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医学科研设计医学科研设计为了比较中西医治疗慢性气管炎病人的疗效，病人入院时，把病情重的分到西医治疗组，病情症状轻的分到中医治疗组。观察结果显示，中医治疗组比西医治疗组有更好的治疗效果。1、该医师的结论是否正确？2、实验设计有何缺陷？3、应该怎样正确设计？专业设计：选题、查阅文献、假说、预试验专业设计：选题、查阅文献、假说、预试验统计设计统计设计统计设计统计设计：对象、分组、数量、指标、分析方法：对象、分组、数量、指标、分析方法设计好：设计好：（1）既省又可靠）既省又可靠（2）可估计误差）可估计误差（3）获取多方面知识）获取多方面知识设计不好：（设计不好：（1）杂乱无章、虽多犹无）杂乱无章、虽多犹无（2）只能罗列现象、无规律可言）只能罗列现象、无规律可言是否主动施加干预是否主动施加干预?1.实验研究实验研究:2.受试对象：人受试对象：人临床试验临床试验（clinicaltrial）动物动物动物实验动物实验（animalexperiment）临床试验：治疗临床试验：治疗临床疗效实验临床疗效实验预防预防社区干预实验社区干预实验（communityinterventiontrial）2.调查研究调查研究:被动地观察、如实记录被动地观察、如实记录联系联系：调查研究可为实验研究提供线索，而实验调查研究可为实验研究提供线索，而实验研究还需要通过调查研究加以证实。研究还需要通过调查研究加以证实。医学科研设计的基本原则医学科研设计的基本原则n对照的原则对照的原则n均衡的原则均衡的原则n随机的原则随机的原则n重复的原则重复的原则对照的原则n对照的意义：对照的意义：n鉴别处理因素与非处理因素的差异鉴别处理因素与非处理因素的差异n消除和减少实验误差消除和减少实验误差n要求：要求：n各组间除处理因素不同外，其他因素尽可各组间除处理因素不同外，其他因素尽可能相同，以减少非处理因素的干扰和影响能相同，以减少非处理因素的干扰和影响n对照组与实验组的样本例数尽可能相等或对照组与实验组的样本例数尽可能相等或相近相近处理组处理组：对照组对照组：比较结果比较结果处理因素处理因素非处理因素非处理因素+处理效应处理效应+非处理效应非处理效应非处理因素非处理因素非处理效应非处理效应 空白对照空白对照(blank control)：对照组不加任何处理因素。对照组不加任何处理因素。例例如如：实实验验组组儿儿童童接接种种疫疫苗苗，对对照照组组儿儿童童不不接种疫苗。接种疫苗。试试剂剂空空白白、血血样样空空白白、无无酶酶解解空空白白、底物空白等。底物空白等。特点：特点：简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实简单易行，但容易引起心理差异，从而影响实验效应的测定。验效应的测定。安慰剂对照安慰剂对照(placebocontrol)实实验验对对照照(experimental control)：施施加加基基础实验条件（非处理因素）础实验条件（非处理因素）。含含赖氨酸赖氨酸面包面包+非处理因素非处理因素赖氨酸赖氨酸效应效应+面包效应面包效应+非处理因素效应非处理因素效应面包面包+非处理因素非处理因素面包效应面包效应+非处理因素效应非处理因素效应赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸效应效应非处理因素非处理因素+非处理因素效应非处理因素效应 标标准准对对照照(standard control)：以以现现有有的的标标准或正常值作对照。准或正常值作对照。例例某种新的方法能否代替传统方法的研究；某种新的方法能否代替传统方法的研究；某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相某病患者与正常人的某生理、生化指标是否相同。同。实验室应用较多实验室应用较多 自身自身对照对照：实验实验在同一受试对象上进行在同一受试对象上进行特点：特点：简单易行，使用广泛。但若试验前后某些简单易行，使用广泛。