1、医 学 科 研 中 的 统 计 设 计,2,科研设计（专业设计+统计设计）是科研工作的基石和保证，是多快好省地完成实验的基础。,3,要做好实验设计，核心内容,4,实验设计三要素,5,实验设计四原则,6,随机化：核心是机会均等。使每个受试者进入各组的机会或概率相等。目的：防止选择研究对象或分组时加入人为主观因素的干扰。因此，随机不是随意，更不是随便。,7,违背随机原则案例随意选择研究对象或分组,某医院自2006年2月至2007年2月，采用射频热凝技术共治疗腰椎间盘突出症患者86例，现选择资料齐全的腰椎间盘突出症28例总结。探讨电针对骨关节炎的治疗作用、将40例膝骨关节炎患者按就诊顺序随机分为2组
2、，每组20例。,8,方法：简单随机化法 ；区组随机法 ；分层随机法；动态随机法,9,在对骨关节炎患者分两组时考虑：病情(轻、中、重)、 患病时间(短、长) 非处理因素 日常运动量(少、多) 现治疗组和对照组各有了1例患者，他们的基本情况如表1所示。,10,如果又来了一例新患者，其病情重、患病时间短、日常运动量多，应将此患者分入哪个组为好?试着将新患者分别分入治疗组和对照组，取“不平衡指数”较小者所对应的分配方案,11,对照：设立条件相同及诊断一致的一组对象，接受某种与实验组不一样的实验措施。目的：抵消非实验因素的干扰和影响，避免偏倚或系统误差，使结论具有可比性，更可靠和更有说服力。,12,对照
3、的形式,标准对照,互相对照,自身对照,安慰剂对照,交叉对照,对照的形式,13,对照原则的常见错误辨析1缺乏对照,目的:观察大黄牡丹汤联合结肠透析治疗慢性肾功能衰竭(CRF)的临床疗效.方法:对98例CRF患者进行常规治疗(给予优质低蛋白低磷饮食，CRF基础治疗，如对血压、贫血及血糖等对症治疗)的同时，进行结肠透析及大黄牡丹汤水煎剂保留灌肠，观察患者治疗前后症状、体征改善情况，并用配对设计定量资料的t检验分析某些相关指标。结论:大黄牡丹汤联合结肠透析对CRF有明显的疗效。,14,目的：川芎嗪对脑缺血再灌注后脑组织肿瘤坏死因子( TNF-a)含量及髓过氧化物酶(MPO)活性的影响。方法：将36只雄
4、性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和川芎嗪组。假手术组不阻塞大脑中动脉，腹腔注射1 ml生理盐水;模型组制备局灶性脑缺血再灌注模型，缺血前30 min腹腔注射1 ml生理盐水;川芎嗪组制备局灶性脑缺血再灌注模型，缺血前30 min腹腔注射川芎嗪注射液。观察川芎嗪对脑缺血再灌注后脑组织TNF-含量及MPO活性的影响。,对照原则的常见错误辨析2对照不全,15,本资料涉及两个因素：1.“是否制备局灶性脑缺血再灌注模型”，2.“是否注射川芎嗪注射液”，这两个因素各有“是与否”两个水平，两个2水平因素全面组合应该有4组，但本文少了一组“不制备模型，腹腔注射川芎嗪注射液”组。,本资料是一个两因素非平衡的组
5、合实验的定量资料，若实验设计时增加了遗漏掉的那一组，则此实验设计就是一个2X2析因设计。,16,17,表现为二个含义： 1. 是样本含量的大小 2. 是同一试验重复次数的多少,18,样本含量的估计,若观察指标是计量资料，两组均数差值的大小d若观察指标是定性资料，它在人群中发生的频率P第一类错误的概率=0.05 把握度：1=0.80单侧或双侧检验,19,计量资料样本量大小的计算,：估计的标准差 d：两样本均数之差,计数资料样本量大小的计算,N：样本含量的大小 PC：对照组的发生率 P1：实验组的发生率 P=(PC+ P1)/2,20,1. 盲法：在临床疗效实验中，为了去除人（包括研究对象、观察者
6、、资料整理者和分析者）的主观心理因素对研究结果的影响，使相应人员不知道研究中分组和研究对象接受处理情况，这种方法称为盲法。2. 目的：为了有效地避免研究者或受试者的测量性偏倚和主观性偏见。,21,单盲：仅有受试者不知道自己接受何种处理。双盲：受试者和研究者均不知道接受何种处理。三盲：受试者、研究者和资料统计分析者均不知道接受何种处理。开放性试验：受试者、研究者和相关人员均知道受试者接受何种处理。,22,常用实验设计方法及错误辨析,单因素多水平设计,成组设计,随机区组设计,实验设计方法,拉丁方设计,析因设计,重复测量设计,单组设计,配对设计,正交设计,23,一、配对设计,配对设计：成对地选择研究
