实验设计的统计学基本原则

《实验设计的统计学基本原则》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验设计的统计学基本原则（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、第十一章 实验设计的统计学基本原则实验(Experiment):指由研究者主动地决定给予部分实验对象某种处理，给予另部分对象某种对照处理的研究设计形式，这种处理的分配常常是随机 的。实验设计(Experimental design)：是通过良好地计划对象的选择、处理因素的分配、结果指标的测量和资料分析来保证比较组间对象和实验条件 是均衡的，实验结果有较好的可比性，并且较好地控制误差以能用较小的样 本获取可靠的结论。一实验设计的三要素：受试对象、处理因素和实验效应。1处理因素(treatment)：根据研究目的，对受试对象施加的某种措施, 称为处理因素。注意：抓住主要因素。控制混杂因素“非处理因

2、素”在各组中应尽可能相同)。标准化(处理因素应该标准化，即研究过程中处理应该自始至终保持一致，不能因任何原因中途改变。)2.受试对象(subject)：动物种类，品系，窝别人诊断，依从性 注意受试对象的同质性 (homogeneity)3. 实验效应( effect)：指标选择：有效，客观，灵敏，精确。 (头痛，发烧) 指标观察：对人的观察应注意避免偏性，提倡盲法。主观指标的量化：如划记评分。完全不满意0 12 3 4 5 6完全满意10二.实验研究的分类：根据实验的对象不同，实验分成三类。1. 动物实验( animal experiment)2. 临床试验( Clinical trial)3

3、. 现场干预试验( Intervention trial)三实验中的变异及其来源：在实验中，由于实验对象自身特点、实验条件的变化和实验结果测量的 不确定性造成实验结果与真值的差别称实验误差，根据统计分析上的处理不 同，实验误差分成两类：随机变异是没有倾向性的，在大量观察条件下，随机误差的分布呈标准1.随机误差：由大量、微小的、偶然的因素的共同作用引起的不易控制的误 差称随机误差。如在实验中，温度、湿度、风向、振动、试剂、仪器、操作 员等都可能造成结果的偏差。正态分布N（0J）。随机误差的规律可以用统计方法分析 2. 系统误差（systematic error）由于在对象选择、处理因素分配的不随

4、机 测量结果的不准确造成实验结果有倾向性地偏离真值称系统误差，或称偏倚（bias）。选择偏倚(selection bias)：指在选择研究对象和分组时的非随机化， 造成结果的偏倚。如肝癌手术治疗与化疗的疗效比较中，由于手术对象的选 择性造成有利于手术组的结果。(2) 信息偏倚( informationbias)：指测量方面的误差，特别是主观因素造成的有倾向性的偏倚。如在临床试验中，实验组是在医院测量，对照组是在 家中测量。(3)混杂偏倚(confounding bias)：指实验组与对照组在一些影响实验结果 的非处理因素不均衡造成结果的偏倚。如病情轻重、并发症、辅助治疗和护 理等因素不均衡。实

5、验设计的原则：(一) 对照原则(control)：指设立对照组以排除非处理因素而显示出处理的效应。处理组 处理因素 + 非处理因素 = 处理和非处理的效应对照组非处理因素对比： 处理因素非处理因素的效应处理效应均衡(balance)：指各对比组之间除处理因素不同外，其它重要的可控制的 非处理因素的分布保持一致。(1) 实验对象的特征保持一致，如年龄、性别、病情轻重、社会地位、文化、 收入等。(2) 实验条件保持一致，如实验过程、药的形状、仪器、护理、辅助治疗等。(3) 测定结果和疗效评价保持一致，如调查的地点、询问的方式、疗效的评判 标准、指标的测量过程等。为避免医生和病人的主观性，常采用盲法

