1、 科研设计方法西北民族大学临床医学院西北民族大学临床医学院 庄文娟庄文娟 教授教授 科研设计方法新的启程,光明的未来，珍惜时光;完成从具备基本医学知识和技能的本科生向掌握基本医学科研方法的硕士研究生转变；满怀感恩的心，珍视处理好与导师、辅导员、同学的关系;学会安排自己的学习，培养独立思考的能力;全面提升专业课、英语水平、科研及工作能力。生命只是一种极其偶然而短暂的现象和过程。指任何旨在增进已有的科学知识，并使之能在实际中应用的、系统的、创造性的工作。其本质和基本任务就是探索未知、创造新知识或新技术。科学研究旨在增进已有的医学科学知识，探索医学中的未知，创造医学新知识、新技术的工作。即研究人体正
2、常生理、病理、健康与疾病的科学活动。医学科研基本概念纵观世界医学发展的历史，医学科学研究方法的发展可划分为以下三个历史阶段：医学科研方法的发展简史以古希腊医学家希波克拉提斯(Hippocrates)“四体液说”和古罗马医学家盖伦(Galenus)“肝为生命中枢”模型为代表。Hippocrates的“四体液说”认为，人体由血液、黏液、黄胆、黑胆四种体液构成。血液占优势者的气质称为多血质；黏液占优势者称为黏液质；黄胆占优势者称为胆汁质，黑胆占优势者称为忧郁质。Galenus绘制了血液运动学说图解，主张血液产生于肝脏，分布全身后像潮水般涨落，不再返回心脏，认为血液是运送动物灵、生命灵、自然灵等灵气的
3、管道。这种“肝为生命中枢”的观点，基本上是错误的。（一）古代经验医学整体方法论（公元前400年-16世纪）维萨里(Vesalius)冲破了16世纪比利时每年只准解剖一具尸体禁令，从刑场上偷取尸体，在暗室里做解剖观察，表现出献身科学的无畏精神，出版人体结构一书，成为科学解剖学的奠基人。英国医生哈维(Harvey)通过大量的动物实验和人体测量观察，证实了血液循环。1628年发表名著论动物心脏和血液运动的解剖学研究一书，使生理学从此走上独立发展的道路。意大利医生莫尔加尼(Morgagni)大量解剖病死者的尸体，注重从病灶实际研究病理改变，确立了器官病理学，成为病理解剖学的奠基人之一。法国著名微生物学
4、家巴斯德(Pasteur)是微生物学的主要奠基人之一，他推翻“生物自然发生说”、发明炭疽菌苗注射，以及成功地用狂犬病疫苗挽救狂犬病人等方面均做出了重大贡献。德国著名病理学家魏尔啸(Virchow)通过对大量病理标本的显微镜下观察，创建了细胞病理学，对病理学的发展做出了重大贡献。（二）近代实验医学分析方法论（16-19世纪）早期的神灵医学;古代的经验医学;生物医学模式;现代医学模式：即生物心理社会医学模式的转变与医学科研的发展社会学人类学管理学知识、方法的运用现代医学科研趋势在这种模式下，医学研究向着深度和广度发展；出现多学科交叉、宏观与微观相结合的态势。医学科研概述医学科研课题：概念：具有探索
5、解决医学科技问题的明确而具体的目标提出科学假设或设想及依据为达到目标而提出的设计方案和技术路线完成目标所必须的资源条件（人、财、物和信息）基本要素医学科研的特征探索和创新性；是一个具体的、可操作的能够实现的研究计划；应提出假说，并有严格的设计；具有时限性；基础研究应用研究含义：增加知识、探索未知，解决理论问题的研究。结果：获得新观念、新信息，形成普遍的原则、理论等。特点：未知因素多，探索性强，周期长，研究手段要求高，不考虑任何特定的实际目的。含义：研究如何把科学理论知识转化为新技术、新方法、新产品，为开发研究提供比基础研究更具体的指导性的理论和方法。特点：周期短、成功率较高。按照科技活动分类运
6、用基础研究与应用研究及实验的知识，研制出产品或对样机和中间生产环节进行重大改进的创造性活动。这类研究包括中间试验和工业试验（投产前的批量生产）所需经费多，受生产或实验条件和场地的限制。实施时，多与企业合作。医学基础研究与应用研究的主要标志是：增加科学技术知识，以直接产生社会效益为主。医学开发研究的主要标志为推广新技术、新产品，直接产生经济效益为主。开发性研究一级学科基础医学临床医学预防医学与卫生学中医学与中药学药学二级学科三级学科呼吸内科消化内科心内科外科学内科学 眼科学等胸外科脑外科泌尿外科 按照学科分类科研研究设计的拟定医学科研设计计划是对研究全过程的分步骤、分阶段的细化性描述。研究计划应
7、该是课题的具体深化和展开，是具有方向性的学术思想和指导性纲领。没有良好的设计，就不可能得到卓有成效的研究结果。（确立假设或假说）选题（多方求证，坚定决心）立题（按照要求，使课题具体化）研究计划制定研究计划的原则进一步明确：要解决的问题；解决问题的方法和途径；研究工作的内在逻辑和发展过程16选择课题的原则 选题是科研工作第一步，也是十分重要的一步。选题是科研工作第一步，也是十分重要的一步。选择集中体现了研究者的科学思维、学术水平、研选择集中体现了研究者的科学思维、学术水平、研究能力及其预期究能力及其预期目的。目的。需要性原则需要性原则 创新性原则创新性原则 科学性原则科学性原则 可行性原则可行性
