医学科研设计实验研究设计.pptx

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1、异丙酚对小白鼠胃肠道蠕动功能的影响 目的目的观察异丙酚对小白鼠胃肠蠕动功能的影响。观察异丙酚对小白鼠胃肠蠕动功能的影响。方法方法4848只小白鼠随机平均分为口服生理盐水组只小白鼠随机平均分为口服生理盐水组(NO)(NO)、口服异丙酚、口服异丙酚组组(PO)(PO)和静注生理盐水组和静注生理盐水组(NI)(NI)、静注异丙酚组、静注异丙酚组(PI)(PI)，用药量均为，用药量均为0.02ml/g0.02ml/g。分别于口服给药。分别于口服给药2020分、静脉给药分、静脉给药1010分后，经口灌入亚甲分后，经口灌入亚甲蓝液蓝液0.2ml0.2ml；经；经3030分后，采用颈椎脱臼法将小白鼠处死；打

2、开腹腔，分后，采用颈椎脱臼法将小白鼠处死；打开腹腔，剪开肠系膜，将肠管轻拉成直线，以幽门为起点测量：剪开肠系膜，将肠管轻拉成直线，以幽门为起点测量：(1)(1)亚甲蓝亚甲蓝在肠管内移动距离在肠管内移动距离D D；(2)(2)小肠全长小肠全长L(L(幽门回盲部幽门回盲部)。计算：移动。计算：移动率率(MR)%(MR)%D(cm)/L(cm)D(cm)/L(cm)。结果结果MR(%)MR(%)分别为分别为NONO组组8.80.5(8.28.80.5(8.29.7)9.7)，POPO组组19.82.0(15.019.82.0(15.024.0)24.0)，NINI组组6.40.6(5.46.40.6

3、(5.47.5)7.5)，PIPI组组14.71.5(11.714.71.5(11.717.2)17.2)；试验组非常显著地高于各自对照组；试验组非常显著地高于各自对照组(P(P0.01)0.01)。结论结论异丙酚无论口服还是静注，对小白鼠胃肠道蠕动都具有一定异丙酚无论口服还是静注，对小白鼠胃肠道蠕动都具有一定促进作用。促进作用。朱科明等.中华麻醉学杂志1999,19（2）第1页/共95页住院广泛性焦虑障碍患者音乐疗法效果分析目的目的 探讨音乐疗法在广泛性焦虑障碍治疗中的应用效果。探讨音乐疗法在广泛性焦虑障碍治疗中的应用效果。方法方法 将将8080例广泛性焦虑障碍患者按就诊顺序随机分为观察组和

4、对例广泛性焦虑障碍患者按就诊顺序随机分为观察组和对照组，每组各照组，每组各4040例，对照组给予常规药物治疗和护理，观察组在此例，对照组给予常规药物治疗和护理，观察组在此基础上配合音乐治疗，疗程基础上配合音乐治疗，疗程1 1月，两组患者在治疗前和疗程结束后月，两组患者在治疗前和疗程结束后分别应用焦虑自评量表（分别应用焦虑自评量表（SASSAS）和汉密尔顿焦虑量表（）和汉密尔顿焦虑量表（HAMAHAMA）评定）评定疗效。疗效。结果结果 疗程结束后，两组患者疗程结束后，两组患者SASSAS和和HAMAHAMA评分较治疗前具有显著性差评分较治疗前具有显著性差异异(P0.001)(P0.001)，但观

5、察组较对照组分值下降有显著性差异，但观察组较对照组分值下降有显著性差异(P(P0.001)0.001)。结论结论 音乐治疗是调节精神心理状态和改善情绪的最佳手段之一，音乐治疗是调节精神心理状态和改善情绪的最佳手段之一，对广泛性焦虑障碍患者的情绪改善有明显的促进作用，通过利用音对广泛性焦虑障碍患者的情绪改善有明显的促进作用，通过利用音乐的节奏、曲调、和声，结合患者的文化程度、病情、爱好、欣赏乐的节奏、曲调、和声，结合患者的文化程度、病情、爱好、欣赏水平等制作个体化的音乐处方，能够缩短疗程，缓解患者症状带来水平等制作个体化的音乐处方，能够缩短疗程，缓解患者症状带来的痛苦，促使患者早日达到临床康复，

