醫(yī)學(xué)研究的統(tǒng)計學(xué)設(shè)計

1、宇傳華宇傳華 http:/S 降壓藥降壓藥高血壓病人高血壓病人血壓值血壓值處理因素處理因素受試對象受試對象實驗效應(yīng)實驗效應(yīng)其他因素其他因素其他效應(yīng)其他效應(yīng)（一）處理因素（一）處理因素( treatment factor ) 準確度和精密度都好 準確度差、精密度好 準確度？、精密度差 準確度和精密度都差 【例【例1 1】設(shè)有同性別的動物】設(shè)有同性別的動物1212頭，要求用頭，要求用隨機方法將其分為甲、乙兩組。隨機方法將其分為甲、乙兩組。Data a;%Let n=12; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/2 then group=1;

2、 Else group=2; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc print data=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN Procedure Factor Select Levels Order i 12 12 Random -i- 1 8 4 7 3 5 9 11 10 12 2 6 Obs i group 1 1 1 2 8 1 3 4 1 4 7 1 5 3 1 6 5 1 7 9 2 8 11

3、2 9 10 2 10 12 2 11 2 2 12 6 2 SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果SAS 程序程序Data a;%Let n=12; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/3 then group=1;Else if &n/3I=2*&n/3 then group=2;Else group=3; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc prin

4、t data=b;Run; The PLAN Procedure Factor Select Levels Order i 12 12 Random -i- 1 8 4 7 3 5 9 11 10 12 2 6 Obs i group 1 1 1 2 8 1 3 4 1 4 7 1 5 3 2 6 5 2 7 9 2 8 11 2 9 10 3 10 12 3 11 2 3 12 6 3 SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果方法方法（1 1）編號編號：對小白鼠進行：對小白鼠進行對子編號對子編號，同時每個，同時每個對子對子內(nèi)內(nèi)的二只小白鼠也分別編號。的二只小白鼠也分別編號。（2 2）產(chǎn)生隨機數(shù)字產(chǎn)生隨機數(shù)字

5、：對于每一組合編號，依次由計：對于每一組合編號，依次由計算器（計算機）產(chǎn)生隨機數(shù)（共算器（計算機）產(chǎn)生隨機數(shù)（共2020個）。個）。（3 3）歸組（對子內(nèi)兩只小白鼠的隨機）歸組（對子內(nèi)兩只小白鼠的隨機） ：事先規(guī)：事先規(guī)定每個對子內(nèi)隨機數(shù)字較小者分配到對照組；隨機定每個對子內(nèi)隨機數(shù)字較小者分配到對照組；隨機數(shù)字較大者分配到實驗組。數(shù)字較大者分配到實驗組。非同源配對非同源配對隨機化分組隨機化分組Proc planSeed= 8546793122; Factors pair=10 ordered treat=2 random; Output out=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN

6、Procedure Factor Select Levels Order pair 10 10 Ordered treat 2 2 Random pair -treat- 1 1 2 2 1 2 3 2 1 4 1 2 5 2 1 6 1 2 7 2 1 8 2 1 9 1 2 10 1 2SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果對照組對照組實驗組實驗組方法方法（1 1）編號編號：對：對1212頭動物進行頭動物進行區(qū)組編號區(qū)組編號，同時每個，同時每個區(qū)區(qū)組內(nèi)組內(nèi)的四頭動物也分別編號。的四頭動物也分別編號。（2 2）產(chǎn)生隨機數(shù)字產(chǎn)生隨機數(shù)字：對于每一組合編號，依次由計：對于每一組合編號，依次由計算器（計算機）產(chǎn)

7、生隨機數(shù)（共算器（計算機）產(chǎn)生隨機數(shù)（共1212個）。個）。（3 3）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動物的隨機）歸組（區(qū)組內(nèi)四頭動物的隨機） ：事先規(guī)定：事先規(guī)定每一個區(qū)組內(nèi)隨機數(shù)字由小到大對應(yīng)動物分別分配每一個區(qū)組內(nèi)隨機數(shù)字由小到大對應(yīng)動物分別分配到甲、乙、丙、丁處理組。到甲、乙、丙、丁處理組。Proc plan Seed= 8546793122; Factors block=3 ordered treat=4 random; Output out=b;Run;SAS 程序程序 The PLAN Procedure Factor Select Levels Order block 3 3 Ordered

