《研究设计总论》PPT课件.ppt

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1、医学统计学,研究设计总论,研究设计简介,1935年,Fisher 系统介绍研究设计，首次提出研究设计的基本原则。The Design of Experiments,RA Fisher(18901962),R.A.Fisher(1925)系统介绍近代统计学方法The Statistical Methods for Research Workers,一、研究设计的作用,1、合理安排试验因素，提高研究质量。如规定实验组的条件，配置适当的对照组，选择研究方法等。2、控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。如对混杂因素的处理，对不同来源变异的分析，维护必要的均衡性等。3、通过较少的观察例数，获取尽可能丰富

2、的信息。如采用定量指标，选择线性或非线性回归分析，为使用高效率设计创造条件等。,二、研究设计的形式,性质：前瞻性研究回顾性研究特点：试验研究实验设计临床试验设计调查研究,1、前瞻性研究与回顾性研究,前瞻性研究的设计模式：先设定原因经过实施后评定结果（试验或调查）从因到果，与事物的客观进程一致。,回顾性研究的设计模式：先确认结果经过实施后推断原因（搜集试验资料或调查）从果到因，与事物的客观进程逆向。回顾性研究的科学性不如前瞻性研究,2、实验设计、临床试验设计和调查设计,实验设计实验因素可严格控制的研究设计，特点为对实验对象进行干预，通过实验收集资料，研究过程多在实验室进行。临床试验设计以人为研究

3、对象，在设计时既要有干预措施，又要充分考虑人的社会、心理等因素对试验结果的影响，因此，控制措施较为复杂。,调查设计针对现场调查所进行的研究设计，这类研究的特点是对调查对象一般不进行人为干预，只是以观察和调查的方式搜集资料，研究者只能进行“被动”的观察，而不能进行“主动”的干预。试验研究科学性优于调查研究,四种组合,前瞻性试验研究前瞻性调查研究回顾性试验研究回顾性调查研究,例:Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究(19481976年),回顾性调查研究（19481952）组别 合计 不吸烟 吸烟 OR P男对照 649 647 2 14.043 0.000 病例 649 622 27女 对照

4、 60 41 19 2.466 0.026 病例 60 28 32,例:Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究,前瞻性调查研究(19521976年)4次阶段小结：1954,1956,1964,1976 共随访59600位医生，得到40701位的满意答复。吸烟者肺癌死亡率0.9，不吸烟者肺癌死亡率0.07，RR12.86。,三、研究因素与混杂因素,研究设计的三个要素处理因素 受试对象 实验效应观察某药物的降压效果,采用阳性对照处理：服用试验药、对照药(一个处理因素,两个水平)对象：原发性、继发性，轻、中、重度高血压 效应：收缩压、舒张压的下降值,研究因素：主要的研究指标，与研究结果（效应）相

5、联系。混杂因素：主要研究指标以外，能干扰研究结果的指标。,例、某医生为研究电针引产的效果，对771例产妇资料作分析。研究因素：产妇状况。产妇状况 成功 失败 合计 成功率 初产 428 176 604 70.9%经产 128 39 167 76.6%P=0.145,混杂因素：胎膜状况。胎膜状况 成功 失败 合计 成功率 已破 318 80 398 79.9%未破 238 135 373 63.8%P=0.000,考察混杂因素在两组的分布 胎膜产妇状况 已破 未破 已破率 初产 331 273 54.80%经产 67 100 40.12%P=0.001,在混杂因素不同状态时，对研究因素的分析。胎

6、膜 产妇状况 例数 成功 成功率 P已破 初产 331 258 77.9%0.030 经产 67 60 90.0%未破 初产 273 170 62.3%0.332 经产 100 68 68.0%,常见的混杂因素,人年龄、性别病程、病情疾病史、家族史、伴发疾病职业、工种动物月龄、性别、种系、体重、窝别,对混杂因素的处理一,采用良好的设计，将混杂因素作为一个实验条件加以控制：排除或平衡设性别是一个混杂因素排除：选观察对象全部为男性，或全部为女性。平衡：试验组和对照组中男性、女性各占一半。,对混杂因素的处理二,在设计时考虑将混杂因素改为修饰因素。,混杂因素,修饰因素,主导作用,干扰作用,交互作用,在