6、值得在临床中推广应用。的痛苦，促使患者早日达到临床康复，值得在临床中推广应用。康建华张帆.中外健康文摘.2009第2页/共95页主要内容实验性研究与观察性研究的界定实验性研究与观察性研究的界定科研设计的内容科研设计的内容实验设计的基本要素实验设计的基本要素受试对象受试对象处理因素处理因素实验效应实验效应实验设计的基本原则实验设计的基本原则对照对照随机随机重复重复常用的实验设计方法常用的实验设计方法完全随机设计完全随机设计配对设计配对设计交叉设计交叉设计随机区组设计随机区组设计析因设计析因设计正交设计正交设计拉丁方设计拉丁方设计第3页/共95页科研设计 良好的科研设计是顺利进行研究和数据分析的先

7、决良好的科研设计是顺利进行研究和数据分析的先决条件，也是获得预期结果的保证条件，也是获得预期结果的保证专业设计专业设计从各专业角度考虑研究（实验或调查）的科学安排；从各专业角度考虑研究（实验或调查）的科学安排；包括选题，建立假说，确定研究对象和技术方法。包括选题，建立假说，确定研究对象和技术方法。统计设计统计设计从统计学角度考虑设计的科学性和逻辑性，是研究从统计学角度考虑设计的科学性和逻辑性，是研究结果具有重现性、更可靠、更科学，经得起时间的结果具有重现性、更可靠、更科学，经得起时间的考验考验是对资料收集、整理和分析全过程的设想和安排是对资料收集、整理和分析全过程的设想和安排包括确定设计类型、

8、估计样本含量、选定统计指标包括确定设计类型、估计样本含量、选定统计指标和统计分析方法和统计分析方法第4页/共95页医学科学研究实验性研究实验性研究实验研究设计实验研究设计研究者能人为的给予干预措施；研究者能人为的给予干预措施；研究者能人为的设置处理研究者能人为的设置处理因素因素受试对象接受何种处理因素和水平是由随机分配受试对象接受何种处理因素和水平是由随机分配决定的决定的观察性研究观察性研究调查研究设计调查研究设计研究者不能人为的施加干预措施，同时研究对象接受何种处理因素或统研究者不能人为的施加干预措施，同时研究对象接受何种处理因素或统一处理因素的不同水平也不是由随机化决定的一处理因素的不同水

9、平也不是由随机化决定的第5页/共95页学习要求实验性研究与观察性研究的界定实验性研究与观察性研究的界定科研设计的内容科研设计的内容实验设计的基本要素实验设计的基本要素受试对象受试对象处理因素处理因素实验效应实验效应实验设计的基本原则实验设计的基本原则对照对照随机随机重复重复常用的实验设计方法常用的实验设计方法完全随机设计完全随机设计配对设计配对设计交叉设计交叉设计随机区组设计随机区组设计析因设计析因设计正交设计正交设计拉丁方设计拉丁方设计第6页/共95页实验研究的基本要素实验研究是在实验研究是在受试对象受试对象（动物、人体、器官、组织）身上，施加（动物、人体、器官、组织）身上，施加某些因素某些

10、因素（如药物、手术或其他治疗手段），通过对（如药物、手术或其他治疗手段），通过对某些指标某些指标的观察，的观察，最后得到实验结果，找到所要阐明的问题。最后得到实验结果，找到所要阐明的问题。实验研究的目的就是要阐明某种或某些处理因素对受试对象产生实验研究的目的就是要阐明某种或某些处理因素对受试对象产生的效应的效应第7页/共95页实验设计的基本要素v受试对象v处理因素v实验效应第8页/共95页异丙酚对小白鼠胃肠道蠕动功能的影响 目的目的观察观察异丙酚异丙酚对对小白鼠小白鼠胃肠蠕动功能的影响。胃肠蠕动功能的影响。方法方法4848只小白鼠随机平均分为口服生理盐水组只小白鼠随机平均分为口服生理盐水组(N

11、O)(NO)、口服异丙酚、口服异丙酚组组(PO)(PO)和静注生理盐水组和静注生理盐水组(NI)(NI)、静注异丙酚组、静注异丙酚组(PI)(PI)，用药量均为，用药量均为0.02ml/g0.02ml/g。分别于口服给药。分别于口服给药2020分、静脉给药分、静脉给药1010分后，经口灌入亚甲分后，经口灌入亚甲蓝液蓝液0.2ml0.2ml；经；经3030分后，采用颈椎脱臼法将小白鼠处死；打开腹腔，分后，采用颈椎脱臼法将小白鼠处死；打开腹腔，剪开肠系膜，将肠管轻拉成直线，以幽门为起点测量：剪开肠系膜，将肠管轻拉成直线，以幽门为起点测量：(1)(1)亚甲蓝亚甲蓝在肠管内移动距离在肠管内移动距离D

