问题，包括研究发病原因、诱经常遇到的问题，包括研究发病原因、诱因、机理，影响诊断和治疗的因素，造成因、机理，影响诊断和治疗的因素，造成病死率高的主要原因，或者是常见病、多病死率高的主要原因，或者是常见病、多发病的诊断和防治措施等问题。发病的诊断和防治措施等问题。10/13/2022创新性创新性：临床科研题目要有所创新，这一临床科研题目要有所创新，这一点充分体现选题者的创新思想，具有创新性点充分体现

27、选题者的创新思想，具有创新性是科研选题工作的重要特点，也是科研题目是科研选题工作的重要特点，也是科研题目得以成立的基本条件和价值所在。既是在前得以成立的基本条件和价值所在。既是在前人工作基础上提出来的问题，又是在其基础人工作基础上提出来的问题，又是在其基础上的继续发展，突破和创新。无论在技术理上的继续发展，突破和创新。无论在技术理论上，科学研究方法上，以至在科学研究结论上，科学研究方法上，以至在科学研究结果的解释上都应有所发展和前进。果的解释上都应有所发展和前进。10/13/2022可行性可行性：选题时还应注意量力而行。选题中最容易选题时还应注意量力而行。选题中最容易产生的偏向是题目太大和太复

28、杂，结果往往因产生的偏向是题目太大和太复杂，结果往往因为如病例不够，工作量太大或技术上难以实现为如病例不够，工作量太大或技术上难以实现而半途而废。解决办法是而半途而废。解决办法是“看菜吃饭看菜吃饭”，利用，利用现有设备做现实可能做的研究；另外，也可以现有设备做现实可能做的研究；另外，也可以把大题目分成若干小题目，然后从一个个小题把大题目分成若干小题目，然后从一个个小题目着手研究，即目着手研究，即“饭一口一口吃饭一口一口吃”。10/13/2022选题的基本方法大致如下：选题的基本方法大致如下：从招标范围中选题国家基金委员会与各级从招标范围中选题国家基金委员会与各级科研管理部门定期公布的项目指南，

29、在指科研管理部门定期公布的项目指南，在指南中不仅列出了招标范围，还指出了鼓励研究南中不仅列出了招标范围，还指出了鼓励研究的领域。研究者可根据自己已有的工作基础，的领域。研究者可根据自己已有的工作基础，尤其是个人专长、科室与单位优势、实践经验尤其是个人专长、科室与单位优势、实践经验与设备条件，自由地申请具有竞争力的课题。与设备条件，自由地申请具有竞争力的课题。10/13/2022从碰到的问题中选题日常科研工作中务必从碰到的问题中选题日常科研工作中务必注意观察以往没有观察到的现象，发现以往没注意观察以往没有观察到的现象，发现以往没有发现的问题，外部现象的差异往往是事物内有发现的问题，外部现象的差异

30、往往是事物内部矛盾的表现。及时抓住这些偶然出现的现象部矛盾的表现。及时抓住这些偶然出现的现象和问题，经过不断细心分析比较，就可能产生和问题，经过不断细心分析比较，就可能产生重要的原始意念。有了原始意念，就有可能发重要的原始意念。有了原始意念，就有可能发展成为科研课题，甚至可能是另一种研究的效展成为科研课题，甚至可能是另一种研究的效应结果。应结果。10/13/2022从文献的空白点选题研究者可根据自己的从文献的空白点选题研究者可根据自己的特长与已掌握专业的发展趋势特长与已掌握专业的发展趋势,进一步查阅近进一步查阅近2030年本专业国内外文献年本专业国内外文献,从中吸取精华，获从中吸取精华，获得启

31、发，寻找空白点。填补国内外专业领域的得启发，寻找空白点。填补国内外专业领域的空白点作为自己的选题，这类课题具有先进性空白点作为自己的选题，这类课题具有先进性和生命力，有可能在前人或他人研究的基础上和生命力，有可能在前人或他人研究的基础上提出新观点、新论点和新方法。提出新观点、新论点和新方法。10/13/2022从已有课题延伸中选题延伸性选题可根据从已有课题延伸中选题延伸性选题可根据已完成课题的范围和层次，再次从其广度和深已完成课题的范围和层次，再次从其广度和深度中挖掘出新颖题目。由于研究课题本身并非度中挖掘出新颖题目。由于研究课题本身并非独立存在，研究者应细心透视其横向联系、纵独立存在，研究者

