实验设计的基本原则.ppt
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1、实验设计的基本原则现在学习的是第1页,共65页Referencesn医学科研方法学医学科研方法学贺石林贺石林 李元建主编李元建主编 人民军医出版社人民军医出版社n科研设计方法与科研论文写作科研设计方法与科研论文写作殷国荣殷国荣主编主编 科学技术出版社科学技术出版社n医学统计学基础与典型错误辨析医学统计学基础与典型错误辨析胡良胡良平平 李子建主编李子建主编 军事科学科学出版社军事科学科学出版社 现在学习的是第2页,共65页对照的必要性没有比较就没有鉴别n疾病的自愈倾向n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
2、塞流涕状况。现在学习的是第3页,共65页n 对照原则 principle of control n 均衡原则 principle of n 随机原则 n 重复原则 现在学习的是第4页,共65页1.对照原则 principle of controln设立对照的意义设立对照的意义n设置对照的要求设置对照的要求n对照的常见形式对照的常见形式n设置对照的方法设置对照的方法现在学习的是第5页,共65页设立对照的意义n消除或减少非处理因素的影响消除或减少非处理因素的影响 n通过对照可以消除或减少实验误差通过对照可以消除或减少实验误差 n衡量一项科研设计是否具有科学性、严密性衡量一项科研设计是否具有科学性、
3、严密性 n校正观察数据(如试剂空白对照)校正观察数据(如试剂空白对照)现在学习的是第6页,共65页设置对照的要求n保证各组间的保证各组间的均衡均衡,即非处理因素尽可能一致;,即非处理因素尽可能一致;n消除各组研究对象消除各组研究对象心理因素差异的影响心理因素差异的影响;n根据研究目的选择恰当的对照;根据研究目的选择恰当的对照;n各组例数应各组例数应尽量相等尽量相等;n 各组研究对象的各组研究对象的病理强度应相同病理强度应相同。现在学习的是第7页,共65页对照的常见形式n 空白对照空白对照(blank control)n 标准对照标准对照(standard control)n 实验对照实验对照(
4、experimental control)n 相互对照相互对照(inter-control)n 安慰剂对照安慰剂对照(placebo control)例:研究某中草药烟熏例:研究某中草药烟熏对空气的消毒效果对空气的消毒效果实验组:中草药烟熏实验组:中草药烟熏对照组:单纯烟熏对照组:单纯烟熏对照组的受试对象不施加任何处理因素,其处理因素完全空白。是指不设专门的对照组,而使用现有的标准值或标准方法来作对照。对照组不施加处理因素,但施加与处理因素有关的其他因素。是指几种处理因素互为对照。对照组的受试对象服用安慰剂。安慰剂(placebo)指不含任何药理成分的制剂或剂型,外形与真药相像,如蒸馏水、淀粉
5、片或胶囊等现在学习的是第8页,共65页设置对照的方法n自身对照自身对照(self-control)n历史对照历史对照(historical control)n复合对照复合对照(multiple control)(multiple control)1.同一批研究对象处理前后比较;同一批研究对象处理前后比较;2.同一批研究对象同时接受两种处理。同一批研究对象同时接受两种处理。如,动物实验中,左眼采用如,动物实验中,左眼采用A处理,右处理,右眼采用眼采用B处理。处理。多因素实验研究中,可设立多个对照组。如多因素实验研究中,可设立多个对照组。如探讨两种药物联合应用时的效果,探讨两种药物联合应用时的效果
6、,实验组为:实验组为:A+B;对照组为:单用对照组为:单用A,单用,单用B,空白。,空白。现在学习的是第9页,共65页对照的常见形式实例实例1 19941 1994年年1212月月19971997年年1212月,收治月,收治4242例门静脉高压例门静脉高压症合并食管胃底静脉曲张破裂出血者,采用扩大症合并食管胃底静脉曲张破裂出血者,采用扩大HassabHassab手术法,术后近期再出血手术法,术后近期再出血2 2例例(4.7%)(4.7%),低于传统方法,低于传统方法(11(11.1%1%1515.3%)3%)。历史对照现在学习的是第10页,共65页对照的常见形式实例2 应用某药治疗8例高血压患
7、者,治疗前后分别测定患者的舒张压(mmHg),结果如下表。问该药对患者的舒张压有无影响?自身前后对照序号治疗前治疗后1 96 88211210831081024102 985 981006100 9671061028100 92现在学习的是第11页,共65页对照的常见形式实例3 Wistar大白鼠20只,雌雄各半,体重180200g,适应性喂养1周后随机分2组,对照组喂饲基础饲料,肥胖组喂饲高能营养饲料。12月后比较2组丙二醛(MDA)和过氧化物歧化酶(SOD),肥胖大鼠血浆MDA升高、SOD下降,二者均P0.01。实验对照现在学习的是第12页,共65页评价药物代谢和安全性的、期临床试验,探索
