研究生统计学讲义第1讲第2章统计学设计.ppt

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1、第二章第二章 统计学设计基础统计学设计基础 一、医药研究的类型一、医药研究的类型医药科学研究常分为实验研究与调查研究两类。调查医药科学研究常分为实验研究与调查研究两类。调查研究是对某特定人群进行调查，被调查因素是客观存研究是对某特定人群进行调查，被调查因素是客观存在的，研究者只能被动进行观测，研究条件较难控制，在的，研究者只能被动进行观测，研究条件较难控制，只有通过合理分组、设置对照等手段尽量减少干扰。只有通过合理分组、设置对照等手段尽量减少干扰。实验研究是指研究者可以主动对实验对象设置处理因实验研究是指研究者可以主动对实验对象设置处理因素，受试对象被随机分配到各处理组，可以较好控制素，受试对

2、象被随机分配到各处理组，可以较好控制处理因素。实验与调查虽然在设计上有区别，但是在处理因素。实验与调查虽然在设计上有区别，但是在实际中常常结合使用。实际中常常结合使用。医药实验研究一般是先做动物实验后再移到人体，如医药实验研究一般是先做动物实验后再移到人体，如预防接种实验、药物毒力实验、某些手术方法等。实预防接种实验、药物毒力实验、某些手术方法等。实验研究中，以人为受试对象的临床实验研究特称为临验研究中，以人为受试对象的临床实验研究特称为临床试验。床试验。二、医药实验的三要素二、医药实验的三要素 处理因素、受试对象和试验效应处理因素、受试对象和试验效应 被试因素（被试因素（study fact

3、or）又称处理因素）又称处理因素（treatment factor）、试验因素。被试因素必须是试）、试验因素。被试因素必须是试验中的主因素，必须能表明进行研究的目的与意义，验中的主因素，必须能表明进行研究的目的与意义，是研究者根据研究目的所决定欲施加或欲观察的能作是研究者根据研究目的所决定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应的因素。用于受试对象并引起直接或间接效应的因素。被试因素的数目与水平组合的基本类型有：被试因素的数目与水平组合的基本类型有：单因单因素单水平：如夏枯草提出物对原发性高血压患者降压素单水平：如夏枯草提出物对原发性高血压患者降压作用的观察等。作用的观察等。单因素

4、多水平：如比较不同强度针单因素多水平：如比较不同强度针刺某穴位对痹证治疗效果；比较不同剂量的某药对某刺某穴位对痹证治疗效果；比较不同剂量的某药对某病的疗效。病的疗效。多因素单水平：如同多因素单水平：如同复方中不同单味复方中不同单味中药，或同一单味中药中不同有效成分的疗效观察。中药，或同一单味中药中不同有效成分的疗效观察。多因素多水平：如研究六味地黄丸诸成份和不同剂多因素多水平：如研究六味地黄丸诸成份和不同剂量对降低被切除胰腺狗血糖的影响。量对降低被切除胰腺狗血糖的影响。与与“被试因素被试因素”同时出现，也能使受试对象产同时出现，也能使受试对象产生效应的因素属于生效应的因素属于“非处理因素非处理

5、因素”或称或称“区组因素区组因素”。非处理因素虽然不是研究因素，但由于其中有些会影非处理因素虽然不是研究因素，但由于其中有些会影响实验结果，产生混杂效应，所以非处理因素又称混响实验结果，产生混杂效应，所以非处理因素又称混杂因素（杂因素（confounding factor），因为它会干扰实验结），因为它会干扰实验结果，又称干扰因素。例如，分析不同疗法对治愈某病果，又称干扰因素。例如，分析不同疗法对治愈某病所需时间，非处理因素有年龄、病程等，不同的年龄、所需时间，非处理因素有年龄、病程等，不同的年龄、病程治愈所需时间不一样，当两组病人的年龄构成或病程治愈所需时间不一样，当两组病人的年龄构成或病程

6、不同时，则影响不同疗法对治愈某病所需时间比病程不同时，则影响不同疗法对治愈某病所需时间比较的可比性。所以，在确定被试因素的同时，还要根较的可比性。所以，在确定被试因素的同时，还要根据专业知识和实验条件，找出重要的非处理因素，有据专业知识和实验条件，找出重要的非处理因素，有意识地控制或消除其干扰作用。意识地控制或消除其干扰作用。2.受试对象受试对象 受试对象（受试对象（subject）是处理因素作用的客）是处理因素作用的客体。受试对象的种类有活体动物、标本或样品、病人体。受试对象的种类有活体动物、标本或样品、病人或正常人。受试对象的基本条件是：或正常人。受试对象的基本条件是：敏感性：对被敏感性：