8、原则 效益性原则效益性原则 17需要性原则（小康、可持续、创新）需要性原则（小康、可持续、创新）尽量选择防病治病中有重要意义或迫切需要解决的关尽量选择防病治病中有重要意义或迫切需要解决的关键问题，例如，常见病多发病的防治研究、地方病、职键问题，例如，常见病多发病的防治研究、地方病、职业病、传染病、心脑血管疾病、恶性肿瘤、老年病等影业病、传染病、心脑血管疾病、恶性肿瘤、老年病等影响人类健康疾病的研究，以及对提高劳动者健康水平、响人类健康疾病的研究，以及对提高劳动者健康水平、促进医学发展的理论、基础促进医学发展的理论、基础研究。研究。需要性原则还应符合主管部门需要需要性原则还应符合主管部门需要18
9、国家中长期科技发展规划纲要 医学科研的重点范围与优先主题 安全避孕与出生缺陷防治 心脑血管病、肿瘤等重大非传染病防治 城乡社区常见多发病防治 中医药传承与创新发展 先进医疗设备与生物医用材料 医学科研的重大专项 重大新药创制 艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治 医学科研的前沿技术 靶标发现技术 基于干细胞的人体组织工程技术 医学基础科研 脑科学与认知科学 人类健康与疾病的生物学基础19创新性原则（原始、整合、再创新）创新性原则（原始、整合、再创新）创新创新是医学科研的灵魂，任何成果贵在创新是医学科研的灵魂，任何成果贵在创新 “创创”是指前人或他人没有研究过的题目，而不是重复别人的工作是指前人或
10、他人没有研究过的题目，而不是重复别人的工作 “新新”是指研究项目有独到之处，而不是公知公用、模仿抄袭的低是指研究项目有独到之处，而不是公知公用、模仿抄袭的低水平水平重复。重复。创新程度可有不同，但一定要有创新。对于国外引进项目，必须创新程度可有不同，但一定要有创新。对于国外引进项目，必须具有填补国内空白的具有填补国内空白的价值。价值。20科学性原则科学性原则 以辨证唯物主义为指导思想以辨证唯物主义为指导思想，以，以事实为根据，不是主观事实为根据，不是主观臆想；臆想；正确处理继承与发展的关系正确处理继承与发展的关系，不能，不能与正确的科学规律和理论相与正确的科学规律和理论相矛盾；矛盾；必须必须具
11、体和明确，反映研究者思想的清晰度与具体和明确，反映研究者思想的清晰度与深刻性；深刻性；设计设计符合科学的要求：受试对象、施加因素、观察措施和指标等选择符合科学的要求：受试对象、施加因素、观察措施和指标等选择合理，科研方法先进，统计学设计合理，科研方法先进，统计学设计正确；正确；具有科学价值具有科学价值21 可行性原则可行性原则 可行性可行性是指实施科研选题的基本条件。包括人员、技术、设备是指实施科研选题的基本条件。包括人员、技术、设备、经费、信息等条件是否具备，预期的目的能否、经费、信息等条件是否具备，预期的目的能否达到。达到。效益性原则效益性原则 预期成果可能收到的效益。一般基础研究课题要求
12、具有理论预期成果可能收到的效益。一般基础研究课题要求具有理论(或知识或知识)意义与潜在的应用价值；应用性课题要求具有经济效益意义与潜在的应用价值；应用性课题要求具有经济效益或社会效益。或社会效益。22 选择课题的方法 认真认真阅读各级科研管理部门阅读各级科研管理部门(包括国家、省科研计划项目包括国家、省科研计划项目)每年定期每年定期公布的公布的项目招标指南项目招标指南或有关文件，从中选择适合的研究或有关文件，从中选择适合的研究课题。课题。从实际工作中选择从实际工作中选择 由于由于医学领域中许多问题尚未阐明，在实践工作遇到一些现象不能医学领域中许多问题尚未阐明，在实践工作遇到一些现象不能用已知的
13、知识解释，对于有心计的医务工作者，可能成为原始意念，用已知的知识解释，对于有心计的医务工作者，可能成为原始意念，进而发展为科研进而发展为科研选题。选题。23 此类选题占有相当地比例。通过原有课题的延伸，可以使科此类选题占有相当地比例。通过原有课题的延伸，可以使科研步步深入，取得较大的研步步深入，取得较大的成果。成果。从文献空白点中选题从文献空白点中选题 认真查阅国内外文献，全力寻找空白，把填补空白作为认真查阅国内外文献，全力寻找空白，把填补空白作为选题。选题。选择课题的方法24 有意识地改变原有课题中受试对象、施加因素、观察指有意识地改变原有课题中受试对象、施加因素、观察指标三个要素中任何一个
14、，可以形成新的标三个要素中任何一个，可以形成新的课题。课题。将其他学科新技术、新方法移植到医学领域将其他学科新技术、新方法移植到医学领域选择课题的方法科研活动的起点科学假说 科学假说的定义：指“根据已有的科学知识和新的科学事实对所研究的问题作出的一种猜测性陈述。它是将认识从已知推向未知，进而变未知为已知的必不可少的思维方法，是科学发展的一种重要形式。”科学假说是人们根据已经掌握的科学原理和科学事实，对未知的自然现象及其规律性经过一系列的思维过程，预先在自己头脑中作出的假定性解释。科学假说有两层含义科学假说具有猜测、假设的性质，还不属于被实践所验证了的科学事实；科学假说不同于毫无根据的主观臆断，
15、而是以已知的科学知识和新的科学事实为基础，是在这些基础上提炼出的科学问题，并在多种科学知识基础上运用分析和综合、归纳和演绎、类比和想象等方法，形成解答 问题的基本观点。正是由于立足于既有的科学知识和科学事实，这就决定了作为科学假设有一个必要条件，那就是原则上的可检验性，如果不具备原则上的可检验性，有关陈述还不能称之为科学假说。科学假说带有或然性，尽管其内容有一定的科学依据，但终究还没有经过实验来验证和确认，所以只能称为假说；科学理论是经过了实践检验已经显示出自身正确性的理论。当然，科学假说同科学理论决不是互不相干的，一种新的科学理论在形成的过程中，一开始往往是借助于科学假说开辟的方向，因此，科
