醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計(jì)學(xué)設(shè)計(jì)

1、宇傳華宇傳華 http:/S 降壓藥降壓藥高血壓病人高血壓病人血壓值血壓值處理因素處理因素受試對(duì)象受試對(duì)象實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)其他因素其他因素其他效應(yīng)其他效應(yīng)（一）處理因素（一）處理因素( treatment factor ) 準(zhǔn)確度和精密度都好 準(zhǔn)確度差、精密度好 準(zhǔn)確度？、精密度差 準(zhǔn)確度和精密度都差 【例【例1 1】設(shè)有同性別的動(dòng)物】設(shè)有同性別的動(dòng)物1212頭，要求用頭，要求用隨機(jī)方法將其分為甲、乙兩組。隨機(jī)方法將其分為甲、乙兩組。Data a;%Let n=12; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/2 then group=1;

2、 Else group=2; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc print data=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN Procedure Factor Select Levels Order i 12 12 Random -i- 1 8 4 7 3 5 9 11 10 12 2 6 Obs i group 1 1 1 2 8 1 3 4 1 4 7 1 5 3 1 6 5 1 7 9 2 8 11

3、2 9 10 2 10 12 2 11 2 2 12 6 2 SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果SAS 程序程序Data a;%Let n=12; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/3 then group=1;Else if &n/3I=2*&n/3 then group=2;Else group=3; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc prin

4、t data=b;Run; The PLAN Procedure Factor Select Levels Order i 12 12 Random -i- 1 8 4 7 3 5 9 11 10 12 2 6 Obs i group 1 1 1 2 8 1 3 4 1 4 7 1 5 3 2 6 5 2 7 9 2 8 11 2 9 10 3 10 12 3 11 2 3 12 6 3 SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果方法方法（1 1）編號(hào)編號(hào)：對(duì)小白鼠進(jìn)行：對(duì)小白鼠進(jìn)行對(duì)子編號(hào)對(duì)子編號(hào)，同時(shí)每個(gè)，同時(shí)每個(gè)對(duì)子對(duì)子內(nèi)內(nèi)的二只小白鼠也分別編號(hào)。的二只小白鼠也分別編號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字

5、：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共2020個(gè)）。個(gè)）。（3 3）歸組（對(duì)子內(nèi)兩只小白鼠的隨機(jī)）歸組（對(duì)子內(nèi)兩只小白鼠的隨機(jī)） ：事先規(guī)：事先規(guī)定每個(gè)對(duì)子內(nèi)隨機(jī)數(shù)字較小者分配到對(duì)照組；隨機(jī)定每個(gè)對(duì)子內(nèi)隨機(jī)數(shù)字較小者分配到對(duì)照組；隨機(jī)數(shù)字較大者分配到實(shí)驗(yàn)組。數(shù)字較大者分配到實(shí)驗(yàn)組。非同源配對(duì)非同源配對(duì)隨機(jī)化分組隨機(jī)化分組Proc planSeed= 8546793122; Factors pair=10 ordered treat=2 random; Output out=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN

6、Procedure Factor Select Levels Order pair 10 10 Ordered treat 2 2 Random pair -treat- 1 1 2 2 1 2 3 2 1 4 1 2 5 2 1 6 1 2 7 2 1 8 2 1 9 1 2 10 1 2SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果對(duì)照組對(duì)照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組方法方法（1 1）編號(hào)編號(hào)：對(duì)：對(duì)1212頭動(dòng)物進(jìn)行頭動(dòng)物進(jìn)行區(qū)組編號(hào)區(qū)組編號(hào)，同時(shí)每個(gè)，同時(shí)每個(gè)區(qū)區(qū)組內(nèi)組內(nèi)的四頭動(dòng)物也分別編號(hào)。的四頭動(dòng)物也分別編號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)：對(duì)于每一組合編號(hào)，依次由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)

7、生隨機(jī)數(shù)（共算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)（共1212個(gè)）。個(gè)）。（3 3）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動(dòng)物的隨機(jī)）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動(dòng)物的隨機(jī)） ：事先規(guī)定：事先規(guī)定每一個(gè)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)數(shù)字由小到大對(duì)應(yīng)動(dòng)物分別分配每一個(gè)區(qū)組內(nèi)隨機(jī)數(shù)字由小到大對(duì)應(yīng)動(dòng)物分別分配到甲、乙、丙、丁處理組。到甲、乙、丙、丁處理組。Proc plan Seed= 8546793122; Factors block=3 ordered treat=4 random; Output out=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN Procedure Factor Select Levels Order block 3 3 Ordered