7、对被试因素敏感，容易显示效应。试因素敏感，容易显示效应。特异性：不易受非处特异性：不易受非处理因素干扰。理因素干扰。）稳定性：反应稳定。动物实验应选）稳定性：反应稳定。动物实验应选择敏感、特异、稳定及易于积累的动物择敏感、特异、稳定及易于积累的动物,要考虑动物的要考虑动物的生理解剖特点是否适合。如大白鼠只在喉部有气管腺生理解剖特点是否适合。如大白鼠只在喉部有气管腺,故不宜做支气管炎模型或祛痰平喘药实验。故不宜做支气管炎模型或祛痰平喘药实验。3.实实验验效效应应 实实验验效效应应（experimental effect）是是指指处处理理因因素素作作用用于于受受试试对对象象后后所所表表现现出出来来

8、的的效效果果。这这种种结结果果常常以以观观察察指指标标为为载载体体客客观观地地表表现现出出来来，有有定定量量指指标标和和定性指标。定性指标。选择效应指标要求：一共有八条选择效应指标要求：一共有八条（1）关联性：指标必须和临床试验所要回答的问题密关联性：指标必须和临床试验所要回答的问题密切相关。切相关。（2）客观性；选用客观性较强的指标，中西结合客观性；选用客观性较强的指标，中西结合（3）敏感度与特异度：敏感度与特异度（计算见第七敏感度与特异度：敏感度与特异度（计算见第七章）均等于或低于章）均等于或低于50的指标，对于临床诊断不但没的指标，对于临床诊断不但没有帮助，而且可能干扰诊断。如中药对肝炎

9、的疗效，有帮助，而且可能干扰诊断。如中药对肝炎的疗效，宜选灵敏度和特异性高的转氨酶含量等肝功化验指标；宜选灵敏度和特异性高的转氨酶含量等肝功化验指标；中药对血小板减少症的疗效宜用血小板量等指标；对中药对血小板减少症的疗效宜用血小板量等指标；对肾炎的疗效宜用肾炎的疗效宜用24小时尿蛋白总量等指标。小时尿蛋白总量等指标。（4）准确度精密度，准确度是指测定正确性的量度，）准确度精密度，准确度是指测定正确性的量度，用来反映测定值与真实值接近的程度；精密度表示各用来反映测定值与真实值接近的程度；精密度表示各次测定值集中的程度。准确度是最根本的。理想的指次测定值集中的程度。准确度是最根本的。理想的指标是既

10、准确又精密。标是既准确又精密。（5）重重现现性性：在在相相同同条条件件下下，不不管管谁谁作作重重复复试试验验都都能能得到相同的评价结果。得到相同的评价结果。（6）指标标准统一：实验设计具体实施中，从标本采）指标标准统一：实验设计具体实施中，从标本采集取样方法、部位、时间、实验方法均应统一集取样方法、部位、时间、实验方法均应统一。（7）从实际出发，尽量采用先进指标，具体见举例）从实际出发，尽量采用先进指标，具体见举例（8）严格掌握指标测试条件，避免干扰因素的影响：）严格掌握指标测试条件，避免干扰因素的影响：三、中医药研究三要素的特点三、中医药研究三要素的特点 1.1.被试因素被试因素 大体上说，

11、中医学的理（理论）、法（方大体上说，中医学的理（理论）、法（方法与原则）、方（方剂）、药（中药与草药）有大量法与原则）、方（方剂）、药（中药与草药）有大量内容需要研究，均可作为被试因素。应当注意：内容需要研究，均可作为被试因素。应当注意：（1）中医学研究中的被试因素需要具体化与物质化）中医学研究中的被试因素需要具体化与物质化（1）中医学研究中的被试因素需要具体化与物质化）中医学研究中的被试因素需要具体化与物质化 中医学是以阴阳、五行、四诊、八纲、脏腑、经络、中医学是以阴阳、五行、四诊、八纲、脏腑、经络、气血、津液学说为基础的临床医学，中医学研究的被气血、津液学说为基础的临床医学，中医学研究的被

12、试因素，需将抽象思维具体客观化。例如，将气质本试因素，需将抽象思维具体客观化。例如，将气质本质的研究列为被试因素，不但题目过大，而且不够具质的研究列为被试因素，不但题目过大，而且不够具体，难以抓住要害。如果改为脾气虚与血中胃泌素、体，难以抓住要害。如果改为脾气虚与血中胃泌素、促胰液素和胆囊收缩素关系的研究或心气虚与心促胰液素和胆囊收缩素关系的研究或心气虚与心脏收缩和舒张压能关系的探讨或肺气虚与血清血脏收缩和舒张压能关系的探讨或肺气虚与血清血管紧张素转化酶关系的观察等小题，则对气虚本质管紧张素转化酶关系的观察等小题，则对气虚本质最后阐明可能更为有利。最后阐明可能更为有利。（2）中药的研究）中药的