32、应细心透视其横向联系、纵横交叉和互相渗透的现象，也可以进行延伸性横交叉和互相渗透的现象，也可以进行延伸性选题，使研究工作循序渐进、步步深入，工作选题，使研究工作循序渐进、步步深入，工作假说日趋完善，逐步达到学说的新高度。假说日趋完善，逐步达到学说的新高度。10/13/2022从改变研究要素组合中选题在从改变研究要素组合中选题在实验研究和实验研究和临床观察研究中，通常每个课题由被试因素、临床观察研究中，通常每个课题由被试因素、受试对象和效应指标三大要素受试对象和效应指标三大要素组成。根据研究组成。根据研究目的，有意识地改变原课题三大要素中之一，目的，有意识地改变原课题三大要素中之一，如发现具有理

33、论意义和应用价值，就可构成一如发现具有理论意义和应用价值，就可构成一个新的课题。此法又称旧题发挥法选题。个新的课题。此法又称旧题发挥法选题。10/13/2022二、明确研究范围二、明确研究范围(研究对象的确定）研究对象的确定）即确定同质的研究总体。在临床试即确定同质的研究总体。在临床试验中，需做以下工作：验中，需做以下工作：10/13/2022实验研究的基本要素10/13/2022 某种降压药某种降压药高血压患者高血压患者服该药前后血压差服该药前后血压差某降压药治疗原发性高血压的疗效研究。某降压药治疗原发性高血压的疗效研究。实验设计三要素实验设计三要素:10/13/2022 整体实验：整体实验

34、：适用于综合性研究，接近临床状态，适用于综合性研究，接近临床状态，对象为整体，在体内进行实验或试验，容易受体内对象为整体，在体内进行实验或试验，容易受体内神经体液调节和复杂因素的干扰神经体液调节和复杂因素的干扰 离体实验：离体实验：对象为器官、组织、细胞、分子，对象为器官、组织、细胞、分子，适用于分析性研究，可排除内神经体液调节和控制适用于分析性研究，可排除内神经体液调节和控制复杂因素的干扰复杂因素的干扰受试对象的层面10/13/2022取决于实验目的：取决于实验目的：1.研究医学参考值范围：健康人或相对健康者研究医学参考值范围：健康人或相对健康者2.研究病因学：暴露于或未暴露于某危险因素的研

35、究病因学：暴露于或未暴露于某危险因素的人群人群3.研究诊断方法：确诊为某病的患者和未患本病研究诊断方法：确诊为某病的患者和未患本病的人的人4.研究疗效：确诊为某病的患者研究疗效：确诊为某病的患者5.基因靶向研究：基因结构较为清楚的动物基因靶向研究：基因结构较为清楚的动物6.蛋白质组学研究：从细胞中提取的蛋白质蛋白质组学研究：从细胞中提取的蛋白质.受试对象的确定受试对象的确定10/13/2022受试对象的条件（重点掌握）受试对象的条件（重点掌握）必须同时满足：必须同时满足：1.1.对处理因素敏感对处理因素敏感2.2.对处理因素有比较稳定的反应性对处理因素有比较稳定的反应性3.3.可行性可行性存在

36、下列情况之一者，不宜作为临床科研对象：存在下列情况之一者，不宜作为临床科研对象：1.1.存在影响反应结果的并发症存在影响反应结果的并发症2.2.危重状态危重状态3.3.多种疗法无效者多种疗法无效者4.4.不能配合者不能配合者5 5、某些处理措施可能对其产生不利影响的特殊人群。、某些处理措施可能对其产生不利影响的特殊人群。10/13/2022受试对象的标准化受试对象的标准化 1.受试对象的选择应有一定标准，包括纳入受试对象的选择应有一定标准，包括纳入标准和排除标准标准和排除标准 例：奇曼丁治疗骨科慢性疼痛疗效观察例：奇曼丁治疗骨科慢性疼痛疗效观察10/13/202210/13/202210/13

37、/2022 2.受试对象影响因素的控制受试对象影响因素的控制 动物：种类、品系、年龄、性别、体重、动物：种类、品系、年龄、性别、体重、窝别、营养状态等窝别、营养状态等 人：年龄、性别、文化水平、经济状况、人：年龄、性别、文化水平、经济状况、居住条件、生活习惯、饮食因素、嗜好等居住条件、生活习惯、饮食因素、嗜好等10/13/2022 处理因素是根据不同的研究目的而给受试对象处理因素是根据不同的研究目的而给受试对象施加的各种处理内容。施加的各种处理内容。处理因素可以是生物的、化学的、或物理的，处理因素可以是生物的、化学的、或物理的，也可以是受试对象自身的某些特征。也可以是受试对象自身的某些特征。三

38、、确定处理因素三、确定处理因素10/13/20221 1、处理因素的水平、处理因素的水平 处理因素的强度称为水平。处理因素的强度称为水平。如以药物、毒物作为处理因素，剂量就是如以药物、毒物作为处理因素，剂量就是水平；如以年龄作为处理因素，不同的年水平；如以年龄作为处理因素，不同的年龄组就是水平。龄组就是水平。正确选定处理因素的水平十分重要。正确选定处理因素的水平十分重要。10/13/20222、因素与水平的组合、因素与水平的组合依照研究因素与水平的数目相组合，可产生依照研究因素与水平的数目相组合，可产生四类不同的实验：四类不同的实验：1.单因素单水平单因素单水平 2.单因素多水平单因素多水平