8、treat 4 4 Random block -treat- 1 1 2 3 4 2 4 1 3 2 3 3 1 2 4SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果甲處理組甲處理組乙處理組乙處理組丙處理組丙處理組丁處理組丁處理組隨機化分組隨機化分組1組組2組組1組組2組組1. 1. 隨機數(shù)字法隨機數(shù)字法（1 1）編號編號：將受試者分別編號為：將受試者分別編號為1 1、2 2、3 3、4 4、1717、1818號。號。（2 2）產(chǎn)生隨機數(shù)字產(chǎn)生隨機數(shù)字：由計算器（計算機）產(chǎn)生：由計算器（計算機）產(chǎn)生1818個隨機數(shù)。個隨機數(shù)。（3 3）歸組歸組：隨機數(shù)字較小的一半患者先用：隨機數(shù)字較小的一半患者先用A A藥后藥后用

9、用B B藥；較大的一半患者先用藥；較大的一半患者先用B B藥后用藥后用A A藥。藥。 SAS 程序程序Data a;%Let n=18; /*sample sizes*/ Do i =1 to &n; If I=&n/2 then group=1; Else group=2; Output; End;Proc plan Seed=1234567898; Factors i=&n;Output data=a out=b;Proc sort data=b; By group;Proc print data=b;Run; The PLAN Procedure Factor S

10、elect Levels Order i 18 18 Random -i- 1 11 5 9 4 3 12 14 2 16 8 15 10 17 7 6 13 18 Obs i group 1 1 1 2 11 1 3 5 1 4 9 1 5 4 1 6 3 1 7 12 1 8 14 1 9 2 1 10 16 2 11 8 2 12 15 2 13 10 2 14 17 2 15 7 2 16 6 2 17 13 2 18 18 2SAS 輸出結(jié)果輸出結(jié)果 1. 對照的意義對照的意義 ：區(qū)分處理因素與非處理因素的效應(yīng)，是區(qū)分處理因素與非處理因素的效應(yīng)，是比較比較的必要基礎(chǔ)的必要基礎(chǔ) 藥物治

11、療藥物治療例例: 老年性慢性支氣管炎老年性慢性支氣管炎氣候轉(zhuǎn)暖氣候轉(zhuǎn)暖,自然緩解自然緩解消除和減少實驗誤差消除和減少實驗誤差 處理組處理組：對照組對照組：處理因素處理因素非處理因素非處理因素+處理效應(yīng)處理效應(yīng) + 非處理效應(yīng)非處理效應(yīng)非處理因素非處理因素非處理效應(yīng)非處理效應(yīng)處理因素處理因素處理效應(yīng)處理效應(yīng)Today: 3/6/20222. 對照的形式對照的形式 (1)空白對照空白對照(blank control)：對照組不加任何對照組不加任何處理因素處理因素。 例如：例如：實驗組兒童接種疫苗，對照組兒童不接種疫苗。實驗組兒童接種疫苗，對照組兒童不接種疫苗。 試劑空白、血樣空白、無酶解空白、底物

12、空白等。試劑空白、血樣空白、無酶解空白、底物空白等。特點：特點： 簡單易行，但容易引起心理差異，從而影響實簡單易行，但容易引起心理差異，從而影響實驗效應(yīng)的測定。驗效應(yīng)的測定。 安慰劑對照安慰劑對照(placebo control)包括：空白對照、實驗對照、標準對照、自身對照、包括：空白對照、實驗對照、標準對照、自身對照、相互對照相互對照 、歷史對照、歷史對照Today: 3/6/2022(2)實驗對照實驗對照(experimental control)：施加基礎(chǔ)實驗施加基礎(chǔ)實驗條件（非處理因素，如面包、煙薰劑）條件（非處理因素，如面包、煙薰劑）。含含賴氨酸賴氨酸面包面包+非處理因素非處理因素賴

13、氨酸賴氨酸效應(yīng)效應(yīng) + 面包效應(yīng)面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)非處理因素效應(yīng) 面包面包+非處理因素非處理因素 面包效應(yīng)面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)非處理因素效應(yīng)賴氨酸賴氨酸 賴氨酸賴氨酸效應(yīng)效應(yīng)中草藥中草藥+煙薰劑煙薰劑 與與 單純煙薰劑單純煙薰劑-空氣滅菌空氣滅菌2. 對照的形式對照的形式 Today: 3/6/2022 (3) 標準標準對照對照(standard control)：以現(xiàn)有的標準以現(xiàn)有的標準或正常值作對照?；蛘Ｖ底鲗φ铡?例例新方法新方法 與與 傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法 患者患者生理、生化指標生理、生化指標 與與 正常人正常人生理、生化指標生理、生化指標 實驗室應(yīng)用較多實驗室應(yīng)用較多 2.