13、研究 中医的效果大部分体现在中药的疗中医的效果大部分体现在中药的疗效上，以中药作为被试因素，要注意七大要点效上，以中药作为被试因素，要注意七大要点 2.2.受试对象受试对象 病例选择：病例选择：既有中医病证诊断，又有现既有中医病证诊断，又有现代医学的诊断。代医学的诊断。证典型而型清楚，无夹杂和不明型，证典型而型清楚，无夹杂和不明型，应为辨证施治提供规范的依据。应为辨证施治提供规范的依据。3.3.反应指标反应指标 第二节第二节 误差知识误差知识 一、误差的分类一、误差的分类 试验所得到的观测值，不但有处理的真实效应，试验所得到的观测值，不但有处理的真实效应，而且还包含其它因素的影响，这就出现了观

14、测值与真而且还包含其它因素的影响，这就出现了观测值与真值的差异，这种差异在数值上的表现称为试验误差值的差异，这种差异在数值上的表现称为试验误差（error）。误差公理认为：试验结果都具有误差，误）。误差公理认为：试验结果都具有误差，误差自始至终存在于一切科学试验的过程之中。误差的差自始至终存在于一切科学试验的过程之中。误差的分类有多种，根据引起误差的原因和性质不同，可以分类有多种，根据引起误差的原因和性质不同，可以分为分为随机误差、系统误差和过失误差随机误差、系统误差和过失误差三类：三类：1随机误差随机误差 随机误差（随机误差（random error）又称偶然）又称偶然误差（误差（accid

15、ental error），是很多影响较小且难以完），是很多影响较小且难以完全消除的因素综合影响的结果，其误差值较小。包括全消除的因素综合影响的结果，其误差值较小。包括抽样误差和随机测量误差：抽样误差和随机测量误差：（1）抽样误差：前已叙述，抽样误差是最重要的随）抽样误差：前已叙述，抽样误差是最重要的随机误差。抽样误差是不可消除的，只有通过完善试验机误差。抽样误差是不可消除的，只有通过完善试验设计，方可使抽样误差减少。设计，方可使抽样误差减少。（2）随机测量误差：由于观测中存在着随机测量变）随机测量误差：由于观测中存在着随机测量变异，同一个体多次观测的结果有差异，这种差异称为异，同一个体多次观测

16、的结果有差异，这种差异称为随机测量误差。随机测量误差也是不可避免的，但改随机测量误差。随机测量误差也是不可避免的，但改善测量手段和测量条件善测量手段和测量条件可以将随机测量误差控制在很可以将随机测量误差控制在很小的范围内。小的范围内。测测量量值值xi与与真真值值x之之间间偏偏差差的的绝绝对对值值，称称为为测测量量值值xi的的绝绝对对误误差差，记记为为xi，xixxi。绝绝对对误差与测量值比值的绝对值误差与测量值比值的绝对值 xi/xi 称为相对误差。称为相对误差。因因为为真真值值x未未知知，所所以以，不不知知道道绝绝对对误误差差xi和和相相对对误误差差xi/xi的的准准确确值值，只只能能估估计

17、计其其不不超超过过某某个个数数量量界界限限值值，这这种种界界值值称称为为最最大大绝绝对对误误差差和和最最大大相相对对误误差差。实实际际工工作作中中，绝绝对对误误差差和和相相对对误误差差都都是是指指最最大大绝绝对对误误差差和最小绝对误差。和最小绝对误差。因为有效数字末位之前的数字是可靠数字，末位是按因为有效数字末位之前的数字是可靠数字，末位是按“4舍舍6入入5凑偶凑偶”进行取舍的可疑数字，所以，只允许进行取舍的可疑数字，所以，只允许末位数有末位数有0.5个单位（个单位（0.5）的误差。例如有四位有效数）的误差。例如有四位有效数字的观测值字的观测值1.234g，最大绝对误差为，最大绝对误差为0.0

18、005g，最大相对，最大相对误差等于误差等于 0.0005/1.234 0.0405%。随随机机测测量量误误差差与与抽抽样样误误差差的的性性质质：双双向向的的，可可正正可可负；负；其产生不可避免。其产生不可避免。随机误差（主要指抽样误差）的思想贯穿科研统计的随机误差（主要指抽样误差）的思想贯穿科研统计的始终。始终。2系统误差系统误差 （systematic error）是由某种固定原因）是由某种固定原因所造成的误差，使测定结果系统偏高或偏低。当重复所造成的误差，使测定结果系统偏高或偏低。当重复测量时重复出现，有规律性，大小正负是可测定且可测量时重复出现，有规律性，大小正负是可测定且可校正校正,

