实验设计总结课件.ppt
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- 实验设计 总结 课件
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1、2022-11-141第三第三章章2022-11-142【例【例3-1】某医师观察某新药治疗流感的疗效,用公认有效的重感灵作对照。病人入院时,病情轻者分入治疗组,病情重者分入对照组,结果表明新药疗效优于重感灵。【问题【问题3-1】(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?2022-11-143 医学科研结果的好坏取决于医学科研医学科研结果的好坏取决于医学科研实验设计的好坏,良好的实验设计才能得实验设计的好坏,良好的实验设计才能得到较好的科研结果到较好的科研结果 2022-11-144第一节 实验设计的特点和类型 实验设计的基本概念 实验研究实验研究(exper
2、imental study)是指研究者根据研究目的人为地对受试对象(包括人或动物)施加处理因素,控制混杂因素,观察、总结处理因素的效应的一种研究方法。实验设计实验设计(experimental design)是对实验研究所作的周密计划,它包括实验研究的资料收集、整理、分析全过程的设想和安排。2022-11-145 实验设计的特点实验设计的特点 研究者可人为设置处理因素 与调查设计不同 受试对象接受何种处理因素或处理因素的何种水平是随机的 控制或消除非研究因素对研究结果的影响 误差相对较小,统计效率较高第一节 实验设计的特点和类型2022-11-146 实验设计的分类实验设计的分类 按研究对象划
3、分按研究对象划分 动物实验动物实验(animal experiment)以动物作为研究对象,可以严格地控制实验条件 临床试验临床试验(clinical trial)以病人为研究对象,在设计时必须周密考虑,设计相应措施控制误差和偏倚,以保证研究结果真实可靠 社区干预试验社区干预试验(community intervention trial)在社区一般人群中进行,持续时间一般较长,目的是通过控制某些危险因素或施加某些保护性措施,以了解其在人群中产生的效应。第一节 实验设计的特点和类型2022-11-147实验设计的分类 按研究因素、水平数以及是否考虑研究交互按研究因素、水平数以及是否考虑研究交互
4、作用划分作用划分 单因素设计(完全随机设计、配对设计)两因素设计(配伍组设计、平衡不完全配伍设计等)三因素设计 (拉丁方设计、裂区设计等)多因素多水平的研究(析因设计、正交设计等)考虑交互作用的设计(析因设计、正交设计)2022-11-148 根据实验组数多少划分根据实验组数多少划分 两组比较两组比较 可采用完全随机设计、异体配对、交叉设计、序贯设计等方法。多组比较多组比较 如果不具备配伍的条件,可采用完全随机设计 若具备配伍的条件,可考虑配伍设计、析因设计、拉丁方设计或裂区设计。实验设计的分类2022-11-149第二节 实验设计的基本要素 医学实验设计的三个基本要素 处理因素(或研究因素)
5、处理因素(或研究因素)受试对象受试对象 实验效应实验效应2022-11-14102022-11-1411 处理因素的概念处理因素的概念 处理因素(study factor,treatment)是指研究者施加于受试对象的因素(如某种药物、某种手术等),而有时受试者本身的某些特征如性别、年龄、职业、文化程度等也可成为处理因素。注意 抓住试验中的主要因素抓住试验中的主要因素 控制非处理因素控制非处理因素 处理因素标准化处理因素标准化第二节 实验设计的基本要素2022-11-1412 混杂因素混杂因素(confounder)是指影响实验效应并与处理因素同时存在的非处理因素。混杂因素通常在实验组和对照组
