医学科研设计和统计分析方法医学医药.ppt
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1、医学科研设计和统计分析医学科研设计和统计分析第一章第一章 绪论绪论一、医学科研的特点一、医学科研的特点研究条件不易控制;研究条件不易控制;实验的周期一般较长;实验的周期一般较长;变异程度大;变异程度大;涉及伦理和道德问题。涉及伦理和道德问题。二、常见的医学科研类型二、常见的医学科研类型实验性研究实验性研究(experiment):有干预有干预 动物实验动物实验 临床试验临床试验(trial)社区干预试验社区干预试验观察性研究观察性研究(survey):无干预无干预实验设计实验设计(experimental design)通过精心计划,包括对象的选择、通过精心计划,包括对象的选择、处理因素的分配
2、、指标的测量和资处理因素的分配、指标的测量和资料的分析来保证组间对象和实验条料的分析来保证组间对象和实验条件是均衡的,实验结果有较好的可件是均衡的,实验结果有较好的可比性,并且较好地控制误差,用较比性,并且较好地控制误差,用较小的样本获取可靠的结论。小的样本获取可靠的结论。动物实验的作用动物实验的作用把动物作为实验对象,在动物身上进行把动物作为实验对象,在动物身上进行实验,再根据获得的结果逐步过渡到人实验,再根据获得的结果逐步过渡到人体上。体上。可研究一些不宜在人体上进行的研究,可研究一些不宜在人体上进行的研究,如致畸、致癌、致突变等。如致畸、致癌、致突变等。动物实验可使研究设计更严密,组间可
3、动物实验可使研究设计更严密,组间可比性更强。比性更强。动物实验的局限性动物实验的局限性结果不能直接用于人体;结果不能直接用于人体;动物种系间存在生物学特异性;动物种系间存在生物学特异性;动物实验容易出现意外死亡,需根据需动物实验容易出现意外死亡,需根据需要决定舍取数据。要决定舍取数据。临床试验临床试验以人体作为研究对象(主要是病人),以人体作为研究对象(主要是病人),以临床为基础对治疗效果作为评价。以临床为基础对治疗效果作为评价。临床试验应对人体没有身心损伤。临床试验应对人体没有身心损伤。除了观察短期的疗效外,还应关注远期除了观察短期的疗效外,还应关注远期疗效和不良反应。疗效和不良反应。进行临
4、床试验的注意事项进行临床试验的注意事项设立合理的对照;设立合理的对照;评价疗效时注意避免病人和医生的主观评价疗效时注意避免病人和医生的主观偏见。偏见。保持基线的均衡。保持基线的均衡。社区干预试验社区干预试验以社区人群作为研究对象;以社区人群作为研究对象;一般持续时间较长;一般持续时间较长;目的是观察某项保护措施对抑制某种危目的是观察某项保护措施对抑制某种危险因素致病的效果。险因素致病的效果。三、医学科研工作的基本步骤三、医学科研工作的基本步骤科研选题科研选题科研设计(专业设计和统计设计)科研设计(专业设计和统计设计)具体实施具体实施数据整理与统计分析数据整理与统计分析科研结论与研究报告科研结论
5、与研究报告四、统计设计的意义四、统计设计的意义 (1)合理安排试验因素,提高研究质量。合理安排试验因素,提高研究质量。如如规规定定实实验验组组的的条条件件,配配置置适适当当的的对对照照组组,选选择择研究方法等。研究方法等。(2)控制误差,使研究结果保持较好的稳定性。控制误差,使研究结果保持较好的稳定性。如如对对混混杂杂因因素素的的处处理理,对对不不同同来来源源变变异异的的分分析析,维护必要的均衡性等。维护必要的均衡性等。(3)用较少的观察例数,获取尽可能丰富的信息。用较少的观察例数,获取尽可能丰富的信息。如如采采用用定定量量指指标标,选选择择线线性性或或非非线线性性回回归归分分析析,为使用高效
