醫(yī)學科研設計基礎(第一次課).ppt

1、醫(yī)用統(tǒng)計學,馬傳香,資源藥物與中藥資源研究所2002碩,醫(yī)學統(tǒng)計擬講內(nèi)容 一引言 統(tǒng)計學 統(tǒng)計在整個科研中的位置、重要性 二 統(tǒng)計研究設計 研究設計的基本內(nèi)容； 實驗設計的三要素； 實驗設計的四原則； 實驗設計的常用類型； 實驗設計類型應用和判斷中的錯誤舉例，如何避免,三 統(tǒng)計資料的收集、整理、描述與表達 講述統(tǒng)計的幾個基本概念：總體與樣本、抽樣誤差、 隨機化、概率、統(tǒng)計量等等； 講述統(tǒng)計資料在收集整理過程中應注意的問題：如何針對自己的實驗設計統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖？報表資料的設計與填寫、資料的記錄與貯存、資料的檢查整理應注意的問題； 講述統(tǒng)計資料拿到后，如何進行描述：資料類型、平均指標、相對數(shù)、分位

2、數(shù)、變異指標等；什么樣的資料該用哪幾個統(tǒng)計量進行描述，表達什么意義 資料表達與描述中存在的統(tǒng)計學錯誤舉例,四 統(tǒng)計分析方法 定量資料的統(tǒng)計分析：常用參數(shù)檢驗（T檢驗，方 差分析等）和非參數(shù)檢驗的原理、 應用條件等前提；定量資料中存在 的統(tǒng)計學錯誤舉例； 定性資料的統(tǒng)計分析：定性資料常用的統(tǒng)計分析方法， 處理定性資料時存在的統(tǒng)計學錯 誤舉例！,一 引 言,統(tǒng)計學的主要內(nèi)容：,統(tǒng)計研究設計； 統(tǒng)計資料 的收集、整理、描述與表達； 統(tǒng)計分析方法； 統(tǒng)計結(jié)果的闡述,對統(tǒng)計學的錯誤認識：,二 統(tǒng)計研究設計,所謂醫(yī)學科研設計，就是根據(jù)專業(yè)和統(tǒng)計學知識制定的一個完善的醫(yī)學研究計劃或方案。 專業(yè)設計 科研設計

3、 = 統(tǒng)計研究設計,2.1 醫(yī)學科研設計,調(diào)查設計 統(tǒng)計研究設計= 臨床試驗設計 實驗設計,2.2 實驗設計三要素,受試對象 實驗因素 實驗效應（觀測指標） ,受試對象或?qū)嶒瀱挝?實驗的承受者被稱為受試對象，有時稱其為“實驗單位”更貼切一些，因為往往是在受試對象身上某個局部（不是全身）做實驗。,受試對象的種類,活體動物 標本或樣品 病人或正常人,受試對象的數(shù)量,即是實驗研究中總共需要多少樣本含量，也稱樣本大小，在統(tǒng)計學上稱“樣本大小的估計問題”。它涉及到實驗設計的類型、觀測指標的性質(zhì)、有關實驗知識和對結(jié)果可靠性的要求。,因素與水平,因素：影響實驗結(jié)果的各種原因，統(tǒng) 稱為因素。 分為：實驗因素與

4、非實驗因素 水平: 因素的具體表現(xiàn),稱為水平。 如：溫度-叫因素 30、60、90-叫水平,實驗因素與非實驗因素,實驗因素： 研究者希望著重考察的實驗條件，并且，性質(zhì)相同的實驗條件必須具備兩種或兩種以上狀態(tài)時，這種實驗條件被稱為實驗因素。 非實驗因素： 除實驗因素之外的其他所有因素都屬于非實驗因素,如何理解“因素與水平”,在16條件下考察去甲腎上腺素 （濃度為110-9 ）對兔肺動脈收 縮壓的影響。 問：在上面的表述中共涉及到幾個 實驗因素？每個因素有幾個水 平？,統(tǒng)計學上所講的因素與水平,因素是特定實驗條件的總稱，水平是其具體的表現(xiàn)。 僅當實驗條件有兩種或兩種以上的具體表現(xiàn)時，在統(tǒng)計學上才稱

5、其為“因素”，而具體表現(xiàn)稱為“水平”。 如：溫度：30、60、90（ ） 劑量：2、4、6、8（mmol/L）,實驗效應,實驗效應就是實驗因素作用于受試對象后所產(chǎn)生的效果。 實驗效應通常是通過一系列特定的觀測指標來體現(xiàn)的。 應結(jié)合專業(yè)知識，盡可能選用與實驗因素對應的觀測指標，要注意觀測指標的客觀性、特異度、靈敏度。,2.3 實驗設計的四原則,隨 機 對 照 重 復 均 衡,隨機原則的作用,隨機 隨便 隨機 總體中任何一個個體都有同等 含義：的機會被抽出，進入樣本； 樣本中任何一個個體都有同等的 機會被抽出，進入任何一組。 隨機 盡可能消除人為因素的干擾 作用：和影響，提高樣本的代表性。,對照原