16、学假说往往是科学理论形成的前奏，对科学理论的形成功不可没。科学理论不同于科学假说。科学理论是“具有某种逻辑结构的并经过一定实验检验的概念系统或比较系统的理论学说。”（1 1）有用性（适用性、目的性，也包括可行性）（2 2）独创性（先进性）（3 3）可重复性 （4 4）经济性2科研设计的目的科研设计的目的科学性规范性伦理性统计学原则（1）研究人员和条件：质量和操作规范，具备研究条件。（2）研究前的准备：仪器校正、预实验等。（3）研究实施：严格按照方案进行。（4）研究记录、资料的处理和管理。是灵魂。对人应遵守赫尔辛基宣言尊重受试者的权益和尊严，签署知情同意书。对动物也应认同其生命权，减少动物量，减
17、少动物实验中的痛苦。对照、随机、重复。（1 1）：运用专业理论技术知识来进行的设计，主要解决科研的有用性和独创性（科研成果大小首先取决于它）。（2 2）：运用统计知识和方法来进行的设计，主要解决科研的可重复性和经济性（科研结果的可靠性和经济性的保证）3 3科研设计的内容科研设计的内容 按在研究过程中对研究对象是否进行干预分为：（1 1）实验研究设计 （2 2）调查研究设计4 4科研设计的类型科研设计的类型 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。实验研究的定义实验研究的定义 1 1研究者根据实验目的，预先制定实验设计，人为设 置处理因素；2 2能按随机化方法，将研
18、究对象分为实验组和对照组，使各组具有相似的基本特征，提高了组间的可比性。实验研究的特点实验研究的特点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处理因素处理水平处理因素的标准化（1）单因素单水平（2）单因素多水平（3）多因素单水平（4）多因素多水平化学或物理因素、药物、手术等；对处理的强度、时间、频率、持续时间、施加方法等条件作出统一规定。处理因素和处理水平 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实例：实例：拟给原发性高血压病人服用某降压药拟给原发性高血压病人服用某降压药A，观察服，观察服药前后
19、舒张压差值情况，研究该降压药是否有效？药前后舒张压差值情况，研究该降压药是否有效？实验对象1.实验对象的选择：人、动物、器官、组织、细胞（原代细胞、传代细胞）等；2.实验对象的控制：A.试验动物种系、性别、年龄、体重保持一致;B.病人的年龄、性别、病情程度、病程长短、有无合并症、有无其它治疗措施等应一致。（1）试验对象的一致性季节、气候、气温、湿度、摄食、饮水、生活环境、感染、意外伤害、试验的辅助措施（麻醉、插管、注射、手术等）、性周期、生活嗜好（烟、酒、茶等）及受试者的依从性等。（2）影响因素的控制 按受试对象不同，实验分为三类：按受试对象不同，实验分为三类：动物实验动物实验 动物动物临床试
20、验临床试验 病人病人社区干预试验社区干预试验 健康人健康人1 1动物实验动物实验优点：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。缺点：（1 1）动物实验的结果不能直接解释人类的疾病现象。（2 2）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。动物的选择动物的选择 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 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2 2临床试验临床试验 临床试验：是在病人中进行的试验。通过比较
21、治疗组 （或预防组）与对照组的结果而确定某项治 疗或（预防）措施的效果与价值。以人为对象以人为对象 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 诊断必须明确 不伴随妨碍试验的其他疾病病情不是特别严重或有严重并发症3 3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。社区干预试验一般不能实施随机分配原则。二、处理因素二、处理因素 处理因素就是根据研究目的而施加的特定实验措施。处理因素设置要求 1 1、抓住主要因素 2 2、找出非处理因素（混杂因素）3 3、处理因素标准化三、实验效应（观察指
22、标）试验研究的结果只有运用恰当的指标才能表现出来。因此试验设计时应选择一些能反映效应的指标以评价研究结果。如何选择测量指标应考虑下述几方面:（1）指标的关联性：要能够反应处理因素的效应。（2）指标的客观性：通过培训、盲法、计算机采集数据等形式避免指标的主观判断。（3）指标的灵敏度：是指标能正确反映效应变化的最小值。灵敏度低难以检出细微变化，灵敏度高则干扰大，灵敏度应适当。（4）指标的可用性：敏感性：表现在指标是否可检出发生变化的比率，即真阳性率要高。特异性：指的是指标的检出受无关变化的干扰小，即假阳性率要低而真阴性率要高。（5）测定的精确性：精密度：多次测定数据的一致性。准确度：测定值与真实值