19、故又称可测误差。在临床试验中，由于非试验因故又称可测误差。在临床试验中，由于非试验因素干扰所形成的系统误差歪曲了被试因素真实效果，素干扰所形成的系统误差歪曲了被试因素真实效果，常称为常称为偏倚偏倚（bias）。）。产生产生系统误差的原因主要有：系统误差的原因主要有：方法误差；方法误差；仪仪器和试剂误差；器和试剂误差；条件误差条件误差；顺序误差顺序误差 ；分分配误差配误差 ；主观误差：主观误差：系统误差可归纳为两个重要特性：系统误差可归纳为两个重要特性：单向性：这种误单向性：这种误差可重复测定，偏差的方向一致（偏高或偏低），并差可重复测定，偏差的方向一致（偏高或偏低），并且这种误差常呈恒差或等比

20、形式出现。且这种误差常呈恒差或等比形式出现。可消除性：可消除性：只要找出原因，通过合理设计或控制原因，系统误差只要找出原因，通过合理设计或控制原因，系统误差可以基本消除或减至最小程度。可以基本消除或减至最小程度。3过失误差过失误差 （gross error）随机误差影响试验的精确性。系统误差和过失误差随机误差影响试验的精确性。系统误差和过失误差差影响试验的准确性，为了提高试验的准确性与精确差影响试验的准确性，为了提高试验的准确性与精确性，即提高试验的正确性，必须避免系统误差和过失性，即提高试验的正确性，必须避免系统误差和过失误差，降低随机误差。误差，降低随机误差。医药中有些数值是由多种实测值计

21、算的，如动物用医药中有些数值是由多种实测值计算的，如动物用药剂量的计算，会受药物称重、药液量、注射量、动药剂量的计算，会受药物称重、药液量、注射量、动物体重四个实测值的影响：物体重四个实测值的影响：用药剂量用药剂量 由由于于原原始始测测量量值值总总是是存存在在误误差差的的，所所以以运运算算的的结结果果值值也也必必然然存存在在误误差差，这这种种特特点点称称为为“误误差差传传递递”。误误差传递的法则主要有以下几点：差传递的法则主要有以下几点：（1）加减运算时，取实测值中小数位数最小的位数。）加减运算时，取实测值中小数位数最小的位数。例如：例如：5.4321+543.21（kg）得）得548.642

22、1（kg），应写），应写为为548.65（kg），最大绝对误差为），最大绝对误差为0.005kg。（2）乘除运算时，取实测值中有效数字最小的位数。）乘除运算时，取实测值中有效数字最小的位数。例如，例如，20g小鼠用药小鼠用药100.0mg，其剂量是，其剂量是5000mg/kg，应写为应写为5.0g/kg。最大绝对误差为。最大绝对误差为0.05g/kg。【例例2.1】药药物物称称重重600.0mg，药药液液取取量量50.00mL，注注射射容容量量0.86mL，动动物物体体重重0.0234kg，按按误误差差传传递递规规律律计算用药剂量：计算用药剂量：用药剂量用药剂量=（600.0/50.00）（0

23、.86/0.0234）4.4102（mg/kg）0.44（g/kg）这里，这里，4.4102mg/kg是采用科学记数法表示保留是采用科学记数法表示保留2位有位有效数字，而不能写为效数字，而不能写为440mg/kg（表示保留（表示保留3位有效数字）位有效数字）。（3）对对数数运运算算时时，对对数数尾尾数数的的有有效效数数字字与与实实测测值值相相同同。如如；lg125是是2.09691，应应写写为为2.097（尾尾数数有有3位位有有效数字）。效数字）。（4）均数及标准差，标准差一般取）均数及标准差，标准差一般取 2 或或 3 位有效数位有效数字，均数按标淮差的小数位数取值。如字，均数按标淮差的小数

24、位数取值。如 2.17550.1552应取应取2.180.16（kg）。）。常数（如常数（如，e）及分类变量值（如有效例数，实验次）及分类变量值（如有效例数，实验次数）的误差为数）的误差为0，有效数字位数可任意选取。，有效数字位数可任意选取。第三节第三节 实验设计的基本原则实验设计的基本原则 实验设计（实验设计（experimental design）是依据研究目的，按）是依据研究目的，按统计学要求而制定的研究计划的具体实施方案，包括统计学要求而制定的研究计划的具体实施方案，包括所进行研究的三要素，估计样本含量，确定随机分配、所进行研究的三要素，估计样本含量，确定随机分配、统计分析方法等所要采

25、取的技术路线和方法，使能用统计分析方法等所要采取的技术路线和方法，使能用较为经济的人力、物力、财力及时间进行研究，最大较为经济的人力、物力、财力及时间进行研究，最大限度地减少误差，保证研究结果的可靠性与可重复性。限度地减少误差，保证研究结果的可靠性与可重复性。实验设计是研究过程的依据，统计数据处理的前提，实验设计是研究过程的依据，统计数据处理的前提，是提高科研成果质量的一个重要保证。根据误差产生是提高科研成果质量的一个重要保证。根据误差产生的来源，实验设计必须遵守三个基本原则，的来源，实验设计必须遵守三个基本原则，即对照原即对照原则、随机化分组原则、重复原则。则、随机化分组原则、重复原则。（一