6、則的作用,對照的作用： 建立比較的基礎，即設置參照物。 對照的形式： 空白對照、標準對照、 相互對照、實驗對照、 歷史或中外對照,重復原則的作用,重復的三層含義： 重復實驗、重復測量、重復取樣 重復的作用： 由擲硬幣實驗10次與10000次的結(jié)果可知： 其作用就是“讓隨機變量的變化規(guī)律性更真實地顯露出來”。,樣本大小,即受試對象的數(shù)目，取決于： （1）實驗設計類型； （2）先驗知識； （3）對精確度的要求 最好借助相應公式計算。,均衡原則的作用,均衡的含義： 各種非實驗因素對各組的影響是均等的。 均衡的作用： 提高組間可比性，增大結(jié)論可信度。,提高均衡性的對策,（1）研究者自身應有豐富的 專業(yè)

7、知識和統(tǒng)計學知識 （2）請同行專家審閱實驗設計 方案 （3）請統(tǒng)計學專家提建議,隨機原則的實施,（1）運用“隨機數(shù)字表”實現(xiàn)隨 機化 （2）運用”隨機排列表”實現(xiàn)隨 機化 （3）運用”計算機產(chǎn)生偽隨機 數(shù)”實現(xiàn)隨機化,用隨機排列表實現(xiàn)隨機化舉例1,用隨機排列表實現(xiàn)隨機化舉例2,用隨機排列表實現(xiàn)隨機化舉例2續(xù),用隨機排列表實現(xiàn)隨機化舉例3,用隨機排列表實現(xiàn)隨機化舉例3續(xù),對照原則的實施,（1）空白對照組 （2）相互對照組 （3）標準對照組 （4）實驗對照組 （5）歷史或中外對照組 （6）多種對照形式同時并存,（1）空白對照組,設共有K組受試對象，它們在非處理因素方面基本相同，其中有一組不給予任何

8、處理，其他組分別給予不同的處理，沒給任何處理的那一組就是其他K-1個組的空白對照組。此種對照一般用于動物實驗中，在臨床上，一般只適用于慢性病的對比研究中。,（2）相互對照組,有時要考察的某因素不能取零水平，如考察某化學實驗中反應溫度對實驗結(jié)果的影響，此時，各實驗組分別在不同的溫度條件下做實驗，各組在實驗中起到了相互對照的作用。,（3）標準對照組,為了比較某新藥的療效，往往以當前社會上被公認的、療效比較好且比較穩(wěn)定的同類藥物作為對照，此為標準對照。,（4）實驗對照組,當某些處理本身夾雜著重要的非處理因素的作用時，僅有空白對照是不能說明問題的，還需設立僅含該非處理因素的實驗組，此為實驗對照組。,（

9、5）歷史或中外對照組,拿當前的實驗結(jié)果與歷史上或其他國家或其他地區(qū)的同類實驗結(jié)果相比較，此為歷史或中外對照，這種對照形式應慎用。其對比的結(jié)果僅供參考，不能作為推理的依據(jù)。因為環(huán)境和條件相差懸殊，缺乏起碼的比較基礎。,（6）多種對照形式同時并存,在實際應用中，常常是多種對照形式同時并存。例如：某研究者為考察某藥物（設為甲藥）的療效，同時，還希望了解該藥與另一種藥（設為乙藥）同時使用的效果是否比單用其中一種藥效果好。,重復原則的實施,所謂重復原則，就是在相同實驗條件下必須做多次獨立重復實驗。 在估計樣本含量時，研究者需提出某些精度要求，并提供某些先驗知識，方可進行估計。所謂精度要求，通常指事先規(guī)定

10、允許犯型(或假陽性)錯誤的概率、檢驗功效或稱把握度1-(這里為允許犯型(或假陰性)錯誤的概率)。,重復原則的實施,定得越小，1-定得越大，所需樣本含量就越大。所謂先驗知識，就是根據(jù)專業(yè)知識、文獻資料或預實驗結(jié)果獲得的由樣本推斷總體的一些信息，如：已知(最大容許誤差或差值)、(標準差)等。,重復原則的實施,目前，僅在一些較簡單的設計類型中有估計樣本大小的計算公式，對一些復雜的多因素設計類型，尚無現(xiàn)成的方法。 SAS軟件中能估計十幾種簡單情形下的樣本大小,均衡原則的實施,提高統(tǒng)計研究設計方案均衡性的措施有：其一，研究者應具有較好的專業(yè)知識和統(tǒng)計學知識，能夠制定出較為理想的設計方案；其二，應當請從事

11、本專業(yè)研究的有經(jīng)驗的專家?guī)椭鷮忛喓托薷脑O計方案；其三，應當請對統(tǒng)計學有較深入研究的統(tǒng)計學工作者參與設計方案的制定，至少要請他們幫助審閱和修改設計方案。,均衡原則的實施,若科研課題將涉及大量、復雜的實驗設計和統(tǒng)計分析方面知識時，研究者應主動與統(tǒng)計學工作者開展積極的科研協(xié)作，這樣可達到事半功倍之效果。,均衡原則的實施,一個實驗設計方案的均衡性好壞，關系到實驗研究的成敗。均衡性問題很重要，但又極易被研究者所忽視。因為很多問題是少數(shù)人竭盡全力想考慮，但又很難考慮周全的，此時，充分發(fā)揮具有各種知識結(jié)構和背景的人的作用，群策群力，方可有效地提高實驗設計方案的均衡性。,理解均衡原則的一個生動實例,鏟雪比賽