12、D；(2)(2)小肠全长小肠全长L(L(幽门回盲部幽门回盲部)。计算：。计算：移动移动率率(MR)%(MR)%D(cm)/L(cm)D(cm)/L(cm)。结果结果MR(%)MR(%)分别为分别为NONO组组8.80.5(8.28.80.5(8.29.7)9.7)，POPO组组19.82.0(15.019.82.0(15.024.0)24.0)，NINI组组6.40.6(5.46.40.6(5.47.5)7.5)，PIPI组组14.71.5(11.714.71.5(11.717.2)17.2)；试验组非常显著地高于各自对照组；试验组非常显著地高于各自对照组(P(P0.01)0.01)。结论结论

13、异丙酚无论口服还是静注，对小白鼠胃肠道蠕动都具有一定异丙酚无论口服还是静注，对小白鼠胃肠道蠕动都具有一定促进作用。促进作用。朱科明等.中华麻醉学杂志1999,19（2）第9页/共95页受试对象(Subject)受试对象是受试对象是处理因素作用的客体，根据研究目的确定。处理因素作用的客体，根据研究目的确定。受试对象的选择受试对象的选择:种类种类,营养状态营养状态,数量数量实验研究根据研究对象的不同，分为三类：实验研究根据研究对象的不同，分为三类：v动物实验（动物实验（animal experimentanimal experiment)v临床试验临床试验(clinical trialclinic

14、al trial)v社区干预试验社区干预试验(community intervention trialcommunity intervention trial)第10页/共95页处理因素（treatment)处理因素根据研究目的而施加的特定试验措施。处理因素根据研究目的而施加的特定试验措施。受试因素、处理、因素受试因素、处理、因素 每个因素在量和强度上的不同称为水平每个因素在量和强度上的不同称为水平(level)(level)。单因素单水平：单因素单水平：单因素多水平：在单因素的实验中，因素的某一单因素多水平：在单因素的实验中，因素的某一个水平就是一种处理；个水平就是一种处理；多因素多水平：在

15、多因素实验中，多个因素不同多因素多水平：在多因素实验中，多个因素不同水平的组合是不同的处理水平的组合是不同的处理表现为实验对象在实验过程中所具体接受的某表现为实验对象在实验过程中所具体接受的某个因素或多个因素不同水平的组合。个因素或多个因素不同水平的组合。第11页/共95页确定处理因素要注意：确定处理因素要注意：要抓住实验中的主要因素要抓住实验中的主要因素要分清处理因素和非处理因素要分清处理因素和非处理因素v非处理因素：与处理因素相对应并同时存在、能使受试对象产非处理因素：与处理因素相对应并同时存在、能使受试对象产生效应的因素，可干扰所研究因素与实验效应间关系的观察及生效应的因素，可干扰所研究

16、因素与实验效应间关系的观察及分析。分析。混杂因素混杂因素 confounder处理因素应当标准化处理因素应当标准化v处理因素在整个实验中应始终保持不变，包括处理因素的施加处理因素在整个实验中应始终保持不变，包括处理因素的施加方法、强度、频率和持续时间等。方法、强度、频率和持续时间等。第12页/共95页实验效应（experiment effect）处理因素作用下受试对象所引起的处理因素作用下受试对象所引起的反应（反应（responseresponse）和结局（）和结局（outcomeoutcome）称）称为实验效应，通常通过实验指标（统计学为实验效应，通常通过实验指标（统计学指标指标-变量变量

17、variablevariable）来反映。）来反映。第13页/共95页观察指标的选择v指标种类：v定量指标v定性指标v等级指标v一般情况下应首选定量指标作为实验观察指标。第14页/共95页客观性：观察指标有主观指标和客观指标之分。观察指标有主观指标和客观指标之分。v主观指标：被观察者主观感觉、记忆、陈述或观察者主观判断的结果随意性、偶然性v客观指标：借助测量仪器或实验室检查手段获得的结果因因此此应应尽尽量量选选用用易易于于量量化化的的客客观观指指标标作作为为实实验验观观察察指指标标。如如实实验验室室检检查查化化验验数据。数据。第15页/共95页准确度和精密度精精密密度度precision:pr

18、ecision:是是指指对对同同一一对对象象同同一一指指标标重重复复测测量量时时，观观察察值值与与均均数数的的接接近近程程度度，其其差差值值受受随随机机误误差差影影响。响。准确度准确度accuracy:accuracy:是指观察值与真值的吻合程度，主要受系统误差的影响。是指观察值与真值的吻合程度，主要受系统误差的影响。实验效应指标应该即准确又精密。实验效应指标应该即准确又精密。第16页/共95页特异性和敏感性特特异异性性specificity:表表示示该该指指标标能能鉴鉴别别真真阴阴性性的的能能力力，特特异异性性高高的的指指标标最最易易揭揭示示处处理理因因素素的作用，不易受混杂因素的干扰。的作