23、的接近程度指标的要求客观指标是指那些不易受主观因素影响的，并能客观记录的指标，如心电图、血管造影、化验数据等；主观指标是靠研究对象回答或研究者自行判断而不能客观记录的指标，如研究对象陈述某些症状（如疼痛）或研究人员通过问卷表所收集的资料。在研究设计中，应尽量少用主观指标，因为其易受研究对象和研究人员心理状态、启发暗示和感官差异的影响。必须采用时要注意其缺点。2022-11-14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2022-11-14实验设计的基本原则及误差控制实验设计的基本原则及误差控制一、基本原则一、基本原则对照原则
24、对照原则 随机化原则随机化原则 重复原则重复原则1 1设立对照的重要意义设立对照的重要意义（1 1）“有比较才能鉴别有比较才能鉴别”。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。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。而对照是比较的基础。（2 2）对照的设置可以排除非研究因素（包括实验条件、环境、所）对照的设置可以排除非研究因素（包括实验条件、环境、所用试剂、处理因素等施加方法）对研究结果的影响，消除和减用试剂、处理因素等施加方法）对研究结果的影响，消除和减少实验误差。少实验误差。（一）对照原则（一）对照原则 各组间除处理因素不同外，其他因素
25、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2 2设立对照的原则设立对照的原则2022-11-14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 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：结论：该药能有效治疗感冒，改善鼻塞流涕状况该药能有效治疗感冒，改善鼻塞流涕状况错误的设计错误的设计2022-11-14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
26、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：该药有效正确的设计正确的设计2022-11-14均衡性均衡性(1)(1)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。(2)(2)同步 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。(3)(3)专设 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结果或其它研究的资料作为本研究之对照。3对照组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，实验组和对照组在其他方面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：
27、都必须尽可能相同。例如：动物实验：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、毛色等尽可能一致。临床试验：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）等尽可能相同。3对照组设置的要求对照组设置的要求常用的对照形式（5）历史对照；（3）实验（阳性）对照；（2）标准(正常)值对照；（4）自身对照；（1）空白对照3 3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，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。仅在某些病情较轻或长期稳定无任何危险的疾病
28、，如慢性关节炎、近视等可以设置空白对照。（1 1）空白对照）空白对照（2 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作用的“假药假药”。如淀粉、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，不被授试者识别。使用安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。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。（3 3）实验对照）实验对照 对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因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。素有关