6、中分布不均匀,因而导致处理因素与实验效应之间的联系被歪曲。水平水平(level)是指同一处理因素在数量上或强度上的不同程度。(不同的药物种类或药物剂量)第二节 实验设计的基本要素2022-11-14132022-11-1414 受试对象(study subjects)概念概念 是处理因素作用的客体或对象。诊断标准诊断标准(diagnostic criteria)采用公认的国际疾病分类标准或全国性学术会议规定的诊断标准来选择受试对象 无公认的诊断标准,可自行拟定标准,应尽量采用客观指标。第二节 实验设计的基本要素2022-11-1415受试对象 纳入标准纳入标准(inclusion criter
7、ia)根据研究目的,在制定诊断标准的基础上制定适当的入选标准,即符合诊断标准且具备入组条件的具体规定 排除标准排除标准(exclusion criteria)当研究对象符合诊断标准时也未必能成为受试对象,实验设计时还应该制定不能入选的具体规定,即排除标准2022-11-1416 实验效应(effect)是处理因素作用于受试对象后出现的反应(response)和结局(outcome)通过指标的选择指标的选择和指标的观察指标的观察来体现。指标的选择指标的选择 客观性客观性 灵敏度灵敏度 精确性精确性 准确度(accuracy)是指观察值与真值的接近程度,说明观察有无系统误差 精密度(precisi
8、on)是指重复测量或观察时,观察值与其平均值的接近程度,说明随机误差的大小第二节 实验设计的基本要素2022-11-1417实验效应 指标的观察指标的观察 实验效应的观察应避免偏性(bias),设计时应采用盲法(blind method)。盲法是指按试验方案的规定,在试验结束前,研究者或有关人员或受试者不知道受试者分在何组,接受何种处理。单盲(single blindness)双盲(double blindness)2022-11-1418第三节 实验设计的基本原则 对照原则 随机原则 重复原则 均衡原则2022-11-1419对照原则 对照的概念对照的概念 对照(control)是指除了试验
9、组外,再设置一个或多个对照组进行同步试验,以比较试验组的效应情况。其意义在于使处理因素和非处理因素的差异有一个科学对比,鉴别处理因素与非处理因素之间的效应差异,消除或减少实验误差。2022-11-1420 对照的形式对照的形式 空白对照空白对照(blank control)对照组不接受任何处理因素 安慰剂对照安慰剂对照(placebo control)采用一种无药理作用的假药作对照 标准对照标准对照(standard control)用现有的标准疗法或药物作对照对照原则2022-11-1421对照的形式 实验对照实验对照(experimental control)对照组不施加处理因素,但施加某
10、种与处理因素有关的实验因素。自身对照自身对照(self control)实验与对照在同一受试对象进行研究 历史对照历史对照(historical control)用过去的研究结果作对照 相互对照相互对照 几种实验组互为对照,比较几种处理因素的实验效应之强弱2022-11-1422对照原则 设立对照时的常见错误设立对照时的常见错误 无对照无对照 只有试验组,无法说明处理因素的作用 对照不足对照不足 实验组和对照组之间有对照,但缺乏某些对照或因素,可比性差。对照多余对照多余 如研究所涉及的药物本身并非什么新药,而是已经动物实验和临床应用反复验证过的,显然再对这些药物设立对照进行研究就是多余的。20
11、22-11-1423 随机原则随机原则 随机化随机化(randomization)概念 就是使样本具有较好的代表性,使各组受试对象在重要的非处理因素方面具有较好的均衡性,提高实验结果的可比性。随机化包括随机抽样和随机分组 随机抽样随机抽样 指保证总体中的每一个个体都有同等的机会被抽出来作为样本。随机分组随机分组 指保证样本中的每一个个体都有同等的机会被分配到实验组或对照组。第三节 实验设计的基本原则 2022-11-1424随机原则 随机化的方法随机化的方法 简单随机化简单随机化(simple randomization)可通过抛掷硬币、抽签、摸球、查随机数字表或应用操作计算器的随机数字健来完