但若试验前后某些环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结环境或自身因素发生改变，并且会影响试验结果，就难以说明问题。果，就难以说明问题。相互相互对照对照：几个实验组互相对照几个实验组互相对照例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效例如：比较几种药物治疗同一疾病的疗效 历史历史对照对照：以过去的研究结果作对照。以过去的研究结果作对照。与本人或他人过去的研究结果作比较与本人或他人过去的研究结果作比较均衡的原则除了要对比的因素不同以外，其它因素要尽可能的保持一致。某研究者欲评价佳加学生钙治疗儿童轻度缺钙的疗效，在实验幼儿园抽取80名确诊为轻度缺钙的儿童，服用佳加学生钙为试验组。在该地机关幼儿园抽取80名确诊为轻度缺钙的儿童，未服用佳加学生钙为对照组，观察指标是头发中钙的含量。结果试验组实验幼儿园的儿童发钙均值明显上升，机关幼儿园的观察对象发钙略有提高，但比试验组低，故认为佳加学生钙有补钙作用，能有效治疗儿童缺钙。随机的原则随机化原则：随机随机化原则：随机“随便随便”,随机化的作随机化的作用是使样本具有较好的代表性，提高实验用是使样本具有较好的代表性，提高实验结果的可比性。结果的可比性。随机抽样、随机分组随机抽样、随机分组目的是使各组非实验因素的条件均衡一致，目的是使各组非实验因素的条件均衡一致，以消除对实验结果的影响。以消除对实验结果的影响。重复的原则某医师应用一种新的手术方法治疗了4例肝癌患者，病人全部痊愈，该医师由此报道新的手术方法痊愈率为100%，以前的手术方法痊愈率为0%，故得出新的手术方法优于以前的手术方法。n实验设计的意义：实验设计的意义：n保证研究结果的科学性、经济性和可重复保证研究结果的科学性、经济性和可重复性性n是实验过程中的依据是实验过程中的依据n是进行统计分析的基础和先决条件是进行统计分析的基础和先决条件n是获得预期结果的保证是获得预期结果的保证n实验研究的特点实验研究的特点n研究者能人为设置处理因素研究者能人为设置处理因素n研究对象接受何种处理因素或水平是随机研究对象接受何种处理因素或水平是随机分配的分配的实验设计实验设计n实验设计的基本要素实验设计的基本要素n处理因素处理因素n受试对象受试对象n实验效应实验效应实验研究的基本要素实验研究的基本要素降压药降压药高血压病人高血压病人血压值血压值处理因素处理因素受试对象受试对象实验效应实验效应三要素：三要素：1.处理因素；处理因素；2.受试对象；受试对象；3.实验效应实验效应其他因素其他因素其他效应其他效应处理因素处理因素n又称被试因素、研究因素，是指为又称被试因素、研究因素，是指为观察其处理效应而施加于受试对象观察其处理效应而施加于受试对象身上的因素身上的因素n注意问题：注意问题：n把握实验研究中的主要因素把握实验研究中的主要因素n区分处理因素与非处理因素区分处理因素与非处理因素n处理因素应当标准化处理因素应当标准化受试对象受试对象(studysubjects)动物动物的选择：种类、品系、年龄、体的选择：种类、品系、年龄、体重、窝别、营养重、窝别、营养病例病例的选择：纳入标准、剔除标准的选择：纳入标准、剔除标准动物的选择动物的选择n基本要求基本要求n对拟施加的处理因素反应要敏感对拟施加的处理因素反应要敏感n对拟施加的处理因素反应要稳定对拟施加的处理因素反应要稳定n对拟施加的处理因素所作出的反应要尽可对拟施加的处理因素所作出的反应要尽可能近似于人能近似于人n经济可行、容易获得经济可行、容易获得n特殊要求特殊要求n健康合格健康合格 种属一致种属一致 品系相同品系相同 年龄、窝年龄、窝别、体重差别不大别、体重差别不大 性别要求雌雄各半性别要求雌雄各半以人为对象以人为对象n基本要求：基本要求：n乐意配合试验乐意配合试验n能遵从试验要求能遵从试验要求n能对拟施加的处理因素所感知的反应情况能对拟施加的处理因素所感知的反应情况如实表达如实表达n估计施加处理因素后不会引起副作用估计施加处理因素后不会引起副作用n特殊要求：特殊要求：诊断必须明确诊断必须明确 