19、用，不易受混杂因素的干扰。敏敏感感性性sensitivity:则则是是表表示示该该指指标标检检出出真真阳阳性性的的能能力力。敏敏感感性性高高的的指指标标可可减减少少假假阴阴性性率率，对对外外界界刺刺激激反反应应灵灵敏敏，即即若若处处理理因因素素发发生生了了较较小小的的变变化化，则则该该观观察察指指标标也也能能相相应应地地发发生生变化。变化。第17页/共95页观察指标的选择v指标种类：观察指标可分为定量指标、定性指标和等级指标，一般情况下应首选定量指标作为实验观察指标。v客观性v精确性v灵敏性和特异性v可操作性 可操作性越强的指标，越易为人们所接受，所获得的数据就有可能越准确。第18页/共95页

20、指标的观察-控制误差的产生 分析结果与真实值之间的差值称为分析结果与真实值之间的差值称为误差误差。一、系统误差一、系统误差 systematic errorssystematic errors系统误差是由某种固定的因素造成的，在同样条系统误差是由某种固定的因素造成的，在同样条件下，重复测定时，它会重复出现，其大小、正件下，重复测定时，它会重复出现，其大小、正负是可以测定的，最重要的特点是负是可以测定的，最重要的特点是“单向性单向性”。系统误差可以分为系统误差可以分为(根据产生的原因根据产生的原因)：第19页/共95页(一一)方法误方法误差差是由于分析方法不够完是由于分析方法不够完善所引起的，善

21、所引起的，即使仔细操作也不能克即使仔细操作也不能克服，服，如：选用指示剂不恰当，如：选用指示剂不恰当，使滴定终点和等当点不使滴定终点和等当点不一致，一致，第20页/共95页(二二)仪器和试剂误差仪器和试剂误差仪器误差来源于仪器本仪器误差来源于仪器本身不够精确身不够精确如砝码重量如砝码重量第21页/共95页容量器皿刻度和仪表刻度不准确等，第22页/共95页试剂误差来源于试剂不纯，基准物不纯。第23页/共95页(三三)操作误差操作误差分析人员在操作中由于经验不足，操分析人员在操作中由于经验不足，操作不熟练，实际操作与正确的操作有作不熟练，实际操作与正确的操作有出入引起的，出入引起的，如器皿没加盖，

22、使灰尘落入，如器皿没加盖，使灰尘落入，滴定速度过快，滴定速度过快，坩埚没完全冷却就称重，坩埚没完全冷却就称重，沉淀没有充分洗涤，沉淀没有充分洗涤，滴定管读数偏高或偏低等，滴定管读数偏高或偏低等，初学者易引起这类误差。初学者易引起这类误差。第24页/共95页（四）主观误差（四）主观误差另一类是由于分析者生另一类是由于分析者生理条件的限制而引起的。理条件的限制而引起的。如对指示剂的颜色变化如对指示剂的颜色变化不够敏锐，不够敏锐，先入为主等。先入为主等。以上误差均有单向性，以上误差均有单向性，并可以用对照、空白试并可以用对照、空白试验，校准仪器等方法加验，校准仪器等方法加以校正。以校正。第25页/共

23、95页系统误差的控制对照试验对照试验校准仪器校准仪器第26页/共95页二、偶然误差二、偶然误差 Random Random errorerror又称又称随机误差随机误差，是由一些随机的偶然的原因造成的，是由一些随机的偶然的原因造成的(如环境，湿度，温度，气压的波动，仪器的微小变化如环境，湿度，温度，气压的波动，仪器的微小变化等等)，其影响时大时小，有正有负，在分析中是无法避免的，其影响时大时小，有正有负，在分析中是无法避免的，又称不定误差，偶然误差的产生难以找出确定的原因，又称不定误差，偶然误差的产生难以找出确定的原因，难以控制，似乎无规律性，难以控制，似乎无规律性，但进行多次测定，便会发现偶

