实验设计的原理和方法.pptx
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1、实验设计的原理和方法实验设计的原理和方法 “凡事预则立凡事预则立 ,不预则废,不预则废”引言引言第1页/共41页uu实验设计的目的实验设计的目的实验设计的目的实验设计的目的 1.1.1.1.有目的、有计划、有步骤地进行有目的、有计划、有步骤地进行有目的、有计划、有步骤地进行有目的、有计划、有步骤地进行实验。实验。实验。实验。2.2.2.2.最大限度地减少实验误差。最大限度地减少实验误差。最大限度地减少实验误差。最大限度地减少实验误差。3.3.3.3.节省时间、样本、经费开支,减节省时间、样本、经费开支,减节省时间、样本、经费开支,减节省时间、样本、经费开支,减少人力物力财力,获得较高的效率。少
2、人力物力财力,获得较高的效率。少人力物力财力,获得较高的效率。少人力物力财力,获得较高的效率。一、实验设计的目一、实验设计的目的与任务的与任务第2页/共41页u实验设计的任务:实验设计的任务:合理安排三要素合理安排三要素 1.1.受试因素受试因素(处理因素、施加因素、干扰因素)(处理因素、施加因素、干扰因素)要抓住实验中的主要问题要抓住实验中的主要问题 要确定处理因素与非处理因素要确定处理因素与非处理因素 处理因素必须指标化处理因素必须指标化 多因素的交互作用多因素的交互作用 2.2.受试对象受试对象 病人、动物、组织、器官、细胞等。病人、动物、组织、器官、细胞等。3.3.受试效应受试效应 选
3、择指标选择指标第3页/共41页指标选择要注意:指标选择要注意:指标选择要注意:指标选择要注意:指标的关联性指标的关联性指标的关联性指标的关联性 指标的客观性指标的客观性指标的客观性指标的客观性 指标的灵敏性指标的灵敏性指标的灵敏性指标的灵敏性 指标的精确性指标的精确性指标的精确性指标的精确性 指标的特异性指标的特异性指标的特异性指标的特异性第4页/共41页 二、实验设计原则二、实验设计原则 对照原则对照原则 随机原则随机原则 重复原则重复原则第5页/共41页 1.1.1.1.对照原则(对照原则(对照原则(对照原则(controlcontrolcontrolcontrol)例:某医师为了研究某中
4、药煎剂的利尿作用,例:某医师为了研究某中药煎剂的利尿作用,例:某医师为了研究某中药煎剂的利尿作用,例:某医师为了研究某中药煎剂的利尿作用,随机抽取随机抽取随机抽取随机抽取10101010名健康人进行研究,结果名健康人进行研究,结果名健康人进行研究,结果名健康人进行研究,结果10101010名健康人服名健康人服名健康人服名健康人服药药药药2 2 2 2小时内较未服药前平均增加小时内较未服药前平均增加小时内较未服药前平均增加小时内较未服药前平均增加100ml/100ml/100ml/100ml/小时,因此小时,因此小时,因此小时,因此认为该中药煎剂有利尿作用。你认为该结论正确吗认为该中药煎剂有利尿
5、作用。你认为该结论正确吗认为该中药煎剂有利尿作用。你认为该结论正确吗认为该中药煎剂有利尿作用。你认为该结论正确吗?并说明理由;你认为应如何设计?并说明理由;你认为应如何设计?并说明理由;你认为应如何设计?并说明理由;你认为应如何设计?意义:意义:鉴别处理因素与非处理因素的差异。鉴别处理因素与非处理因素的差异。鉴别处理因素与非处理因素的差异。鉴别处理因素与非处理因素的差异。减少实验误差,避免产生错误的结论。减少实验误差,避免产生错误的结论。减少实验误差,避免产生错误的结论。减少实验误差,避免产生错误的结论。第6页/共41页要求:要求:均衡均衡:即组间一致,除处理因即组间一致,除处理因素外,对照组
6、具备与实验组对素外,对照组具备与实验组对等的非处理因素。等的非处理因素。同步:同步:对照组与实验组在整个对照组与实验组在整个研究进程中,始终处于同一空研究进程中,始终处于同一空间和时间。间和时间。专设:专设:为相应的实验组专门设为相应的实验组专门设立对照。不得借用文献上记载立对照。不得借用文献上记载或以往的结果或其他研究资料或以往的结果或其他研究资料作为本研究的对照。作为本研究的对照。第7页/共41页 对照的几种形式对照的几种形式对照的几种形式对照的几种形式 空白对照空白对照空白对照空白对照 实验对照实验对照实验对照实验对照 安慰剂对照安慰剂对照安慰剂对照安慰剂对照 标准对照标准对照标准对照标