29、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 （4 4）自身对照）自身对照对照和实验在同一受试对象进行。如以病人用药前后的血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。压值作对比。此对照简单易行，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 结果。（5 5）标准对照）标准对照用现有标准方法或常规方法做对照。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
30、肯定治疗方法的疾病。例某种新的方法能否代替传统方法的研究；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。某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。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例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效（6 6）相互对照）相互对照 （二）随机化原则（二）随机化原则 随机化原则是指将研究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，保持影响因素在个体及组间的均衡性，减少抽样误差。2022-11-14随机化原则随机化原则FisherFisher在19351935年首先提出随机化概念并应用在农业实验中。随机化
31、的目的：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，避免主观安排带来的偏性；随机化是统计分析的基础；2022-11-14随机化原则随机化原则 总体的每一个观察单位都有同等的机会被选入样本中来，并有同等总体的每一个观察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。的机会进行分组。（这里的总体是符合根据假设规定的入选标准的有限总体）随机随机随便随便后果：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，使统计学检验结果无效（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、住院号等；按就诊（入院）顺序、生日、住院号等；：投
32、硬币、抽签、随机数字投硬币、抽签、随机数字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。2022-11-14可靠性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
33、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，使结论可信；的重复，使结论可信；(3)同一实验单位的重复观察：同一实验单位的重复观察：保证观察结果的精度。保证观察结果的精度。（三）重复原则（三）重复原则（三）重复原则重复重复是是指在相同实验条件下进行多次观察，结果的稳定程度。指在相同实验条件下进行多次观察，结果的稳定程度。从概率论知道，观察次数愈多，从样本计算出的统计量（如样本均数从概率论知道，观察次数愈多，从样本计算出的统计量（如
34、样本均数、样本率等）愈接近总体参数（如总体均数、总体率等）。、样本率等）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，否则不仅造成浪费，而且难于控制实验条件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，造成实验结果的可靠性差。，造成实验结果的可靠性差。因此，因此，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，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，确定最小的样本含量。即作样本含量的估计确定最小的样本含量。即作样本含量的估计。2022-11-14 实验设计中的重复(replication)(replication)是指各处理组与对照组要有适当
35、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，延长实验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。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（样本含量不足，检验效能（PowerPower，1 1）偏低，）偏低，导致总体中本来具有的差异无法检验出来。导致总体中本来具有的差异无法检验出来。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0%，故得出新的手术方法优于以前的手术方法。规范完
