徐天和教授简介
国家自然基金评审专家；国家一级杂志《中国医院统计》常务副主编，教授，医院统计研究所常务副所长；
国家一级学会中国卫生统计学会常务理事；
国家一级学会中国卫生信息学会常务理事；
中国医院统计专业委员会常务副主任委员；
中国卫生信息标准委员会常务理事；
中国卫生信息技术委员会理事；
山东省卫生统计学会常务副主任委员；
卫生统计与流行病硕士研究生导师。
讲座时间：2005 年 5 月 16 日 20：00～22：00。
交流内容：临床科研设计（统计设计）
讲座方式：丁香园预防医学与医学统计讨论版
讲座内容：
各位战友，晚上好！
很高兴有这样的机会与大家相聚在丁香园。首先，感谢天天给我这样的机会与大家交流，也感谢大家对我的信任，提出十分有意义的问题，这是我学习的好机会。本来 2 小时讲不了多少内容，但是，由于大家的好学，几天中大家提出了几乎涵盖统计学大范围的内容。从统计描述到统计推断，从单变量到多变量推断，从参数到非参数，从基础到临床，从医学到药学。我从昨天下午开始浏览一下，问题非常广泛，问题有如下特点：第一、有二分之一的问题属于科研设计的基础知识；第二，有些属于具体科研设计方案的问题；第三、统计软件应用问题。鉴于大家在科研设计基础知识方面有许多共性的问题，本次讲座计划先将这些问题进行总结讲解。其次，对具体科研设计方案问题，在时间允许的情况下，尽可能的回答，本次未能回答的，可通过 email 单独交流。
实验设计的统计学原则
医学科学研究的实验设计是医学科研中至关重要的一个环节。一项好的实验设计，不仅可以节约大量的人力、物力、财力和时间，更重要的是保证实验的科学性、可靠性和诚信度。对实验设计，除要求注意其科学性、创新性、逻辑性、规范性、伦理性等一般原则外，从统计学角度还要求做到对照、随机、重复、均衡以及盲法原则，以期达到用较少的人力、物力和时间，获得相对较多的信息，最大限度地减少误差，达到高效、快速、经济的目的。
对照原则
对照（control）是实验设计基本原则中的首要原则。对照就是在实验中设置与实验组相互比较的对照组，给各组施加不同的处理，然后分析比较结果。在设立对照时要求“组间一致”性，除了观察研究的因素外，实验组与对照组的一切条件应尽量一致，要有完全的可比性，才能消除偏性所致的误差，对试验观察的项目得出正确的科学结论。“组间一致”作为对照设置原则易于理解也能普遍接受，但真正做到这一点很不容易。要做到组间绝对一致不但不可能，也无必要。据统计，近年我国临床疗效研究设有对照组的报道虽有明显增加（有的杂志从 1988 年的 38.4％增加到 1994 年的 71.8％），但是误用对照组的还很多。另一方面，由于缺乏严格对照而得出假阳性（Ⅰ类错误）的结论，盲目推广应用的事例也很多。我们应从中吸取教训，严格并正确应用对照，提高医学研究的科学性。
对照的意义与要求
意义 没有比较就没有鉴别，任何事物间的差异都是通过比较而显示出来的，比较的基准就是对照。设置对照是为了更好地评价和鉴别实验结果的科学性、真实性。避免偏倚而产生错误的结论。
其主要意义如下：
（1）甄别处理因素与非处理因素效应，排除非处理因素干扰：医学研究中有些非处理因素也可以产生与处理因素相似的效应，这样就会掩盖或混淆处理因素的作用。设置对照组时，实验组与对照组间除了处理因素不同外，其他条件要求尽量一致，以排除非处理因素所产生的效应，剩下的就是处理因素的效应。这样就可以甄别处理因素与非处理因素效应，排除非处理因素干扰。公式表达如下，
T+S—E+e
式中 T 为处理因素，E 为处理因素效应，S 为非处理因素，e 为非处理因素效应。
此时的实验效应包括处理因素效应 E 和非处理因素效应 e，两者是混杂在一起的，设立对照的主要任务是如何使 E 能够单独充分显示出来。设计时要求实验组与对照组的非处理因素 S 均衡，即 S1=S2，则 e1=e2。以空白对照为例，通过二组相减，实验组 T 的效应 E 就可以显示出来。
T+S1 — E + e1
0+ S2 — 0’+ e2
T — E
式中 S1 为处理组非处理因素，0 为处理因素为 0，S2 为对照组非处理因素，0’为处理因素为 0 的效应，为 e1 处理组非处理因素效应，e2 为对照组非处理因素效应。
如果是两个实验组进行相互比较，也要求各处理组间除处理因素外，其他条件一致，突出表现不同处理因素效应的差别，即：