14、對照的形式對照的形式 Today: 3/6/2022 (4) 自身自身對照（對照（self-control）：實驗實驗在同一受在同一受試對象上進行試對象上進行（同源配對設(shè)計、交叉設(shè)計）（同源配對設(shè)計、交叉設(shè)計）特點：特點： 簡單易行，使用廣泛。簡單易行，使用廣泛。 假定試驗前后某些環(huán)境或自身因素保持不變。假定試驗前后某些環(huán)境或自身因素保持不變。 2. 對照的形式對照的形式 Today: 3/6/2022(5) 相互相互對照（對照（inter-control） ：幾個實驗組幾個實驗組互相作為對照互相作為對照例如：比較例如：比較幾種藥物幾種藥物治療同一疾病的療效治療同一疾病的療效2. 對照的形式對

15、照的形式 Today: 3/6/2022(3) 歷史歷史對照對照：以過去的研究結(jié)果作對照。以過去的研究結(jié)果作對照。 與本人或他人過去的研究結(jié)果作比較與本人或他人過去的研究結(jié)果作比較 不好！不好！2. 對照的形式對照的形式 4. 設(shè)立對照存在的問題設(shè)立對照存在的問題 (1)缺乏對照缺乏對照 (2)缺乏適當?shù)膶φ杖狈m當?shù)膶φ? 歷史對照歷史對照 （時間不（時間不同步）同步）和和 中外對照中外對照 （空間不同步） (3) 對照不全對照不全 (4) 對照多余對照多余 Today: 3/6/2022(三三)重復(fù)的原則重復(fù)的原則 重復(fù)重復(fù)(replication)是指各處理組與對照組要有是指各處理組與對

16、照組要有一定一定樣本含量樣本含量(sample sizes)。 無限地?zé)o限地增加樣本含量增加樣本含量，將加大實驗規(guī)模，延長實驗，將加大實驗規(guī)模，延長實驗時間，浪費人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。時間，浪費人力物力，反而增加系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的可能性。 樣本含量不足樣本含量不足，檢驗效能（，檢驗效能（Power，1）偏低，）偏低，總體參數(shù)之間原本有差異也無法檢驗出來?？傮w參數(shù)之間原本有差異也無法檢驗出來。nX優(yōu)點：計算誤差比較簡便；優(yōu)點：計算誤差比較簡便；缺點：對象較多時，甚為復(fù)雜。缺點：對象較多時，甚為復(fù)雜。例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體例，調(diào)查某中學(xué)學(xué)生的血紅蛋白含量，在全體50

17、0名學(xué)生中，隨機抽取名學(xué)生中，隨機抽取10%，即抽取，即抽取50人。人。 優(yōu)點：節(jié)省抽樣時間和費用。優(yōu)點：節(jié)省抽樣時間和費用。 缺點：在某些特殊情況下存在偏性。缺點：在某些特殊情況下存在偏性。（1）求抽樣間隔求抽樣間隔1500075020/1，即每間隔，即每間隔20人抽取人抽取1個人；個人；（2）抽樣抽樣 編號，確定在編號，確定在120號之間從何編號開始。然后號之間從何編號開始。然后每加每加 上上20抽取抽取1名兒童。名兒童。例如起始數(shù)字為例如起始數(shù)字為8，則第，則第8，28，48，68，號號兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。兒童即構(gòu)成所抽取的樣本。優(yōu)點：抽樣誤差小，不同層可采用不同抽樣優(yōu)點：抽樣誤差小

18、，不同層可采用不同抽樣方法，各層可獨立進行分析，各層間可進行方法，各層可獨立進行分析，各層間可進行比較分析。比較分析。缺點：分層較多時，調(diào)查和分析較麻煩。缺點：分層較多時，調(diào)查和分析較麻煩。 優(yōu)點：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人優(yōu)點：在大規(guī)模調(diào)查中，易于組織，節(jié)省人力物力。力物力。缺點：抽樣誤差大。缺點：抽樣誤差大。各種抽樣方法的抽樣誤差順序：各種抽樣方法的抽樣誤差順序： 分層分層系統(tǒng)系統(tǒng)單純單純整群整群 隨機誤差：隨機誤差：抽樣誤差抽樣誤差 不恒定、隨機、變化不恒定、隨機、變化非隨機誤差非隨機誤差非系統(tǒng)誤差：過失誤差非系統(tǒng)誤差：過失誤差系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差：方向性：方向性（三）系統(tǒng)誤差類型及其控制（三）