24、然误差具有很多的规律性但进行多次测定，便会发现偶然误差具有很多的规律性(象核外电子运动一样象核外电子运动一样)，概率统计学就是研究其规律，概率统计学就是研究其规律的一门学科，后面会部分的讲授。的一门学科，后面会部分的讲授。特点：特点：第27页/共95页a:a:正负误差出现的概率相等。正负误差出现的概率相等。b:b:小误差出现的机会大，大误差出现的概率小。小误差出现的机会大，大误差出现的概率小。第28页/共95页在实际分析中，真实值难以得到，常以多次平行测定结在实际分析中，真实值难以得到，常以多次平行测定结果的算术平均值代替真实值。果的算术平均值代替真实值。绝对偏差绝对偏差(d)=(d)=个别测

25、得值个别测得值x x测得平均值测得平均值 相对偏差相对偏差 绝对偏差绝对偏差/平均值平均值 1000 1000有正负号，偏差的大小反映了有正负号，偏差的大小反映了精密度精密度的好坏，即多次测的好坏，即多次测定结果相互吻合的程度，而准确度的好坏可用误差来表定结果相互吻合的程度，而准确度的好坏可用误差来表示。示。标准差标准差&变异系数变异系数随机误差的估计第29页/共95页指标的观察指标观察过程中的偏性指标观察过程中的偏性(bias,(bias,偏倚）问题偏倚）问题盲法盲法blind methodblind method为避免研究中来自受试对象和观察者、统为避免研究中来自受试对象和观察者、统计分析

26、人员等主观因素的影响，采取是其不了计分析人员等主观因素的影响，采取是其不了解受试对象的分组情况。解受试对象的分组情况。Single blind methodSingle blind methodDouble blind methodDouble blind methodTriple blind methodTriple blind method第30页/共95页实验设计的基本原则对照的原则对照的原则 （control)随机的原则随机的原则（randomization)重复的原则重复的原则 (replication)第31页/共95页对照的原则对照的原则对照的意义对照的意义只有正确的设立对照，才

27、能平衡非处理因素对实验结果的影响，只有正确的设立对照，才能平衡非处理因素对实验结果的影响，从而把处理因素的效应充分暴露出来。从而把处理因素的效应充分暴露出来。有比较才有鉴别，对照是比较的基础有比较才有鉴别，对照是比较的基础设立对照是控制混杂因素和偏倚不可取少的手段设立对照是控制混杂因素和偏倚不可取少的手段第32页/共95页对照设置的原则 对照的基本要求是实验组与对照组除处理因素不同外，其它条对照的基本要求是实验组与对照组除处理因素不同外，其它条件应尽量保持一致，即所谓的保持实验条件的均衡性或齐同条件可件应尽量保持一致，即所谓的保持实验条件的均衡性或齐同条件可比的原则比的原则均衡的原则。均衡的原

28、则。常常是实验成败的关键常常是实验成败的关键第33页/共95页对照的分类空空白白对对照照安安慰慰剂剂对对照照实实验验对对照照标标准准对对照照自自身身对对照照相相互互对对照照历历史史对对照照第34页/共95页空白对照blank control空白对照指对照组不接受任何处理因素空白对照指对照组不接受任何处理因素在动物实验中常见，用来评价测量方法的准确度、观察试验是否处于正常状态。在动物实验中常见，用来评价测量方法的准确度、观察试验是否处于正常状态。本底值检测本底值检测社区干预试验社区干预试验可行性偏性第35页/共95页安慰剂对照placebo control安慰剂安慰剂placeboplacebo

29、是一种无药理作用的是一种无药理作用的“假药假药”或称或称“伪药物伪药物”其外观如剂其外观如剂型、大小、颜色、重量、气味及口味等与试验药物一致，它不含药物的有效型、大小、颜色、重量、气味及口味等与试验药物一致，它不含药物的有效成分，不能为受试对象所识别。成分，不能为受试对象所识别。设置安慰剂的目的在于克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所形设置安慰剂的目的在于克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所形成的偏倚。成的偏倚。第36页/共95页实验对照实验对照experimental controlexperimental control对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素有关的实验因

30、素实验组对照组赖氨酸BreadBread第37页/共95页实验对照实验对照experimental controlexperimental control实验组对照组Greenteawater第38页/共95页自身对照自身对照self control对照和试验在同一受试对象身上进行对照和试验在同一受试对象身上进行实验前后比较实验前后比较标准对照standardcontroln用现有标准方法和常规方法，或者用标准值和参考值做对照第39页/共95页常见错误分析未设对照对照不当对照不足，应补加对照样本太小配对过头多余对照 第40页/共95页随机化（randomization)随机原则的含义随机原则的