26、）、对照原则（一）、对照原则 1.对照的作用对照的作用 有比较才能鉴别，比较是实验研究的重有比较才能鉴别，比较是实验研究的重要手段，如图要手段，如图2-1，对照对照（Control）的作用在于用对比）的作用在于用对比鉴别的方法来研究处理因素的效应。鉴别的方法来研究处理因素的效应。设计的主要任务是尽可能将非被试因素所产生的设计的主要任务是尽可能将非被试因素所产生的影响分离出来，充分显示被试因素的效应。为此设立影响分离出来，充分显示被试因素的效应。为此设立与实验组具有同质可比性的对照组，对照组与实验组与实验组具有同质可比性的对照组，对照组与实验组除被试因素不同外，其它非被试因素尽量相同或相近，除被

27、试因素不同外，其它非被试因素尽量相同或相近，主要非处理因素均衡可比。主要非处理因素均衡可比。说明一个新药、一种新治疗方法的疗效和安全性，说明一个新药、一种新治疗方法的疗效和安全性，必须有供比较的对照组：必须有供比较的对照组：（1 1）对照使非处理因素在试验组和对照组处于）对照使非处理因素在试验组和对照组处于均衡状态，减少实验误差，监控和鉴别处理因素的作均衡状态，减少实验误差，监控和鉴别处理因素的作用。用。（2 2）排除或控制自然变化对观察结果的影响：人）排除或控制自然变化对观察结果的影响：人或实验动物的生理现象常受自然发展和机体内环境的或实验动物的生理现象常受自然发展和机体内环境的变化的波动影

28、响，疾病有自然恢复、好转、加重或死变化的波动影响，疾病有自然恢复、好转、加重或死亡的情况，如上呼吸道感染、胃肠炎、面瘫，病人往亡的情况，如上呼吸道感染、胃肠炎、面瘫，病人往往在症状最严重时求医，这时疾病的好转可能是疾病往在症状最严重时求医，这时疾病的好转可能是疾病的自然发展过程，设立对照组可以减少由于自愈、季的自然发展过程，设立对照组可以减少由于自愈、季节变化和主观心理效应带来的偏倚。节变化和主观心理效应带来的偏倚。（3 3）可以在比较中抵消安慰剂效应。）可以在比较中抵消安慰剂效应。1.常用对照方法常用对照方法 对照的方式有多达对照的方式有多达1111种，可根据研究种，可根据研究目的及内容选择

29、。目的及内容选择。（二）随机原则（二）随机原则 1.1.随机化的意义随机化的意义 随机化（随机化（randomization）是指每个）是指每个受试对象都有同等机会被抽取，避免偏差或渗入主观受试对象都有同等机会被抽取，避免偏差或渗入主观因素，使对实验结果有影响的未知与无法控制的因素因素，使对实验结果有影响的未知与无法控制的因素均衡地分配到实验组与对照组中去，保证比较组间具均衡地分配到实验组与对照组中去，保证比较组间具有均衡齐同性。随机化是排除非试验因素干扰，防止有均衡齐同性。随机化是排除非试验因素干扰，防止选择性偏倚（选择性偏倚（Bias）的重要手段，是使用统计分析的的重要手段，是使用统计分析

30、的基础，它使统计学方法要求观察值或误差为独立分布基础，它使统计学方法要求观察值或误差为独立分布的随机变量有可靠依据。的随机变量有可靠依据。2.2.随机化方法随机化方法 常用随机数字表法或随机排列表常用随机数字表法或随机排列表法法进行调整，使两组例数相等进行调整，使两组例数相等 。（三）重复原则（三）重复原则 重复（重复（replication）原则主要有重复数和重现性两方面）原则主要有重复数和重现性两方面的含义：的含义：试验需要有重复数（即适当的样本含量），试验需要有重复数（即适当的样本含量），才能估计和降低实验误差。才能估计和降低实验误差。可靠的实验结果，应能可靠的实验结果，应能在相同的条件

31、下重复出来，这对于推广试验结果至关在相同的条件下重复出来，这对于推广试验结果至关重要。重要。第四节第四节 常用实验设计方法常用实验设计方法一、完全随机设计一、完全随机设计1.1.完全随机设计方法完全随机设计方法 （completely random completely random designdesign）是一种单因素）是一种单因素k k（k k22）水平单效应变量的设）水平单效应变量的设计方法。有两种分组方式：计方法。有两种分组方式：将受试对象随机分配到将受试对象随机分配到各处理组中；各处理组中；分别从不同总体中进行随机抽样，获分别从不同总体中进行随机抽样，获取代表各不同总体的随机样本。