8、试验效果和试验方法的预试验,以及有可靠的潜在对照(如某手术无成功先例)、形态学观察和病例个案报道可以不设立对照。现在学习的是第13页,共65页 某医生观察用某医生观察用ADIADI预防肠道传染病的效果,安排如下实预防肠道传染病的效果,安排如下实验,在甲幼儿园观察验,在甲幼儿园观察100100名儿童名儿童(甲甲100100名名)服用服用ADI(+)ADI(+),在乙,在乙幼儿园观察幼儿园观察100100名儿童名儿童(乙乙100100名名)服用服用ADI(ADI()。观察结果。观察结果,甲幼儿园肠道传染病发病率,甲幼儿园肠道传染病发病率()(),乙幼儿园肠道传染,乙幼儿园肠道传染病发病率病发病率(
9、)()。据此得出结论:。据此得出结论:ADIADI对肠道传染病有预防对肠道传染病有预防作用。作用。甲甲(100)ADI(+)(100)ADI(+)乙乙(100)ADI(-)(100)ADI(-)现在学习的是第14页,共65页n 对照原则 n 均衡原则均衡原则 n 随机原则 n 重复原则 现在学习的是第15页,共65页均衡指各组间非处理因素应尽可能相同均衡指各组间非处理因素应尽可能相同,即各组具有齐同性(或可比性),从,即各组具有齐同性(或可比性),从而使处理因素的作用得以正确显示。而使处理因素的作用得以正确显示。现在学习的是第16页,共65页 交叉均衡交叉均衡(cross homogeneit
10、y)(cross homogeneity);分层均衡分层均衡(stratified homogeneity)(stratified homogeneity)。例:采用自身对照设计比较两种处理的效例:采用自身对照设计比较两种处理的效果,受试者果,受试者8 8人,现有两种方案:人,现有两种方案:1.1.第一次实验:第一次实验:8A8A,第二次实验:,第二次实验:8B8B2.2.第一次实验:第一次实验:4A4A,4B4B 第二次实验:第二次实验:4B4B,4A4A例:在两家医院进行某项临床试验,现例:在两家医院进行某项临床试验,现有两种方案:有两种方案:1.1.甲医院的病例作为实验组,乙医院的病甲医
11、院的病例作为实验组,乙医院的病例作为对照组;例作为对照组;2.2.甲、乙两医院的病例均随机分为实验组甲、乙两医院的病例均随机分为实验组和对照组。和对照组。现在学习的是第17页,共65页例例1 1 某医生观察用某医生观察用ADIADI预防肠道传染病的效果,安排如下实预防肠道传染病的效果,安排如下实验,在甲幼儿园观察验,在甲幼儿园观察100100名儿童名儿童(甲甲100100名名)服用服用ADI(+)ADI(+),在,在乙幼儿园观察乙幼儿园观察100100名儿童名儿童(乙乙100100名名)服用服用ADI(ADI()。观察结果,。观察结果,甲幼儿园肠道传染病发病率甲幼儿园肠道传染病发病率()(),
12、乙幼儿园肠道传染病发,乙幼儿园肠道传染病发病率病率()()。据此得出结论:。据此得出结论:ADIADI对肠道传染病有预防作用。对肠道传染病有预防作用。甲甲(100)ADI(+)(100)ADI(+)乙乙(100)ADI(-)(100)ADI(-)现在学习的是第18页,共65页使甲、乙两幼儿园儿童都分成两组,使甲、乙两幼儿园儿童都分成两组,5050名服用名服用ADIADI,5050名不服名不服ADIADI,这样就使非处理因素得到了均衡。,这样就使非处理因素得到了均衡。这时若经统计学检验服这时若经统计学检验服ADIADI组的发病率低于未服组的发病率低于未服ADIADI组,则说明组,则说明 ADIA
13、DI有效。有效。现在学习的是第19页,共65页例例2 2 某单位研究野菊花艾叶香在预防感冒及空气消毒某单位研究野菊花艾叶香在预防感冒及空气消毒的效果。对象为某幼儿园分住三个楼次的儿童。中楼的效果。对象为某幼儿园分住三个楼次的儿童。中楼是中班是中班(160(160人人),东楼是小班,东楼是小班(80(80人人),此两楼燃香;西,此两楼燃香;西楼是大班楼是大班(160(160人人),不燃香做为对照。结论为该香无预,不燃香做为对照。结论为该香无预防感冒效果,但有空气消毒作用防感冒效果,但有空气消毒作用(肉汤平板上菌落较少肉汤平板上菌落较少)。现在学习的是第20页,共65页例例3 3 某医院欲了解新拟