T1+ S1 — E1 + e1
T2+ S2 — E2 + e2
Td — Ed
式中 T1 与 T2 为种不同的处理因素或相同处理因素的不同水平，S1 与 S2 为两组的非处理因素，Td 为 T1 与 T2 之差，Ed 为 E1 与 E2 之差，即 Td 的效应。
由上可见，对照的有效性关键在于 S1 与 S2 相等或接近的程度。
（2）减少实验误差：医学研究的对象主要是人，人的生命现象和疾病规律是极其复杂的，不仅受自然环境，实验条件，社会、经济，文化等外在因素影响，还受遗传、营养、健康素质、心理因素以及某些未知因素的影响。在这些因素中，有些是可控的，有些是非可控的。对于可控的影响因素要千方百计加以控制，尽量使之达到实验组与对照组相等，以消除系统误差。对于非可控的影响因素，必须通过严谨的统计学设计，尽量使随机误差降低至最小。因此，为确保对照的有效性，还必须配合随机、重复、均衡与盲法的原则。
要求 要发挥对照组上述作用，医学研究中对照组的设置必须达到以下三个要求；①对等：除处理因素外，对照组要具备与实验组对等的非处理因素。②同步：对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设：任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的，不得借用文献上记载或以往的结果或其他研究资料作为本研究对照。
对照的形式
空白对照（blank control）
空白对照指对照组不给任何处理或干预措施（intervention）。例如，研究乙肝疫苗预防乙型病毒性肝炎效果时，必须将接种乙肝疫苗的人群与未给任何预防措施的人群（空白对照组）比较乙肝的发病率。研究雌激素或口服避孕药有无致癌作用时，应以同年龄组的不给任何干预措施人群癌的自然发病率为对照，如果不设空白对照组，可能把几万人群中的癌自然发病率误为药物引起的癌症。采用空白对照的前提是：确知对照的干预对实验结果无影响，不会延误对照病人的诊断，不会影响对照病人的治疗和康复。
实验对照（experimental control）
在许多情况下，为排除影响实验结果的全部因素。如采用 MNNC 诱导大鼠胃癌的实验，每天给实验组大鼠灌胃 MNNC，而灌胃过程中或多或少会给动物造成损伤，引起受损组织增生，癌症的发生也与细胞增殖有关，为了排除灌胃损伤所产生的影响，对照组也要求每天灌胃（生理盐水或溶媒）。这种采用与实验组操作条件一致的干预措施，称为实验对照。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、试剂等都应该设立实验对照，常用的有以下几种：
（1）实验操作对照
在做各种动物实验时，估计对实验结果有影响的操作均应考虑设立操作对照，因为不论灌胃、注射、手术、穿刺，在技术不够熟练时，操作本身可能造成损伤甚至动物死亡，即使操作熟练也不能避免操作所致的误差。给对照组施加与实验组条件一致的操作称为操作对照，操作对照在于控制操作影响产生的误差。如在毒理学研究进行呼吸道染毒时，同样要将对照组动物置于染毒柜与实验组染毒同样的时间，但染毒柜内是无毒的新鲜空气。
如果是进行外科手术的动物实验，对照组不是设不做手术的空白对照，而应该设与实验组相同的假手术对照，又如研究切除甲状腺对白细胞生成的影响，对照组动物也必须进行与实验组相同程序的手术过程，麻醉、切开、暴露甲状腺、缝合等手术操作，只是不切除甲状腺。
（2）药物溶媒对照
以性状相同的溶媒作对照可防止误将溶媒的作用当作药物的作用，得出假阳性结果。药物的溶媒有些是具有药理作用的，如静脉注射吐温能降压、溶血、升高血清胆固醇：二甲亚砜有止痛、抗炎、退热、扩血管、抗菌等作用。受试药物难溶成分常用吐温或二甲亚砜助溶或溶解，应该用同等量相同浓度的溶媒作对照。受试药物的 pH 值有时也会产生意想不到的效应，如植物药的粗提取物常呈酸性反应，进行离体哺乳动物心脏或血管灌流时可扩张血管而增加冠脉流量。此时应该用同一 pH 值的灌流液作为对照，否则也可能得到非特异性的假阳性结果。 分页: [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
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徐天和教授简介
