科研方法导论实验设计 4.ppt

实验设计 experiment design 分类： 实验研究设计：以动物或人体生物组织、标本研究对象 对象 临床试验设计：以人(患者或健康者)为研究对象 研究因素 实验组数 完全随机设计 (randomized controltrial test RCT ） 基本方法： 单因素研究 实验对象随机分组,实验顺序随机分组 每组例数可相等或不相等 应用范围 : 最常用的一种设计方法 非实验性因素对效应指标影响不是很大 实验性因素对效应指标的影响在实验组和对照组能均衡 无法采用配对或配伍设计的实验 优缺点 优点：实验设计和统计分析简单， 缺点：一次只能研究一个因素，且所需要的样本量比较大。因此，设计的效率不高 统计分析方法 计量指标 如果是两组计量指标的比较，通常采用t (u ) 检验或秩和检验；若是多组比较，采用单因素的方差分析和两两比较的q 检验，也可用秩和检验法。 计数或分类指标 如果对病因或危险因素的分析，计算其发病率、死亡率、并作χ2检验;计算相对危险度及归因危险度。如果是研究某治疗措施的生存时间，可进行n年生存率的计算和平均生存期的比较。 随机对照设计的评价 对非研究因素的影响，是否采用分层随机分配的办法进行了平衡。（见例） 样本量的估计是否合理，可以通过计算Ⅱ型错误的大小和检验效能Power值进行评价。 是否确定了合理的实验组数。 例 有一CRT试验，是用奥美拉唑、克拉霉素和阿莫西林治疗幽门杆菌感染的十二指肠溃疡及慢性胃炎患者151例，分为三组，见下表： 十二指肠溃疡及慢性胃炎随机对照实验 例如，在比较某肿瘤切除后化疗和放疗的效果 ——若事先对化疗和放疗的疗效未确定，则应设化疗组、放疗组、空白组； ——如果已知化疗和放疗都有效果，只是想比较两者何者为优，则只需设计化疗组和放疗组； ——如果还想了解化疗组+放疗治疗是否疗效更好，则应设计空白组、化疗组、放疗组、化疗组+放疗组四个组，此时的统计学分析应采用2× 2析因设计的分析方法。 配对设计 matched –pairs design 含义与特点： 配对试验的基本思想是使实验组和对照组间非试验因素的条件均衡，使得试验因素的效应更容易显示出来，以提高试验设计的效率，减少样本例数的需要量。 种类： 实验前后配对 比较受试者实验前后的变量值改变情况 比较同一标本接受两种不同测定方法的检查结果 优点: 能有效的控制个体间的差异，使得误差控制在最小的程度 缺点: 受试对象在实验过程中可能会发生某些条件的改变 ，会导致实验前后的条件不一致，产生对实验结果的偏性 适用的范围 ： 急性和短期的实验 病情稳定的慢性病中观察短期对症治疗的效果 统计分析方法 ： 定量测定指标采用配对t检验或符号秩和检验 分类指标采用配对χ2检验比较何者方法优劣或实验前后有无差别 对两者的吻合程度，可采用Kappa值的一致性检验方法。（见例） 例 两名放射科医师对200名棉屑沉着病可疑患者的诊断结果见表6-3，试判断两医生的诊断结果是否具有一致性。 表5.3 200名棉屑沉着病可疑患者的诊断结果 PA————— 两者实际观察一致率 PA=ΣA/N PE ————— 期望一致率 PE=ΣE/N 本例，PA=（78+56+32）/200=0.83，PE=[(84×83/200)+(71×75/200)+(45×42/200)]/200=0.355 Kappa0.4即可说明两者的一直性较好，本例Kappa为0.736，两医师判断的一致性较好。Kappa值同样存在抽样误差 ，应进行假设检验。 异体配对设计 heterogeneous paired design 含义及特点： ——是将受试者按照一定的条件，将条件相同的个体配成对子，在对子内按照随机方法，将一个分配到实验组，另一个分配到对照组，进行实验观察。 模式： 优点： 异体配对设计可以改善实验组与对照组的齐同性,能进行同期平行观察结果 ； 缺点： 确定匹配的条件，常见：动物的种属、品系、性别、体重、窝别、生长天数作为配对的基本条件 匹配“过头”等问题 应用范围： 急性实验 慢性实验的研究 统计分析： 同自身配对 配对设计与完全随机设计的比较 一般来说，配对设计的效率高于完全随机设计，前提是正确选择与控制配对的条件，保证对子数呈正方向变化，否则，完全随机设计的效率则不一定高 例：