7、准对照 弱阳性对照弱阳性对照弱阳性对照弱阳性对照 自身对照自身对照自身对照自身对照 相互对照相互对照相互对照相互对照 阴性对照阴性对照阳性对照阳性对照第8页/共41页空白对照空白对照 对照组不加任何处理因素对照组不加任何处理因素的对照。的对照。第9页/共41页实验对照实验对照 实验对照:实验对照:实验对照:实验对照:指给对照组施加与实验组操作条件一指给对照组施加与实验组操作条件一指给对照组施加与实验组操作条件一指给对照组施加与实验组操作条件一 致的干扰因素。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、致的干扰因素。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、致的干扰因素。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、致的干扰
8、因素。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、试剂等都应该设立实验对照。试剂等都应该设立实验对照。试剂等都应该设立实验对照。试剂等都应该设立实验对照。常用的实验对照有:常用的实验对照有:常用的实验对照有:常用的实验对照有:假处理对照假处理对照假处理对照假处理对照:给对照组施加与实验组条件一致的给对照组施加与实验组条件一致的给对照组施加与实验组条件一致的给对照组施加与实验组条件一致的操作称为操作对照,假处理对照在于控制操作影响产操作称为操作对照,假处理对照在于控制操作影响产操作称为操作对照,假处理对照在于控制操作影响产操作称为操作对照,假处理对照在于控制操作影响产生的误差。生的误差。生的误差。生的误差
9、。药物溶媒对照药物溶媒对照药物溶媒对照药物溶媒对照:以性状相同的溶媒作对照可防止以性状相同的溶媒作对照可防止以性状相同的溶媒作对照可防止以性状相同的溶媒作对照可防止误将溶媒的作用当作药物的作用,得出假阳性结果。误将溶媒的作用当作药物的作用,得出假阳性结果。误将溶媒的作用当作药物的作用,得出假阳性结果。误将溶媒的作用当作药物的作用,得出假阳性结果。第10页/共41页安慰剂对照安慰剂对照 安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂:是是是是指指指指外外外外观观观观等等等等与与与与受受受受试试试试药药药药物物物物相相相相同同同同且且且且无无无无药药药药理理理理活活活活性性性性的的的的物物物物质质质质,在在在在临临临临
10、床床床床研研研研究究究究中中中中用用用用来来来来替替替替代代代代受受受受试试试试药药药药物物物物。安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂应应应应该该该该在在在在剂剂剂剂型型型型、包包包包装装装装、颜颜颜颜色色色色、大大大大小小小小、形形形形状状状状、气气气气味味味味等等等等外外外外观观观观上上上上完完完完全全全全与与与与处处处处理理理理组组组组受受受受试试试试药药药药物物物物一一一一样样样样,使使使使病病病病人人人人不不不不能能能能分分分分辨辨辨辨,否否否否则则则则导导导导致致致致安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂的的的的失失失失效效效效和和和和实实实实验验验验的的的的失失失失败。败。败。败。安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂
11、效效效效应应应应:安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂产产产产生生生生与与与与药药药药物物物物相相相相似似似似的的的的药药药药理理理理作用。包括产生主观感觉和客观指征的变化。作用。包括产生主观感觉和客观指征的变化。作用。包括产生主观感觉和客观指征的变化。作用。包括产生主观感觉和客观指征的变化。第11页/共41页安慰剂对照的设立安慰剂对照的设立给给给给对对对对照照照照组组组组受受受受试试试试者者者者使使使使用用用用无无无无药药药药理理理理活活活活性性性性的的的的安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂称称称称安安安安慰剂对照。慰剂对照。慰剂对照。慰剂对照。原原原原则则则则是是是是在在在在不不不不损损损损害害害害病病病病人人