7、实验中无法控制的混杂因素，可先记录下来，在资料分析时采用统计学手段作为修饰因素来调整。标准化法分层分析协方差分析多重回归分析,四、研究设计的基本原则,对照的原则（control）均衡性随机化原则（random）客观性重复的原则（repeated）可靠性,1、对照组的作用,2、对照组的条件,（1）对等 除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。（2）同步 对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。（3）专设 任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以往的结果或其它研究的资料作为对照。,3、常见的对照方式,空白对照安慰剂对照 标准对照试验

8、对照 相互对照,随机化原则的体现,1、抽样随机 每一个符合条件的实验对象参加实验的机会相同，即总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来；2、分组随机 每个实验对象分配到不同处理组的机会相同；3、实验顺序随机 每个实验对象接受处理先后的机会相同。,简单随机分组、实验顺序示意,(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10),072 568 071 928 833 635 439 158 867 272,072 568 071 928 833 635 439 158 867 272,ABABBBAABA,实验顺序(3)(1)(8)(10)(7)(2)(6)(5)(9)(4),随机不等

9、于随意,随机：random 机会均等，客观性随意：as will 随主观意愿，主观性随机化分组，不仅能控制已知的混杂因素(非研究因素)，而且还能控制未知的混杂因素。,重复性原则的体现,1、整个实验的重复。确保实验的重现性，以提高实验的可靠性；2、用多个实验单位进行重复。避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合的现象当作必然的规律，通过一定数量的重复，使结论可信；3、同一实验单位的重复观察。保证观察结果的精度。,影响样本含量的因素,1、数据种类 一般情况下，定量资料所需的n较小，定性资料所需的n较大，等级资料所需的n介于此二者之间。2、指标间差值 进行对比的二个同类指标之间的差值较大，只需较

10、小的n；反之，差值较小，所需n较大。3、变异度 定量资料的变异度直接影响指标值的稳定性。变异度较小，所需n小；反之，变异度越大，所需n大。,4、相关程度 在相关资料中，无论是线性的或非线性的，相关程度高，则所需n小；反之，所需n大。5、研究设计质量 一个良好的研究设计应以较小的n获得较丰富的信息。如设计的均衡性好，n可小些；反之，n必须增大。6、设计方法 对同一研究题目而言，好的设计方法可以减少所用n。如以配对设计取代2个独立组比较的设计，以拉丁方设计处理3因素问题，以回归设计取代单因素设计等，均可因设计方法的改进而减少观察单位数。,7、各组例数分配 各组n相等，总的n为最小。2个样本含量分别

11、为10和30的设计效率与15和15的设计效率相同。当2个样本含量之和为30时，以各含15例的设计效率为最佳。如2个样本含量分别为5和45时，其设计效率仅相当于9和9。多组设计时，3组各取n为20、12和6，与一律取10的设计效率相同。,8、所定义的、水准 和 都是错误发生率，其值定得越小，要求n越大；反之，越小。在实际应用时，必须对以上的影响因素综合考虑。,例：两均数比较时的样本含量估计(两组相等),：I 类误差，常取0.05：II 类误差，常取0.20，0.10：标准差，个体变异：临床上能接受的最小差别,例：两均数比较时的样本含量估计(两组不等),例：降血脂研究,=20mg/L；=30mg/