6、率设计创造条件等。为使用高效率设计创造条件等。第二章第二章 实验设计的基础知识实验设计的基础知识1935年,Fisher 系统介绍实验设计,首次提出实验设计的基本原则。The Design of Experiments.RA Fisher(18901962)R.A.Fisher(1925)系统介绍近代统计学方法The Statistical Methods for Research Workers实验设计的特点实验设计的特点研究者能人为设置处理因素研究者能人为设置处理因素受受试试对对象象接接受受何何种种处处理理因因素素/水水平平是是由由随随机机分配而定的。分配而定的。能能使使多多种种实实验验因
7、因素素包包括括在在较较少少次次数数的的实实验验中,更有效地控制误差,达到高效的目的。中,更有效地控制误差,达到高效的目的。一、实验设计的基本要素一、实验设计的基本要素处理因素处理因素(study factor,treatment)受试对象受试对象(study subject)实验效应实验效应(experimental effect)(一)处理因素(一)处理因素(Study Study FactorFactor)研究者根据研究目的欲施加或欲观察的研究者根据研究目的欲施加或欲观察的能作用于受试对象并引起直接或间接效能作用于受试对象并引起直接或间接效应的因素。应的因素。处理因素可以是主动施加的某种外
8、部干处理因素可以是主动施加的某种外部干预或措施,也可以是客观存在的因素。预或措施,也可以是客观存在的因素。非处理因素非处理因素与处理因素相对应的,也能使受试对与处理因素相对应的,也能使受试对象产生效应的因素,混杂在处理因素象产生效应的因素,混杂在处理因素中间,会干扰实验效应,所以又称混中间,会干扰实验效应,所以又称混杂因素(杂因素(confounding factor)确定处理因素应注意的问题确定处理因素应注意的问题抓住主要因素,一次研究处理因素不宜抓住主要因素,一次研究处理因素不宜过多,否则分组太多,每组需要的例数过多,否则分组太多,每组需要的例数就要增加;就要增加;控制非处理因素,使其在实
9、验组和对照控制非处理因素,使其在实验组和对照中达到均衡,消除其对处理因素的干扰中达到均衡,消除其对处理因素的干扰作用;作用;处理因素标准化。处理因素标准化。研究因素:产妇状况。产妇状况 成功 失败 合计 成功率 初产 428 176 604 70.9%经产 128 39 167 76.6%P=0.145 例:电针引产例:电针引产混杂因素:胎膜状况。胎膜状况 成功 失败 合计 成功率 已破 318 80 398 79.9%未破 238 135 373 63.8%P=0.000 例:电针引产混杂因素在两组的分布 胎膜产妇状况 已破 未破 已破率 初产 331 273 54.80%经产 67 100
10、 40.12%P=0.001例:电针引产混杂因素不同状态时,研究因素的分析。胎膜 产妇状况 例数 成功 成功率 P已破 初产 331 258 77.9%0.030 经产 67 60 90.0%未破 初产 273 170 62.3%0.332 经产 100 68 68.0%常见的混杂因素年龄、性别病程、病情疾病史、家族史、伴发疾病工作性质、工作环境生活习惯、条件考核某种药物考核某种药物/治疗方法的疗效治疗方法的疗效药物与疗法属处理因素;药物与疗法属处理因素;影响疗效的一些非影响疗效的一些非处理因素处理因素,如病人的性别、年,如病人的性别、年龄、病型、病程、病情、健康、营养状况、医护龄、病型、病程
11、、病情、健康、营养状况、医护人员的照护等等;人员的照护等等;在病人分组试验中,各组病人除处理因素不同之在病人分组试验中,各组病人除处理因素不同之外,各组病人非处理因素应通过外,各组病人非处理因素应通过随机化随机化尽量加以尽量加以控制,使之控制,使之均衡均衡一致。一致。对混杂因素的处理:采用良好的设计:采用良好的设计:排除,平衡;排除,平衡;严格的质量控制:严格的质量控制:减少干扰减少干扰设计时考虑:改为修饰因素设计时考虑:改为修饰因素观察和记录混杂因素的强度,并考虑用统计学观察和记录混杂因素的强度,并考虑用统计学方法进行修饰、控制。方法进行修饰、控制。处理因素标准化处理因素标准化处理因素标准化
