随机对照试验和随机化方法
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– – – – – 主观和客观 有效 精确 灵敏和特异 稳定
6
实验设计的原则
• 实验设计三原则
– 随机 randomization – 对照 control – 重复 replication
7
对照的原则
• 例: 云雾法治疗青少年假性近视
–100名小学生, 配150度的老化镜, 课间 戴上远眺20-25分钟,视力恢复 –? –??
20
常用的随机化方法---区组随机化
以三种处理为例:
对每个区组内的随机数排序,规定由小到大分别对应 ABC组
区组 对象编号 随机数字 随机数顺序 组别 1 22 2 B 1 2 17 1 A 3 68 3 C 4 65 1 A 2 5 81 3 C 6 68 2 B 7 95 3 C 3 8 23 1 A 9 92 2 B 10 35 2 B 4 11 87 3 C 12 22 1 A
实 验 效 应
5
实验设计三要素
• 受试对象:根据研究目的确定的研究总体,同 质性;严格界定、对处理因素敏感、反应稳定 • 处理因素:欲施加或观察的、能引起受试对象 直接或间接效应的因素
– 分清处理因素和非处理(混杂)因素 – 保持处理因素恒定不变,标准化
• 实验效应:处理因素作用与对象的反应和结局
实验设计
1
研究分类
• 观察性研究 ---不施加任何干预---调查设计
–以客观真实的观察为依据,对观察结果进行描述和对比。
• 实验性研究---人为给予干预措施---实验设计
–实验室研究:以动物或标本为研究对象,实验条件可以 严格控制 –临床试验:以人为研究对象,试验条件较难控制,必须 经过周密设计以控制误差和偏倚
• 社区干预实验 • 临床疗效实验:临床试验
2
医学研究的特点
• 最终对象是人 • 人的个体变异大,一致性差 • 先要进行动物实验,不允许直接在人 体进行试验 如何控制好误差?
3
医学研究中的误差
• 随机误差random error:
–由于一系列实验或观察条件的随机波动造成的 实测值与真实值之间的差异 –随机的,呈现一定的规律性 –同一个人同一时间多次测定同一对象的血压
8
对照的必要性 ---没有比较就没有鉴别
• 是比较的基础,说明假设是否正确:
– 有人研究假药镇痛的效果达60%-70%
• 个体差异和影响因素不同
– 白细胞计数在一天中的波动 –5-FU快速注射治疗晚期肠癌的20个临床 试验:有效率8%-85%——病例选择:病 情发展程度、好转标准
• 疾病的自愈倾向
12
随机化
• Fisher在1935年首先提出随机化概念 并应用在农业实验中。 • 含义
– 样本是随机抽取,总体的每一个观察单 位都有同等的机会被选入样本中来,使 样本具有较好的代表性,使其误差大小 可以估计(这里的总体是符合根据假设 规定的入选标准的有限总体) – 受试对象被随机分配,各处理组间均衡 – 受试对象有同等的机会进行分组,接受 不同的试验顺序/处理。
– 感冒、哮喘等
9
对照的必要性 ---没有比较就没有鉴别
100名感冒患者 1周后观察:体温 服用感冒药A 下降和鼻塞流涕 缓解状况
体温、鼻塞流涕情况
结论:该药能有效治疗感冒,改善鼻塞流涕状况
对照的意义: 控制实验过程中非研究因素的影响和偏倚, 消除和减少实验误差:
10
常用的对照
• 按对照形式:
–组间平行对照 –配对对照
–抽签 –随机数字
• 产生随机数
–手工方法 –利用随机数字表 –统计软件利用数学方法在计算机中随机 生成---伪随机数
17
常用的随机化方法---简单随机化(完 全随机分组)
• 排序法步骤:编号、取随机数、排序、分
组
将 10 例试验对象随机分配到甲、乙组中 对象编号 排序 组别 1 1 2 9 3 7 4 10 5 4 6 2 7 5 8 6 9 8 10 3 随机数字 13 92 66 99 47 24 49 57 74 32 甲 乙 乙 乙 甲 甲 甲 乙 乙 甲
• 系统误差,偏倚bias
–非实验因素造成的实测值与真实值之差 –呈现一定的方向性 –选择性偏倚:研究的初始阶段或研究对象引入 阶段 –测量偏倚:正式研究的全过程中 4
实验设计的要素