31、含义v随机抽样随机抽样v随机分组随机分组v实验顺序随机实验顺序随机化化随机化的方法抽签法随机数字表随机排列表随机化是采用随机的方式，使每个受试对象都有同等的机会被抽到或分到不同的实验组和处理组第41页/共95页完全随机化（完全随机化（completely randomization):completely randomization):直接对受试对象进行分组，分组后各组受试对直接对受试对象进行分组，分组后各组受试对象的例数不一定相等。象的例数不一定相等。步骤：步骤：编号：受试对象按一定顺序编号，动物可按体重；编号：受试对象按一定顺序编号，动物可按体重；患者可按就诊顺序；患者可按就诊顺序；取随机

32、数：随机数字表；计算机取随机数：随机数字表；计算机确定组别：可按事先设定规则；奇偶；随机数确定组别：可按事先设定规则；奇偶；随机数/K/K后后按余数按余数随机化（randomization)第42页/共95页随机化（randomization)完全随机化（完全随机化（completely completely randomization):randomization):直接对受试对象进行直接对受试对象进行分组，分组后各组受试对象的例数不一定分组，分组后各组受试对象的例数不一定相等。相等。实例：实例：第43页/共95页分层随机化（分层随机化（stratified randomization):s

33、tratified randomization):事先按可能影响实验过程或结果的主要混杂因素对受试对象分事先按可能影响实验过程或结果的主要混杂因素对受试对象分层，然后在每一层内进行完全随机化。层，然后在每一层内进行完全随机化。步骤步骤分层编号排序：将受试对象按主要混杂因素相近的原则分层；编号分层编号排序：将受试对象按主要混杂因素相近的原则分层；编号取随机数：随机数字；计算机取随机数：随机数字；计算机确定组别：奇偶；随机数确定组别：奇偶；随机数/K/K取余数取余数随机化（randomization)第44页/共95页随机化（randomization)分层随机化（分层随机化（stratified

34、 stratified randomization):randomization):事先按可能影响实验过程或结果的主要混事先按可能影响实验过程或结果的主要混杂因素对受试对象分层，然后在每一层内进杂因素对受试对象分层，然后在每一层内进行完全随机化。行完全随机化。实例实例第45页/共95页重复的原则重复的原则的两层含义重复的原则的两层含义v重复观察与实重复观察与实验次数验次数v样本含量的大小样本含量的大小重复是指在相同的实验条件下，进行多次研究或多次观察，以提高实验的可靠性和科学性。第46页/共95页影响样本含量估计的因素影响样本含量估计的因素估估计样本含量的先提条件计样本含量的先提条件v实验允许

35、的第一类错误的概率实验允许的第一类错误的概率 v提出所期望的检验效能提出所期望的检验效能 1-v对实验精度的要求，即容许误差对实验精度的要求，即容许误差 v观察指标的变异程度，即标准差观察指标的变异程度，即标准差 参数获得途径预试验文献检索专家意见 第47页/共95页确定样本含量的用途确定样本含量的用途估算达到有统计学意义的最低样本含量估算达到有统计学意义的最低样本含量 估计检验效能估计检验效能 对于现有的实验结果，已知样本含量，可以根据总体的差值估计实验对于现有的实验结果，已知样本含量，可以根据总体的差值估计实验的检验效能是否够大。的检验效能是否够大。测量容许误差测量容许误差 按已知样本含量

36、，估计有按已知样本含量，估计有1-1-的把握发现多大的差异。的把握发现多大的差异。第48页/共95页单个样本均数和配对检验单个样本均数和配对检验两个样本均数比较第49页/共95页Sample sizeTwo sample randomized parallel design2-sided test=0.05,1-=90%=2hr=1 hr第50页/共95页样本率与总体率的比较样本率与总体率的比较 两样本率的比较 第51页/共95页配对计数资料配对计数资料 ，第52页/共95页多个样本均数比较第53页/共95页多个样本率比较 第54页/共95页完全随机设计完全随机设计Completely ran

37、dom designCompletely random design定义定义设计模式设计模式优缺点优缺点统计方法统计方法实例分析实例分析第55页/共95页完全随机设计完全随机设计不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素，但可以有两个或多个水平，所以亦称单因素实验设计。个水平，所以亦称单因素实验设计。该设计常用于将受试对象按随机化原则分配到处理组和对照组中，该设计常用于将受试对象按随机化原则分配到处理组和对照组中，各组样本例数可以相等，也可以不等，但相等时效率高。各组样本例数可以相等，也可以不等，但相等时效率高。第56页/共95页完全随机

