医学实验设计的种类(一)

3、样本缺乏代表性
论文中必须详细说明研究对象的来 源、纳入和排除标准，讨论中也应说明 研究本身的局限性，以便于读者判断该 研究结果是否适合于自己的情况，避免 误导
4、样本量不足
样本量的大小与下列因素有关： -试验设计方法 -组间临床上有意义的最小差值 -I类和II类误差的大小 -资料类型和分析方法 -估计的应答率
（2）对照组不恰当 主要有以下几种情况： -使用非同期对照或历史对照； -组间基础状况缺乏可比性； -对照组例数太少； -对照不全或多余对照； -配对设计，但两组例数不一致。
用盐酸可乐定注射液治疗Ⅲ期高血压病， 甲组103例，用药剂量为0.15mg，有效率87.4％； 乙组15例，用药剂量为0.3mg，有效率100%, P<0.05。 结论:乙组优于甲组，建议推广使用0.3mg。
1.5 单因素K水平 设计（K≥3）的特点
实验中仅涉及到一个具有K水平的因素。
【例4】研究单味中药对小白鼠细胞免疫机能 的影响，把40只小白鼠随机分为四组，每组10 只，雌雄各半，用药15d后，进行E-玫瑰结形 成率测定，结果如下： 对照组 14 10 12 16 13 14 12 10 13 9 党参组 21 24 18 17 22 19 18 23 20 18 黄芪组 24 20 22 18 17 21 18 22 19 23 淫羊藿组 35 27 33 29 31 40 35 30 28 36 试分析各组均数之间的差别有无统计学意义? 若P<0.05，请作两两比较。


正文的结构
材料与方法
结果
讨论
二、科研设计方面的问题
1.缺少对照组或对照组选择不恰当 2.未采用随机化方法或随机化方法不正确 3.样本缺乏代表性 4.样本量不足
1、缺少对照组或对照组不恰当
（1）缺少对照组
"中药止血粉治疗溃疡病出血 " 用中药止血粉结合其他治疗措施，治疗36例溃 疡病出血，结果35例恢复，大便潜血试验平均6.1 天转阴。作者认为以中药止血粉为主，治疗溃疡病 出血36例，获得满意效果。

1.1
单组设计
成组设计
单因素设计的特点
单因素多水平设计

仅考察一个实验因素， 对非实验因素未加控制。
配对设计：按某些重要的非实验因素进行了
配对，即同一对数据所对应的个 体在所考察的条件上最接近。
1.2 单组设计的实例
【例1】已知正常人乙酰胆碱脂酶的平均值为 1.44单位，现测得13例慢性气管炎患者的乙酰 胆碱脂酶分别为： 1.50 ， 2.19 ， 2.32 ， 2.41 ， 2.11 ， 2.54 ， 2.20 ， 2.36 ， 1.42 ， 2.17 ， 1.84 ， 1.96 ， 2.39 问：慢性气管炎患者与正常人的平均乙酰胆碱 脂酶之间的有无差别?
Analysis of data
医学科研设计的方法
观察性研究设计
病 例 对 照 队 列 横 断 面
实验性研究设计
混 合
？
医学研究方法的详细分类
描述性 观察法 分析性 临床试验 实验法 现场试验 实验设计 病例报告 现况研究 生态学研究 病例对照研究 队列研究（定群研究)
一、实验性研究设计
1.实验设计的定义及重要性 2.实验设计的三个基本要素 3.实验设计的基本原则
表8 甲、乙两药治疗高胆固醇血症的疗效 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 甲药使 胆固醇降低值（mg％） 用与否 乙药使用与否：不用 用 ─────────────────────── 不用 ①16 25 18 ③28 31 23 用 ②56 44 42 ④64 78 80 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 注：表10中的四个号码分别代表原题中的第一组至第 四组
1.3 配对设计(paired design)的 三种形式
自身配对设计
同源配对设计
条件相近者配对设计
【例2】从八窝大白鼠中分别选出同性别、体 重相近的两只，喂以水解蛋白和酪蛋白的饲料， 四周后测定其体重增加情况，结果如下： 窝 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 含酪蛋白组 82 66 74 78 82 76 73 90 含水解蛋白组 15 28 29 28 24 38 21 37 问：两种饲料对大白鼠体重增加量之间的差 别的有无影响?
1.4 成组设计(two-sample design/group design)
实验中仅涉及到一个具有两水平的因素。
wk.baidu.com
【例3】今测得12名正常人和15名病毒性肝炎患 者血清转铁蛋白含量，结果如下： 正 常 人 265.4 271.5 284.6 291.3 254.8 275.9 281.7 268.6 264.1 273.2 270.8 260.5 病毒性肝炎患者 235.9 215.4 251.8 224.7 228.3 231.1 253.0 218.8 233.8 230.9 240.7 221.7 256.9 260.7 224.4 问：患者和健康人的转铁蛋白之间的差别是否 有统计学意义?
效

