实验流行病学ppt课件.ppt
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1、 第七章第七章 实验流行病学实验流行病学(experimental epidemiology)流行病学实验流行病学实验 (epidemiological experiment)干预研究干预研究(intervention study) 观察性流行病学观察性流行病学 自然条件下人群中事件分布规律和决定因素自然条件下人群中事件分布规律和决定因素 实验性流行病学实验性流行病学 人为条件下人群中事件分布规律和决定因素人为条件下人群中事件分布规律和决定因素 第一节第一节 概概 述述 发展简史发展简史 定定 义义 特特 点点 主要类型主要类型一、发展简史:一、发展简史:n1717世纪,培根就指出:世纪,培根
2、就指出:“通过试验来尝试或证实特定疾通过试验来尝试或证实特定疾病疗法的效果病疗法的效果”。n1818世纪,在人群中进行的流行病学实验研究。经典的例世纪,在人群中进行的流行病学实验研究。经典的例子有坏血病病因的研究、铅与腹绞痛因果关系的研究等。子有坏血病病因的研究、铅与腹绞痛因果关系的研究等。n1919世纪世纪-20-20世纪前半叶,流行病学实验常用于生物制品预世纪前半叶,流行病学实验常用于生物制品预防效果及药物的治疗效果评价。防效果及药物的治疗效果评价。n2020世纪后半叶,流行病学实验广泛用于病因研究、药物世纪后半叶,流行病学实验广泛用于病因研究、药物的治疗效果评价、保健设施和保健工作的评价
3、等。的治疗效果评价、保健设施和保健工作的评价等。二、概念:二、概念: 实验流行病学(实验流行病学(experimental epidemiology)流行)流行病学实验(病学实验(epidemiological experiment)干预研)干预研究(究(intervention study) 是以人类(病人或正常人)为研究对象,将研究是以人类(病人或正常人)为研究对象,将研究对象随机分为实验组和对照组,给予实验组干预对象随机分为实验组和对照组,给予实验组干预措施,然后,随访观察一段时间,并比较两组人措施,然后,随访观察一段时间,并比较两组人群的结局,对比分析实验组与对照组之间效应上群的结局,
4、对比分析实验组与对照组之间效应上的差别,判断干预措施的效果。的差别,判断干预措施的效果。随访观察随访观察结局事件不发生结局事件不发生结局事件发生结局事件发生结局事件不发生结局事件不发生随机分组随机分组 实验流行病学研究原理示意图结局结局结局结局+实验组实验组(干预措施)(干预措施)对照组对照组(对照措施)(对照措施)样本样本目标目标人群人群结局结局+结局结局三、基本特点三、基本特点前瞻前瞻 前瞻性研究前瞻性研究干预干预 施加人为干预处理施加人为干预处理随机随机 研究对象随机分配到比较组研究对象随机分配到比较组对照对照 有平行的或可比的实验组和对照组有平行的或可比的实验组和对照组四、主要类型:四
5、、主要类型:n临床试验临床试验n现场试验现场试验n社区试验社区试验(一)临床试验:(一)临床试验: 临床试验(临床试验(clinical trial)又称治疗试验又称治疗试验, ,是指以病人为研究对象,评价某种药物是指以病人为研究对象,评价某种药物或治疗方法的效果的试验。或治疗方法的效果的试验。 病人可以是住院和未住院的病人。病人可以是住院和未住院的病人。 该法研究时间较长,受控条件较好。该法研究时间较长,受控条件较好。施加药物或治疗因素施加药物或治疗因素随机分组随机分组Clinical trial病人病人疗效或不良反应疗效或不良反应疗效或不良反应疗效或不良反应实验组实验组对照组对照组比较实验
6、组比较实验组与对照组的与对照组的效应的差异效应的差异(二)现场试验:(二)现场试验:n现场试验(现场试验(field trial)也叫人群预防试验)也叫人群预防试验,是以尚未,是以尚未患病的个人作为研究对象,评价某种预防措施(预防患病的个人作为研究对象,评价某种预防措施(预防制剂或方法)的效果。如用乙型肝炎疫苗预防乙肝效制剂或方法)的效果。如用乙型肝炎疫苗预防乙肝效果的评价。果的评价。 n现场试验研究时间长,受控条件较差。但研究对象处现场试验研究时间长,受控条件较差。但研究对象处于真实生活环境中,外推普遍性好。于真实生活环境中,外推普遍性好。n为了提高现场试验的效率,通常在高危人群中进行研为了