39、3.多因素单水平多因素单水平 4.多因素多水平多因素多水平10/13/20223 3、处理因素的确定、处理因素的确定正确选用药品剂型、手术方法、毒物、正确选用药品剂型、手术方法、毒物、给药时间、给药途径等。给药时间、给药途径等。抓住主要处理因素抓住主要处理因素区分处理与非处理因素区分处理与非处理因素10/13/20224 4、处理因素的施加、处理因素的施加 处理因素的强度、频率、持续时间和施加方法处理因素的强度、频率、持续时间和施加方法等，都应通过查找文献或预试验找出最适条件，等，都应通过查找文献或预试验找出最适条件，制定有关规定和制度并保持固定，一旦进入正制定有关规定和制度并保持固定，一旦进

40、入正式实验，不能轻易改式实验，不能轻易改变。变。10/13/2022四、实验效应（明确观察指标）四、实验效应（明确观察指标）10/13/2022观察指标的要求观察指标的要求（1 1）关联性关联性：必须与研究目的有本质联系。：必须与研究目的有本质联系。（2 2）客观性客观性：尽量选用客观指标。：尽量选用客观指标。（3 3）灵敏性和特异度灵敏性和特异度：尽量选用灵敏度高的指标：尽量选用灵敏度高的指标。指标的灵敏度：检出真阳性的能力指标的灵敏度：检出真阳性的能力指标的特异度：检出真阴性的能力指标的特异度：检出真阴性的能力（4）精确性精确性：准确度准确度(accuracy)或真实性（或真实性（vali

41、dity）：观察值与真值：观察值与真值的接近程度，受的接近程度，受系统误差系统误差的影响的影响(如灵敏度、特异度如灵敏度、特异度)。精密度精密度(precision)或可靠性（或可靠性（reliabiliy）或重复性）或重复性（repeatability）：重复观察时观察值与其均值的接近程度，：重复观察时观察值与其均值的接近程度，受受随机误差随机误差的影响（如一致百分率）的影响（如一致百分率）10/13/2022准确度和精密度高准确度和精密度高准确度高和精密度不高准确度高和精密度不高准确度和精密度均不高准确度和精密度均不高10/13/2022五、确定实验设计类型 完全随机设计完全随机设计 配对

42、设计配对设计 随机区组设计随机区组设计 交叉设计交叉设计 析因设计析因设计10/13/202210/13/2022 误差公理误差公理 凡实验结果都会有误差，误差自凡实验结果都会有误差，误差自始至终存在于一切科学实验的过程之始至终存在于一切科学实验的过程之中。中。10/13/202210/13/2022 误差的种类：随机误差和非随机误差误差的种类：随机误差和非随机误差 A A随机误差随机误差 它是一类不恒定的、随机性变化的的误它是一类不恒定的、随机性变化的的误差。包括在同一条件下对同一对象反复进行差。包括在同一条件下对同一对象反复进行测量，在消除或控制系统误差后，每次测量测量，在消除或控制系统误

43、差后，每次测量结果仍会出现一些随机性变化称为结果仍会出现一些随机性变化称为随机测量随机测量和抽样误差10/13/2022（1 1）随机误差的出现或大或小，或正或）随机误差的出现或大或小，或正或负，服从正态分布。负，服从正态分布。（2 2）不能消除，但可以通过统计学方法）不能消除，但可以通过统计学方法控制或估计其大小。控制或估计其大小。10/13/20221 1、非系统误差（过失误差、非系统误差（过失误差）在实验过程中研究者由于偶然的失误造在实验过程中研究者由于偶然的失误造成的误差成的误差 在实验过程中产生的一些误差，假如它在实验过程中产生的一些误差，假如它们的值是们的值是恒定不变恒定不变的，或

44、者是的，或者是遵循一定的规律遵循一定的规律变化的变化的，则称为系统误差，则称为系统误差10/13/2022控制误差的关键控制误差的关键10/13/2022（二）偏倚的概念和种类1 1、概念：、概念：试验中由于某些非试验因素的干扰试验中由于某些非试验因素的干扰所形成的系统误差所形成的系统误差2 2、种类：、种类：选择性偏倚选择性偏倚 测量性偏倚测量性偏倚 混杂性偏倚混杂性偏倚10/13/2022（1 1）选择性偏倚：）选择性偏倚：由于纳入观察对象的方法由于纳入观察对象的方法不正确而产生的偏倚不正确而产生的偏倚控制控制选择性偏倚的措施：选择性偏倚的措施：正确拟定观察对象的纳入和排除标准正确拟定观察