有无盲法等。
三、常用的实验设计类型
(kinds of experimental design)
1 单因素K水平设计
K=1时称为单组设计（one sample)； K=2时，有：
配对设计(paired design) 成组设计(two-sample design)； K≥3时，叫单因素多水平设计 (completely random design)。
个人情况简介
郭秀花 教授 流行病与卫生统计学硕士导师 办公地点：教1楼208室 电话：83911508 guocuican@sina.com
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Our Objectives
各种设计 方法
资料收集与控制
数据的描述
统计学 多元统计, etc
Design
Collection of data
Sorting data
样本量方面的问题: 论文中对如何确定样本量没有进行说明， 即没有对上述与样本量大小有关的信息进行 描述。 对从小样本研究中得出的阴性结果（无 统计学意义的结果）过于自信，没有进行客 观的分析。
给出设计方法
★描述研究对象（人或动物等）的来源、选择 方法、基本情况、有无随机分组(随机抽 样)，必要时给出样本量估计的依据等。 ★随机化分组：应说明具体的随机化方法；非 随机化分组：给出影响因素的均衡性分析； ★临床试验 ：特别说明诊断标准、疗效评价标 准、病例入选标准、病例剔除标准、有无失 访(失访比例)、有无“知情同意”及评价疗
有无问题？
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1996年对我国4586篇论文统计（中 华医学会系列杂志占6.9%），数据分析 方法误用达55.7%。 最近几年，军事医学科学院胡良 平教授提及了一个令人触目惊心的数 据：全国各类医学期刊中，有统计学 错误的论著竟占到80%。 从笔者多年来对医学科技杂志审稿 的经历中，也证实了以上统计学专家的 结论。
因素之间在专业上地位平等 。
3.2 析因设计的优点和缺点
优点：可以用来分析全部主效应和因素之 间的各级交互作用的大小；
缺点：所需要的实验次数很多，研究者常 无法承受。
3.3 析因设计实例1
【例7】某医院用中药复方治疗高胆固醇血症，把 12例高胆固醇患者随机分为四组，用不同疗法治疗。 第一组用一般疗法，第二组在一般疗法上外加用甲 药，第三组在一般疗法上外加用乙药，第四组在一 般疗法上外加用甲药和乙药，一个月后观察胆固醇 降低数(mg％) 资料如下，问：甲、乙两药是否有 降低胆固醇的作用?两药之间的无交互作用是否有 统计学意义? 第1组 16，25，18 第2组 56，44，42 第3组 28，31，23 第4组 64，78，80
表2 用四种降脂药物时动物的冠状动脉硬化斑块面积 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 配伍组 斑 块 面 积 (cm2) 药物：安妥明组 降脂甲方组 降脂乙方组 降脂丙方组 ───────────────────────────── 1 0.000 0.283 0.114 0.094 2 0.009 0.196 0.146 0.131 3 0.003 0.217 0.158 0.065 4 0.001 0.236 0.159 0.087 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2.
随机区组设计
2.1