12、人人健健健健康康康康的的的的前前前前提提提提下下下下使使使使用用用用。危危危危重重重重、病情发展迅速的病人,不得使用安慰剂。病情发展迅速的病人,不得使用安慰剂。病情发展迅速的病人,不得使用安慰剂。病情发展迅速的病人,不得使用安慰剂。安慰剂对照与双盲法同时实施效果更好。安慰剂对照与双盲法同时实施效果更好。安慰剂对照与双盲法同时实施效果更好。安慰剂对照与双盲法同时实施效果更好。第12页/共41页对对对对受受受受精精精精神神神神因因因因素素素素影影影影响响响响较较较较大大大大的的的的慢慢慢慢性性性性疾疾疾疾病病病病,应应应应尽尽尽尽量量量量采用安慰剂对照;采用安慰剂对照;采用安慰剂对照;采用安慰剂对
13、照;新新新新药药药药和和和和老老老老药药药药新新新新用用用用治治治治疗疗疗疗慢慢慢慢性性性性病病病病的的的的临临临临床床床床试试试试验验验验最最最最好好好好设立安慰剂对照;设立安慰剂对照;设立安慰剂对照;设立安慰剂对照;轻轻轻轻度度度度精精精精神神神神忧忧忧忧郁郁郁郁、癔癔癔癔病病病病可可可可以以以以使使使使用用用用安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂作作作作为为为为心心心心理治疗的一部分;理治疗的一部分;理治疗的一部分;理治疗的一部分;诊诊诊诊断断断断已已已已确确确确定定定定不不不不需需需需要要要要药药药药物物物物治治治治疗疗疗疗的的的的病病病病人人人人可可可可作作作作安安安安慰慰慰慰剂对照剂对照剂对照
14、剂对照。第13页/共41页标准对照标准对照标标标标准准准准对对对对照照照照又又又又称称称称有有有有效效效效对对对对照照照照,要要要要注注注注意意意意选选选选择择择择疗疗疗疗效效效效被被被被公公公公认认认认或或或或肯肯肯肯定定定定的的的的药药药药物物物物或或或或疗疗疗疗法法法法,而而而而且且且且与与与与所所所所试试试试验验验验的的的的药物或疗法是属于同一类型的。药物或疗法是属于同一类型的。药物或疗法是属于同一类型的。药物或疗法是属于同一类型的。不不不不能能能能用用用用安安安安慰慰慰慰剂剂剂剂对对对对照照照照时时时时,可可可可用用用用标标标标准准准准对对对对照照照照。即即即即用用用用公认的标准疗法
15、公认的标准疗法公认的标准疗法公认的标准疗法(或常规疗法或常规疗法或常规疗法或常规疗法)作对照。作对照。作对照。作对照。例例例例如如如如:试试试试验验验验人人人人参参参参皂皂皂皂甙甙甙甙的的的的抗抗抗抗心心心心肌肌肌肌缺缺缺缺血血血血作作作作用用用用,可可可可用用用用已已已已知知知知的的的的有有有有效效效效药药药药物物物物普普普普萘萘萘萘洛洛洛洛尔尔尔尔或或或或长长长长效效效效硝硝硝硝酸酸酸酸酯酯酯酯类类类类作对照。作对照。作对照。作对照。第14页/共41页弱阳性对照弱阳性对照弱阳性对照弱阳性对照 即即即即以以以以药药药药效效效效较较较较弱弱弱弱的的的的老老老老药药药药作作作作对对对对照照照照,
16、则则则则可可可可以肯定新药的价值。以肯定新药的价值。以肯定新药的价值。以肯定新药的价值。自身对照自身对照 即即在在同同一一个个体体上上观观察察给给药药前前后后比比较较,这样可以减小个体差异的影响。这样可以减小个体差异的影响。相互对照:相互对照:几种处理几种处理(或水平或水平)互为对照。互为对照。第15页/共41页2.2.2.2.随机原则(随机原则(随机原则(随机原则(RandomizationRandomizationRandomizationRandomization)概念:概念:随机抽样随机抽样随机抽样随机抽样:总体中每个个体有相同的机会被抽到样总体中每个个体有相同的机会被抽到样总体中每个
