醫(yī)學(xué)科研的設(shè)計入門

醫(yī)學(xué)科研的設(shè)計入門第一頁，共43頁。醫(yī)學(xué)研究設(shè)計內(nèi)容醫(yī)學(xué)研究的基本類型實(shí)驗(yàn)研究的基本要素與設(shè)計的基本原則常用的實(shí)驗(yàn)性研究設(shè)計類型常用的觀察性研究設(shè)計類型臨床診斷試驗(yàn)常見的隨機(jī)抽樣方法和隨機(jī)分組方法第二頁，共43頁。醫(yī)學(xué)研究設(shè)計的意義（一）

——什么叫科研設(shè)計在科學(xué)研究實(shí)施前，應(yīng)用醫(yī)學(xué)專業(yè)知識和研究設(shè)計的原理、原則和方法，對將要進(jìn)行的研究項目的目的意義、目標(biāo)與內(nèi)容、對象與觀察指標(biāo)、研究方法與設(shè)計路線等有一個全面的計劃和安排，并制定出一個具體的方案。專業(yè)設(shè)計：根據(jù)研究問題和背景，提出研究對象的入選標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)確定合適的研究對象，選擇主要觀察指標(biāo)和次要觀察指標(biāo)，研究因素等。統(tǒng)計設(shè)計：根據(jù)研究問題和專業(yè)背景轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計問題，基于統(tǒng)計學(xué)原理，解決與統(tǒng)計相關(guān)的問題，使研究執(zhí)行按照預(yù)定的路線進(jìn)行，得到預(yù)期的可能結(jié)果，由此推斷可信的結(jié)論。

第三頁，共43頁。醫(yī)學(xué)科研設(shè)計的意義（二）良好的研究設(shè)計可用較少的人力、物力和財力獲得針對研究所需要并且可靠的資料；能較好地控制試驗(yàn)誤差和混雜，并作出估計，保證結(jié)果的可靠、可重復(fù)；良好的設(shè)計是實(shí)現(xiàn)良好科研的基礎(chǔ)。第四頁，共43頁。醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的類型實(shí)驗(yàn)研究按照預(yù)定控制實(shí)驗(yàn)條件下，根據(jù)隨機(jī)分組的結(jié)果將研究因素中的不同處理給予對應(yīng)的受試對象。其特點(diǎn)是在隨機(jī)分組前，所有受試者都是來自同一群體，隨機(jī)分組后根據(jù)研究因素不同處理，使受試者兩個或多個群體。調(diào)查研究（觀察性研究）研究因素不是人為的干預(yù)，只是研究者根據(jù)研究問題通過選擇合適的暴露人群實(shí)現(xiàn)不同人群的不同暴露水平，通過比較不同的暴露，評價不同暴露水平的強(qiáng)度對研究對象觀察指標(biāo)的影響。臨床診斷試驗(yàn)：考察某個評價指標(biāo)在患病人群的水平和非發(fā)病人群的水平，由此評價該指標(biāo)能否用于診斷該疾病。第五頁，共43頁。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn)性研究的三個基本要素實(shí)驗(yàn)設(shè)計的三個基本原則樣本大小的估計常見的實(shí)驗(yàn)性研究設(shè)計類型第六頁，共43頁。實(shí)驗(yàn)研究的三個基本要素研究因素（處理因素）受試對象（研究對象）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)（研究觀察指標(biāo)）第七頁，共43頁。研究因素（處理因素）在實(shí)驗(yàn)性研究中，研究因素就是干預(yù)措施，亦稱處理措施。例如：為了研究某中藥治療過敏性鼻炎的療效。收治200名過敏性鼻炎的患者，隨機(jī)分成兩組：試驗(yàn)組和對照組。并采用雙盲研究。試驗(yàn)組服用該中藥，對照組服用安慰劑，通過一個療程的資料，評價兩組對象的過敏性鼻炎癥狀評分的差異。第八頁，共43頁。受試對象（研究對象）研究對象可以是人，也可以是動物或細(xì)胞等。受試對象選擇一般要考慮干預(yù)措施的承受程度，是否有臨床意義。一般要制定入選標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)在動物研究對象時，往往要制作患某種疾病的動物模型，動物模型存在是否找某成功，如果評價造模是否成功的問題。第九頁，共43頁。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)（觀察指標(biāo)）實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是研究因素作用于受試對象的客觀反應(yīng)與結(jié)果，通過觀察指標(biāo)來表達(dá)；指標(biāo)能反映原始研究問題的。指標(biāo)可以分為客觀指標(biāo)和主觀指標(biāo)，一般而言，盡可能選用客觀指標(biāo)。指標(biāo)能夠較好反映研究因素對觀察指標(biāo)的反應(yīng)指標(biāo)至少要滿足必要的精確性和正確性。第十頁，共43頁。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計的三個基本原則重復(fù)原則隨機(jī)化原則對照原則第十一頁，共43頁。實(shí)驗(yàn)設(shè)計的三個基本原則