45、对象的纳入和排除标准 采用分层抽样方法采用分层抽样方法 正确设立对照正确设立对照 贯彻随机化原则贯彻随机化原则10/13/2022（2 2）测量性偏倚：实验过程中对研究对象进）测量性偏倚：实验过程中对研究对象进行观察和测量而造成的偏倚行观察和测量而造成的偏倚产生原因：产生原因：沾染沾染：对照组接受了实验组的处理措施：对照组接受了实验组的处理措施 干扰干扰：实验组从实验外接受了对实验因素有效的：实验组从实验外接受了对实验因素有效的药物或措施药物或措施 依从性和非依从性：依从性和非依从性：受试者对干预措施及实验过受试者对干预措施及实验过程的执行程度为依从性。受试者未按照研究人员程的执行程度为依从性

46、。受试者未按照研究人员的规定方案执行称为非依从性。的规定方案执行称为非依从性。失访失访 检查和诊断结果的不一致检查和诊断结果的不一致。观察记录失误观察记录失误 心理因素干扰心理因素干扰10/13/2022防止测量性偏倚的措施防止测量性偏倚的措施盲法签订实验合同检验对象的依从情况注意医德定期检查研究记录对实验方法、诊断标准的一致性在实验前做好估计10/13/2022盲法试验盲法试验 盲法试验根据盲法程度分为三种盲法试验根据盲法程度分为三种:盲法试验盲法试验单盲法试验单盲法试验双盲法试验双盲法试验三盲法试验三盲法试验10/13/2022 只有研究者了解分组的情况，受试只有研究者了解分组的情况，受试

47、对象不知道自己是治疗组还是对照组。对象不知道自己是治疗组还是对照组。（1 1）避免受试对象主观因素所造成的偏倚；）避免受试对象主观因素所造成的偏倚；（2 2）研究者知道病人用药具体情况，有利于）研究者知道病人用药具体情况，有利于病人在试验中的安全性。病人在试验中的安全性。不能避免研究者方面带来的主观偏倚不能避免研究者方面带来的主观偏倚。10/13/2022 受试对象和研究参与者都不了解试验分组受试对象和研究参与者都不了解试验分组情况，而是由研究设计者来安排和控制全部试情况，而是由研究设计者来安排和控制全部试验。验。避免受试对象和研究者两个方面的主观因素所避免受试对象和研究者两个方面的主观因素所

48、带来的偏倚；带来的偏倚；方法复杂，较难实行，而且一旦出现意外，较方法复杂，较难实行，而且一旦出现意外，较难及时处理。难及时处理。10/13/2022 不但研究设计者和受试对象不了不但研究设计者和受试对象不了解分组情况，而且负责资料收集的研解分组情况，而且负责资料收集的研究参与者也不了解分组情况究参与者也不了解分组情况。其优缺。其优缺点基本上同双盲法，从理论上说该法点基本上同双盲法，从理论上说该法更合理，但实际实施起来很困难。更合理，但实际实施起来很困难。10/13/2022(3)混杂性偏倚 总结分析阶段，由于某些非实验因素与实总结分析阶段，由于某些非实验因素与实验因素并存的作用，影响到观察的结

49、果，验因素并存的作用，影响到观察的结果，造成混杂因素的偏倚造成混杂因素的偏倚如比较甲乙两地胃癌死亡率的差别，已知甲如比较甲乙两地胃癌死亡率的差别，已知甲乙两地的年龄构成不同，则年龄构成的偏乙两地的年龄构成不同，则年龄构成的偏倚属于混杂偏倚。倚属于混杂偏倚。10/13/2022研究因素与混杂因素研究因素与混杂因素 研究因素：主要研究指标，研究因素：主要研究指标，与研究结果与研究结果(效应效应)相联系。相联系。混杂因素：干扰研究结果的指标。混杂因素：干扰研究结果的指标。（与研究结果（与研究结果(效应效应)相联系相联系,但不是本次研究的但不是本次研究的内容。）内容。）10/13/2022常见的混杂因

50、素常见的混杂因素 年龄、性别年龄、性别 病程、病情病程、病情 疾病史、家族史、伴发疾病疾病史、家族史、伴发疾病 工作性质、工作环境工作性质、工作环境 生活习惯、条件生活习惯、条件10/13/2022药物临床疗效研究药物临床疗效研究疗效疗效药物药物病情病情心理因素心理因素患者的状况（性别、年龄患者的状况（性别、年龄其他因其他因素素混杂因混杂因素素举举 例例10/13/2022 10/13/2022 研究者根据研究目的、处理因素的多少结研究者根据研究目的、处理因素的多少结合专业制定选择合适的设计的方案，考察合专业制定选择合适的设计的方案，考察单个处理因素的因素可选用完全随机设计、单个处理因素的因素