12、就是保证处理因素在整个实验处理因素标准化就是保证处理因素在整个实验的过程中始终如一,保持不变的过程中始终如一,保持不变如不同批号的同种种药物如不同批号的同种种药物手术开始阶段不熟练,后期熟练手术开始阶段不熟练,后期熟练(二)受试对象(二)受试对象处理因素作用的客体,是根据研究处理因素作用的客体,是根据研究目的而确定的观察目标总体。可以目的而确定的观察目标总体。可以是人、动物,也可以是生物材料,是人、动物,也可以是生物材料,必须保持同质性。必须保持同质性。受试对象的基本条件受试对象的基本条件对处理因素敏感对处理因素敏感反应稳定反应稳定统一标准统一标准动物选择动物选择种系的选择(种类、品系)种系的
13、选择(种类、品系)动物个体的选择(如年龄、性别、体重、窝别、动物个体的选择(如年龄、性别、体重、窝别、营养状态等)营养状态等)病例选择病例选择正确诊断正确诊断纳入标准纳入标准排除标准排除标准例例 在考核抗菌药物疗效时,病人入选标准是:在考核抗菌药物疗效时,病人入选标准是:(1 1)成年人:)成年人:18186565岁,男女不限;岁,男女不限;(2 2)经经临临床床确确诊诊,患患有有急急性性细细菌菌感感染染需需要要进进行行全全身抗菌药物治疗的患者;身抗菌药物治疗的患者;(3 3)细菌学证实,即致病菌培养阳性;)细菌学证实,即致病菌培养阳性;(4 4)病人无严重肝、肾、心脏及造血系统疾病;)病人无
14、严重肝、肾、心脏及造血系统疾病;(5 5)病人需知情同意等。)病人需知情同意等。病人的排除标准是:病人的排除标准是:(1 1)药物或食物过敏史者;)药物或食物过敏史者;(2 2)过敏状态,如过敏性疾患合并感染;)过敏状态,如过敏性疾患合并感染;(3 3)造血功能障碍(特殊情况例外);)造血功能障碍(特殊情况例外);(4 4)妊娠及哺乳期妇女;)妊娠及哺乳期妇女;(5 5)精神状态不能很好合作者;)精神状态不能很好合作者;(6 6)正在应用其它抗菌类药物者等。)正在应用其它抗菌类药物者等。(三)实验效应(三)实验效应处理因素作用于受试对象的反应和处理因素作用于受试对象的反应和结果,通过观察指标来
15、表达。结果,通过观察指标来表达。选择指标的依据:客观性、特异性选择指标的依据:客观性、特异性和敏感性。和敏感性。区分主要指标和次要指标。区分主要指标和次要指标。客观性:客观性:主观指标:由病人回答或医生判断来描述主观指标:由病人回答或医生判断来描述的观察结果,容易受到研究者和受试对象的观察结果,容易受到研究者和受试对象心理因素的影响。心理因素的影响。客观指标:借助仪器等手段进行测量来反客观指标:借助仪器等手段进行测量来反映观察结果,人为影响因素较少。映观察结果,人为影响因素较少。尽量选用客观的、定量的指标。尽量选用客观的、定量的指标。化验室的检查结果;化验室的检查结果;物理学检查结果;物理学检
16、查结果;病理学的诊断意见;病理学的诊断意见;细菌学培养结果细菌学培养结果如如某某药药治治疗疗慢慢性性胃胃炎炎的的疗疗效效,选选用用胃胃镜镜下下活活体体组组织织的的病病理理学学诊诊断断结结果果,作作为为判判断断治治疗疗效效果的观察指标更为客观可靠。果的观察指标更为客观可靠。特异性特异性表示观察指标能鉴别真阴性的能力。表示观察指标能鉴别真阴性的能力。特异性高的指标容易揭示处理因素的作用,特异性高的指标容易揭示处理因素的作用,不易受到混杂因素的干扰,可减少假阳性。不易受到混杂因素的干扰,可减少假阳性。当指标出现假阳性会导致受试者很大痛苦或当指标出现假阳性会导致受试者很大痛苦或经济损失时,或为了确诊某
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