医学统计学实验的设计.pptx

第一节 实验研究设计的分类和特点 实验研究特点：研究者根据研究目的主动加以干预措施，控制非试验因素的干扰，并观察总结其结果，回答研究假设所提出的问题。不要等到毕业以后第1页/共61页 根据研究对象不同，实验研究设计分为：1.实验设计(experimentdesign)：以实验动物和实验样品为对象；2.临床试验设计(clinial trial)：以人为对象。不要等到毕业以后第2页/共61页第二节 实验设计的基本原则 一、随机化原则：就是要使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。二、对照的原则：设立对照是为比较研究假设是否正确及控制实验过程中非实验因素的影响。二、对照的原第3页/共61页常见的对照方式有：(一)空白对照：对照组不施加任何处理措施。(二)安慰剂(placebo)对照：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制剂称安慰剂。不要等到毕业以后第4页/共61页(三)实验对照：实验组加入有效成分，而对照组则无。(四)标准对照：用公认的有效药物、现有的标准方法或常规方法作对照。(五)自身对照：对照和实验措施都在同一实验对象上实施。第5页/共61页三、重复的原则：临床试验若例数太少，则难以反映出试验因素的真实效应，所以必须有足够的实验例数，即样本含量。不要等到毕业以后第6页/共61页第三节 实验设计的基本内容和步骤一、建立研究假设 分清研究的主要问题和辅助问题 现以研究某药治疗慢性胃炎的疗效举例说明。第7页/共61页主要问题：某药治疗慢性胃炎是否有效(治愈率是否高于对照组)?辅助问题：1中青年组和老年组的慢性胃炎治愈率是否相同?不要等到毕业以后第8页/共61页 2该药有无副作用(肝、，肾功能损害的情况)3受试对象的依从性如何(见本节依从性的定义)?不要等到毕业以后第9页/共61页二、明确研究范围 基本要素：处理因素、实验效应和受试对象。纳入标准和排除标准：研究者可以通过规定适宜进入实验的患者(或对象)的标准 。第10页/共61页确定纳入标准时应注意的问题：1在某些试验中应注意纳入那些对处理因素的效应反应灵敏的患者作为，研究对象，避免无反应对象的干扰。第11页/共61页 2某些处理措施对一些特殊的人群将会产生有害的作用，也应排除于实验之外。3纳入标准和排除标准应当用条文明确规定成为书面形式。第12页/共61页三、确立处理因素 处理因素是根据研究目的而施加的特定实验措施。在确定处理因素时应当注意以下几点：(一)分清处理因素和非处理因素；(二)处理因素应当标准化。第13页/共61页四、明确观察指标 实验效应主要指处理因素作用于实验对象的效应。(一)选用客观性较强的指标(二)选用灵敏度较高的指标(三)选用精确性较强的指标 第14页/共61页五、控制误差和偏倚影响试验研究结果的因素：真正由于实验中采用的处理因素作用的影响；受到偏倚(或称偏性)的干扰；受到各种误差的干扰。第15页/共61页(一)误差(error)误差泛指实测值与真值之差。1随机误差 是一类不恒定的、随机变化的误差，亦称偶然误差。随机误差是不可避免的，在大量重复进行的测量中，随机误差的出现或大或小、或正或负，有一定规律性。第16页/共61页2非随机误差(1)非系统误差：在实验过程中由于偶然的失误造成的误差，亦称为过失误差。(2)系统误差：一致性的增大或减小，可控制，可避免。第17页/共61页(二)偏倚(bias)所谓偏倚是指在试验中由于某些非实验因素的干扰所形成的系统误差，歪曲了处理因素的真实效应。它是一种系统误差。第18页/共61页 1选择性偏倚(selection bias)：由于纳入观察对象的方法不正确而产生的偏倚。防止选择性偏倚的措施：(1)正确拟定观察对象的纳入和排除标准(2)采用分层抽样的方法 (3)正确设立对照 (4)贯彻随机此原则 第19页/共61页 2测量性偏倚(measurement bias)在实验过程中对研究对象进行观察或测量而造成的偏倚。