重復(fù)原則對照原則隨機(jī)化原則第十二頁，共43頁。

對照原則（一）對照的意義沒有對照，沒有比較，沒有鑒別；設(shè)立合理的對照組

1、鑒別處理因素與非處理因素的作用

2、控制和減少試驗(yàn)誤差

3、對比作用與實(shí)驗(yàn)條件監(jiān)控作用合理對照的原則：各組例數(shù)相等各組間均衡可比組間均衡性（齊同可比性）

1、什么叫組間均衡性第十三頁，共43頁。對照原則（二）

組間均衡性：比較各組間除研究因素外，對試驗(yàn)有影響的非研究因素和試驗(yàn)條件均應(yīng)相同或相近。

2、在研究設(shè)計和試驗(yàn)過程中應(yīng)從下列四個方面考慮組間均衡性：

(1)研究對象性質(zhì)相同

(2)試驗(yàn)條件要一致實(shí)驗(yàn)環(huán)境儀器試劑

(3)研究者或操作者要一致交叉隨機(jī)分配第十四頁，共43頁。對照原則（三）(4)時間或試驗(yàn)次序要一致同時交叉進(jìn)行

3、實(shí)現(xiàn)均衡可比的手段或方法：

(1)隨機(jī)化研究對象、操作者、試驗(yàn)次序要隨機(jī)分配

(2)配對與分層配對、配伍組設(shè)計、分層隨機(jī)

(3)雙盲盲法的意義和概念單盲雙盲安慰劑揭盲

(4)交叉均衡第十五頁，共43頁。對照原則（四）

4、組間均衡性測定（檢驗(yàn)）是指在獲得資料后通過主要非處理因素（混雜因素）進(jìn)行組間假設(shè)檢驗(yàn)以考察各比較組間的均衡可比性。

⑴均衡性檢驗(yàn)方法：首先要考察樣本例數(shù)，再對各項混雜因素在組間分布或構(gòu)成進(jìn)行檢驗(yàn)，數(shù)值變量既要檢驗(yàn)平均水平又要檢驗(yàn)離散趨勢，分類資料檢驗(yàn)其構(gòu)成。第十六頁，共43頁。對照原則（五）⑵不均衡的處理：應(yīng)用多因素統(tǒng)計方法對不均衡因素進(jìn)行調(diào)整基礎(chǔ)上再進(jìn)行組間比較。（混雜因素兩段調(diào)整）⑶例：在對某滴眼液治療角膜炎的Ⅱ期臨床試驗(yàn)中需對“就診時已發(fā)病天數(shù)”進(jìn)行均衡性檢驗(yàn)。試驗(yàn)組對照組P值均數(shù)3.776.70<0.05