国家自然基金评审专家；国家一级杂志《中国医院统计》常务副主编，教授，医院统计研究所常务副所长；
国家一级学会中国卫生统计学会常务理事；
国家一级学会中国卫生信息学会常务理事；
中国医院统计专业委员会常务副主任委员；
中国卫生信息标准委员会常务理事；
中国卫生信息技术委员会理事；
山东省卫生统计学会常务副主任委员；
卫生统计与流行病硕士研究生导师。
讲座时间：2005 年 5 月 16 日 20：00～22：00。
交流内容：临床科研设计（统计设计）
讲座方式：丁香园预防医学与医学统计讨论版
讲座内容：
各位战友，晚上好！
很高兴有这样的机会与大家相聚在丁香园。首先，感谢天天给我这样的机会与大家交流，也感谢大家对我的信任，提出十分有意义的问题，这是我学习的好机会。本来 2 小时讲不了多少内容，但是，由于大家的好学，几天中大家提出了几乎涵盖统计学大范围的内容。从统计描述到统计推断，从单变量到多变量推断，从参数到非参数，从基础到临床，从医学到药学。我从昨天下午开始浏览一下，问题非常广泛，问题有如下特点：第一、有二分之一的问题属于科研设计的基础知识；第二，有些属于具体科研设计方案的问题；第三、统计软件应用问题。鉴于大家在科研设计基础知识方面有许多共性的问题，本次讲座计划先将这些问题进行总结讲解。其次，对具体科研设计方案问题，在时间允许的情况下，尽可能的回答，本次未能回答的，可通过 email 单独交流。
实验设计的统计学原则
医学科学研究的实验设计是医学科研中至关重要的一个环节。一项好的实验设计，不仅可以节约大量的人力、物力、财力和时间，更重要的是保证实验的科学性、可靠性和诚信度。对实验设计，除要求注意其科学性、创新性、逻辑性、规范性、伦理性等一般原则外，从统计学角度还要求做到对照、随机、重复、均衡以及盲法原则，以期达到用较少的人力、物力和时间，获得相对较多的信息，最大限度地减少误差，达到高效、快速、经济的目的。
对照原则
对照（control）是实验设计基本原则中的首要原则。对照就是在实验中设置与实验组相互比较的对照组，给各组施加不同的处理，然后分析比较结果。在设立对照时要求“组间一致”性，除了观察研究的因素外，实验组与对照组的一切条件应尽量一致，要有完全的可比性，才能消除偏性所致的误差，对试验观察的项目得出正确的科学结论。“组间一致”作为对照设置原则易于理解也能普遍接受，但真正做到这一点很不容易。要做到组间绝对一致不但不可能，也无必要。据统计，近年我国临床疗效研究设有对照组的报道虽有明显增加（有的杂志从 1988 年的 38.4％增加到 1994 年的 71.8％），但是误用对照组的还很多。另一方面，由于缺乏严格对照而得出假阳性（Ⅰ类错误）的结论，盲目推广应用的事例也很多。我们应从中吸取教训，严格并正确应用对照，提高医学研究的科学性。
对照的意义与要求
意义 没有比较就没有鉴别，任何事物间的差异都是通过比较而显示出来的，比较的基准就是对照。设置对照是为了更好地评价和鉴别实验结果的科学性、真实性。避免偏倚而产生错误的结论。
其主要意义如下：
（1）甄别处理因素与非处理因素效应，排除非处理因素干扰：医学研究中有些非处理因素也可以产生与处理因素相似的效应，这样就会掩盖或混淆处理因素的作用。设置对照组时，实验组与对照组间除了处理因素不同外，其他条件要求尽量一致，以排除非处理因素所产生的效应，剩下的就是处理因素的效应。这样就可以甄别处理因素与非处理因素效应，排除非处理因素干扰。公式表达如下，
T+S—E+e
式中 T 为处理因素，E 为处理因素效应，S 为非处理因素，e 为非处理因素效应。
此时的实验效应包括处理因素效应 E 和非处理因素效应 e，两者是混杂在一起的，设立对照的主要任务是如何使 E 能够单独充分显示出来。设计时要求实验组与对照组的非处理因素 S 均衡，即 S1=S2，则 e1=e2。以空白对照为例，通过二组相减，实验组 T 的效应 E 就可以显示出来。
T+S1 — E + e1
0+ S2 — 0’+ e2
T — E
式中 S1 为处理组非处理因素，0 为处理因素为 0，S2 为对照组非处理因素，0’为处理因素为 0 的效应，为 e1 处理组非处理因素效应，e2 为对照组非处理因素效应。