7、提高现场试验的效率,通常在高危人群中进行研究。究。 抗疟疾药物的预防实验,最好选择近期疟疾发病率较高的人抗疟疾药物的预防实验,最好选择近期疟疾发病率较高的人 群作为研究对象群作为研究对象发病时序发病时序发病率发病率发病率发病率有效有效无效无效有效有效无效无效研究对象研究对象(未患病者)(未患病者)试验组试验组(干预组干预组)对照组对照组随随 机机分分 配配(三)社区试验:(三)社区试验:n社区试验(社区试验(community trial)/ /社区干预试验社区干预试验(community intervention program):): 是指以社区整体人群作为观察对象,对某种预防是指以社区整
8、体人群作为观察对象,对某种预防措施或方法进行考核或评价。措施或方法进行考核或评价。n如饮水加氟预防龋齿、食盐中加碘预防碘缺乏病如饮水加氟预防龋齿、食盐中加碘预防碘缺乏病. .n社区试验是现场试验的一种扩展,二者概念上的社区试验是现场试验的一种扩展,二者概念上的区别在于现场试验接受干预的基本单位是个人,区别在于现场试验接受干预的基本单位是个人,而社区试验接受干预的基本单位是整个社区,或而社区试验接受干预的基本单位是整个社区,或某一人群的各个亚人群。某一人群的各个亚人群。选择社区选择社区测定基线值,测定基线值,建立监测系统建立监测系统随机选择实验组和对照组随机选择实验组和对照组对照组对照组(无干预
9、无干预)实验组实验组(有干预有干预)继续监测继续监测迁移迁移迁移迁移失访(结局不知)失访(结局不知)结局可知结局可知失访(结局不知)失访(结局不知)类实验类实验:n类实验(类实验(quasi-experiment)又称半实验()又称半实验(semi-experiment):): 一个完全的流行病学实验必须具备四个基本特一个完全的流行病学实验必须具备四个基本特征征前瞻性研究、随机分组、设立实验组与前瞻性研究、随机分组、设立实验组与对照组、给予干预措施,对照组、给予干预措施,如果一项实验研究缺如果一项实验研究缺少其中一个或几个特征,这种实验就叫类实验。少其中一个或几个特征,这种实验就叫类实验。类类
10、实实验验干预前干预前测量测量干预干预干预后干预后测量测量与已知的不给干预措施的结果比较不设对照组不设对照组类类实实验验设立对照组设立对照组实验组实验组对照组对照组不是随机分组不是随机分组n类实验常用于研究对象类实验常用于研究对象数量大,范围广而实际情数量大,范围广而实际情况不允许对研究对象作随况不允许对研究对象作随机分组的情况。机分组的情况。五、实验流行病学的主要用途五、实验流行病学的主要用途(一)检验病因假设(一)检验病因假设常用于疾病流行因素常用于疾病流行因素和病因的研究;和病因的研究;(二)评价某种疾病的防制效果;(二)评价某种疾病的防制效果;(三)评价保健设施和保健工作;(三)评价保健
11、设施和保健工作;(四)评价某种新的治疗药物、疗法或制剂的(四)评价某种新的治疗药物、疗法或制剂的效果。效果。 明确研究目的明确研究目的 确定研究和设计类型确定研究和设计类型 选择研究现场选择研究现场 选择研究对象选择研究对象 确定干预措施确定干预措施 确定样本量确定样本量 随机化分组随机化分组包括包括1414个基本内容个基本内容 第二节第二节 设计和实施设计和实施确定对照的方式确定对照的方式盲法的应用盲法的应用确定实验观察期限确定实验观察期限选定结局变量及其测量方法选定结局变量及其测量方法确定基线数据,建立监测系统确定基线数据,建立监测系统对象的随访和资料收集对象的随访和资料收集 确定统计分析
12、方法确定统计分析方法一、明确研究目的:一、明确研究目的:n实验目的必须明确,因为实验设计是围绕着研实验目的必须明确,因为实验设计是围绕着研究目的进行的。如效果指标,应该把效果作量究目的进行的。如效果指标,应该把效果作量的估计。如考核预防措施的效果,应考虑是控的估计。如考核预防措施的效果,应考虑是控制个体发展,还是控制疾病流行。如考核治疗制个体发展,还是控制疾病流行。如考核治疗措施的效果,应考虑是降低病死率,或是提高措施的效果,应考虑是降低病死率,或是提高好转率,还是彻底治愈。好转率,还是彻底治愈。n通常一次实验只解决一个问题。通常一次实验只解决一个问题。二、确定实验现场:二、确定实验现场:n所