8、treat 4 4 Random block -treat- 1 1 2 3 4 2 4 1 3 2 3 3 1 2 4SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果甲處理組甲處理組乙處理組乙處理組丙處理組丙處理組丁處理組丁處理組隨機(jī)化分組隨機(jī)化分組1組組2組組1組組2組組1. 1. 隨機(jī)數(shù)字法隨機(jī)數(shù)字法（1 1）編號(hào)編號(hào)：將受試者分別編號(hào)為：將受試者分別編號(hào)為1 1、2 2、3 3、4 4、1717、1818號(hào)。號(hào)。（2 2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)字：由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生：由計(jì)算器（計(jì)算機(jī)）產(chǎn)生1818個(gè)隨機(jī)數(shù)。個(gè)隨機(jī)數(shù)。（3 3）歸組歸組：隨機(jī)數(shù)字較小的一半患者先用：隨機(jī)數(shù)字較小的一半患者先用A A藥后藥后用

9、用B B藥；較大的一半患者先用藥；較大的一半患者先用B B藥后用藥后用A A藥。藥。 SAS 程序程序Data a;%Let n=18; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/2 then group=1; Else group=2; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc print data=b;Run; The PLAN Procedure Factor S

10、elect Levels Order i 18 18 Random -i- 1 11 5 9 4 3 12 14 2 16 8 15 10 17 7 6 13 18 Obs i group 1 1 1 2 11 1 3 5 1 4 9 1 5 4 1 6 3 1 7 12 1 8 14 1 9 2 1 10 16 2 11 8 2 12 15 2 13 10 2 14 17 2 15 7 2 16 6 2 17 13 2 18 18 2SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果 1. 對(duì)照的意義對(duì)照的意義 ：區(qū)分處理因素與非處理因素的效應(yīng)，是區(qū)分處理因素與非處理因素的效應(yīng)，是比較比較的必要基礎(chǔ)的必要基礎(chǔ) 藥物治

11、療藥物治療例例: 老年性慢性支氣管炎老年性慢性支氣管炎氣候轉(zhuǎn)暖氣候轉(zhuǎn)暖,自然緩解自然緩解消除和減少實(shí)驗(yàn)誤差消除和減少實(shí)驗(yàn)誤差 處理組處理組：對(duì)照組對(duì)照組：處理因素處理因素非處理因素非處理因素+處理效應(yīng)處理效應(yīng) + 非處理效應(yīng)非處理效應(yīng)非處理因素非處理因素非處理效應(yīng)非處理效應(yīng)處理因素處理因素處理效應(yīng)處理效應(yīng)Today: 3/6/20222. 對(duì)照的形式對(duì)照的形式 (1)空白對(duì)照空白對(duì)照(blank control)：對(duì)照組不加任何對(duì)照組不加任何處理因素處理因素。 例如：例如：實(shí)驗(yàn)組兒童接種疫苗，對(duì)照組兒童不接種疫苗。實(shí)驗(yàn)組兒童接種疫苗，對(duì)照組兒童不接種疫苗。 試劑空白、血樣空白、無(wú)酶解空白、底物

12、空白等。試劑空白、血樣空白、無(wú)酶解空白、底物空白等。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單易行，但容易引起心理差異，從而影響實(shí)簡(jiǎn)單易行，但容易引起心理差異，從而影響實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的測(cè)定。驗(yàn)效應(yīng)的測(cè)定。 安慰劑對(duì)照安慰劑對(duì)照(placebo control)包括：空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、自身對(duì)照、包括：空白對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照相互對(duì)照 、歷史對(duì)照、歷史對(duì)照Today: 3/6/2022(2)實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照(experimental control)：施加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)施加基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)條件（非處理因素，如面包、煙薰劑）條件（非處理因素，如面包、煙薰劑）。含含賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸面包面包+非處理因素非處理因素賴(lài)

13、氨酸賴(lài)氨酸效應(yīng)效應(yīng) + 面包效應(yīng)面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)非處理因素效應(yīng) 面包面包+非處理因素非處理因素 面包效應(yīng)面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)非處理因素效應(yīng)賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸 賴(lài)氨酸賴(lài)氨酸效應(yīng)效應(yīng)中草藥中草藥+煙薰劑煙薰劑 與與 單純煙薰劑單純煙薰劑-空氣滅菌空氣滅菌2. 對(duì)照的形式對(duì)照的形式 Today: 3/6/2022 (3) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照對(duì)照(standard control)：以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)以現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)或正常值作對(duì)照?；蛘Ｖ底鲗?duì)照。 例例新方法新方法 與與 傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法 患者患者生理、生化指標(biāo)生理、生化指標(biāo) 與與 正常人正常人生理、生化指標(biāo)生理、生化指標(biāo) 實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用較多實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用較多 2.

