1、1,科研设计,2,忽视研究设计与严密科学的研究设计的例子对比,有一种农药，据说经历了666次试验，才确定了其配方，故取名为“六六六粉”。与此相反，某研究者在进行某种抗生素发酵培养基最优配方方案的研究时，考察了五个三水平因素，同时，还考察了三对一级（即两因素之间的）交互作用，运用正交设计技术，仅做了27次试验，就得到了相当满意的结果。如果盲目摸索，所有因素的水平都要互相搭配到，共有33333=35=243种不同的试验条件。为了考察交互作用，各条件下至少要做两次重复试验，故总共需做2243=486次试验。“27”与“486”这两个数字之差，是相当惊人的。,3,一、科研设计的主要内容（一）受试对象1
2、、种类(1) 病人(2) 健康人(3) 动物 (4) 生物材料2、条件 (1) 基本条件(2) 特殊条件（二）处理因素1、类型2、要求在护理研究中，是指研究者有目的地对研究对象施加某些护理措施。而这些施加因素多是作为研究的自变量来观察，其行为的结果则是研究的因变量。,4,（三）观察指标1、指标的种类:1）计量指标2）计数指标3）等级指标2、要求 :1）关联性2）客观性3）灵敏性4）特异性5）精确性6）稳定性,5,（四）设立对照1、目的：是为排除与研究无关的干扰因素的影响。2、类型1）同期随机对照： 将研究对象在同时间、同地点用随机分配的方式分为试验组和对照组，这种对照除了与试验组的干预措施不同
3、外，其余条件要求基本一致。2）非随机同期对照： 将研究对象在同时间、同地点用非随机分配的方法分为试验组和对照组。如在协作研究中按不同医院或病房进行分组，即一所医院或病房作为对照组，而另一所医院或病房作为试验组。,6,3）自身对照研究对象自身在前后两组阶段分别使用两种不同的干预措施，比较干预措施的效果。4）交叉设计对照（cross-over design control）先将研究对象随机分为试验组和对照组，实验的第一阶段试验组接受干预措施，对照组无干预措施，观察两组的结果。此阶段结束后，经过一段时间之后再进入试验的第二阶段，将两组接受的治疗措施对调，试验组改为对照组，对照组改为试验组，接受干预措
4、施。5）历史性对照将新的干预措施的结果与过去的研究作比较。此类型的对照资料可来自文献和医院病例资料。,7,6）空白对照对照组不施加任何处理因素，试验组施加处理因素，以比较两组观察结果。7）实验对照对照组不施加处理因素，但施加某种试验因素。8）标准对照选用一种目前公认比较先进的有效方法处理试验对象，用以评价试验过程中的准确性与效果的优劣。,8,9）配对对照指用与试验对象情况非常相似的个体进行对照，用以消除试验误差。10）相互对照不设立空白对照，而是几个试验组相互比较。一般可以得出各处理因素的效应有无差别的结论。11）安慰剂对照对照组采用一种无药理作用的假药。,9,（五）随机化（randomiza
5、tion）1、随机分组：在随机抽样的基础上，使研究对象有相等的几率被分到试验组与对照组的分组方法。常用的方法：抛币法抽签法随机数字表法,10,2、随机抽样：从编号为0999的1000个受试单位中随机抽取20例Data AA；Do I=1 To 20；X=Ranuni（02723）；Y=INT（X*1000）； 将随机数乘1000再取整Out put； 将结果输出到AA数据集中End；RUN；Proc Print；打印数据集AA中的内容，即抽中的编号RUN；,重复执行0305行20次，即产生20个0999之间的随机数,11,随机分组：将20只受试动物随机分入A、B两组01 Data BB1； 0
6、2 Do uni=1 to20；03 IF（uni=10）THEN TRT=A；04 ELSE TRT=B；05 Out Put；06 END；07 Proc Plan seed=27259；08 FACTORS uni=20；09 Out Put out=BB2 data=BB1；10 Droc Print data=BB2；11 Proc sort；12 by uni；13 Proc Print；14 RUN；,调用Plan过程给定性子值seed27259以产生均匀分布随机数，FACTORS语句将20例随机排列，并将前10例分入A组，后10例分入B组，分配结果输出到BB2文件并打印。,将分