13、选择的实验现场的人口要稳定,流动性小,数量足够。所选择的实验现场的人口要稳定,流动性小,数量足够。n实验地区的该种疾病发病率高,且稳定。这样,可保证在实实验地区的该种疾病发病率高,且稳定。这样,可保证在实验结束时,能有足够数量的发病人数达到有效的统计分析。验结束时,能有足够数量的发病人数达到有效的统计分析。n在进行预防接种的免疫学效果考核时,则需要选择近期内未在进行预防接种的免疫学效果考核时,则需要选择近期内未发生过该病流行的地区进行。发生过该病流行的地区进行。n实验现场应有较好的医疗卫生条件,有较好的治疗水平,比实验现场应有较好的医疗卫生条件,有较好的治疗水平,比较健全的预防保健机构及病例的
14、登记报告制度较健全的预防保健机构及病例的登记报告制度n实验现场的领导重视,群众乐于支持和接受,有较好的协作实验现场的领导重视,群众乐于支持和接受,有较好的协作基础和条件。基础和条件。三、选择研究对象:三、选择研究对象:n研究人群研究人群是指符合研究要求条件的人群,既包是指符合研究要求条件的人群,既包括实验组,也包括对照组,两者均属于研究人括实验组,也包括对照组,两者均属于研究人群。群。n选择研究对象时应制定出严格的入选标准和排选择研究对象时应制定出严格的入选标准和排除标准。除标准。n在临床试验中,选择病例要有统一的、公认的在临床试验中,选择病例要有统一的、公认的诊断标准,而且最好利用客观的诊断
15、指标,避诊断标准,而且最好利用客观的诊断指标,避免把未患病者选入而影响研究的真实效果。免把未患病者选入而影响研究的真实效果。(一)选择对干预措施有效的人群:(一)选择对干预措施有效的人群: 评价某种疫苗预防效果时,选择该病的易评价某种疫苗预防效果时,选择该病的易感人群,防止将患者和非易感者选入。感人群,防止将患者和非易感者选入。(二)注意研究对象的代表性:(二)注意研究对象的代表性:n 样本应具备总体的基本特征,如性别、年龄、样本应具备总体的基本特征,如性别、年龄、种族等特征要与总体一致。种族等特征要与总体一致。n 临床试验中各类型病人要占一定的比例。临床试验中各类型病人要占一定的比例。(三)
16、选择预期发病率较高的人群:(三)选择预期发病率较高的人群:1、选择高危人群进行干预试验或现场试验。选择高危人群进行干预试验或现场试验。2、评价疫苗的预防效果,应选择在疾病高发区评价疫苗的预防效果,应选择在疾病高发区人群中进行。人群中进行。3、药物疗效试验亦多选择高危人群。药物疗效试验亦多选择高危人群。(四)选择容易随访的人群:(四)选择容易随访的人群:1 1、预计在实验过程中有可能被剔除者,不应为、预计在实验过程中有可能被剔除者,不应为研究对象。研究对象。2 2、预计在实验过程中有可能失访者,不应为研、预计在实验过程中有可能失访者,不应为研究对象。究对象。(五)选择干预对其无害的人群:(五)选
17、择干预对其无害的人群:1、应充分估计到试验研究可否产生副作用,并应充分估计到试验研究可否产生副作用,并充分估计作用的程度。充分估计作用的程度。2、选择那些干预对其无害的人群。选择那些干预对其无害的人群。3、若干预对其有害,不应选作研究对象。若干预对其有害,不应选作研究对象。4、在新药临床试验时,将老年人、儿童、孕妇在新药临床试验时,将老年人、儿童、孕妇除外,因为这些人对药物易产生不良反应。除外,因为这些人对药物易产生不良反应。(六)选择依从性好的人群:(六)选择依从性好的人群: 依从性依从性是指研究对象能服从实验设计安是指研究对象能服从实验设计安排并能密切配合到底。排并能密切配合到底。四、样本
18、量确定四、样本量确定干预措施实施前、后研究人群中研究事件的发生率干预措施实施前、后研究人群中研究事件的发生率第第I I型(型()错误出现的概率)错误出现的概率第第IIII型(型()错误出现的概率)错误出现的概率单侧检验或双侧检验单侧检验或双侧检验研究对象分组数量研究对象分组数量n干预前人群发生率越高或干预后事件发生率越低,所需样本干预前人群发生率越高或干预后事件发生率越低,所需样本量越小。量越小。n要求显著性水平越高,即要求显著性水平越高,即值(值(0.01或或0.05)越小,所需样本)越小,所需样本量越大。量越大。n把握度(把握度(11)定得越高,即)定得越高,即值(值(0.20、0.1或或