17、个体有相同的机会被抽到样总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来本中来本中来本中来随机分组随机分组随机分组随机分组:每个实验对象分配到不同处理组的机会每个实验对象分配到不同处理组的机会每个实验对象分配到不同处理组的机会每个实验对象分配到不同处理组的机会相同。相同。相同。相同。随机实验顺序:每个实验对象接受处理先后的机随机实验顺序:每个实验对象接受处理先后的机随机实验顺序:每个实验对象接受处理先后的机随机实验顺序:每个实验对象接受处理先后的机会相同会相同会相同会相同第16页/共41页目的:目的:目的:目的:在于克服偏性,避免人为因素的主观影响在于克服偏性,避免人为因素的主观影响在于克服偏性,避免
18、人为因素的主观影响在于克服偏性,避免人为因素的主观影响和其他因素。和其他因素。和其他因素。和其他因素。方法:方法:方法:方法:抽签法抽签法抽签法抽签法(简单随机、半随机、单纯随简单随机、半随机、单纯随简单随机、半随机、单纯随简单随机、半随机、单纯随机抽样机抽样机抽样机抽样)随机数目表法、随机排列表:随机数目表法、随机排列表:随机数目表法、随机排列表:随机数目表法、随机排列表:分两分两分两分两组、分三组组、分三组组、分三组组、分三组第17页/共41页随机数目表法随机数目表法分两组随机方法分两组随机方法分两组随机方法分两组随机方法分三组或三组以上的随机法分三组或三组以上的随机法分三组或三组以上的随
19、机法分三组或三组以上的随机法动物号动物号1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515随机数随机数33333535727267674747777734345555454570708 81818272738389090除除3 3余数余数0 02 20 01 11 12 21 11 10 01 12 20 00 02 20 0分分 组组A AC CA AB BB BC CB BB BA AB BC CA AA AC CA A第18页/共41页随机数目表法随机数目表法初步结果初步结果初步结果初步结果 A A组:组:组:组:1 1、3 3、9 9
20、、1212、1313、1515(6)6)6)6)B B组:组:组:组:4 4、5 5、7 7、8 8、10 10 (5 5 5 5)C C组:组:组:组:2 2、6 6、1111、14 14 (4 4 4 4)最后结果最后结果最后结果最后结果 A A组:组:组:组:1 1、3 3、9 9、1313、15 15 B B组:组:组:组:4 4、5 5、7 7、8 8、10 10 C C组:组:组:组:2 2、6 6、1111、1414、1212 第19页/共41页3.3.3.3.重复原则(重复原则(重复原则(重复原则(ReplicationReplicationReplicationReplica
21、tion)意义:意义:意义:意义:实验的样本量要足够大实验的样本量要足够大实验的样本量要足够大实验的样本量要足够大经得起重复实经得起重复实经得起重复实经得起重复实验的考验。验的考验。验的考验。验的考验。“一个不可重复的研究是没有科学性一个不可重复的研究是没有科学性一个不可重复的研究是没有科学性一个不可重复的研究是没有科学性的的的的”。设计样本数时要考虑的因素设计样本数时要考虑的因素设计样本数时要考虑的因素设计样本数时要考虑的因素 处理的效果处理的效果处理的效果处理的效果 实验误差:实验误差:实验误差:实验误差:资料性质:等级分组资料性质:等级分组资料性质:等级分组资料性质:等级分组 计数资计数
22、资计数资计数资料料料料 计量资料的样本量计量资料的样本量计量资料的样本量计量资料的样本量第20页/共41页 显著性水平:样本量显著性水平:样本量显著性水平:样本量显著性水平:样本量a0.01a0.01a0.01a0.01大于大于大于大于a0.05a0.05a0.05a 随机区组设计随机区组设计随机区组设计随机区组设计 配对配对配对配对设计设计设计设计 拉丁方设计拉丁方设计拉丁方设计拉丁方设计第21页/共41页样本大小的估计样本大小的估计样本大小的估计样本大小的估计 一般情况下预定样本的大小一般情况下预定样本的大小一般情况下预定样本的大小一般情况下预定样本的大小 动物实验:动物实验:动物实验:动
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- 实验设计 原理 方法
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