36、整客观可靠（1）应界定总体目标，并将总体目标细化为特异性目的。如“噪声对心血管系统的影响”为总体目标，在不同强度噪声作用下，不同年龄人群心血管系统变化等为特异性目的。（2）目的应具体：（3）目的要单一：一项具体研究只要求解决一个问题，不能涉及太多的问题，以免分散精力，影响研究工作质量。1.明确的研究目的 科研设计的内容研究对象的选择必须服从调查目的；考虑合作的可能性；不能妨碍研究对象的正常活动，不能侵犯人权；利用现有资料；（1）研究单位指一个社区、一个企业或一个医院等（2）研究对象指具体的被调查的人或住户。（3）研究范围指性别差异、年龄范围、疾病种类及程度等。（4）选择研究对象时应注意：2.确
37、定研究单位、对象和范围3.确定合适的研究方法医学研究方法分析性研究实验性研究社会学定性研究现状调查筛检个案与病例报告病例对照研究定群研究临床试验现场试验动物实验访谈法观察法专家咨询描述性研究4.确定研究对象的样本大小（1）所研究疾病在人群中的罹患率。（2）拟采取措施（药物或手术）的有效率。（3）要求实验精度的高低。（4）要求实验把握度的大小。（5）要求实验组与对照组差异显著性的程度。（6）实验组和对照的均衡性（种族、性别、年龄、职业等）的好坏。（7）研究分组的多少。（8）拟采用双侧检验(样本大)还是单侧检验(样本小)。必须选择足够大的样本量进行科学研究；以临床实验为例，研究对象的多少应考虑：5
38、.确定抽样方法单纯随机抽样系统抽样分层抽样整群抽样概率抽样方法非概率抽样方法从方便出发，如调查门诊病人。根据规定的样本量以及研究现象的有关标准，研究者在符合标准的对象中主观的抽样。根据研究者的经验（如根据疾病的人群分布特征）进行。先从少量成员出发，通过询问这些少量成员，寻找更多符合条件的样本，然后逐步扩大人数。6.设立适当的对照选择对照时应注意（1）研究与对照组的基本条件要齐同。（2）研究与对照组对某研究特征的易感性或机会要有可比性。（3）两组间除干预措施外，其它措施应一致。（4）两组在研究中应受到同等重视。7.研究对象的随机分组8.确定研究的期限9.明确研究的步骤：（1 1）选题（准备）（2
39、 2）收集资料（项目实施）（3 3）分析资料（数据整理分析）（4 4）做出结论（撰写、提交研究报告）医学难题收集、整理相关科学知识、理论、研究资料等通过分析资料、科学思维提出假设通过科学方法验证假设正确与否接 受或 拒绝 假设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？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
40、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d病人，加用干扰素和三氮唑核苷静滴，疗程57 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。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
41、，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。2022-11-14一、随机对照试验一、随机对照试验 1 1、设计模式、设计模式 即完全随机设计完全随机设计(completely random design)(completely random design)：单向分组，单因素，二或多水平2022-11-14步骤步骤：（例（例11-111-1）P171P1711 1、编号；、编号；2 2、定规则：随机数小者为甲组，大者为乙组；、定规则：随机数小者为甲组，大者为乙组；3 3、获、获取随机数取随机数2 2、优
42、点、优点 ：（1 1）随机分配能有效地避免某些非实验因 素的影响，充分显示实验因素；（2 2）随机分配增强比较组间的可比性（3 3）设立对照能有效控制非实验因素对实 验因素影响，从而有效控制偏倚和误差（4 4）满足统计学假设检验“所处理的资料必须随机化”的要求2022-11-143 3、统计分析方法：、统计分析方法：计量资料：计量资料：t t检验或方差分析检验或方差分析 计数资料：计数资料：x x2 2检验检验 等级资料：等级资料：秩和检验秩和检验4 4、使用随机排列表进行随机分配方法、使用随机排列表进行随机分配方法 随机排列表（1 1）随机排列表用途：观察对象的随机分组和处理因素的随机排列（
43、2 2）随机排列表使用方法 本表有n=10n=10，n=20n=20，n=30n=30，.等种。使用时可取任一行的随机排列数字，但不能按列查。随机化分配举例 见教材P170-171P170-1712022-11-14 抄取随机数字，从任一数字开始向任一方向抄取随机数字，从任一数字开始向任一方向 方法方法1 1 欲分为几组，就除以几，根据余数分组：欲分为几组，就除以几，根据余数分组：将 10 例试验对象随机分配到甲、乙组中 对象编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 随机数字 5 9 7 2 4 2 3 6 3 1 除以 2 的余数 1 1 1 2 2 2 1 2 1 1 组别 甲 甲