• 实验设计三要素
– 受试对象subject – 处理因素treatment – 实验效应effect 受 试 对 象 处理因素
15
感冒的例子
设计: 200名感 冒患者 服用药物A 随 机 1W后体温下降,症状缓解
分析: 服药组100人
不服用药物A
1W后体Βιβλιοθήκη Baidu下降,症状缓解
1天后体温降至正常 治疗1天时体温差 别有统计学意义 3天后体温降至正常
16
治疗前症状差别无 统计学意义
不服药组100人 结论:
随机化方法
• 随机化分组
• 对照内容
–空白对照 –标准对照 –阳性对照等
11
常用的对照
• 空白对照:试验组用新药(疗法),对照组不给任何 药物或处理,易导致心理差异 • 安慰剂对照:试验组用新药(疗法),对照组给安慰 剂(与试验药性状相同但不含有效成分 ) • 标准对照:试验组用新药(疗法),对照组给原有的 有效药物或疗法(标准治疗) • 实验对照:对照组仅施加与处理因素有关的实验因素, 试验组在施加实验因素的同时给予处理 • 其它:自身对照(前后:时间问题);历史对照、文献 对照(缺乏可比性:病人来源和试验条件)
13
随机化原则
• 随机化的目的:
– 随机化是统计分析的基础 – 通过随机,均衡干扰因素的影响,使试 验组和对照组具有可比性,控制试验误 差 – 避免主观安排带来的偏性;
14
随机化原则
• 随机≠随便
–病人的选择性:对医院、治疗医生、药物 –医生的选择性:对病人分组 –其他:疾病自身的规律、病人的年龄、性别 等 –后果:影响疗效的判断;由于不随机,各 组差异不符合概率论和统计学原理,使统计 学检验结果无效
18
常用的随机化方法---区组随机化
• 区组(block):由若干特征相似的 试验对象组成 • 区组随机:每个区组内的处理顺序要 随机 • 受试对象按区组因素排序、编号:动 物体重由轻到重,时间由前到后
19
常用的随机化方法---区组随机化
• 同一区组(block)中各组病人数相 等 • 区组大小(长度)是处理数的倍数 • 区组大小可变:过小---容易预测; 过大---中期分析时造成区组断裂
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实验设计的原则
• 实验设计三原则
– 随机 randomization – 对照 control – 重复 replication
7
对照的原则
• 例: 云雾法治疗青少年假性近视
–100名小学生, 配150度的老化镜, 课间 戴上远眺20-25分钟,视力恢复 –? –??
20
常用的随机化方法---区组随机化
以三种处理为例:
对每个区组内的随机数排序,规定由小到大分别对应 ABC组
区组 对象编号 随机数字 随机数顺序 组别 1 22 2 B 1 2 17 1 A 3 68 3 C 4 65 1 A 2 5 81 3 C 6 68 2 B 7 95 3 C 3 8 23 1 A 9 92 2 B 10 35 2 B 4 11 87 3 C 12 22 1 A
实 验 效 应
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实验设计三要素
• 受试对象:根据研究目的确定的研究总体,同 质性;严格界定、对处理因素敏感、反应稳定 • 处理因素:欲施加或观察的、能引起受试对象 直接或间接效应的因素
– 分清处理因素和非处理(混杂)因素 – 保持处理因素恒定不变,标准化
• 实验效应:处理因素作用与对象的反应和结局
实验设计
1
研究分类
• 观察性研究 ---不施加任何干预---调查设计
–以客观真实的观察为依据,对观察结果进行描述和对比。
• 实验性研究---人为给予干预措施---实验设计
–实验室研究:以动物或标本为研究对象,实验条件可以 严格控制 –临床试验:以人为研究对象,试验条件较难控制,必须 经过周密设计以控制误差和偏倚
• 社区干预实验 • 临床疗效实验:临床试验
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医学研究的特点
• 最终对象是人 • 人的个体变异大,一致性差 • 先要进行动物实验,不允许直接在人 体进行试验 如何控制好误差?
