科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所课件.ppt

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2、谢内分泌研究所,7,主要有两大类Observational: 观察性研究观察的是 对象Experimental:实验性研究看的是 干预 效果,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,8,观察性研究,Case Series 病例报告Case-Control 病例-对照研究 Cross Sectional 横断面调查Cohort 队列研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,9,观察性研究,病例报告他们是谁? 作者描述一小部分患者所有的特殊情况特征:最简单的设计描述性引出假说并为进一步研究(Case-Control, Cross-Sectional or Cohort study)铺路通常涉及的时间段

3、不长一般没有对照,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,10,病例报告,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,11,观察性研究,病例-对照研究回顾性回答: “已经发生什么?”需要对照组与病例报告难区别(都是事后)如果目的是描述现象,而描述就是目的的话病例报告,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,12,病例-对照研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,13,病例-对照研究: 回顾性研究,例如: 吸烟与肺癌的关系 肺癌患者一组,没有肺癌的另外一组,即对照组 研究者通过比较两组各自吸烟的情况(回顾性设计)来了解吸烟与肺癌的关联,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,14,观察性研究,Cross Sect

4、ional 横断面调查有关调查、流行病学或者患病率的研究 他们是谁?在同一时间收集一群观察对象的资料进行分析回答: “现在正在发生什么?”短时间,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,15,横断面调查,可能用到横断面调查的研究:诊断或者分类某种疾病用不同方法做同一件事情的评价即:了解组织学切片与MRI检查血管的关系建立正常值即:用正常人建立实验室正常值调查可采用预存的有效调查了解人们是怎么想的有时会随访,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,16,观察性研究,Cohort 队列研究回答: “将发生什么?”前瞻性即:对某大量人群实施长达20年的某种病的观察Framingham study of ca

5、rdiovascular disease: Started in 1948, 6000 citizens participated, followed for 20 years (study in 1970 by Gordon and Kannel)可能用于:典型的队列研究结果评价 (病患: 费用, 功能, 满意度, 生活质量, .)病史队列研究/某种因素的回顾性队列研究:依靠的是前瞻性记录数据(如果正确) 虽然资料是回顾性的但设计时间是前瞻的,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,17,队列研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,18,队列研究: 纵向研究,队列研究的共同特点就是追踪观察患者

6、是从介入开始到出现终点结果为止. 而资料的收集可以是前瞻性的也可以是回顾性的.,Lancet 2002; 359: 341-45,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,19,队列研究与病例-对照研究统称 “纵向研究”,时间概念,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,20,观察性研究,病例报告,病例-对照,横断面调查,队列研究,纵向研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,21,实验性研究,某因素的临床研究 (包括人类)容易识别 (一般看摘要就知道)主要两大类:有对照研究无对照研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,22,实验性研究,有对照研究比较药物与安慰剂、或者某种操作方法与标准方法间的异同非

7、常有说服力,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,23,实验性研究有对照,独立的同期对照双或单盲最好随机同一时间点包括:RCT: 所有研究设计的精髓为结论提供最有力的证据结果是干预引起的最佳保证Nonrandomized trials:非随机设计存在偏依,自身对照个体有偏依 可交叉研究 (之间采用洗脱期)外部对照(历史对照)采用其他研究者的数据作对照也可用病史对照: 前提是病没好,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,24,随机对照(RCT)试验Randomized Controlled Studies,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,25,双盲方法,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,26,

8、实验性研究,无对照研究研究者对新药或者操作方法有经验但之前没有与别人的比较过多用于操作方法比较而非药物的研究,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,27,实验性研究,对照研究,无对照研究,自身对照,独立同期对照,外部对照,RCT,非随机,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,28,综述 & Meta-分析,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,29,研究金字塔,Best,Worst,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,30,临床研究分类图,Lancet 2002; 359: 57-61,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,31,研究设计的时间方向,Lancet 2002; 359: 57-61,科研

9、设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,32,研究设计的利弊,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,33,随机对照临床试验(RCT),利:RCT 金标准或参考基准弊: 贵耗时,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,34,随机对照临床试验(RCT),适用RCT解决的临床问题对某一疾病，研究药物在效果上是否优于安慰剂或另一种药物(对照药)？新的手术方法是否优于传统方法？改变生活习惯是否会影响病人血压水平？,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,35,RCT的优点,在选定的病人组群中，可严格评价单一变量的效果前瞻性设计应用假设推导进行推理消除偏倚：比较基线指标相同的两个组可作荟萃分析和系统性评价 RCT被认为是临