不伴随妨不伴随妨碍试验的其他疾病碍试验的其他疾病病情不是特别严重或有病情不是特别严重或有严重并发症严重并发症实验效应实验效应n选用客观性较强的指标：主观指标选用客观性较强的指标：主观指标和客观指标和客观指标n选用精确性较强的指标：准确度和选用精确性较强的指标：准确度和精密度精密度n选用灵敏度较高的指标选用灵敏度较高的指标n选用特异性较高的指标选用特异性较高的指标完全随机设计完全随机设计配对设计配对设计随机区组设计随机区组设计交叉设计交叉设计盲法设计盲法设计几种常见随机化分组设计几种常见随机化分组设计完完全全随随机机设设计计(completely random design)又称简单随机分组设计，它是将同质的受试对象随机分配到各处理组，再观察其实验效应，并进行两个样本或多个样本间效应指标的比较。优点：设计简单，易于实施。缺点：实验效率低，只分析一个处理因素。统计分析方法：t 检验、方差分析或秩和检验 配对设计配对设计(paired design)是将受试对象按一定的条件或某些特征（非处理因素）配成对子，再将每对中的两个受试对象随机分配到不同处理组。配对设计可增强处理组间的均衡性，减少随机误差，提高实验效率。形式：自身配对、同源配对、条件相近者配对优点：处理组间均衡性好，抽样误差小，所需样本含量较小。缺点：当配对条件严格时，不易达到要求。统计分析方法：配对t检验、配对卡方检验或配对符号秩和检验。随机区组随机区组设计设计(randomized block design)(randomized block design)A接受甲处理接受甲处理实验对象实验对象配成区组配成区组随机分配区组中随机分配区组中B接受乙处理接受乙处理C接受丙处理接受丙处理D接受丁处理接受丁处理是配对设计的扩展（处理数大于），又称配伍组设计。先按影响实验结果的非处理因素相同或相近的原则将受试对象配成区组，再分别将各区组内的受试对象随机分配到各处理组或对照组。区组受试对象取决于处理组数，区组数取决于各处理组的实验对象数。优点：处理组间均衡性好，实验误差小，实验效率高。缺点：区组内实验对象数与处理数相同，实验结果中若有缺失值，统计分析比较复杂。统计分析方法：方差分析医学统计典型错误辨析小剂量干扰素加三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎99例分析有人在一般治疗的基础上加用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎99例，采用同期的、接受一般治疗的73例该病患者作为对照。治疗组中轻型29例，普通型40例，重型22例，极重型8例；对照组73例，轻型18例，普通型32例，重型17例，极重型6例。两组病人均在采用传统降温、镇静、降颅内压、肾上腺皮质激素及抗生素预防感染等对症治疗。在此基础上治疗组选择发病在d病人，加用干扰素和三氮唑核苷静滴，疗程57 d。两组比较疗效差别具有统计学意义。结论是在一般治疗的基础上加用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎的疗效优于一般治疗的疗效。作者在比较时考虑到了病情的严重程度可能是影响疗效的一个影响因素，因此在两组中对病情严重程度作了安排，经卡方检验，两组在病情严重程度构成上的差别没有统计学意义，好像具有了可比性。其实不然，作者人为地选择发病在 d以内的病人进入治疗组，而对照组则没有此限制，根据常识，早期治疗对疾病的预后具有重要影响，往往具有较高的治愈率和较低的病死率。因而治疗组和对照组由于人为因素的干扰和影响，在病程这一重要的非实验因素上并没有达到均衡，不具有可比性。大剂量甲氨蝶呤静滴后四氢叶酸钙解救方案的探讨，两种方案用于治疗急性淋巴细胞白血病患儿，一种方案为总剂量3g/m3大剂量甲氨蝶呤在12h滴注完毕，施药36h后进行四氢叶酸钙解救（简称方案），另一种方案为在24h静滴完毕，施药36h后进行四氢叶酸钙解救（简称方案）。比较血液及脑脊液中的药物浓度。选择的实验对象是1998年5月至1999年2月住院的急性淋巴细胞白血病患儿17例，平均7.4岁，男11例，女6例。