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实验设计概述 山东大学公卫学院 刘云霞 2 主要内容 一、实验研究的特点及分类 二、实验设计的基本原则 三、实验设计的基本要素 四、控制误差与偏倚 五、样本含量的估计 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 3 科学研究的基本步骤 统计工作的基本步骤 统计学家Fisher：“做完实验后才找统计学家无异于请他 作尸体解剖，他能做的全部事情就是 告诉你这实验死于什么原因”. 4 科研设计 专业设计：指研究者对专业知识的把握能力，直接影响着实验的深度和水平。 统计设计：指研究者对统计知识的正确应用，直接影响着科学实验的质量。 统计设计的任务是从研究的部署、实施、直到研究结果的解释，进行系统的安排，要做到以最少的人力和物力来获得可靠的结论与信息。 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 具体包括：确定研究设计类型、确定总体及样本、估计样本含量、拟定观察指标及测量方法、资料的可靠性及质量控制，数据管理及统计分析计划等。 5 根据收集资料的方法，分为两大类： 调查研究：研究者只是“被动”地观察客观实际情况，不对研究对象施加任何干预措施。---- 调查设计 如，比较不同环境条件下同一种疾病的发生、发展。 实验研究：研究者给研究对象人为地施加干预因素，然后观察这种干预因素产生的效应。----实验设计 如，比较不同药物治疗同种疾病的效果。 科研研究 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 6 实验设计 实验设计是科研计划的具体实施方案，是进行实验和统计分析的依据，是科学研究顺利进行以达到预期目标的重要保障。 一个科学合理的实验设计应该包括：根据研究目的确定研究内容、技术路线和研究方法，特别是如何用较少的人力、物力、财力和时间，最大限度地减少误差来进行实验、获得可靠的结果。 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 7 一、实验研究的特点及分类 实验研究的特点： (1) 处理因素是研究者人为设置的； (2) 受试对象接受何种处理因素或水平由随机分配而定， 因此各组的非处理因素均衡性好，组间具有可比性。 (3) 能使多个实验因素包含在较少次数的实验中，能有 效地控制误差。 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 8 实验研究的分类(根据研究目的和受试对象)： (1) 实验室研究（experiment in laboratory） (2) 临床试验（clinical trial） (3) 社区干预试验(community intervening trial) 实验研究的特点及分类 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 9 实验室研究 (experiment in laboratory) 以实验动物或某些标本为实验对象，容易随机化，研究者可以主动地施加任何干预措施。 通常为一些探索性研究，例如毒物的致畸、致癌、致突变实验，一些药理实验等。 实验研究的分类 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 10 实验研究的分类 临床试验（clinical trial） 以临床上的病人为实验对象。研究者在选择研究对象和施加干预措施时应特别注意要符合医学伦理学要求，一般局限于对病人身心无损的实验，目的多为研究某种药物或某项疗法的疗效，且多为证实性研究。 另外，由于人具有自然属性和社会属性，其心理状态和依从性会影响实验结果，故在设计时，应严格控制误差和偏倚。 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 11 实验研究的分类 社区干预试验（community intervening trial） 以社区中的健康人群为研究对象，目的往往是观察某项保护性措施对疾病的防治效果。由于社区干预试验难以对研究对象进行良好的随机分配，因此又称半实验研究（quasi-experiment）。 如，观察肾综合征出血热疫苗对肾综合征出血热的预防作用；慢性病（高血压、糖尿病等）社区干预措施（运动、心理、膳食等）的效果评价。 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 12 二、实验设计的基本要素 处理因素 受试对象 实验效应 山东大学公共卫生学院 Liu Yunxia 实验研究的目的就是阐明处理因素作用于受试对象后的效应。 例如： 用某种降压药物治疗高血压患者，观察其血压下降情况 13 （一）处理因素 (study factor, treatment) 处理因素，指在试验中研究者希望着重考察的某些试验条件或给受试对