38、设计完全随机设计v优点：对比分明；设计简便；统计分析比较简单；优点：对比分明；设计简便；统计分析比较简单；v缺点：只能依靠随机化的方法减少混杂因素的干扰；处理因素单一；缺点：只能依靠随机化的方法减少混杂因素的干扰；处理因素单一；v统计分析方法：统计分析方法：t t检验；方差分析；秩和检验；卡方检验检验；方差分析；秩和检验；卡方检验第57页/共95页完全随机设计完全随机设计设计：设计：先将实验对象编号，按预先规定，利用随机排列表或随机数字表产生的随机先将实验对象编号，按预先规定，利用随机排列表或随机数字表产生的随机数字将实验对象随机分配到各组中去（用随机排列表进行分组时，各组例数数字将实验对象随

39、机分配到各组中去（用随机排列表进行分组时，各组例数相等；用随机数字表进行分组时，各组例数常不相等，故常用前者）。相等；用随机数字表进行分组时，各组例数常不相等，故常用前者）。第58页/共95页配对设计与配伍组设计配对设计与配伍组设计 paireddesign;randomizedblockdesign 先按配比条件将受试对象配成对子或区组，再将各对或各区组中的个体按随机先按配比条件将受试对象配成对子或区组，再将各对或各区组中的个体按随机分配的原则给予不同的处理。分配的原则给予不同的处理。该类设计考虑了个体差异的影响，可分析处理因素和个体差异对实验效应的影该类设计考虑了个体差异的影响，可分析处理

40、因素和个体差异对实验效应的影响，所以又称两因素实验设计，比完全随机设计的检验效率高。响，所以又称两因素实验设计，比完全随机设计的检验效率高。随机区组设计第59页/共95页配对设计（配对设计（paired designpaired design）配对设计是将受试对象按配对条件配成对子，配对设计是将受试对象按配对条件配成对子，每对中的个体接受不同的处理。每对中的个体接受不同的处理。配对设计一般以主要的非处理因素作为配比条配对设计一般以主要的非处理因素作为配比条件，而不能以处理因素作为配比条件。件，而不能以处理因素作为配比条件。动物实验中，常将同性别、同窝别、体重相近的两动物实验中，常将同性别、同窝

41、别、体重相近的两个动物配成一对；个动物配成一对；人群试验中，常将性别和年龄、生活条件、工作条人群试验中，常将性别和年龄、生活条件、工作条件相同或相近的两个人配成对子，件相同或相近的两个人配成对子，再按随机化原则把每对中的受试对象分别分配再按随机化原则把每对中的受试对象分别分配到实验组和对照组，或不同处理组。到实验组和对照组，或不同处理组。第60页/共95页配对设计（配对设计（paired designpaired design）某些医学实验研究中的自身对照也可看作是配对设计某些医学实验研究中的自身对照也可看作是配对设计如某指标治疗前后的比较；如某指标治疗前后的比较；同一受试对象不同部位、不同器

42、官的比较；同一受试对象不同部位、不同器官的比较；同一标本不同检测方法的比较。同一标本不同检测方法的比较。第61页/共95页配伍组设计配伍组设计 （randomized block randomized block designdesign）配伍组设计亦称随机区组设计，是配对试验的扩大。配伍组设计亦称随机区组设计，是配对试验的扩大。该设计是将受试对象先按配比条件配成配伍组，每个配伍组有三个或三个以该设计是将受试对象先按配比条件配成配伍组，每个配伍组有三个或三个以上受试对象，再按随机化原则分别将各配伍组中的受试对象、分配到各个处上受试对象，再按随机化原则分别将各配伍组中的受试对象、分配到各个处理组

43、。理组。第62页/共95页配对设计与配伍组设计优点：配对设计与配伍组设计优点：该类设计是按配比条件将受试对象配成对子或配伍组，从而排除了诸多该类设计是按配比条件将受试对象配成对子或配伍组，从而排除了诸多非处理因素对实验的影响，保证了各组间的可比性，减少了抽样误差；非处理因素对实验的影响，保证了各组间的可比性，减少了抽样误差；该类设计增加了区组信息，可以减少样本含量，提高统计效率。该类设计增加了区组信息，可以减少样本含量，提高统计效率。第63页/共95页配对设计与配伍组设计配对设计与配伍组设计缺点：缺点：由于受配对或配伍条件的限制，有时难以将受试对象配成对子或配伍组，由于受配对或配伍条件的限制，