7、组结果按试验单位编号顺序排列打印。,生成随机化的数据集BB1，内含20例试验单位，分A、B两组，每组10例。,12,区组随机分配：将30只小白鼠按体重相近5只组成一个区组，共6个区组，每个区组5只，随机分配到5个处理组。Proc Plan seed=72511； FACTORS Bld=6；ordered tre=5； RUN；,调用Plan过程，产生均匀分布随机数,区组数bld=6；ordered指定区组按1、2、3、4、5顺序由TRE=5将每一区组内的5例随机排列。,13,（六）重复1、决定样本大小的因素1）检验水准：2）检验效能1-：3）总体标准差：4）容许误差：即预计样本统计量和相应总
8、体参数的最大相应误差控制在什么范围，常取可信区间长度之半。5）单侧或双侧检验,14,2.样本大小的计算：(1) 计数资料样本率与总体率比较的样本含量估计公式： 注:式中p、分别为样本率和总体率U是型错误对应的值U是型错误所对应的值一般=0.05 =0.1附表t界值表,15,例:,慢性肾炎采取常规、公认的方法控制率为30%,现试验新药,其控制率要求达到50%,=0.05,=0.1,若要得出新药比常规药疗效好的结论至少要观察多少病例?n=44.9845,16,两个独立样本率比较的样本量估计,P1、P2分别为两样本率的估计值为样本的合并率，按两组例数相等时，(P1P2)/2 例:根据某医院观察,用A
9、、B两种药治疗慢性支气管炎,预实验中得到A药显效率为45%, B药显效率为25%,=0.05,=0.1,若要得出药效有差别的结论每组需要观察多少例?N=59.7860,17,多个独立样本率比较的样本量估计,Pmax、Pmin分别为最大率和最小率,角度单位为弧度,界值查表获得例:用颈椎麻醉、药物注射、放置栓剂对接受妇产科门诊手术的未产妇进行镇痛效果的比较,对少数患者的观察得到镇痛有效率分别为40%、65%、50%,=0.05,=0.1,问如果得出镇痛效果有差别的结论每组需要观察多少患者?N=98.899,18,计量资料,样本均数和已知均数的比较为总体标准差 允许误差 某院产科护士想了解该医院目前
10、男孩出生体重较过去是否有提高,根据以往研究文献,过去男孩平均出生重3千克,如果目前平均出生体重比过去至少提高0.1千克,就可以认为体重提高了=0.05,=0.1。据以往资料男孩出生体重的标准差为0.4千克，做该项研究应观察多少男孩？N=137.1138,19,两个样本均数比较的样本估计两样本的标准差(假设相等) 允许误差(两样本均数之差) 例: 某医院内科新降压药A和旧降压药B疗效进行比较，B药能使血压平均下降2.7千帕，期望A药能平均下降3.3千帕。若降压值的标准差为0.8千帕，=0.05，=0.1，如果想比较A药比B药的疗效更好，需观察多少病人？ N=30.531,20,多个样本均数比较的
11、样本估计,为组数，xi,si分别为各组的均数与标准差的估计值， 总x=xi/k 查表获得 例： 用三种不同的抗凝剂处理血液标本后，测得RBC的沉降率预试验结果如下，=0.05，=0.1,如果想发现三种抗凝剂效果不同,正式试验需多少样本？ 2.52,21,X SA 16.0 4.1B 11.3 4.9 C 9.3 4.6n=11.112,22,（七）均衡的原则1、定义：指试验组与对照组在非处理因素方面尽可能一致。2、均衡性检验,23,二、科研设计的类型（一）完全随机设计（二）自身前后设计（三）配对设计（四）交叉设计（五）配伍组设计（六）拉丁方设计,24,（一）完全随机设计1、什么是完全随机设计？