44、甲 乙 乙 乙 甲 乙 甲 甲 调整：1）甲组 6 人中选一人：另抄一随机数字 8/6 余 2，则 2 号乙 2022-11-14 方法方法2按随机数字排序，然后从中间一分为二按随机数字排序，然后从中间一分为二2022-11-143、计算机软件随机产生、计算机软件随机产生（1 1）编号）编号（2 2）定规则：随机数排序，然后一分为二）定规则：随机数排序，然后一分为二（3 3）产生随机数：）产生随机数：Excel Excel 或或 SPSSSPSS、SASSAS二、配对设计二、配对设计 1 1配对设计的定义配对设计的定义 将实验对象按一定条件配成对子，在随机分配每对中的两个对象接受不同的处理方式
45、。配对条件配对条件影响实验效应的主要非处理因素：动物实验动物实验：一般考虑将种属、窝别、性别相同，年龄、体重相近。临床试验临床试验：常将性别相同，年龄相近作为配对条件。2022-11-14二、配对设计二、配对设计(paired design)(paired design)按某种或某些条件配对，除处理因素不同外其他条件相同或相似，对子内随机。2022-11-14 观察对象的随机分配方法观察对象的随机分配方法（见教材（见教材P172P172，例，例11-311-3）2022-11-14统计分析方法：统计分析方法：计量资料：配对计量资料：配对t检验检验 计数资料：配对计数资料：配对x2检验检验 等级
46、资料：配对秩和检验等级资料：配对秩和检验2022-11-14(cross-over design)2 2、优点、优点（1 1）节约样本含量）节约样本含量（2 2）能控制时间因素和个体差异对）能控制时间因素和个体差异对 处理因素的影响（相对而言）处理因素的影响（相对而言）（3 3）在临床试验，此设计使每个观）在临床试验，此设计使每个观 察对象同时接受实验因素和对照察对象同时接受实验因素和对照 因素，符合医德因素，符合医德2022-11-143 3、注意事项、注意事项 交叉设计是成组设计与自身配对设计的综合运用，其适用范围与自身配对设计相同；临床上适用于目前尚无特殊治疗而病情缓慢的慢性病患者的对症
47、治疗。不适宜有自愈倾向，或病程较短的疾病的治疗研究。两个处理因素必须没有蓄积作用(延滞作用)，两次处理间应有足够长的间歇期以洗脱延滞效应。间歇期的长短视处理因素的半衰期而定，一般至少为5 56 6个半衰期。其次要考虑生物作用的特点，如阿司匹林的半衰期为0.50.5小时，但它对血小板的影响需一周左右才会消失，故间歇期一般需1010天左右。4 4、观察对象的随机分配方法、观察对象的随机分配方法 随机分配方法举例见教材P P173173受试者号 1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1 1.2 2.2 3.2 4.2 5.2 6.2 7.2 8.2 9.2 1
48、0.2随机数字用药顺序 对子号：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10四、配伍组设计（随机区组设计）四、配伍组设计（随机区组设计）1 1、设计模式、设计模式（配对设计的扩大）将受试对象按一定条件划分成配伍组 （每个配伍组的例数等于处理组个数）将每一配伍组的各受试者 随机分配到各个处理组中 观察各组的实验效应 (配伍条件要求同配对设计配伍条件要求同配对设计)2022-11-14 它是配对设计的扩展，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。2 2、优点、优点 （1 1）组间的可比性增强 （2 2）可以分析两个因素3 3、观察对象的随机分配方法、观察对象的随
49、机分配方法 随机分配方法举例见教材P172-173P172-1732022-11-14统计分析方法：统计分析方法：计量资料：配伍设计方差分析计量资料：配伍设计方差分析 等级资料：等级资料：配伍设计配伍设计秩和检验秩和检验2022-11-14例例 11-411-4规定：随机数为：规定：随机数为：1-A,2-B,3-C,4-D随机排列表，从任一行开始，任取随机排列表，从任一行开始，任取5行，每行只取行，每行只取 1-4，其，其余舍去不用。余舍去不用。区区 组组 号：号：1 2 3 4 52022-11-14区组 1 2 3 4 对象编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 随机数
50、字 5 2 4 3 组别 C A B A C B B C A B A C 1 A B C 2 A C B 3 B A C 4 B C A 5 C A B 6 C B A 以三种处理为例：以三种处理为例：方法方法1 1）以每一个随机数字对应一个区组排列，如下：以每一个随机数字对应一个区组排列，如下：随机数字随机数字1-6分别代表不同的区组排列，分别代表不同的区组排列，7-9和和0 舍弃舍弃2022-11-14广西医科大学卫统黄高明编常用的随机化方法常用的随机化方法-区组随机化区组随机化区组 1 2 3 4 对象编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 随机数字 78 43 76
