2023年实验设计的要素（教学课件）.ppt

实验研究的根本要素实验研究的根本要素 梁海燕梁海燕 新乡医学院公共卫生学院新乡医学院公共卫生学院 某研究者欲了解自己创造的一种减肥药的疗效某研究者欲了解自己创造的一种减肥药的疗效，进行了如下试验：通过刊登广告找到进行了如下试验：通过刊登广告找到10名体重指名体重指数超过标准的志愿者参加该项试验数超过标准的志愿者参加该项试验，在试验前测在试验前测量了这些自愿者的体重量了这些自愿者的体重，以后自愿者每天按规定以后自愿者每天按规定服用这种减肥药服用这种减肥药，连续服用连续服用1周后周后，再测量这些再测量这些自愿者的体重自愿者的体重，发现平均减轻了发现平均减轻了2公斤公斤，故认为故认为该减肥药有显著减肥作用该减肥药有显著减肥作用。你对以下研究如何评价？你对以下研究如何评价？科研设计的作用科研设计的作用 通过较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。通过较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。控制误差控制误差，使研究结果保持较好的稳定性使研究结果保持较好的稳定性。合理分组，合理安排研究因素，提高研究质量。合理分组，合理安排研究因素，提高研究质量。医学科研的类型医学科研的类型 根据研究者是否能主动地对研究对象施加干根据研究者是否能主动地对研究对象施加干预预，医学研究分为两大类：医学研究分为两大类：实验性研究实验性研究experimentalexperimental studystudy 观察性研究观察性研究observationalobservational studystudy 实验性研究与观察性研究区别实验性研究与观察性研究区别 实验性研究实验性研究 人为的施加处理因素人为的施加处理因素于受试对象。于受试对象。受试对象能随机分组受试对象能随机分组 能在实验中控制一些能在实验中控制一些非处理因素对实验结非处理因素对实验结果的影响。果的影响。目的：评价干预措施目的：评价干预措施的作用。的作用。观察性研究观察性研究 只能客观地观察和记只能客观地观察和记录观测对象的观测指录观测对象的观测指标。标。观测对象不能随机分观测对象不能随机分组。组。影响观测指标的因素影响观测指标的因素无法控制。无法控制。目的：找出有意义的目的：找出有意义的观测指标。观测指标。医学科研设计医学科研设计 研究设计包括专业设计和统计设计两局部研究设计包括专业设计和统计设计两局部。专业设计主要是选题专业设计主要是选题，建立假说建立假说、确定研究对象和技术确定研究对象和技术 方法等方法等。统计设计那么是围绕专业设计统计设计那么是围绕专业设计，确定统计设计类型确定统计设计类型、样样本大小本大小、分组方法分组方法、统计分析指标及统计分析方法等统计分析指标及统计分析方法等，以确以确保资料的可靠性保资料的可靠性，保证统计分析的准确性保证统计分析的准确性。良好的设计是顺利进行实验和统计的先决条件良好的设计是顺利进行实验和统计的先决条件，是使实是使实验研究取得预期结果的重要保证验研究取得预期结果的重要保证。医学研究分类按研究方法医学研究分类按研究方法 实验研究实验研究 观察研究观察研究 调查研究调查研究 资料分析性研究资料分析性研究 赖氨酸可以促进生长发育吗？赖氨酸可以促进生长发育吗？课间餐添加赖氨酸课间餐添加赖氨酸 正常课间餐正常课间餐 身高？体重增加？身高？体重增加？身高？体重增加？身高？体重增加？实验研究的特点实验研究的特点 将一组随机抽取的实验对象随机分配到两种将一组随机抽取的实验对象随机分配到两种或多种处理组，观察比较不同处理因素的效应或多种处理组，观察比较不同处理因素的效应或结果，这种研究称为实验研究。或结果，这种研究称为实验研究。研究者能人为设臵处理因素；研究者能人为设臵处理因素；受试对象接收何种处理因素或水平是由随机分配受试对象接收何种处理因素或水平是由随机分配而定的。而定的。