10、床科研的“金标准”,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,36,RCT的缺点,耗费又耗时：无法完成、样本量不足、研究时间太短多数由研究机构或药厂(公司)资助，难免不会影响公正常使用“替代终点”可出现“潜在的偏倚” 随机化不完善 未对所有合格病人进行随机化分配 未避免资料评价人员知道病人随机情况其他 排除标准的偏倚 入选标准的偏倚,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,37,不适合进行RCT,预后研究 适于纵向队列研究筛查研究 适于横断面研究“保健质量”研究：尚未确定“成功”标准，适于定性研究方法,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,38,队列研究,利:便于找病因、病程或危险因素弊: 不能确证因果关

11、系时间长则贵受病人失访、迁徙影响,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,39,队列研究,选择2组，暴露于某种特定物质(药物、疫苗、环境致病物等)不同的人群，随访，观察每组发生特定疾病结局或人数。 研究对象为可能发病或不发病者。 关注的是病因，而非疾病治疗,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,40,适合用队列研究的临床问题,吸烟导致肺癌吗？高血压随着时间推移会变好吗？避孕药导致“乳腺癌”吗？早产儿在以后的生长发育和学习成绩上情况如何？,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,41,病例-对照研究,利: 最快便宜适合研究少见病及长程病适合研究新假说研究时间因素弊: 偏依大不易找到合适的对照,科研设计湘雅

12、二医院代谢内分泌研究所,42,病例-对照研究,确定有某种特定疾病的病人并与对照组进行匹配，收集其暴露于某种可疑致病因子的资料。 关注的是病因而非疾病治疗。 对于罕见病的研究可能是唯一选择。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,43,横断面调查,利: 最好:判断疾病的病程患病率评价诊断标准较快和较便宜弊 反映的只是某个时间点,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,44,横断面调查,对某一研究对象中的代表性样本(或病人)进行访问、检查或研究以获得对某一特定临床问题的答案。 资料在单一时间点收集，但可回顾性追溯过去有关健康方面的经历。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,45,病例报告,利: 易写偶尔

13、对原因的搜寻很有用弊: 患者的选择上偏依大只能诠释假说而不能形成结论,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,46,病例报告,以故事方式描述单一患者病史。可综合形成病例系列，以描述一个以上患有某一特殊情况患者的病史，阐述此种情况的某个方面、治疗情况或对治疗之不良反应。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,47,病例报告之优点,可以传递大量在临床试验中或调查中可能丢失的信息易被普通医师或大众理解易于完成(数天内),科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,48,课堂练习,研究设计的类型是哪种?,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,49,Exercise #1,隐孢子虫病是水源性肠道疾病。在2003年还找不

14、到已发表的成人患该病之危险因素的报道。本研究从卫生系统的资料中选出患者，再从电话本上随机选出与之年龄匹配的对照组。用电话了解两组人群各自之前的接触史。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,50,研究设计的类型是哪种?,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,51,胃肠诊断和滥用史对健康状态的影响,背景和目的: 用标化诊断（功能对器官）评估健康状态、以及观察滥用史对其影响的研究尚未见报道。本研究将评估来自三级保健胃肠学临床部、用胃肠诊断之患者的健康状态和滥用史，评估预期的诊断效果和滥用史对健康状态的影响。方法：标化测量（用诊断来测评）患者的性和躯体滥用史等六项指标，并采用协方差分析来明确诊断类型和滥

15、用史对健康测量的贡献大小。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,52,研究设计的类型是哪种?,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,53,催眠疗法对功能性消化不良的长期改善效应.,背景和目的: 我们已经证实，催眠疗法对改善肠应激综合征、以及生活质量方面有明显的作用。本研究的目的是评估催眠疗法对功能性消化不良的改善作用。方法: 126名功能性消化不良的患者，随机分成催眠疗法，支持治疗加安慰剂，或者药物治疗三组，接受为期16周的观察。之后，在16周和56周，分别统计症状改善的人数。 56周后，催眠疗法组有26人、支持治疗加安慰剂组有24人、药物治疗组有29人完成了本项研究。生活质量评定作为第二终点。

16、,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,54,研究设计的类型是哪种?,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,55,止痛剂对腹痛待查诊断的影响,背景: 急性腹痛待查患者使用止痛剂是否安全，一直是有争议的。本综述将评估有关方面的研究。方法:搜寻2002年4月的Medline。关键词“止痛”，“腹痛”，“急腹痛”，“吗啡”。有关止痛剂之临床研究的全部论文和其对诊断或体格检查影响的所有文献都被采用。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,56,样本量,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,57,一般慢性疾病计数资料要100300例，如是多指标的计量资料（分组），每组需3050例。 新药（中药）临床研究，不少于