7、对象，分别给予每对中的两个受试对象以不同的处理。配对的条件：影响实验效应的主要非处理因素。目的是消除两个比较组非处理因素的作用。,24,方法：先将受试者编号，如第一对第1受试者编为1.1，第2受试者编为1.2，余类推。随机指定随机排列表第2行，取随机数字。舍去1019之间的数字，并规定单数取甲乙顺序，双数取乙甲顺序。,配对设计案例-试将10对受试者随机分入甲、乙两处理组。,25,二、交叉设计,是一种特殊的自身对照设计。在配伍用药时，可以均衡因用药时间顺序不同对结果造成的影响。 研究对象的分组方法同配对设计，分组后的研究分两个阶段，按以下流程安排实验。,26,也称为配伍组设计或双因素设计。 可同
8、时分析两个因素的作用，增强试验效率；要求两因素应相互独立，无交互作用；,三、随机区组设计,27,随机区组设计案例-要观察2个因素的作用。将20只动物分到五个区组（窝别）和四个处理组（药物）。,（1）取同一品系的动物20只。其中每一区组取同一窝出生的动物4只。五个区组即为五个不同窝别的动物。 （2）将每一区组的4只动物分别顺序编号为14号，58号，912号，1316号，1720号，接受A、B、C、D四种处理方式。（3）借助随机排列表，任意指定5行，每行只随机取数14，其余数舍去。依次将随机数字记录于各配伍组的编号下，其随机数字即为该动物应分入的处理组，见表10-7。,28,表10-8 20只动物
9、 的分组结果,表10-7 按随机区组设计要求对20只动物进行分组,29,拉丁方：用r个拉丁字母排成r行r列的方阵，每行每列中的每个字母都只出现一次，此方阵叫rr拉丁方。拉丁方设计分别用行间、列间和字母间表示三个因素及其不同水平； 拉丁方设计的基本要求是：必须是三个因素的试验，而且三个因素的水平数相等；三个因素相互独立，无交互作用；三个因素试验效应的测量指标服从正态分布且方差齐性。,四、拉丁方设计,30,析因设计：是一种多因素的交叉分组设计。它不仅可检验每个因素各水平间的差异，而且可检验各因素间的交互作用。 最简单的析因设计为22（或22）析因设计。其意义为：试验中共有2个因素，每个因素各有两个
10、水平。再如，222（或23）析因设计，表示试验中有三个因素，每个因素各有两个水平。,五、析因设计,31,22析因实验作用模式,六、重复测量设计,前述的设计方法中若其中的某个因素为前后重复测量，则为重复测量设计。其特点是前后测量的数据不能随机安排，数据之间不独立，有一定相关性。,32,正交试验设计：可分析三个及三个以上因素的作用及其交互作用。以一套规格化的正交表，用最少的试验次数获得更多的信息。,七、正交试验设计,33,某研究要安排3个试验因素，每因素有2个水平，因素之间有交互作用，请选择合适的正交实验设计方案,正交表应用案例,L4（23）正交表,34,设计类型辨析1,不同色谱峰进样方式测定峰面
11、积和PFIB染毒浓度,自身配对设计 ？ 成组设计？,35,设计类型辨析2,研究五种消毒液对四种细菌的抑制效果。,随机区组设计,36,设计类型辨析3,BMS与对照组的年龄、性别构成比较,两因素析因设计,37,设计类型辨析4,甲乙两种方法处理的样品在不同稀释度条件下测得结果,两因素析因设计,38,设计类型辨析5,肝纤维化SSS计分值治疗前后的情况比较,具有重复测量的两因素设计,39,错误辨析 型糖尿病总组及亚组体脂参数变化,多因素非平衡实验，需重新组合分辨设计类型,40,统计分析方法的选择,实验设计类型,结果变量的性质,前提条件判断,41,定量资料,成组设计,单因素多水平设计,多因素设计,单组设计