19、0.05)越小,)越小,所需样本量越大。所需样本量越大。n单侧检验比双侧检验样本量小。单侧检验比双侧检验样本量小。n研究对象分组数越多,所需样本量越大。研究对象分组数越多,所需样本量越大。n两组间均衡性好,所需的样本量越少。两组间均衡性好,所需的样本量越少。 样本量确定样本量确定N N:为计算所得一个组的样本大小:为计算所得一个组的样本大小211222122 (1)(1)(1)()ZppZppppNppab-+-+-=-对照对照组发组发生率生率水平相水平相应的标应的标准正态准正态差差试验试验组发生率组发生率为为1-水平相应水平相应的标准正态差的标准正态差(p1+p2)/2计数资料计数资料非连续
20、变量样本量大小的估计非连续变量样本量大小的估计 连续变量(计量资料)样本大小的估计连续变量(计量资料)样本大小的估计公式适用于公式适用于N30N30时时 2222()aZZNdb+s=估计的估计的标准差标准差两组连续变两组连续变量均值之差量均值之差水平相应的水平相应的标准正态差标准正态差为为1-水平相应水平相应的标准正态差的标准正态差五、研究对象分组:五、研究对象分组:n按随机化的原则,将研究对象随机分配到实验按随机化的原则,将研究对象随机分配到实验组和对照组,使每个研究对象都有同等的机会组和对照组,使每个研究对象都有同等的机会被分配到各组去,以平衡实验组和对照组已知被分配到各组去,以平衡实验
21、组和对照组已知和未知的混杂因素,从而提高两组的可比性,和未知的混杂因素,从而提高两组的可比性,避免造成偏倚。避免造成偏倚。 简单随机化简单随机化( (simple randomization) 分层随机化分层随机化(stratified randomization) 整群随机化整群随机化(cluster randomization) ) 随机化分组随机化分组六、选择对照形式六、选择对照形式n影响干预实验的效应的因素有许多,不加以控制,容影响干预实验的效应的因素有许多,不加以控制,容易产生偏倚。易产生偏倚。n为了避免偏倚,在设置实验组和对照组时,要求除了为了避免偏倚,在设置实验组和对照组时,要求
22、除了实验组接受的干预措施外,两组在其他方面都必须是实验组接受的干预措施外,两组在其他方面都必须是相似的。相似的。n合理的对照能成功地将干预措施的真实效应客观地、合理的对照能成功地将干预措施的真实效应客观地、充分地暴露或识别出来,使研究者有可能作出正确评充分地暴露或识别出来,使研究者有可能作出正确评价。价。 设立对照设立对照原原 因因不能预知的结局不能预知的结局向均数回归向均数回归霍桑效应(霍桑效应(Hawthorne effect) 安慰剂效应(安慰剂效应(placebo effect) 潜在的未知因素的影响潜在的未知因素的影响方方 式式安慰剂对照安慰剂对照自身对照自身对照 交叉对照交叉对照
23、(一)影响干预实验的效应的因素(一)影响干预实验的效应的因素:1 1、不能预知的结局:不能预知的结局: 对于一些疾病自然史不清楚的疾病,其对于一些疾病自然史不清楚的疾病,其“疗效疗效”也许是疾病发展的自然结果,不设也许是疾病发展的自然结果,不设立可比的对照组,则很难与治疗措施的真实立可比的对照组,则很难与治疗措施的真实疗效区分开来。只有个别疾病,因已知其自疗效区分开来。只有个别疾病,因已知其自然史,如狂犬病患者几乎百分之百死亡,如然史,如狂犬病患者几乎百分之百死亡,如果某种疗法可以治愈该病,则不需要对照便果某种疗法可以治愈该病,则不需要对照便可以下结论。可以下结论。(一)影响干预实验的效应的因
24、素(一)影响干预实验的效应的因素:2、向均数回归:、向均数回归: 这是临床上经常见到的一种现象,即一些极端这是临床上经常见到的一种现象,即一些极端的临床症状或体征,有向均数回归的现象。的临床症状或体征,有向均数回归的现象。 如血压水平处于特别高的如血压水平处于特别高的5%的人,即使不治的人,即使不治疗,过一段时间再测量血压时,也可能会降低疗,过一段时间再测量血压时,也可能会降低一些。一些。(一)影响干预实验的效应的因素(一)影响干预实验的效应的因素:3、 霍桑效应霍桑效应(Hawthorne effect): 是指人们因为成为了研究中特别感兴趣和受注意的目是指人们因为成为了研究中特别感兴趣和受
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