17、300例。 公认难治疾病（如恶性肿瘤）的临床研究5-10例。特殊情况下，个案报告也有价值。 危重疾病（如休克、心衰等）的临床研究，一般计数资料每组3050例，计量资料每组1030例 。 避孕药物要求不少于1000例，每例观察时间不少于12个月经周期。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,58,数据处理,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,59,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,60,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,61,数据转换,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,62,非正态数据的变量转换 大多数的统计学方法是建立在数据正态分布的基础上的，若数据不符合正态分布，则不能够应用参数检验(p

18、arametric test)，只能应用非参数检验(non-parametric test)，而非参数的方法不是对原始数据的检验，如秩和检验就是非参数检验方法之一，它是对原始数据的秩次(rank)进行检验，这样可能损失数据信息，降低检验效率。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,63,“条件”检验：在对数值变量进行分析前，需先根据统计分析方法/统计分析公式的限制性对数据进行“条件”检验。如正态性检验和方差齐性检验等。很多统计学软件具有方便的正态性检验、方差齐性检验功能如SPSS软件等 变量变换：若经过检验数据不符合使用条件，就需要进行数据的变量变换。变换后符合条件就可以应用参数检验的方法，否则

19、，只能用非参数检验的方法。数据变量转换的方法很多，可以根据数据的分布特征，选择合适的数据转换方法。常用的方法有对数变换，平方根变换或倒数变换等。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,64,分类变量转换成哑变量 若分类变量是二分类尺度及顺序尺度，则可直接应用其原有的数量化数值，但对于名义尺度因为各类别间没有顺序关系，在进行不同分析（包括多元分析、logistic回归、Cox回归等）时，不能使用原始的计算机录入数值，必经进行变量转换。即将该变量转换成（水平数-1）个哑变量，再将这些新转换的变量放入多因素模型中。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,65,统计方法,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所

20、,66,不同研究设计和数据类型分析方法选择,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,67,t检验的应用条件,两组数据的比较样本量比较小（n50）；样本来自正态总体；两样本总体方差齐同；当两样本方差不齐时可以采用t检验，变量变换，或者秩和检验。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,68,u检验,两组数据的比较样本量足够大（n50）样本来自正态总体两样本总体方差齐同当两样本方差不齐时可以采用t检验，变量变换，或者秩和检验。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,69,方差分析的应用条件,两组以上数据的比较各样本是相互独立的随机样本；各样本要来自正态总体；要求各个样本的总体方差齐同。,科研设计湘雅二医院代

21、谢内分泌研究所,70,多个样本均数间的两两比较,NewmanKeuls检验，亦称StudentNewmanKeuls（SNK）检验，简称q检验。最小显著性差距(LSD)t检验。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,71,统计工作的步骤,第一步设计(design)：第二步收集资料(collection of data)：第三步整理资料(sorting data)：第四步分析资料(analysis of data)：,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,72,统计资料的类型,计量资料 计数资料 等级资料,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,73,计量资料（measurement data),通过对

22、观察单位测量取得数值，其值一般有度量衡单位。 如身高、体重、血压、脉搏、白细胞空气中二氧化碳含量等。此类资料具有计量单位，各观察单位常有量的差别。分析计量资料常用平均数、标准差、t检验、方差分析、相关与回归分析等。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,74,计数资料(enumeration data),将观察单位按某种属性或类别分组，然后清点各组的观察单位数。 如性别、血型、民族、职称、某病的治愈和未愈数等。分属于各组的观察单位间有质的差别，不同质的观察单位不能归在同一组内。分析计数资料常用率、构成比、x2检验等。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,75,将观察单位按某种属性的不同程度分组，

23、然后清点各组的观察单位数。 如疗效可分为治愈、显效、好转、无效；尿蛋白化验结果分为-、 + 、+ 、+等。这类资料具有计数资料的性质，但所分各组又是按一定顺序如由轻到重、由小到大排列的。分析等级资料常用率、构成比、秩和检验等。,等级资料 （ranked data),科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,76,医学统计中的几个基本概念,数据与变量 总体和样本 随机化 统计量与参数 抽样误差 概率,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,77,变量（variable） 具有变异性的数据称为变量。 数值变量（numerical variable） ：为连续变量，如身高、体重、血压等。数值变量均可通过对观察

24、单位测量取得数值，其值一般有度量衡单位。数值变量资料也称作计量资料。 分类变量（categorical variable） ：可能取值是离散的，表现为互不相容的类别。比如性别、血型、民族、职称等。分类变量资料又称为计数资料。分类变量有两种：无序分类变量和有序分类变量,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,78,总体与样本 总体（population）：是根据研究目的确定的同质的观察单位的某个变量值的全体。分有限总体和无限总体 。 样本（sample）：通常是从总体中随机抽取有代表性的一部分观察单位。注意其代表性 和可靠性。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,79,用于描述样本特征的指标称为统计