標(biāo)準(zhǔn)差5.6757.66<0.01第十七頁，共43頁。對照原則（六）：對照種類空白對照對照組不施加任何處理措施標(biāo)準(zhǔn)對照公認(rèn)有效的藥物、現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法或常規(guī)方法相互對照各比較組互為對照實(shí)驗(yàn)對照在對實(shí)驗(yàn)組實(shí)施處理因素時必須伴隨一個對試驗(yàn)有影響的因素，此因素稱為實(shí)驗(yàn)因素，對照組必須施加實(shí)驗(yàn)因素。舉例說明第十八頁，共43頁。對照原則（七）：對照種類自身對照對照與實(shí)驗(yàn)措施在同一實(shí)驗(yàn)對象身上實(shí)施安慰劑對照對照組施加安慰劑陽性對照采用已肯定療效的藥物為對照，如標(biāo)準(zhǔn)對照、弱陽性對照陰性對照不含研究中處理因素的對照，如空白對照、安慰劑對照、（實(shí)驗(yàn)對照）歷史對照不能實(shí)驗(yàn)研究中的對照第十九頁，共43頁。

隨機(jī)化原則保證各組間均衡可比的重要手段在實(shí)驗(yàn)研究中，研究對象有同等的可能被分到比較各組中去在調(diào)查研究中，總體中每個個體有同等的可能被抽到樣本中來隨機(jī)數(shù)字表、隨機(jī)排列表和計算機(jī)產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)第二十頁，共43頁。重復(fù)原則（樣本含量）

意義樣本含量少，抽樣誤差大，樣本含量大，非抽樣誤差也可能大；組間均衡性、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和重現(xiàn)性；概念保證研究結(jié)論具有一定可靠性的前提條件下，所確定的最少樣本含量；考慮因素應(yīng)用范圍與人力、物力和財力；方法查表法或計算法前提條件允許誤差、α、β、總體變異、資料類型與設(shè)計類型。第二十一頁，共43頁。第三節(jié)樣本大小的估計樣本大小估計的前提條件（決定參數(shù)）允許誤差：δ研究者提出的希望發(fā)現(xiàn)或允許控制的樣本與總體或兩樣本間差別大小;如=|X1-X2|,=|X-|,=|p-|;α和β大小已知σ或π單雙側(cè)、設(shè)計類型、指標(biāo)類型第二十二頁，共43頁。樣本大小的估計方法憑經(jīng)驗(yàn)估計（約定俗成）

正常值范圍估計（100人以上）腫瘤調(diào)查（萬人以上，幾千人）人口普查（10%，5%）樣本量估計的要素橫斷面調(diào)查的樣本量估計觀察性研究的樣本量估計

第二十三頁，共43頁。常見研究設(shè)計類型（1）完全隨機(jī)設(shè)計（最常用）配對設(shè)計（最常用）配伍組設(shè)計（最常用）交叉試驗(yàn)設(shè)計析因試驗(yàn)設(shè)計正交試驗(yàn)設(shè)計第二十四頁，共43頁。第四節(jié)常見研究設(shè)計類型（2）橫斷面研究設(shè)計病例對照研究設(shè)計前瞻性研究設(shè)計醫(yī)學(xué)隨訪研究設(shè)計醫(yī)學(xué)診斷試驗(yàn)設(shè)計與評價第二十五頁，共43頁。完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計（1）1、設(shè)計方法⑴確定研究因素與水平(單因素兩組或多組）⑵確定研究對象（入選與排除標(biāo)準(zhǔn)）⑶將研究對象隨機(jī)分到各組，或從不同的總體中隨機(jī)抽取樣本進(jìn)行比較⑷試驗(yàn)或測定第二十六頁，共43頁。完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計（2）2、隨機(jī)化分組3、優(yōu)缺點(diǎn)：

(1)設(shè)計與分析簡單,易于實(shí)施；

(2)只能安排單因素；

(3)隨機(jī)誤差相對較大；

(4)個體變異較大，有些混雜因素難以控制或需要探索時，可采用分層隨機(jī)設(shè)計第二十七頁，共43頁。完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計（3）完全隨機(jī)化分組

例：試將18個病人隨機(jī)分成3組：1）編號；2）產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，3）按隨機(jī)數(shù)排隊，最小的6個隨機(jī)數(shù)對應(yīng)為第一組，其次為第二組，最大的6個隨機(jī)數(shù)對應(yīng)為第3組。