32、取代表各不同总体的随机样本。要求：要求：组间均衡可比。可能条件下，先按非被试影组间均衡可比。可能条件下，先按非被试影响因素分层，而后在分层基础上随机分配样本。响因素分层，而后在分层基础上随机分配样本。尽尽量使每组间样本数相等或接近：完全随机设计各组样量使每组间样本数相等或接近：完全随机设计各组样本含量可以不等，但在样本总量不变的条件下，本含量可以不等，但在样本总量不变的条件下，n1=n 2时检验效率较高，一般认为可高达时检验效率较高，一般认为可高达10%15%。【例例2.2】将将10个个实实验验对对象象随随机机分分配配到到甲甲（实实验验）和和乙乙（对对照照）两两组组：先先将将实实验验对对象象编

33、编号号。之之后后，可可采采用用掷掷硬硬币币法法或或随随机机数数字字表表或或随随机机排排列列表表或或统统计计软软件件进进行行随随机分组。机分组。查查240240页页随随机机数数字字表表：第第5 5行行第第6 6列列3838被被开开始始，本本例例从从第第5 5行行第第6 6列列起起，由由左左向向右右抄抄录录数数字字，用用奇奇数数为为甲甲组，偶数为乙组，组，偶数为乙组，表表2-1 例例2.2用随机数字表分组的过程和结果用随机数字表分组的过程和结果受试对象编受试对象编号号1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010随机数字随机数字3838 5454 8282 4646 2222 31

34、31 6262 43439 99090所属组别所属组别乙乙 乙乙 乙乙 乙乙 乙乙 甲甲 乙乙 甲甲 甲甲 乙乙调调 整整甲甲甲甲分组结果分组结果乙乙 甲甲 乙乙 乙乙 乙乙 甲甲 甲甲 甲甲 甲甲 乙乙调整，如果各组例数不等，应从例数多的组中随机调整，如果各组例数不等，应从例数多的组中随机取出几例，调到例数少的组中。哪个对象应被调整，取出几例，调到例数少的组中。哪个对象应被调整，也由随机数字表决定。通常从最后也由随机数字表决定。通常从最后个随机数起（本个随机数起（本例为例为90），任选一种方向取随机数，除以调出组的例），任选一种方向取随机数，除以调出组的例数，所得余数数，所得余数(如余数为如

35、余数为0，就用下一个数除，就用下一个数除)即为应即为应调出对象的顺序数。调出对象的顺序数。本例从表本例从表2-12-1第第3 3行可知，甲组行可知，甲组3 3例，乙组例，乙组7 7例，需例，需要从乙组中调要从乙组中调2 2例到甲组；如从例到甲组；如从9090往右抄录二个随机往右抄录二个随机数得数得6 6、1818，分别除以，分别除以7 7（乙组原有（乙组原有7 7例）、例）、6 6；因随机；因随机数数6 6除以除以7 7余数为余数为6 6，将第，将第6 6个乙（对象编号个乙（对象编号7 7）调入甲）调入甲组，因组，因1818除以除以6 6（乙组现有（乙组现有6 6例）余数为例）余数为0 0，抄

36、录下一，抄录下一个数个数4444，除以，除以6 6余数为余数为2 2，于是将乙组余下，于是将乙组余下6 6例中的第例中的第2 2个乙（对象编号个乙（对象编号2 2）调入甲组，两组例数相等）调入甲组，两组例数相等。如用随机排列表：从任意行查起，如第如用随机排列表：从任意行查起，如第4行，舍掉行，舍掉大于大于10的数字后，依次分配给实验对象，规定奇数为的数字后，依次分配给实验对象，规定奇数为甲组，偶数为乙组，得到如表甲组，偶数为乙组，得到如表2-2所示的结果。所示的结果。表表2-2 例例2.2用随机用随机排列表分组的结果排列表分组的结果 受试对象受试对象编号编号1 12 23 34 45 56 6

37、7 78 89 91010随机排列随机排列数字数字6 61 15 54 40 07 78 83 39 92 2所属组别所属组别乙乙 甲甲 甲甲 乙乙 乙乙 甲甲 乙乙 甲甲 甲甲 乙乙故，故，2、3、6、8、9号实验对象分入甲组，号实验对象分入甲组，1、4、5、7、10号实验对象分入乙组。号实验对象分入乙组。【例【例2.3】将】将18只同品种、同性别、体重相近的小鼠随只同品种、同性别、体重相近的小鼠随机等分成甲、乙、丙三组。（方法与前类似）机等分成甲、乙、丙三组。（方法与前类似）2.随机同期对照设计随机同期对照设计 临床试验中，将临床试验中，将n个同质的合格个同质的合格的愿意加入试验的受试对象