25、量，而用于描述总体特征的指标称为参数。 我们把由随机抽样引起的样本指标与总体指标的差异称为抽样误差。 由于个体变异的普遍存在，抽样误差是不可避免的。只要遵循随机化的原则，抽样误差的大小就可以用统计方法进行估计。一般情况下样本越大，抽样误差越小，反映事物客观规律的准确性越高，反之，样本越小，抽样误差越大。,抽样误差（sampling error）,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,80,概率（probability）,描述随机事件发生的可能性大小的数值称概率。 随机事件的概率P取值在0 1之间，P越接近1，说明某事件发生的可能性越大；P越接近0，说明某事件发生的可能性越小。 如果某事件的概率P

26、=0，表示该事件不可能发生，称其为不可能事件；如果P=1，表示该事件必然发生，称其为必然事件。 随机事件是可能发生也可能不发生的事件。如果某随机事件发生的概率P0.05，或P0.01表示该事件发生的可能性很小，我们称其为小概率事件。其意义为在一次试验中不发生事件。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,81,平均数,均数 几何均数 中位数和百分数,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,82,均数（mean）,均数是算术平均数 (arithmetic mean)的简称。总体均数用希腊字母( )表示，样本均数用( )表示。应用条件：均数反映同质的一组观察值在数量上的平均水平，样本所代表总体为正态分布。

27、,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,83,计算方法： 直接法 当样本中观察值个数不多时，通常可用直接法，公式为：式中是希腊字母，读作sigma ，为求和的符号。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,84,加权法当观察值个数较多时。通常可用加权法，公式为：式中X为各组的组中值，组中值等于该组的上限加下限之和除以2。 f为各组的频数，它相当于权数权衡了各组中值由于频数不同对均数的影响，故本法也称为加权法。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,85,几何均数（geometric mean),应用条件： 观察的数据是呈倍数关系的资料 ，采用几何均数简记为（ G）表示其平均水平。 计算方法：如果观察的

28、数据个数不多可以采用直接算法。公式为： 如果样本量很大，或只掌握频数表资料可以按下式计算分组资料的几何均数。公式为：,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,86,百分位数(percentile),百分位数是一种位置指标，用于描述一组观察值在某百分位置上的水平。第百分位数以 PX表示。 PX 是一个数，其意义是将某变量的观察值按从小到大的顺序排列，比PX 小的观察值的个数占x%，比 PX 大的观察值的个数占（100-x）%。 百分位数用于描述观察值序列在某百分位位置的水平，公式为：,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,87,中位数简记为M，中位数是一个位置指标，用于描述一组资料的平均水平，其含义是

29、将一组观察值按从小到大的顺序排列，位置居中的数就是中位数,中位数即第50百分位数。公式为： 应用条件为： 分布呈明显偏态； 分布的一端或两端无确定数值； 分布不清等资料。,中位数（median）,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,88,极差(R)四分位间距(Q) 标准差(S)变异系数(CV)标准误(SE),变异指标,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,89,极差简记为（R）又称全距。是一组观察值中最大值与最小值之差。 四分位数，简记为（Q）是特定的百分位数，是上四分位数与下四分位数之差。可以看成是全部观察值的位于中间的一半的极差。 Q=P75-P25,极差(range)和四分位间距(quar

30、tile),科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,90,标准差(standard deviation),标准差每个观察值到均数的平均距离，总体标准差用希腊字母( )表示，样本标准差用( )表示。 应用条件：反映同质的一组观察值在数量 上的变异程度，样本所代表总体为正态分布。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,91,计算方法：直接法 当样本中观察值个数不多时，通常可用直接法，公式为：加权法当观察值个数较多时。通常可用加权法，公式为：,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,92,标准差应用 标准差的大小反应变异程度的大小，标准差大 ,表示变异程度大，即观察值较分散，反之则表示变异程度小，较集中。 结

31、合均数确定医学参考值范围。 结合均数计算变异系数。 计算标准误。,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,93,当两组资料单位不同或均数相差较大时，变异大小不能直接用标准差进行比较，应计算标准差对均数的百分比，即变异系数(coefficient of variation, 简记为CV)。公式为： 当观察值为统计量时，描述其变异程度的大小用标准误（standard error简记为SE）。 公式为：,变异系数和标准误,科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,94,小 结,1验(t,F)2性(创新性,先进性)3要素(受试者,处理,效应)4原则(对照,重复,随机,盲法)5类型(观察4,实验1),科研设计湘雅二医院代谢内分泌研究所,95,谢 谢 大 家,