在实验研究中，常见的因素有：(1)沾染：对照组的实验对象接受实验组的处理措施。第20页/共61页(2)干扰：实验组从实验外接受了对实验因素有效的药物或措施。(3)依从和非依从：受试者对于干预措施及实验过程的执行程度称为依从性。(4)失访：受试者在实验过程中由于各种原因退出实验称为失访。第21页/共61页(5)检查和诊断结果的不一致 同一医师两次重复检查同一观察对象的结果不一致；两位医师重复检查同一患者的结果也可能不一致。研究者有必要对这些检查结果的一致性进行分析评价。第22页/共61页 (6)观察记录的失误 在实验观察中往往出现一些记录的失误，如记录不完整、记录失真等。设计时应明确规定记录的方式、时间及记录的人员，并规定经常定期检查记录的制度。第23页/共61页(7)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，某些症状如疼痛、咳嗽、反酸的加重或减轻等极易受患者主观因素的影响。第24页/共61页 为防止偏倚，可以采取以下措施：(1)盲法 双盲法(double blind method)研究课题的主持人采取措施使参与的研究者和研究对象(人)都不知道实验过程中谁接受实验措施或对照措施(一般使用安慰剂或标准药物)。第25页/共61页单盲法：是只有患者不知道其处理措施的内容。三盲法(triple blind method)：科研主持人为了更好的避免偏倚，实验前将药物送至药厂生产，要求外表一样、味觉无明显差别，并由厂方编号，如抗癌一号、二号，在总结时再公布各自的内容。第26页/共61页(2)签订实验合同 研究者和实验对象应签订合同。受试对象应确保自始至终参与研究，并同意在实验中按规定接受处理措施乙。第27页/共61页(3)检查实验对象的依从情况 研究者可以采取以下措施，统计实际服用药片占应服药片之比以了解依从性的情况。第28页/共61页(4)注意医德 在实验进程中，应尽可能向患者说明参与实验的利弊，药物可能发生的副作用以及解决办法，争取绝大多数实验对象的合作。第29页/共61页(5)定期检查研究记录 保证其完整准确，一旦发现错误和遗漏应及时纠正和补充，以免在总结时造成不可弥补的损失。第30页/共61页(6)对每一种实验方法、诊断标准、重复判断的一致性应在实验前做出估计 第31页/共61页对可能出现不一致的检查方法，在正式实验前，最好作一小型的预备实验以估计判断的一致性，若发现不一致率很高，则应设法改进或对参与研究的人员进行培训以统一认识。第32页/共61页3混杂性偏倚 在总结分析阶段，由于某些非实验因素与实验因素同时并存的作用影响到观察的结果，造成混杂因素的偏倚，简称混杂偏倚或混杂。第33页/共61页例如，许多研究表明血清甘油三酯含量和冠心病危险性有关：即甘油三酯含量越高，患冠心病的危险性越大，有的医生据此筛选危险人群，若甘油三酯是冠心病的独立原因，降低甘油三酯将有助于预防冠心病。第34页/共61页研究表明冠心病还与其他因素有关，特别是血清中高含量的低密度脂蛋白胆固醇和低含量的高密度脂蛋白胆固醇，它们与冠心病的发生有密切的关系。第35页/共61页经过统计方法平衡了这些其他因素的作用后，甘油三酯和冠心病之间的联系就不存在了。因此认为甘油三酯为冠心病的病因是欠妥的，它是由于其他影响因素的混杂所造成。第36页/共61页 在研究过程中各种偏倚往往是同时在起作用，表现为混杂因素的干扰，设计时应当采用多种措施进行综合处理。第37页/共61页为了揭示脱落(失访)病例的多少等因素对试验结果的影响，试验结果的数据的统计分析，通常应采用意向性分析和有效病例两种分析：第38页/共61页意向性(intention to treat)分析 简写为ITT分析：该分析针对除了确因不符合纳入标准以外的所有随机分配的试验对象，应将试验过程中所有脱落(失访)的试验对象都应纳入分析。