随机区组设计的特点
适合于安排一个实验因素、一个单独的 或复合的重要非实验因素（区组因素）。
与单因素K水平设计的区别： 比单因素K水平设计多考察一个区组因素， 当区组因素的作用接近于0时，它就退化成为 单因素K水平设计了； 当K=2时，随机区组设计就是配对设计， 当配对条件无法满足时，它就转变为成组设 计了。
2.３ 随机区组设计实例２
［例6］某脑电图室观察家兔注射AT3前 后脑电图波形的变化，观测结果见表3， 请分析注射AT3前后脑电图波形之间的 差别有无统计学意义。
表3 注射AT3后不同时间点上家兔脑电图波形的变化率 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 家兔 变 化 率 （％） 编号 注前 注射后１小时 注射后２４小时 注射后４８小时 ───────────────────────────── 1 29 37 27 38 2 28 44 31 33 3 38 52 38 39 4 29 35 36 34 5 34 41 31 30 6 41 43 42 29 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

两组例数相差太大，不具可比性。
应扩大乙组例数

观察感染期患儿血浆皮质醇水平，设置 全身感染组、局部感染组，以同期非感染组 为对照
对比不完善
影响皮质醇水平的因素不只感染一项，应加 设一个同龄健康儿童组。
下列特殊情况下，不可能或 不必设置对照组：
-罕见病，不易获得足够的病例数；
-严重疾病，不允许病人不接受治疗； -特效药物，不给病人服用违反道德。
3.析因设计
Factorial design

析因设计也称为全因子实验设 计，即全部实验条件（或组数）由 全部实验因素的水平全面组合而成， 各实验条件下至少重复两次或两次 以上独立重复实验。
3.1 析因设计的特点
实验中涉及到2-4个实验因素； 因素的交互作用比较复杂且必须考虑； 在每个实验条件下至少要做2次独立重复实 验； 做实验时，每次都涉及到全部因素，即因素 是同时施加的；
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1.实验设计的定义和意义
具体实施研究之前，对各种实验要 素进行合理的安排与周密的计划。 用较少的人力、物力和时间，获得 较为可靠的结果，使误差减少到最低限 度，以达到研究高效。

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Fisher在他的著作中多次强调， 统计学家与科学研究者的合作应该在 实验设计阶段，而不是在需要数据处 理的时候。他精辟地指出：
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2.实验设计的三个基本要素

实验研究的三个基本要素：处 理因素、受试对象和实验效应。
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3.实验设计的基本原则
对照的原则 随机化原则 重复的原则 盲法的原则
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某研究者欲说明心理辅导的重要 性，在校外旅游地区选取40人，其中 20作用心理辅导，另20人未作；在校 内有20人采用心理辅导。

随机区组设计实例1
［例5］某研究所研制了三个降血脂中药复方 制剂，现拟对三个复方与标准降脂药(• 妥明) 安 的疗效进行比较。取品种相同、健康的雄性家 兔16只，按其体重大小分为四个配伍组，各药 物组的动物均饲以同样高脂饮食，并每日分别 灌以不同药物，第45天处死动物，观察其冠状 动脉根部动脉粥样硬化斑块大小，资料见表2。 试比较不同药物是否对动脉粥样硬化斑块 形成的面积大小的有影响?
To call in the statistician after the experiment is done may be no more than asking him to perform a postmortem examination: he may be able to say what the experiment died of.
2、随机化方面的问题
随机化是科研设计的重要原则之一，是避免偏 倚和混杂因素的最有效的方法。
随机化方面常见的问题有：
-对照研究中未采用随机化分组方法。 -随机化方法错误，如奇偶数、单双日、入院顺序 等 -论文中没有描述分组方法或随机化方法描述不充 分（单纯、分层、系统及整群随机抽样法；随机数 目表、计算机生成随机数字）