38、随机分配到对照组与试验的愿意加入试验的受试对象随机分配到对照组与试验组，使具有可比性。然后，试验组给予新措施，对照组，使具有可比性。然后，试验组给予新措施，对照组给予标准对照或安慰剂，同步前瞻性观察两组结局组给予标准对照或安慰剂，同步前瞻性观察两组结局的差别，称为的差别，称为随机同期对照试验随机同期对照试验（randomized concurrent controlled trial，RCT）。）。基本要求是分基本要求是分层随机、同步试验、盲法观察。层随机、同步试验、盲法观察。RCT是目前公认的标准研究方法，其论证强度是目前公认的标准研究方法，其论证强度比较高，重复性好，偏性较少。比较高，重复

39、性好，偏性较少。完全随机设计的统计分析方法依资料性质而异。分类完全随机设计的统计分析方法依资料性质而异。分类资料用资料用2或或u检验；计量资料，满足参数检验条件（即检验；计量资料，满足参数检验条件（即正态性、方差齐、独立性）时，两组比较用正态性、方差齐、独立性）时，两组比较用 t 检验，检验，多组用单因素方差分析，非正态或方差不齐时，用多多组用单因素方差分析，非正态或方差不齐时，用多组或两组秩和等非参数检验。组或两组秩和等非参数检验。二、配对设计二、配对设计 配对设计配对设计（paired design）是将某些性质或条件是将某些性质或条件相似的研究对象、部位配成相应的对子，然后采取随相似的研

40、究对象、部位配成相应的对子，然后采取随机分组的方法，将其中之一分配到试验组，另一个分机分组的方法，将其中之一分配到试验组，另一个分到对照组，连续试验若干对，观察比较干预与对照的到对照组，连续试验若干对，观察比较干预与对照的差异。配对设计可控制一些主要的影响因素，使两组差异。配对设计可控制一些主要的影响因素，使两组非处理因素更具可比性，且此方法简便、经济、高效。非处理因素更具可比性，且此方法简便、经济、高效。1.配配对对设设计计的的类类型型根根据据受受试试对对象象的的来来源源不不同同，配配对对设计可分为同源配对和异源配对。设计可分为同源配对和异源配对。（1）同同体体配配对对（homobody m

41、atching）：又又称称同同源源配配对对（homogenetic matching），试试验验和和对对照照均均在在同同一一受受试试个个体体身身上上进进行行，可可以以消消除除组组间间对对照照个个体体差差异异的的影影响响，可可节节约约一一半半的的样样本本量量，无无需需特特别别的的随随机机分分组组。同同体体配配对对可分为以下可分为以下4种类型：种类型：1）自身前后对照设计（）自身前后对照设计（before-after design in the same patients）：观察同一个体在处理前后某些指标变）：观察同一个体在处理前后某些指标变化的一种设计。主要应用于急性与短期的实验。例如，化的一种

42、设计。主要应用于急性与短期的实验。例如，观察中草药降低观察中草药降低SGPT的含量的效应，每个受试对象分的含量的效应，每个受试对象分别在用药前和用药一段时间后测定血清别在用药前和用药一段时间后测定血清SGPT的含量，的含量，进行前后对照比较。进行前后对照比较。2）自自身身左左右右对对照照设设计计（left-right paired design）：是是二二种种不不同同处处理理分分别别施施加加于于同同一一个个体体左左右右对对称称的的部部位位、器器官官的的设设计计。例例如如，研研究究某某药药的的散散瞳瞳作作用用，如如果果理理论论上上已已经经证证明明，该该药药只只有有局局部部作作用用，不不易易吸吸收

43、收或或不不致致通通过过神神经经反射及体液因素影响对侧眼，则可以用双眼进行配对。反射及体液因素影响对侧眼，则可以用双眼进行配对。3）同同一一受受试试对对象象或或同同一一样样品品用用两两种种方方法法或或仪仪器器检检测测：如分别用新法和旧法测定同一儿童的血钙含量。如分别用新法和旧法测定同一儿童的血钙含量。4）用用同同一一方方法法或或仪仪器器检检测测同同一一受受试试对对象象不不同同标标本本的的检检测测结结果果：如如用用原原子子吸吸收收法法测测定定同同一一儿儿童童的的血血锌锌和和发发锌锌，以观察比较能否用发锌测定代替血清锌的测定以观察比较能否用发锌测定代替血清锌的测定.（2）异体配对设计（）异体配对设计

44、（heterogeneous paired design）也叫异源配对（也叫异源配对（heterogeneous matching）指先将条件）指先将条件相同（或相似）受试对象配成对子。相同（或相似）受试对象配成对子。【例【例2.4】对】对16只实验动物，作配对设计：按同月龄、只实验动物，作配对设计：按同月龄、性别，体重相近的条件进行配对并编号，每个对子内性别，体重相近的条件进行配对并编号，每个对子内又分为又分为1号组、号组、2号组。查随机排列表，任意指定行，号组。查随机排列表，任意指定行，如第如第6行，舍掉行，舍掉1至至8以外的数字，依次分配给受试对象，以外的数字，依次分配给受试对象，规定随