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医学研究中的误差
• 随机误差random error:
–由于一系列实验或观察条件的随机波动造成的 实测值与真实值之间的差异 –随机的,呈现一定的规律性 –同一个人同一时间多次测定同一对象的血压
8
对照的必要性 ---没有比较就没有鉴别
• 是比较的基础,说明假设是否正确:
– 有人研究假药镇痛的效果达60%-70%
• 个体差异和影响因素不同
– 白细胞计数在一天中的波动 –5-FU快速注射治疗晚期肠癌的20个临床 试验:有效率8%-85%——病例选择:病 情发展程度、好转标准
• 疾病的自愈倾向
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随机化
• Fisher在1935年首先提出随机化概念 并应用在农业实验中。 • 含义
– 样本是随机抽取,总体的每一个观察单 位都有同等的机会被选入样本中来,使 样本具有较好的代表性,使其误差大小 可以估计(这里的总体是符合根据假设 规定的入选标准的有限总体) – 受试对象被随机分配,各处理组间均衡 – 受试对象有同等的机会进行分组,接受 不同的试验顺序/处理。
– 感冒、哮喘等
9
对照的必要性 ---没有比较就没有鉴别
100名感冒患者 1周后观察:体温 服用感冒药A 下降和鼻塞流涕 缓解状况
体温、鼻塞流涕情况
结论:该药能有效治疗感冒,改善鼻塞流涕状况
对照的意义: 控制实验过程中非研究因素的影响和偏倚, 消除和减少实验误差:
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常用的对照
• 按对照形式:
–组间平行对照 –配对对照
–抽签 –随机数字
• 产生随机数
–手工方法 –利用随机数字表 –统计软件利用数学方法在计算机中随机 生成---伪随机数
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常用的随机化方法---简单随机化(完 全随机分组)
• 排序法步骤:编号、取随机数、排序、分
组
将 10 例试验对象随机分配到甲、乙组中 对象编号 排序 组别 1 1 2 9 3 7 4 10 5 4 6 2 7 5 8 6 9 8 10 3 随机数字 13 92 66 99 47 24 49 57 74 32 甲 乙 乙 乙 甲 甲 甲 乙 乙 甲
• 系统误差,偏倚bias
–非实验因素造成的实测值与真实值之差 –呈现一定的方向性 –选择性偏倚:研究的初始阶段或研究对象引入 阶段 –测量偏倚:正式研究的全过程中 4
实验设计的要素
• 实验设计三要素
– 受试对象subject – 处理因素treatment – 实验效应effect 受 试 对 象 处理因素
15
感冒的例子
设计: 200名感 冒患者 服用药物A 随 机 1W后体温下降,症状缓解
分析: 服药组100人
不服用药物A
1W后体Βιβλιοθήκη Baidu下降,症状缓解
1天后体温降至正常 治疗1天时体温差 别有统计学意义 3天后体温降至正常
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治疗前症状差别无 统计学意义
不服药组100人 结论:
随机化方法
• 随机化分组
• 对照内容
–空白对照 –标准对照 –阳性对照等
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常用的对照
• 空白对照:试验组用新药(疗法),对照组不给任何 药物或处理,易导致心理差异 • 安慰剂对照:试验组用新药(疗法),对照组给安慰 剂(与试验药性状相同但不含有效成分 ) • 标准对照:试验组用新药(疗法),对照组给原有的 有效药物或疗法(标准治疗) • 实验对照:对照组仅施加与处理因素有关的实验因素, 试验组在施加实验因素的同时给予处理 • 其它:自身对照(前后:时间问题);历史对照、文献 对照(缺乏可比性:病人来源和试验条件)
13
随机化原则
• 随机化的目的:
– 随机化是统计分析的基础 – 通过随机,均衡干扰因素的影响,使试 验组和对照组具有可比性,控制试验误 差 – 避免主观安排带来的偏性;
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随机化原则
• 随机≠随便
–病人的选择性:对医院、治疗医生、药物 –医生的选择性:对病人分组 –其他:疾病自身的规律、病人的年龄、性别 等 –后果:影响疗效的判断;由于不随机,各 组差异不符合概率论和统计学原理,使统计 学检验结果无效
18
常用的随机化方法---区组随机化
• 区组(block):由若干特征相似的 试验对象组成 • 区组随机:每个区组内的处理顺序要 随机 • 受试对象按区组因素排序、编号:动 物体重由轻到重,时间由前到后
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常用的随机化方法---区组随机化
• 同一区组(block)中各组病人数相 等 • 区组大小(长度)是处理数的倍数 • 区组大小可变:过小---容易预测; 过大---中期分析时造成区组断裂