12、,配对设计,独立性？正态性？方差齐性？,独立性？正态性？,NO 非参数检验,YES 参数检验,t检验/u检验,方差分析,秩和检验或其它,YES 参数检验,NO 非参数检验,配对t检验,t检验,42,定性资料,四格表 某病患者接受手术时间与伤口感染情况观察,成组设计2检验或Fisher精确检验,43,四格表两种培养基对同一批痰液标本同时培养的结果,配对设计配对设计 2检验,Kappa检验,44,双向无序RC表某医院3年间4种甲状腺疾病在四季中的发病人数分布,现况调查2检验或Fisher精确检验,45,等级资料,单向有序(结果变量为等级资料)RC表 3种药物治疗某病患者疗效的观察结果,单因素多水平
13、设计秩和检验、Ridit分析、有序变量的logistic回归,46,双向有序(原因和结果变量均为等级资料)且属性不同 RC表 地方性甲状腺肿患者各年龄组疗效的观察结果,47,一般来说，有以下 4 个可能的分析目的,只关心各年龄组患者治疗结果之间的差异是否具有统计学意义：可将此时的“双向有序 R C 列联表资料”视为“结果变量为有序变量的单向有序 R C 列联表资料”，选用：秩和检验、Ridit 分析和有序变量的 logistic 回归分析。若希望考察年龄与疗效之间是否存在线性相关关系，通常采用Spearman 秩相关分析方法。若 2 个有序变量之间的相关关系具有统计学意义，要进一步了解这 2
14、个有序变量之间的变化关系是呈直线关系还是呈某种曲线关系，此时宜选用线性趋势检验。若希望考察列联表中各行上的频数分布是否相同，宜选用一般2检验或 Fisher 精确检验。,48,双向有序且属性相同的 R C 表 100例脑肿瘤患者临床诊断与CT诊断的结果,目的是：2 种检测方法检测的结果之间是否具有一致性，故选用Kappa 检验。,49,高维列联表（列联表中包含的定性变量的格子数大于等于 3 ） 孕妇在 2 个诊所接受产前护理量与婴儿存活情况的观察结果,多重 logistic 回归分析方法,50,甲、乙医院用 A、B、C 3 种药医治某病的疗效观察,有序变量的多重logistic 回归分析方法,
15、51,错误辨析：多重回归分析时常犯的错误,原文题目：妇科恶性肿瘤患者的生存期预测。 作者先用单因素分析方法筛选自变量，即采用单因素方差分析，从初步调查的 19 项临床生化指标中筛选出 9 项对生存时间有显著影响的指标，再对这 9 项指标进行多重 logistic回归分析，拟合回归方程的过程中采用了“后退法”筛选，变量，最后得到包含“呼吸困难、发热、年龄、KPS 和血尿素氮”5 个自变量的 5 重 logistic 回归方程，其主要结果列在下面的表中。请问：原作者筛选变量的策略正确吗？基于此 5 重 logistic 回归方程得到的结论可信吗？为什么？正确的做法是什么？,52,肿瘤患者多因素分析
16、及回归模型,53,辨析：在分析过程中，原文作者犯了 3 个错误,筛选变量的策略错误，仅根据单因素分析中有统计学意义（即 P 0.05）的因素建立多重logistic 回归方程。仅采取“后退法”这一种方法筛选自变量建立多重回归方程，很难保证结果就是非常理想的。表中给出的结果存在过失错误或有造假嫌疑。呼吸困难这个自变量之下的“重度”所在行中 3 个“？”处应该有数据，而原表中空缺，这很可能是过失误差所致；发热这个自变量的后两档分别相对于第一档“无”对应的 P 值都大于 0.05，说明“发热”对“是否患肿瘤”这个结果变量的影响无统计学意义，不应该将其保留在最终的多重 logistic 回归方程之中。 基于此，可以认为原文 5 重 logistic 回归方程得到的结论的可信度较低。,54,正确的做法是： 多选择几种筛选自变量的方法进行变量筛选，通常应选用不少于 3 种方法筛选自变量来建立多重回归方程，并借助一些评价方法，确定其中 1 个最合适的。另外，在给出多重回归分析结果时不要漏项，尽可能提供准确、完整的信息。,55,目前，统计分析方法还有很多，现在基本上借助统计分析软件SASSPSS等完成。,56,祝大家的科研事业快马加鞭， 更进一步！,Thank You !,