第二十八頁，共43頁。完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計（4）預(yù)選對象實(shí)驗(yàn)組對照組隨機(jī)化受試者按納入標(biāo)準(zhǔn)第二十九頁，共43頁。完全隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計（5）實(shí)驗(yàn)組對照組實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)組第一層第二層受試者預(yù)選對象按納入標(biāo)準(zhǔn)按特征分層隨機(jī)化隨機(jī)化第三十頁，共43頁。配對試驗(yàn)設(shè)計（1）1、設(shè)計方法⑴確定一個因素和兩個水平(實(shí)驗(yàn)組與對照組）⑵確定研究對象和配對條件，將對象按配對條件相同的原則配成對子⑶隨機(jī)將每對對象分到兩組中去⑷一個試驗(yàn)由若干對組成(5)配對條件：主要非處理因素（研究對象的特征、實(shí)驗(yàn)環(huán)境或條件），動物試驗(yàn)中條件可嚴(yán)些，臨床上條件不可過多第三十一頁，共43頁。配對試驗(yàn)設(shè)計（2）

(6)配對設(shè)計變型治療前后的比較，同一批標(biāo)本分別用兩種方法檢測，同一批病人分別用兩種方法診斷，局部試驗(yàn)中人體左右側(cè)的對比；

2、隨機(jī)分組

3、優(yōu)缺點(diǎn)(1)組間可比性好，節(jié)省樣本大小，試驗(yàn)效率高；

(2)對研究對象有一定的要求，臨床上有一定難度，并且代表性差。第三十二頁，共43頁。隨機(jī)區(qū)組（配伍組）設(shè)計（1）

1、設(shè)計方法

(1)確定研究因素和水平（多個處理組）；

(2)確定研究對象和匹配條件，將研究對象按匹配條件一致的原則配成區(qū)組（配伍組）；

(3)每一區(qū)組內(nèi)的個體隨機(jī)分到各處理組；

(4)一個試驗(yàn)由若干個區(qū)組組成。第三十三頁，共43頁。隨機(jī)區(qū)組（配伍組）設(shè)計（2）

(5)區(qū)組的定義：實(shí)驗(yàn)條件相同，實(shí)驗(yàn)對象性質(zhì)相近的組稱為區(qū)組（配伍組）。

(6)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的三個條件：

a一個試驗(yàn)由若干個區(qū)組組成

b區(qū)組內(nèi)研究對象的個數(shù)等于處理組數(shù)

c區(qū)組內(nèi)對象隨機(jī)分到各處理組

(7)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計的變型：治療前后不同時間的比較，同一批樣品不同方法或不同實(shí)驗(yàn)室檢測進(jìn)行比較。第三十四頁，共43頁。隨機(jī)區(qū)組（配伍組）設(shè)計（3）

2、隨機(jī)化分組(例)已按動物特征配成6區(qū)組,每個區(qū)組4個體,現(xiàn)進(jìn)行隨機(jī)化分組。對每個區(qū)分別進(jìn)行簡單隨機(jī)分組，對應(yīng)得到隨機(jī)區(qū)組的隨機(jī)分組。第三十五頁，共43頁。隨機(jī)區(qū)組（配伍組）設(shè)計（4）

3、優(yōu)缺點(diǎn)

(1)可安排一個因素，也可安排兩個因素；

(2)誤差小、均衡性好、節(jié)省樣本含量，統(tǒng)計效率高；

(3)不能分析交互作用

(4)區(qū)組內(nèi)的對象在試驗(yàn)中易發(fā)生意外，影響整個試驗(yàn)。第三十六頁，共43頁。觀察性研究橫斷面調(diào)查病例對照研究隊列研究第三十七頁，共43頁。橫斷面調(diào)查研究第三十八頁，共43頁。病例對照研究第三十九頁，共43頁。觀察性研究的優(yōu)缺點(diǎn)橫斷面研究：優(yōu)點(diǎn)：可以估計患病率，可以得到多個研究結(jié)果；缺點(diǎn)：患病率較低時，不適合用橫斷面調(diào)查，不能估計發(fā)病率。病例對照設(shè)計：優(yōu)點(diǎn)：使用面廣，可以得到多個研究結(jié)果，患病率較低時，也能適用；缺點(diǎn)：不能估計發(fā)病