44、有时难以将受试对象配成对子或配伍组，从而损失部分受试对象的信息；从而损失部分受试对象的信息；即使区组内有一个受试对象发生意外，也会使统计分析较麻烦；即使区组内有一个受试对象发生意外，也会使统计分析较麻烦；自身配对时，自身配对时，2 2种处理施加于受试对象的顺序效应会混杂在实验效应中。种处理施加于受试对象的顺序效应会混杂在实验效应中。要避免这一情况，可采用交叉设计。要避免这一情况，可采用交叉设计。第64页/共95页交叉设计交叉设计（cross-overdesign）概念设计模式特点 应用范围 统计分析 注意事项 第65页/共95页交叉设计交叉设计（cross-overdesign）将研究样本随机

45、分组，各组分别先后接受两种或多种处理方式，只是将研究样本随机分组，各组分别先后接受两种或多种处理方式，只是顺序不同，即在前一种处理效应完全消失后，给予下一种处理；对两组接顺序不同，即在前一种处理效应完全消失后，给予下一种处理；对两组接受两种或多种处理的不同效应进行比较。受两种或多种处理的不同效应进行比较。二处理、二阶段交叉设计二处理、二阶段交叉设计 多处理、多阶段交叉设计多处理、多阶段交叉设计 第66页/共95页设计模式 两处理两阶段交叉试验设计研究样本2nBASTAGE I ABSTAGE IIDATA IDATA IIDATA IIIDATA IVAB组BA组WASH OUTSTAGE第6

46、7页/共95页交叉设计交叉设计（cross-overdesign）是在自身配对设计基础上发展起来的。该设计考虑了一个处理因素（是在自身配对设计基础上发展起来的。该设计考虑了一个处理因素（A A、B B两两水平），两个与处理因素无交互作用的非处理因素（试验阶段和受试对象）水平），两个与处理因素无交互作用的非处理因素（试验阶段和受试对象）对试验结果的影响。对试验结果的影响。第68页/共95页交叉设计因素分析交叉设计因素分析按研究目的讲，两处理两阶段交叉试验设计按研究目的讲，两处理两阶段交叉试验设计是一个两水平的单因素设计是一个两水平的单因素设计一个因素（药物）一个因素（药物）两个水平（两个水平（A

47、,BA,B）从分析角度讲，两处理两阶段交叉试验实际从分析角度讲，两处理两阶段交叉试验实际上是一个有三个因素的多因素试验。上是一个有三个因素的多因素试验。因素因素1 1：处理因素（药物）：处理因素（药物）因素因素2 2：处理顺序（受试对象个体差异）：处理顺序（受试对象个体差异）因素因素3 3：试验阶段（阶段：试验阶段（阶段I I和阶段和阶段IIII）第69页/共95页交叉设计交叉设计（cross-overdesign）优点：优点：（1 1）具备自身配对的全部优点，如减少个体）具备自身配对的全部优点，如减少个体差异对处理因素的影响，节省样本含量等；差异对处理因素的影响，节省样本含量等；（2 2）能

48、控制时间因素（试验阶段）对处理方）能控制时间因素（试验阶段）对处理方式的影响，因而优于自身对照设计；式的影响，因而优于自身对照设计；（3 3）各试验对象皆接受了试验因素和对照，）各试验对象皆接受了试验因素和对照，符合医德要求。符合医德要求。第70页/共95页析因实验设计析因实验设计 （factorial experimental factorial experimental designdesign）是一种将两个或多个因素的各水平交叉分组，进行实验（或试是一种将两个或多个因素的各水平交叉分组，进行实验（或试验）的设计。验）的设计。它不仅可以检验各因素内部不同水平间有无差异，还可检验两它不仅可以

49、检验各因素内部不同水平间有无差异，还可检验两个或多个因素间是否存在交互作用（个或多个因素间是否存在交互作用（interactioninteraction）。）。若因素间存在交互作用，表示各因素不是独立的，一个因素的若因素间存在交互作用，表示各因素不是独立的，一个因素的水平发生变化，会影响其它因素的实验效应；反之，若因素间水平发生变化，会影响其它因素的实验效应；反之，若因素间不存在交互作用，表示各因素是独立的，任一因素的水平发生不存在交互作用，表示各因素是独立的，任一因素的水平发生变化，不会影响其它因素的实验效应。变化，不会影响其它因素的实验效应。第71页/共95页析因实验设计析因实验设计 （f

50、actorial experimental designfactorial experimental design）设计设计常见的设计模型有常见的设计模型有2222析因实验设计析因实验设计222222析因实验设计析因实验设计22322232析因实验设计析因实验设计 第72页/共95页析因实验设计析因实验设计 （factorial experimental factorial experimental designdesign）2222析因设计是指有两个因素，每个因析因设计是指有两个因素，每个因素各有两个水平，共有素各有两个水平，共有4 4个组合。设个组合。设A1A1代表代表A A因素因素1 1