第39页/共61页符合方案集(per protocol)分析 简写为PP分析：亦称“有效病例”或“可评价病例”分析，也就是以往常规的除去脱落(失访)病例的分析。第40页/共61页通过上述两种分析结果的对比，可以看出脱落(失访)病例对试验结果的影响，从而得出一个合理的结论，可见ITT分析更能反映试验过程中质量控制的好坏，应当提倡。第41页/共61页第四节 常用的实验设计方法 一、随机对照试验 首先将按纳入标准确定的受试对象随机分配到实验组和对照组，通过统计分析回答研究假设提出的问题。第42页/共61页优点：1由于采用随机分配原则，有效地避免了某些非实验因素的影响.2由于贯彻了随机化原则，对照组和实验组间除实验因素不同外，其他条件基本相同，增强了各比较组间的可比性。第43页/共61页 3.通过设立对照组，更好地控制非实验因素对实验因素的影响，有利于反映所比较总体间存在的真实差异。4满足了统计学假设检验中关于“所处理的资料必须贯彻随机化原则”的要求。第44页/共61页(1)随机双盲对照试验 (2)随机双盲双模拟试验 第45页/共61页例91 将10例实验对象随机地分配到甲(实验组)、乙(对照组)两组，先将实验对象编号，然后任意指定附表10，随机排列表的第4行，舍掉1019的双位数字后排列如下：第46页/共61页第47页/共61页对象编号 1 2 3 4 随机数字 6 1 5 4 所属组另 甲 乙 乙 甲 5 6 7 8 9 10 0 7 8 3 9 2 甲 乙 甲 乙 乙 甲 第48页/共61页偶数者分人甲组，奇数者进入乙组。结果将1，4，5，7，10号实验对象分人甲组，2，6，8，9号实验对象分人乙组。第49页/共61页二、配对设计 将实验对象按一定条件配成对子，如将年龄、体重一致的动物配成对子，再随机分配每对中的两个对象接受不同的处理方式，称为配对设计(paired design)。第50页/共61页三、配伍组设计 配伍组设计亦称随机区组设计，实际是配对的扩大。具体做法是将条件相近的实验对象配成一组，称为配伍组合。然后将每个配伍组中的实验对象按随机的方法分到各个对比组中去，给予不同处理。第51页/共61页例94 将20个实验对象分成5个配伍组，即14号为第一配伍组，58号为第二配伍组，余类推，接受甲、乙、丙、丁4种处理方式。第52页/共61页查附表10，任意指定5行，如第9至第13行。每行只随机取数14，其余数舍去。依次将随机数记录于各配伍组的编号下，其随机数即为该受试者应分人的处理组。第53页/共61页受试者编号 1 2 3 4 5 6 7 8 随机数字 3 2 1 4 4 3 2 1 分配组别 丙 乙 甲 丁 丁 丙 乙 甲 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 3 1 2 4 3 1 2 4 3 2 1 4 丙 甲 乙 丁 丙 甲 乙 丁 丙 乙 甲 丁第54页/共61页 从上表可知，第一配伍组中第1号受试者被分人丙组，第2号分人乙组，第3号分人甲组，第4号分人7组，余类推。甲组：1 8 10 14 19 乙组：2 7 11 15 18丙组：1 6 9 13 17 丁组：4 5 12 16 20 第55页/共61页四、22析因设计 例：某医生研究肺癌根治术后采用化学疗法和免疫疗法是否可以提高疗效?何者为优?它们之间有无交互作用?第56页/共61页 现有600例患者，随机分配进行以下4种处理方式：单纯用化学疗法；单纯用免疫疗法；应用免疫疗法加化学疗法；应用安慰剂作对照。600例肺癌患者分别按照表9.1第57页/共61页第58页/共61页第59页/共61页析因设计的优点：1.可以分析多因素以及交互作用；2.可以节约样本含量，若将两种药物分别进行随机对照试验，析因设计将节约样本含量的12。第60页/共61页感谢您的观看！第61页/共61页