14、對(duì)照的形式對(duì)照的形式 Today: 3/6/2022 (4) 自身自身對(duì)照（對(duì)照（self-control）：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)在同一受在同一受試對(duì)象上進(jìn)行試對(duì)象上進(jìn)行（同源配對(duì)設(shè)計(jì)、交叉設(shè)計(jì)）（同源配對(duì)設(shè)計(jì)、交叉設(shè)計(jì)）特點(diǎn)：特點(diǎn)： 簡(jiǎn)單易行，使用廣泛。簡(jiǎn)單易行，使用廣泛。 假定試驗(yàn)前后某些環(huán)境或自身因素保持不變。假定試驗(yàn)前后某些環(huán)境或自身因素保持不變。 2. 對(duì)照的形式對(duì)照的形式 Today: 3/6/2022(5) 相互相互對(duì)照（對(duì)照（inter-control） ：幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組互相作為對(duì)照互相作為對(duì)照例如：比較例如：比較幾種藥物幾種藥物治療同一疾病的療效治療同一疾病的療效2. 對(duì)照的形式對(duì)

15、照的形式 Today: 3/6/2022(3) 歷史歷史對(duì)照對(duì)照：以過(guò)去的研究結(jié)果作對(duì)照。以過(guò)去的研究結(jié)果作對(duì)照。 與本人或他人過(guò)去的研究結(jié)果作比較與本人或他人過(guò)去的研究結(jié)果作比較 不好！不好！2. 對(duì)照的形式對(duì)照的形式 4. 設(shè)立對(duì)照存在的問(wèn)題設(shè)立對(duì)照存在的問(wèn)題 (1)缺乏對(duì)照缺乏對(duì)照 (2)缺乏適當(dāng)?shù)膶?duì)照缺乏適當(dāng)?shù)膶?duì)照: 歷史對(duì)照歷史對(duì)照 （時(shí)間不（時(shí)間不同步）同步）和和 中外對(duì)照中外對(duì)照 （空間不同步） (3) 對(duì)照不全對(duì)照不全 (4) 對(duì)照多余對(duì)照多余 Today: 3/6/2022(三三)重復(fù)的原則重復(fù)的原則 重復(fù)重復(fù)(replication)是指各處理組與對(duì)照組要有是指各處理組與對(duì)

16、照組要有一定一定樣本含量樣本含量(sample sizes)。 無(wú)限地?zé)o限地增加樣本含量增加樣本含量，將加大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，將加大實(shí)驗(yàn)規(guī)模，延長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)間，浪費(fèi)人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。時(shí)間，浪費(fèi)人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。 樣本含量不足樣本含量不足，檢驗(yàn)效能（，檢驗(yàn)效能（Power，1）偏低，）偏低，總體參數(shù)之間原本有差異也無(wú)法檢驗(yàn)出來(lái)?？傮w參數(shù)之間原本有差異也無(wú)法檢驗(yàn)出來(lái)。nX優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算誤差比較簡(jiǎn)便；優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算誤差比較簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)：對(duì)象較多時(shí)，甚為復(fù)雜。缺點(diǎn)：對(duì)象較多時(shí)，甚為復(fù)雜。例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體50

17、0名學(xué)生中，隨機(jī)抽取名學(xué)生中，隨機(jī)抽取10%，即抽取，即抽取50人。人。 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省抽樣時(shí)間和費(fèi)用。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省抽樣時(shí)間和費(fèi)用。 缺點(diǎn)：在某些特殊情況下存在偏性。缺點(diǎn)：在某些特殊情況下存在偏性。（1）求抽樣間隔求抽樣間隔1500075020/1，即每間隔，即每間隔20人抽取人抽取1個(gè)人；個(gè)人；（2）抽樣抽樣 編號(hào)，確定在編號(hào)，確定在120號(hào)之間從何編號(hào)開(kāi)始。然后號(hào)之間從何編號(hào)開(kāi)始。然后每加每加 上上20抽取抽取1名兒童。名兒童。例如起始數(shù)字為例如起始數(shù)字為8，則第，則第8，28，48，68，號(hào)號(hào)兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差小，不同層可采用不同抽樣優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差小

18、，不同層可采用不同抽樣方法，各層可獨(dú)立進(jìn)行分析，各層間可進(jìn)行方法，各層可獨(dú)立進(jìn)行分析，各層間可進(jìn)行比較分析。比較分析。缺點(diǎn)：分層較多時(shí)，調(diào)查和分析較麻煩。缺點(diǎn)：分層較多時(shí)，調(diào)查和分析較麻煩。 優(yōu)點(diǎn)：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人優(yōu)點(diǎn)：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人力物力。力物力。缺點(diǎn)：抽樣誤差大。缺點(diǎn)：抽樣誤差大。各種抽樣方法的抽樣誤差順序：各種抽樣方法的抽樣誤差順序： 分層分層系統(tǒng)系統(tǒng)單純單純整群整群 隨機(jī)誤差：隨機(jī)誤差：抽樣誤差抽樣誤差 不恒定、隨機(jī)、變化不恒定、隨機(jī)、變化非隨機(jī)誤差非隨機(jī)誤差非系統(tǒng)誤差：過(guò)失誤差非系統(tǒng)誤差：過(guò)失誤差系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差：方向性：方向性（三）系統(tǒng)誤差類(lèi)型及其控制（三）