6、和安慰 剂。依从性（Compliance）在临床疗效评价试验中，病人的依从性也会影响 到研究结果，如对照组的病人可能依从性较差，造成虚假的新药有效的结果。评价依从性的最常用也是最简单的方法是数药片。其它还有询问法和测定法。临床试验中对照组的选择： 试验组（处理组）：受试者接受新药治疗。对照组：受试者接受对照药物的治疗。1安慰剂对照： 安慰剂（Placebo）指外形、味道和包装都与实验药物一样的无疗效的药物。排除服药行为的疗效作用。目的是在于消除研究者、受试者和参与评价人员等由心理因素等影响而形成的偏倚，分离出由试验药物所引起的真正的效应。2阳性药物对照：以在临床试验中采用已知的、已批准上市的有

7、效药物作为 试验药的对照, 称为阳性药物对照。3剂量-反应对照：将试验药物设计成几个剂量, 而受试者随机地分入其中 一个剂量组；它可以包括安慰剂对照即零剂量，也可以不包括安慰剂组。剂量-反应对照主要用于研究剂量与疗效的关系，或者仅用于说明疗效。盲法试验(Blind trial):单盲法指病人不知道接受了何种治疗，双盲法指 病人、执行医生都不知道接受了何种治疗。三盲法指病人、执行医生和统计 工作者都不知道接受了何种治疗。双模拟技术(double dummy)：由申办者制备一与试验药外观相同的安慰 剂，称为试验药的安慰剂；再制备一个与对照药外观相同的安慰剂，称为对 照药品的安慰剂。按编码结果，试验

8、组服用试验药加上对照药的安慰剂；对 照组服用对照药加上试验药的安慰剂；各药和其安慰剂服用方法相同。因此 从整个用药情况来看，每个病例所服用的药物，每日次数，每次片数都是一 样的，这就保证盲法的实施。(二) 随机原则(randomization):指在实验对象的抽样、分组、治疗顺序和结 果测量等方面每个对象都有同等的概率。在实验中，许多不可控制的混杂因素是没办法完全达到均衡的，而且许 多因素事先无法预知会影响实验结果，也就未能在设计时加以控制。这些因 素在组间的均衡就依赖于随机化来保障。在分析内科年鉴、英国医学杂志、Lancet、新英格兰医学杂志上发表的80 篇随机对照临床试验文章，30%没有清

9、楚的证据说明是真正随机化的。1. 简单随机化：设有n个对象，需分配到k个组，实验对象分别编号为1,2,n。在随机数 字表找出 n 个随机数，相同的随机数舍弃，将随机数按值大小排秩，每个秩 就对应一个实验对象。然后将前面的 n/k 个对象分到第一组，第二部分的 n/k 分到第二组，余类推。例如：将 20 例实验对象随机分为两组。机数68-8T025T610906秩次5415141620619818111101339212717分配组AAAAAAAAAABBBBBBBBBB_rJ2. 区组随机化： 随机化不能保证比较的组间达到均衡。一些重要的混杂因素必须通过分 层或区组随机化来保障。在区组内的随机

10、化，设每个区组有 k 个对象，分别 编号为1,2,k。从随机数字表抽出k个随机数，舍弃相同值，按大小编秩, 每个秩号对应区组内的一个对象，再按随机数顺序分配处理。随机数 1 9 3 6 2秩次 1 5 3 4 2 分组 A B C D E(三) 重复原则(replication):是指实验要有足够的样本，在同样的实验条件下要重复观察足够的次数，即在实验设计中需估计样本含量。1.容许误差6。3. 第一类错误的概率a。2总体标准差。4. 第二类错误的概率B。五临床试验中的伦理学问题： 基本原则：1.2.新药必须经过严格的临床前实验，并通过有关部门检验和批准。告知受试病人所有有权知道的信息，取得病人的书面同意。3.报告进行临床试验的单位和医生必须有必要的资格和计划。 无特效药时，伦理学问题较小。有特效药时，而仅寻找类似的新药时 伦理学问题大。在不知治疗是否有效时，使用安慰剂无伦理学问题。如已知治疗有效时使用安慰剂则有伦理学问题，这时最好用阳性药物对照。