如果是两个实验组进行相互比较，也要求各处理组间除处理因素外，其他条件一致，突出表现不同处理因素效应的差别，即：
T1+ S1 — E1 + e1
T2+ S2 — E2 + e2
Td — Ed
式中 T1 与 T2 为种不同的处理因素或相同处理因素的不同水平，S1 与 S2 为两组的非处理因素，Td 为 T1 与 T2 之差，Ed 为 E1 与 E2 之差，即 Td 的效应。
由上可见，对照的有效性关键在于 S1 与 S2 相等或接近的程度。
（2）减少实验误差：医学研究的对象主要是人，人的生命现象和疾病规律是极其复杂的，不仅受自然环境，实验条件，社会、经济，文化等外在因素影响，还受遗传、营养、健康素质、心理因素以及某些未知因素的影响。在这些因素中，有些是可控的，有些是非可控的。对于可控的影响因素要千方百计加以控制，尽量使之达到实验组与对照组相等，以消除系统误差。对于非可控的影响因素，必须通过严谨的统计学设计，尽量使随机误差降低至最小。因此，为确保对照的有效性，还必须配合随机、重复、均衡与盲法的原则。
要求 要发挥对照组上述作用，医学研究中对照组的设置必须达到以下三个要求；①对等：除处理因素外，对照组要具备与实验组对等的非处理因素。②同步：对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。③专设：任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的，不得借用文献上记载或以往的结果或其他研究资料作为本研究对照。
对照的形式
空白对照（blank control）
空白对照指对照组不给任何处理或干预措施（intervention）。例如，研究乙肝疫苗预防乙型病毒性肝炎效果时，必须将接种乙肝疫苗的人群与未给任何预防措施的人群（空白对照组）比较乙肝的发病率。研究雌激素或口服避孕药有无致癌作用时，应以同年龄组的不给任何干预措施人群癌的自然发病率为对照，如果不设空白对照组，可能把几万人群中的癌自然发病率误为药物引起的癌症。采用空白对照的前提是：确知对照的干预对实验结果无影响，不会延误对照病人的诊断，不会影响对照病人的治疗和康复。
实验对照（experimental control）
在许多情况下，为排除影响实验结果的全部因素。如采用 MNNC 诱导大鼠胃癌的实验，每天给实验组大鼠灌胃 MNNC，而灌胃过程中或多或少会给动物造成损伤，引起受损组织增生，癌症的发生也与细胞增殖有关，为了排除灌胃损伤所产生的影响，对照组也要求每天灌胃（生理盐水或溶媒）。这种采用与实验组操作条件一致的干预措施，称为实验对照。凡是对实验结果有影响的操作、溶媒、试剂等都应该设立实验对照，常用的有以下几种：
（1）实验操作对照
在做各种动物实验时，估计对实验结果有影响的操作均应考虑设立操作对照，因为不论灌胃、注射、手术、穿刺，在技术不够熟练时，操作本身可能造成损伤甚至动物死亡，即使操作熟练也不能避免操作所致的误差。给对照组施加与实验组条件一致的操作称为操作对照，操作对照在于控制操作影响产生的误差。如在毒理学研究进行呼吸道染毒时，同样要将对照组动物置于染毒柜与实验组染毒同样的时间，但染毒柜内是无毒的新鲜空气。
如果是进行外科手术的动物实验，对照组不是设不做手术的空白对照，而应该设与实验组相同的假手术对照，又如研究切除甲状腺对白细胞生成的影响，对照组动物也必须进行与实验组相同程序的手术过程，麻醉、切开、暴露甲状腺、缝合等手术操作，只是不切除甲状腺。
（2）药物溶媒对照
以性状相同的溶媒作对照可防止误将溶媒的作用当作药物的作用，得出假阳性结果。药物的溶媒有些是具有药理作用的，如静脉注射吐温能降压、溶血、升高血清胆固醇：二甲亚砜有止痛、抗炎、退热、扩血管、抗菌等作用。受试药物难溶成分常用吐温或二甲亚砜助溶或溶解，应该用同等量相同浓度的溶媒作对照。受试药物的 pH 值有时也会产生意想不到的效应，如植物药的粗提取物常呈酸性反应，进行离体哺乳动物心脏或血管灌流时可扩张血管而增加冠脉流量。此时应该用同一 pH 值的灌流液作为对照，否则也可能得到非特异性的假阳性结果。 分页: [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]
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