12、L；=0.05,1-=90%时 n1:n2 N 1:1 96 4:6 100 3:7 114 2:8 150 1:9 270 1:19 500,N96时 n1:n2 1-(%)1:1 90.0 4:6 89.2 3:7 85.1 2:8 74.0 1:9 51.4 1:19 30.6,例：n1 固定，n2 增加时，Power的变化趋势,n1=20 n1:n2 Power n1:n2 Power 1:1 0.5589 1:6 0.7882 1:2 0.6824 1:7 0.7960 1:3 0.7330 1:8 0.8026 1:4 0.7601 1:9 0.8074 1:5 0.7769 1:

13、10 0.8113,=20mg/L；=30mg/L；=0.05,(r=n2:n1),power,例：n1 固定，n2 增加时，Power的变化趋势图,试验组和对照组样本含量不等,两组的比例不超过 1:4 4:1,例：两个率比较时样本含量的估计,例：相关与回归分析时的样本含量估计,例：相关与回归分析时的样本含量估计,0.05；0.10 相关系数 n 0.1 10470.2259 0.31130.4620.5380.6250.7170.8120.980.957,实例1,剖腹产同时放置宫内节育器735例的初步观察将施行剖腹产手术1562例中的735例作为实验组，在剖腹产的同时放置宫内节育器。比较两组

14、被观察对象的术后出血、恶露干净时间和术后副反应等情况。规定实验组适应症为：破膜和总产程都不超过24小时，无感染(无阳性体征，血常规正常)以及第一胎产后本人同意放置宫内节育器者。另将筛选剩下的827例作为对照组，不放置宫内节育器。本例中，两组除处理因素(放置节育环)不同，受试对象的基本条件也不同，试验组较好，而对照组差，缺乏可比性。,中华妇产科杂志，1985；20(1)：4950。,实例2,乳腺癌发病危险因素的研究研究采用病例对照方法调查607对病例与对照，匹配的条件是年龄相仿，上下不超过5岁。原文在未作假设检验的情况下，认为“两组年龄相仿”。年龄 病例组人数 对照组人数20 3 630 72

15、8440 193 24450 228 19960 101 67 70 10 7 中华流行病学杂志，1981;2(4):253,2=17.25，P=0.004,实例3,对治疗炎症的某注射液作临床试验，以另一注射液为对照。适应症为生殖道感染疾病或口腔感染疾病。研究者设计了3个组：试验组：30例生殖道感染，30例口腔感染 对照组：30例生殖道感染，30例口腔感染 开放组：外科感染疾病28例，滴虫性阴道炎15例。为了增多试验组病例，研究者将试验组和开放组合并，并与对照组作比较。问题所在：破坏了对照的均衡性,讨论1,欲观察丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床疗效，以某西药作为对照组。将64例符合入组和

16、排除标准的病例按诊疗次序交替分组，即单号为中药组，双号为西药组。讨论：分组方法是否符合随机原则？,丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床研究(河南中医2004年第24卷第8期第62页),讨论2,利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究目的是观察定量手控雾化吸入利多卡因治疗激素抵抗型(SR)哮喘的疗效。受试者吸入利多卡因3个月，观察治疗前后临床疗效和口服激素减停剂量的情况。讨论：设计是否存在问题？,利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究(临床内科杂志2004年6月第21卷第6期415页),讨论3,通过回顾分析某院1990年1月至1998 年3月期间28例单宫颈双子宫畸形早孕人工流产的结果，发现人流术前先给予米索前列醇素制剂可使流产更容易、安全，减少病人痛苦且可避免并发症的发生。两组的分组方法为：所有病例按就诊先后顺序分组，1995年10月以后为A组，1995年10月以前为B组。A组(米索组)于术前3小时顿服米索600g或术前1小时后穹窿放置米索200g，然后进行人工流产吸宫术，共14例；B组(对照组)单纯采用常规流产术机械扩张宫颈后吸宫。作者认为该法“符合随机分配法则”。讨论：分组是否随机？对照组的设置是否合适？,单宫颈双子宫畸形28例人工流产分析(中国实用妇科与产科杂志1999年3月第15卷第3期172页),Thanks!,