实验研究的分类实验研究的分类 动物实验动物实验 animal experimentalanimal experimental 临床实验临床实验 clinical trialclinical trial 社区干预实验社区干预实验 community intervention trialcommunity intervention trial (quasi(quasi-experiment)experiment)持续的时间一般不长，多在一年以内。持续的时间一般不长，多在一年以内。通常局限在患病人群中，持续时间可以较长，通常局限在患病人群中，持续时间可以较长，目的是了解某种治疗措施的疗效。目的是了解某种治疗措施的疗效。往往在某个地区的所有人群中进行，往往在某个地区的所有人群中进行，持续时间一般较长，目的是通过干扰持续时间一般较长，目的是通过干扰某些危险因素或施加某些保护性措施，某些危险因素或施加某些保护性措施，了解它们在人群中产生的预防效果。了解它们在人群中产生的预防效果。实验研究的根本要素实验研究的根本要素 Elements of Elements of experimental studyexperimental study 如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，如用某种传统西药或中成药治疗缺铁性贫血病人，观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所观察比较两组病人血红蛋白的上升趋势，该研究中所用的两种药物称为处理因素，缺铁性贫血病人称为受用的两种药物称为处理因素，缺铁性贫血病人称为受试对象，血红蛋白称为实验效应。试对象，血红蛋白称为实验效应。对象选择 如用补阳还五汤对大白鼠血脑屏障影响的实验研如用补阳还五汤对大白鼠血脑屏障影响的实验研究，该研究中所用的补阳还五汤称为究，该研究中所用的补阳还五汤称为处理因素处理因素，大白，大白鼠称为鼠称为受试对象受试对象，血脑屏障变化称为，血脑屏障变化称为实验效应实验效应。如何。如何正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。正确选择三大要素是科研中专业设计的关键问题。对象选择 降压药降压药 高血压病人高血压病人 血压值变化血压值变化 处理因素处理因素 受试对象受试对象 实验效应实验效应 非处理因素非处理因素 混杂效应混杂效应 实验设计的根本要素实验设计的根本要素 情绪、饮食等情绪、饮食等 血压值变化血压值变化 评价元参钩藤汤治疗高血压效评价元参钩藤汤治疗高血压效果：果：80名患者连服名患者连服15天天，血压血压值平均下降值平均下降21mmHg。处理因素：处理因素：元参钩藤汤元参钩藤汤 非处理因素：非处理因素：休息休息、心理作用心理作用、服用其服用其它药物它药物、季节因素季节因素、年龄等年龄等 1.处理因素处理因素(treatment factor)研究者根据研究目的研究者根据研究目的，欲施加或预观察欲施加或预观察的能的能作用于受试对象作用于受试对象并并引起引起直接或间接直接或间接效应的因效应的因素素。处理因素一般是主动施加的某种外部干预或处理因素一般是主动施加的某种外部干预或措施措施。(1)1)生物因素：细菌、病毒、寄生虫等；生物因素：细菌、病毒、寄生虫等；(2)(2)物理因素：温度、紫外线、手术术式物理因素：温度、紫外线、手术术式(某些术式与预后某些术式与预后的关系的关系)等；等；(3)(3)化学因素：药物疗效、毒物、营养物等；化学因素：药物疗效、毒物、营养物等；(4)(4)研究对象本身具有的特性：性别、年龄、心理、遗传、研究对象本身具有的特性：性别、年龄、心理、遗传、不良行为等。不良行为等。研究因素 处理因素通常分为单因素和多因素。单因素研究是每次临床研究只观察一个研究因素的效应，包括：单因素一个水平和单因素多个水平。单因素一个水平的优点是目的明确、单一，相对来说容易操作、执行，其研究条件容易控制。缺点是能说明的问题少，研究的效率低。如果有多种因素有待探讨，那么研究速度缓慢，浪费了对照组。单因素多个水平研究时，研究因素虽然单一，但一个因素有不同水平或称不同等级。