在17例患儿中，13例患儿第一疗程接受方案，以后再进行的2个疗程采用方案，计26例次，另4例患儿只接受方案一次。比较时将所有接受方案的患儿（n=13）的药物浓度与所有接受方案（n=30）患儿的药物浓度进行比较。原作者在进行实验分组时具有很大的随意性，13例患儿既接受了方案的治疗，又接受了两个疗程的方案的治疗，没有考虑经过两个不同方案治疗对观察指标可能带来的影响，且13例患儿两个疗程方案所测得的26个数据被错误地看成取自26个独立的个体，又与其它只参加第方案治疗的4个个体的数据组成一组进行计算。第方案的患儿的数据来自第1疗程，而第方案的患儿数据大部分来自第2疗程和第3疗程，可比性较差。重复测自13个患儿的26个实验数据被看成测自26个患儿的独立数据，显然不妥。补骨号对大鼠类固醇性骨质疏松的作用24只大鼠随机分成3组，每组8只。一组：正常对照组（用生理盐水灌胃），二组：激素组（氢化考的松灌胃），三组：补骨1号合用激素组（氢化可的松灌胃的同时加用补骨1号）。实验一段时间后，测定骨小梁面积等定量指标，认为补骨1号有防治类固醇性骨质疏松的作用。此实验涉及两个因素，即激素用与否和补骨1号用与否，如果这两个因素不是互相独立的，存在着交互作用，则第3组的效应就包括激素的效应，补骨1号的效应，以及它们共同的效应，本实验只安排了激素组，并没有安排单用补骨1号组，因而在实际分析时就不能将两因素之间可能存在的交互作用的效应反映出来，而有可能将其交互作用的效应归结为单用补骨1号的效应。银屑病发病与血型的关系探讨原作者对64例银屑病患者进行血型观察，其中O型血30例，A型血17例，B型血17例，AB型血0例。仅凭数字大小，认为银屑病的发病与血型有明显的关系，同时也证实了遗传致病的决定意义。根据常识，正常人群中的血型构成存在较大差异，AB型所占的比例就是最少，作者没有对正常人群的血型分布情况进行调查，仅根据自己调查的银屑病人血型构成相差悬殊的情况，并不能说明银屑病人与正常人群在血型构成上存在差异，作出结论也是没有说服力的。正确的做法应建立正常对照组，调查正常人群的血型分布情况，并与银屑病人的血型分布情况进行比较，如果存在差异，则这银屑病的发病因素提供了某种线索，如果没有差异，则可以认为银屑病发病与血型构成没有关系。肝炎灵联合丹参注射液治疗慢性乙型肝炎60例慢性乙型肝炎病人随机分为两组，治疗组60例，接受肝炎灵与丹参注射液联合治疗，对照组44例，接受肌苷、维生素C的治疗，两组在性别、年龄、病程、病情等方面均无显著性差异。比较两组肝功能指标恢复正常率，得出结论：两药联合应用治疗慢性乙型肝炎有良好的协同作用。作者的目的是想通过两药合用看是否能增加单用药的疗效，但对照组却选择了不相干的肌苷和维生素治疗。即使通过分析治疗组比对照组疗效好，也不能得出两药合用比单用其中一种药疗效好的结论，因为对照组的处理与实验设计的目的不符，并没有用单用肝炎灵作为对照。可使对照组的病人接受肝炎灵加安慰剂的处理，安慰剂在剂型、外观、用量等方面与丹参注射液相同。采用双盲法进行分组和处理。然后比较两组的疗效，得出的结论应为加用丹参注射液是否能够提高肝炎灵的疗效。某科研人员为了研究A、B两种药物的疗效，设计了如下的实验。共设立了个组，每组用小白鼠20只，观测的定量指标为血小板、白细胞等。所设的个组如下：第一组：空白对照组第二组：单用A药组第三组：A、B药联合使用组第四组：第三组的空白对照组某科研人员在一个96孔板上做实验。这种板的每一行上有12个孔，在各孔内先加入某种基础液（或细胞匀浆），然后，在每一行的12个孔内加入一种特定配方的药物，观察其反应。若反应为阳性，则记为1.若反应为阴性，则记为0。于是，各组所得的实验结果及其表示方法如下（此处仅列出了前3组的结果）：第1组：0，0，0，0，0，0，1，0，0，0，0，0第2组：0，0，1，0，0，0，1，0，0，1，0，0第组：0，1，0，0，1，0，1，0，0，1，0，0原作者将上述实验结果表达如下：第1组：0.0830.289第2组：0.2500.452第组：0.4170.515