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2007-3 第十三章 实验设计 环境与公共卫生学院 叶晓蕾 对照形式 某年某单位报告了果胶驱铅的疗效观察。30名铅中毒的工人脱离现场后住院治疗，治疗前测得尿铅的均数为0.116mg/L，血铅均数为1.81mg/L。服用20天后再测，尿铅均数降为0.087mg/L，血铅均数降为0.73mg/L。说明果胶有较好的驱铅作用。 对照形式 自身对照简单易行，但须注意实验前后某些环境因素或自身条件是否已经发生变化。 案例分析 ——实验组与对照组的非处理因素要一致。 均衡原则(齐同原则） 实验设计的基本原则 均衡原则 交叉均衡——在实验单元中各设立实验组和对照组，以使两组的非处理因素一致。 交叉均衡示意图 甲幼儿园 （100人） 乙幼儿园 （100人） 50人 50人 50人 50人 实验组 对照组 ——采用分层方法使各处理组中的混杂因素得到控制，即将混杂因素按不同水平划分为若干单位组，然后在每个单位组内安排处理因素。 分层均衡 例：欲用8名观察对象进行四种处理后观察皮肤温度变化的实验。采用两种设计方法，试作评价。 均衡原则 每日1种处理的设计 D 8 第4天 C 8 第3天 B 8 第2天 A 8 第1天 处理 受试 者数 实验 日期 每日4种处理的设计 2 2 2 2 第4天 2 2 2 2 第3天 2 2 2 2 第2天 2 2 2 2 第1天 D C B A 处 理 实验日期 实验室恒温吗？ 室温作为混杂因素会影响皮温的变化。 每种处理都在相同室温下进行实验，使室温这一混杂因素得到均衡。 均衡原则 即样本抽样、观察对象的分组及试验的顺序的安排等要随机遇而定。 ?意义: (1)是统计推断的前提 (2)是提高组间均衡性的一个重要手段 随机分配（randomized allocation) ：将按研究假设的要求规定纳入标准所选定的实验对象，随机分入试验组和对照组。 随机原则 实验设计的基本原则 在临床试验中，应特别注意不能使研究工作对病人健康有任何危害。片面强调“科学性”、“随机分配”而损害病人健康的做法是错误的。应该在确保病人不受损害的前提下尽可能满足“科学性”。 实验设计的基本原则 重复原则 重复的作用： 1、估计实验误差； 2、降低实验误差：多次重复测量的均数误差较小。 实验设计的基本原则 重复指在相同实验条件下进行多次研究或多次观察，以提高实验的可靠性和科学性。 保证观察结果的精度。 同一受试对象的重复观察 避免错把个别情况当成普遍情况，把偶然性当成必然性。 用多个受试对象进行重复 确保实验的重现性，提高实验的可靠性。 整个实验的重复 目的意义 重复的类别 重复原则 重复的类别与意义 确定样本含量 意义: 正确确定样本含量的目的就是在保证一定精确度的前提下，确定最少的观察单位数。 n过少，会出现非真实的阴性结果。 在阅读专业文献时，对于那些假设检验的阴性结果（P＞0.05)，有必要复核n和1-β是否偏低，以便正确分析假设检验的结论。 确定样本含量时应具备的条件 （1）检验水准(?) （2）检验效能(1-?)(power) （3）容许误差（δ） (?=?1－?2, 或?=?1－?2) （4）观察指标的变异程度（σ） 确定样本含量 检验效能(1-?)(power): 即在特定的? 水准下，若总体间确实存在着差别，此时，该次试验所能发现此差异的概率。 β为第二类错误的概率， 1- ? ↑→n↑。通常取?=0.2或0.1, 单侧, (1- ?)不宜低于0.75，否则检验的结果很可能反映不出总体的真实差异, 出现非真实的阴性结果 (假阴性)。 确定样本含量 (3)容许误差?： (?=?1－?2, 或?=?1－?2) 确定样本含量 1)用相应的样本统计量来估计——预试验或查阅相关文献 2) 专业上认为有意义的差值：如平均舒张压的差值≥0.67kpa(5mmHg)；WBC的平均差值为0.5×109/L（500个/mm3) 3) 0.25倍或0.5倍的标准差代替； 4) 根据试验目的人为规定：如规定试验的新药有效率超过标准药物有效率的30%才能有推广意义。 容许误差（δ）的估计方法： 样本含量的估计方法: 确定样本含量 查表法 计算法 成组设计两样本均数比较：(两样本例数相等） 例 用新药降低高血脂患者的胆固醇，研究者规定试验组与对照组（安慰剂）相比，血胆固醇平均降低 0.5 mmol/L以上，才有推广价值。引用文献中胆固醇的标准差为 0.8 mmol/L，规定单侧? = 0.05，? = 0.10，要求估计样本含量（ n1=n2 ）。 即每组需要44例。 确定