12、成 区组随机化区组随机化(block randomization)根据受试者进入研究的时间先后顺序,将其分成内含相等例数的若干区组,而后,区组内的受试者被随机分配至不同组别。2022-11-1425 重复原则重复原则 重复的概念重复的概念 重复(重复(replication)是指研究样本要有一定的数量,即在保证研究结果具有一定可靠性的条件下,确定最少的样本例数。重复原则的作用在于它有利于使随机变量的统计规律性充分地显露出来 重复的三种情形重复的三种情形 重复实验重复实验 重复取样重复取样 重复测量重复测量第三节 实验设计的基本原则 2022-11-1426重复原则 临床研究实施重复原则的常用措
13、施临床研究实施重复原则的常用措施 严格按照研究目的规定研究对象的性质与范围 保证临床研究足够的样本含量(sample size)2022-11-1427 均衡原则均衡原则 均衡均衡(balance)又称齐同对比原则,指试验组和对照组或各实验组之间,除了处理因素以外,其它一切条件应尽可能相同或一致。均衡原则的作用均衡原则的作用 是使受试对象受到的非处理因素的影响完全平衡,确保处理因素各水平组间不受其它因素或重要的非处理因素不平衡的干扰和影响,使所考察的处理因素在不同水平条件下对观察结果的影响真实地显现出来。第三节 实验设计的基本原则 2022-11-1428均衡原则 临床研究实施均衡原则的常用措
14、施临床研究实施均衡原则的常用措施 交叉均衡法交叉均衡法 在各试验组中又各设立试验和对照的方法,以使两组的非处理因素均衡一致 分层均衡法分层均衡法 是将非处理因素按不同水平划分为若干个单位组(层),然后在各单位组(层)内安排处理因素2022-11-1429实验设计的基本原则 对照原则 随机原则 重复原则 均衡原则2022-11-1430第四节实验设计的基本步骤 一、一、确定实验目的确定实验目的 实验设计的第一步 明确要解决的问题,建立具有实际意义的假设 二、二、确定研究对象确定研究对象 根据实验目的确定研究对象 要求研究对象对研究的因素比较敏感,处理效应才能有效地体现出来。研究对象应有明确的准入
15、标准,不能在概念上含混不清。2022-11-1431第四节实验设计的基本步骤 三、确定可比的实验组和对照组三、确定可比的实验组和对照组 根据研究目的选择设计方案,选定了研究设计方案后,要确定相应的试验组和对照组 对照组要注意遵循齐同对比的原则 四、确定把受试对象分配到各处理组中的四、确定把受试对象分配到各处理组中的 原则原则 遵循随机化分组的原则 完全随机设计 随机区组设计2022-11-1432 五、五、确定样本含量确定样本含量 样本含量是用多少动物或人做试验的问题。样本含量太小无法得出统计结论,样本太大实际操作比较困难,同时造成不必要的浪费 六、六、确定方法和指标确定方法和指标 确定方法是
16、指确定的观察记录方法和统计分析方法第四节实验设计的基本步骤2022-11-1433 七、七、偏倚及其控制偏倚及其控制 研究误差中的系统误差部分称为偏倚(bias)分为选择偏倚、信息偏倚和混杂偏倚 选择偏倚选择偏倚(selection bias)指在研究对象的选取过程中,由于选取方式不当,导致入选对象与未入选对象之间存在系统差异,由此造成的偏倚称为选择偏倚 控制选择偏倚的方法主要是严格制定入选标准、排除标准,遵循随机化原则第四节实验设计的基本步骤2022-11-1434偏倚及其控制 信息偏倚信息偏倚(information bias)是来自于测量或信息资料收集方法的问题,使得获取的资料产生了系统
17、误差。控制方法是严格制定测量或信息资料收集方法以及疾病分类的标准,对于测量人员或调查人员应该统一培训,掌握测量和调查技巧与方法,尽可能采用盲法收集资料,尽量采用客观指标或记录,以及利用其他来源的信息加以核查,减少或避免信息偏倚2022-11-1435 混杂偏倚混杂偏倚(confounding bias)指暴露因素与疾病发生的相关(关联)程度受到混杂因素的歪曲或干扰,导致产生的偏倚 混杂偏倚控制是在设计阶段通过配比、随机化分配或限制进入(选择混杂因素的某个层的对象)等方法来控制。在统计分析阶段可采用标准化率分析、分层分析和多变量分析等来控制。偏倚及其控制2022-11-1436第五节 常用的实验
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