12、是将全部试验对象按随机化的方法分配到 g 个处理组（水平组），各组分别接受不同水平的处理，观察试验效应。各组样本含量可以相等也可以不等，相等时检验效率较高。,25,2、举例将120名高血脂患者随机等分为四组：将120名患者从1到120编号。 从随机数字表（附表15）中任意一行任意一列开始，依次读取位数作为一个随机数，共120个随机数，一一对应地写于120个编号下面。 将120个随机数按从小到大排序，规定序号130为甲组，3160为乙组，6190为丙组，91120为丁组。,返回,26,（二）自身前后设计1、同一组受试对象处理前后的比较，目的是推断该处理有无作用。2、举例：用克矽平雾化吸入治疗矽肺
13、患者7人，治疗前后血清粘蛋白（mg/L）的变化如下：,返回,27,（三）配对设计（paired design）1、是将受试对象按一定条件配成对子，再随机分配每对中的两个受试对象到不同处理组。配对的因素是影响实验效应的主要非处理因素。例如，在动物实验中，常将窝别、性别相同，体重相近的两个动物配成对子；人群试验中，常将性别相同、年龄相近的两个人配成对子，这样可提高各处理组间的均衡性。,28,2、试将10对受试者随机分入甲、乙两处理组。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，余仿此。应用随机数字表，规定单数取甲乙顺序，双数取乙甲顺序。结果：1.2，2.1，3.2，4.2，
14、5.1，6.1，7.2，8.1，9.2，10.1号受试者入甲组，其余号受试者入乙组。,29,（四）交叉设计（cross-over experiment design ）先将条件相似的受试对象配对，然后用随机分配的方法确定其中之一先进行A处理，后进行B处理，另一受试对象则先进行B处理后进行A处理，即对于A和B两种处理，在所研究的受试对象中，有一半第一阶段用A，第二阶段用B，有一半第一阶段用B，第二阶段用A，两种处理在两个阶段交叉进行，这里要注意第一阶段与第二阶段之间应有一个洗脱期。,30,2、举例某研究者拟采用交叉设计观察A、B两种药物治疗18例高血压患者的疗效，设计分组如下：编号 将受试对象编
15、号分别为1、2，3、4号，。17、18号。产生随机数字,31,归组 令随机数字为单数者，先用A药后用B药；双数者先用B药，后用A药。,32,（五）配伍组设计1、 配伍组设计又叫随机区组设计（randomized block design） 先将全部受试对象按影响试验结果的某种或某些特性分为若干个区组，然后将每一区组中的几个受试对象随机分配到各个处理组中去。2、 特点：1）每个区组的受试对象数等于处理组数2）每个处理组中的受试对象数等于区组数3）因每个区组内的受试对象的水平相近，即区组内均衡，减小了个体间差异对研究结果的影响，比成组设计更容易检验出处理因素间的差别，提高了检验效率。,33,3、举
16、例 按随机区组设计，分配5个区组的15只小白鼠接受甲、乙、丙三种抗癌药物。,统计分析时，如资料满足正态性和方差齐性，采用两因素方差分析，否则进行变量变换或随机区组的秩和检验。,34,（六）、拉丁方设计（Latin square design）1、将g个拉丁方子母写成g行g列的方阵，而且每个拉丁方子母在每行每列只出现一次，叫拉丁方，用拉丁方去安排试验叫拉丁方设计。2、 应用条件：1）可安排一个处理因素两个非处理因素共3个因素2）各因素水平数相同3）各因素无交互作用,35,3、举例 比较A、B、C、D、E、F 6种药物给家兔注射后产生的皮肤疱疹大小（mm2），研究者选用6只家兔、并在每只家兔的6个不同部位进行注射。 试验结果见表4-11，试做拉丁方设计和方差分析。设计步骤：1、选择合适的标准拉丁方2、随机化（整行或整列调换）3、规定拉丁字母、行区组、列区组所代表的因素和水平（用拉丁方去安排试验）。拉丁子母代表药物（随机分配） 、行区组代表家兔、列区组代表注射部位。优点：拉丁方设计可看作是随机区组设计的扩展，行、列皆为区组，比随机区组设计更为优越，可用较少的观察对象获得较多信息。,36,