14、的中医辨证治疗方案对消化性溃疡的疗某医院欲了解新拟的中医辨证治疗方案对消化性溃疡的疗效,以西药雷尼替丁作对照,将住院的效,以西药雷尼替丁作对照,将住院的166166例消化性溃疡患者例消化性溃疡患者随机分为两组,分组后各组按中医分型的构成如表随机分为两组,分组后各组按中医分型的构成如表2 2。现在学习的是第21页,共65页 在用小白鼠作为受试对象的实验中,实验者用手随意地、一次又一次地从笼子中抓小白鼠,每次抓一只,将先抓到的n1只放入对照组,后抓到的n2只放入试验组。现在学习的是第22页,共65页n 对照原则 n 均衡原则 n 随机原则 n 重复原则 现在学习的是第23页,共65页n随机化的意义
15、随机化的意义n随机抽样随机抽样(random sampling)n随机分组随机分组(random grouping)现在学习的是第24页,共65页 随机随机指被研究的样本是从所研究的总体中指被研究的样本是从所研究的总体中任任意意抽取的,也就是说从研究的总体中抽取样本时,抽取的,也就是说从研究的总体中抽取样本时,要使每一个观察单位都有要使每一个观察单位都有同等机会同等机会被分配到观察组或被分配到观察组或对照组。对照组。现在学习的是第25页,共65页n随机随机随便随便n病人的选择性:对医院、治疗医生、药物n医生的选择性:对病人分组n其他:疾病自身的规律、病人的年龄、性别等n后果:影响疗效的判断;由
16、于不随机,各组差后果: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,使统计学检验异不符合概率论和统计学原理,使统计学检验结果无效结果无效现在学习的是第26页,共65页n随机抽样随机抽样保证样本对总体的代表性,使研究结果保证样本对总体的代表性,使研究结果可以外推到目标人群。可以外推到目标人群。n随机分组随机分组保证组间可比性,即消除或减少非处保证组间可比性,即消除或减少非处理因素对研究结果的影响。理因素对研究结果的影响。n随机实验随机实验保证每组接收的处理因素随机。保证每组接收的处理因素随机。n统计学处理的要求。统计学处理的要求。现在学习的是第27页,共65页随机抽样是在一个或多
17、个已知总体中获得有代表性的研究随机抽样是在一个或多个已知总体中获得有代表性的研究样本。样本。抽样框架必须是有限总体抽样框架必须是有限总体,如某地的居民数、某地,如某地的居民数、某地的育龄妇女数、某学校的肥胖儿童数等。的育龄妇女数、某学校的肥胖儿童数等。抽样框架的附加信抽样框架的附加信息息,如居住地、职业、性别、年龄,是选择抽样方法的重要,如居住地、职业、性别、年龄,是选择抽样方法的重要依据。依据。现在学习的是第28页,共65页观察单位观察单位(observation unitobservation unit)即研究的个体,根据研)即研究的个体,根据研究目的而定。究目的而定。抽样单位抽样单位(s
18、ampling unit)(sampling unit)可以与观察单位相同,也可可以与观察单位相同,也可大于观察单位。抽样单位要互不重叠,全部抽样单位正大于观察单位。抽样单位要互不重叠,全部抽样单位正好包括抽样总体中的全部个体。每个观察单位只能属于好包括抽样总体中的全部个体。每个观察单位只能属于一个抽样单位。把全部抽样单位列出一份清单,就称为一个抽样单位。把全部抽样单位列出一份清单,就称为抽样框抽样框(sampling frame)(sampling frame)。现在学习的是第29页,共65页现在学习的是第30页,共65页 例如例如 :某班有:某班有100100人,现抽取人,现抽取1010人
19、参加夏令营活动,为人参加夏令营活动,为了体现公平,采取单纯随机抽样。了体现公平,采取单纯随机抽样。1 1)人员编号)人员编号 1 1,2 2,3 3.2 2)查)查随机数字表随机数字表 1212,5656,8585,9999,2626,9696,6868,2727,3131,05053 3)这些随机数字编号的同学即被抽中)这些随机数字编号的同学即被抽中现在学习的是第31页,共65页现在学习的是第32页,共65页简单随机抽样的简单随机抽样的特点特点优点优点:均数(或率)及标准误的计算简便:均数(或率)及标准误的计算简便。缺点缺点:当总体例数较多时,编号麻烦。:当总体例数较多时,编号麻烦。适用范围
20、适用范围:小型调查或实验研究。:小型调查或实验研究。现在学习的是第33页,共65页 间隔抽样或机械抽样。按照一定顺序机械地间隔抽样或机械抽样。按照一定顺序机械地每隔若干每隔若干个观察单位抽取一个组成样本个观察单位抽取一个组成样本。抽样的抽样的起点必须是随机起点必须是随机的,这样系统抽样才是一种随的,这样系统抽样才是一种随机抽样的方法机抽样的方法。系统抽样系统抽样(systematic samplingsystematic sampling)现在学习的是第34页,共65页系统抽样方法系统抽样方法 随机选取第一个个体后,其余个体按一定数字规律来抽随机选取第一个个体后,其余个体按一定数字规律来抽取。
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