45、机排列数字为奇数者，在规定随机排列数字为奇数者，在1号组为试验组，在号组为试验组，在2号组别为对照组，随机排列数字为偶数者，在号组别为对照组，随机排列数字为偶数者，在1号组为号组为对照组，在对照组，在2号组别为试验组，得到如表号组别为试验组，得到如表2-7所示的分组所示的分组结果。结果。随机数字随机数字21430675对子内的对子内的1号组号组对对试试对对试试对对对对试试试试受试对象的对受试对象的对子编号子编号12345678 配对设计把可能对实验效应有影响的混杂因素配对设计把可能对实验效应有影响的混杂因素“配配平平”，两组之间均衡可比，可使实验误差大为减小。，两组之间均衡可比，可使实验误差大

46、为减小。在同样的样本含量条件下，采用配对设计的方法比采在同样的样本含量条件下，采用配对设计的方法比采用完全随机设计的方法更容易检出两总体间的差别。用完全随机设计的方法更容易检出两总体间的差别。但不是任何实验均可采用配对设计。但不是任何实验均可采用配对设计。七、几种常用试验设计之间的相互关系七、几种常用试验设计之间的相互关系见图见图2-9。第五节第五节 临床试验设计临床试验设计一、临床试验的特点一、临床试验的特点1.1.受试对象兼具生物和心理与社会性受试对象兼具生物和心理与社会性2.2.处理因素处理因素 3.DME的程序和方法的程序和方法 DME是是Design measure and Eval

47、uation in clinical Research的缩写，即的缩写，即.临床试验的设计、测量、评估：临床试验的设计、测量、评估：二、合格受试者标准二、合格受试者标准 1.1.诊断标准诊断标准 ；2.2.排除标准；排除标准；3.3.病例剔除与脱落标准病例剔除与脱落标准4.病例的研究导入病例的研究导入 三、盲法三、盲法第六节第六节 样本含量估计样本含量估计一、决定样本含量的因素一、决定样本含量的因素 （1 1）实实验验设设计计类类型型：完完全全随随机机配配对对设设计计随随机机区区组组拉丁方设计拉丁方设计序贯设计，所需样本数依次减少。序贯设计，所需样本数依次减少。（2 2）抽抽样样误误差差：样样

48、本本之之间间个个体体差差异异小小，其其所所需需样样本本数数亦小。亦小。（3 3）实实验验误误差差：实实验验方方法法越越精精确确，误误差差小小，所所需需样样本本小小，企企图图以以样样本本大大求求得得稳稳定定性性，忽忽视视实实验验条条件件，及及对对其它误差控制不利的做法是不可取的。其它误差控制不利的做法是不可取的。（4）处处理理效效果果：处处理理效效果果越越明明显显，组组间间均均值值差差别别越越大，其所需重复数越小。大，其所需重复数越小。（5）统统计计资资料料类类型型：计计量量资资料料较较计计数数资资料料所所需需样样本本数较小，容易取得统计学意义。数较小，容易取得统计学意义。（6）检验水准（见第四

49、章第二节）：实验样本数与）检验水准（见第四章第二节）：实验样本数与检验水准成反比，如检验水准成反比，如P0.01所需样本数大于所需样本数大于P0.05所所需样本数。需样本数。二、样本大小的粗略估计二、样本大小的粗略估计在药理专业中有基本实验例数的习惯规定，实验动在药理专业中有基本实验例数的习惯规定，实验动物的基本例数为：实验大动物（猪、狗）每组物的基本例数为：实验大动物（猪、狗）每组5 51515只，只，计量资料不少于计量资料不少于5 5只，计数资料不少于只，计数资料不少于1010只；中等动物只；中等动物（兔、豚鼠）每组（兔、豚鼠）每组8 820 20 只，计量资料不少于只，计量资料不少于6

50、6只，计只，计数资料不数资料不少于少于20只；小动物（大、小鼠）每组只；小动物（大、小鼠）每组1030只，只，计量资料两组对比时，每组不少于计量资料两组对比时，每组不少于1010只。只。计计数数资资料料两两组组对对比比时时，每每组组不不少少于于30只只，如如果果按按照照剂剂量分组为量分组为35个组时，每组仍然不少于个组时，每组仍然不少于8只。只。临床试验中，难治疾病（癌症）临床试验中，难治疾病（癌症）510例；急重症例；急重症（如急性心力衰竭、呼吸衰竭、肝肾功能衰竭）（如急性心力衰竭、呼吸衰竭、肝肾功能衰竭）3050例；一般疾病（流感、哮喘、冠心病）例；一般疾病（流感、哮喘、冠心病）100例以