研究因素 1把握实验研究中的主要因素，明确处理因素的性质、数量和水平。2处理因素的数目及水平不宜过大。3区分处理因素和非处理因素。4处理因素必须标准化。研究因素 确定处理因素须注意的问题确定处理因素须注意的问题 2.2.受试对象受试对象 (study subjects)(study subjects)受试对象受试对象是指研究人员施加处理因素的对象，是指研究人员施加处理因素的对象，可以是人或动物，也可以是指其他的材料等。可以是人或动物，也可以是指其他的材料等。受试对象的选择受试对象的选择在医学实验中十分重要，它对在医学实验中十分重要，它对实验结果有着极为重要的影响。实验结果有着极为重要的影响。在医学科研中，作为受试对象的前提是所选在医学科研中，作为受试对象的前提是所选对象必须同时满足四个根本条件：对象必须同时满足四个根本条件：敏感性；敏感性；特异性；特异性；稳定性；稳定性；可行性。可行性。对象选择 2.2.受试对象受试对象 (study subjects)(study subjects)所选择的受试对象对所施加的处理因所选择的受试对象对所施加的处理因素比较敏感，容易产生因处理因素而引起素比较敏感，容易产生因处理因素而引起的实验效应。的实验效应。受试对象对处理因素有较强的特异性，受试对象对处理因素有较强的特异性，可以消除非处理因素对研究结果的干扰和可以消除非处理因素对研究结果的干扰和影响。影响。受试对象对处理因素所产生的实验效受试对象对处理因素所产生的实验效应有良好的稳定性，以便有效地控制实验应有良好的稳定性，以便有效地控制实验误差，减少偶然现象所产生的错误结论。误差，减少偶然现象所产生的错误结论。设计中应考虑在整个科研阶段能否选设计中应考虑在整个科研阶段能否选择足够、符合条件的受试对象，并且经济择足够、符合条件的受试对象，并且经济上是否能够负担。上是否能够负担。试验对象的选择 如何选择试验对象在设计阶段就应加以规定，而不是在试验过程中随意选择。试验对象必须对病人总体有较好的代表性，即能够反映不同病情、不同性别和年龄等各种特征的病人的情况。抽样要遵循随机化原那么。疾病的诊断应按照严格、统一的标准进行，以防止假阳性病人混入。对是否采用危重病人、年龄过大的病人和孕妇等作研究对象应持慎重的态度。对象选择 病例筛选表病例筛选表 一 一 入选标准入选标准 是 是 否 否 1 同意参加本临床研究并签署书面知情同意书者；2 年龄1 8 6 5岁，性别不限；3 根据临床症状和体征，临床诊断为感冒者；4 症状发生于4 8小时之内者；5 本次发病以来未使用其它感冒药者；6 育龄妇女开始实行治疗前4 8小时内尿妊娠试验阴性，同意在研究期间采取有效避孕措施。上述所有问题回答为“是”时，该病例方能纳入研究。上述所有问题回答为“是”时，该病例方能纳入研究。二 二 排除标准排除标准 是 是 否 否 1 对本品及对照药过敏或有严重过敏史者；2 有严重的心脏病、高血压、慢性支气管炎、哮喘、青光眼、甲状腺疾病、糖尿病、血液系统疾病、恶性肿瘤及免疫低下等基础疾病者；3 肝功能检查异常(A L T及A S T超过正常值上限1.5倍)或肾功能不全（C r2 m g/d l或1 7 7 u m o l/l）者；4 根据症状、体征和实验室检查，疑有细菌感染者；5 合并使用其它解热镇痛或感冒药的患者；6 需服用镇静药、抗高血压药及两周内服用过单胺氧化酶抑制剂的患者；7 妊娠期和哺乳期妇女；8 驾驶车、船及高空作业者；9 有饮酒嗜好者；1 0 精神不正常或其他原因不易合作者；1 1 近三月内参加其它药物临床研究的患者。上述问题任一回答为“是”时，该病例不能纳入研究。上述问题任一回答为“是”时，该病例不能纳入研究。评价某药物治疗感评价某药物治疗感冒的有效性和平安冒的有效性和平安性的性的期临床试验期临床试验 如何选择试验对象在设计阶段就应加以规定，而不是在试如何选择试验对象在设计阶段就应加以规定，而不是在试验过程中随意选择。验过程中随意选择。试验对象必须对病人总体有较好的代表性，即能够反映不试验对象必须对病人总体有较好的代表性，即能够反映不同病