实验设计的原理和方法讲解课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,实验设计的原理与方法,张贺鸣,新乡医学院药学院药理学教研室,2010.09,实验设计的原理与方法 张贺鸣 新乡医学院药学院药理学教研室,“,凡事预则立,，不预则废”,引言,“凡事预则立，不预则废”,?,实验设计的目的,1.,有目的、有计划、有步骤地进行实验。,2.,最大限度地减少实验误差。,3.,节省时间、样本、经费开支，减少人力物力,财力，获得较高的效率。,一、实验设计的目的与任务,?实验设计的目的 1.有目的、有计划、有步骤地进行实验。,?,实验设计的任务：,合理安排三要素,1.,受试因素,（处理因素、施加因素、干扰因素）,要抓住实验中的主要问题,要确定处理因素与非处理因素,处理因素必须指标化,多因素的交互作用,2.,受试对象,病人、动物、组织、器官、细胞等。,3.,受试效应,选择指标,?实验设计的任务：合理安排三要素 1.受试因素（处理因素、,指标选择要注意：,指标的关联性,指标的客观性,指标的灵敏性,指标的精确性,指标的特异性,指标选择要注意：指标的关联性 指标的客观,二、实验设计原则,对照原则,随机原则,重复原则,二、实验设计原则,1.,对照原则（,control,）,例：某医师为了研究某中药煎剂的利尿作用，,随机抽取,10,名健康人进行研究，结果,10,名健康人服,药,2,小时内较未服药前平均增加,100ml/,小时，因此认,为该中药煎剂有利尿作用。你认为该结论正确吗？,并说明理由；你认为应如何设计？,意义：,鉴别处理因素与非处理因素的差异。,减少实验误差，避免产生错误的结论。,1.对照原则（control）例：某医师为了,要求：,均衡,:,即组间一致，除处理因素外，对照,组具备与实验组对等的非处理因素。,同步：,对照组与实验组在整个研究进程中，,始终处于同一空间和时间。,专设：,为相应的实验组专门设立对照。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的对照。,要求：均衡:即组间一致，除处理因素外，对照组具备与实验组,对照的几种形式,空白对照,实验对照,安慰剂对照,标准对照,弱阳性对照,自身对照,相互对照,阴性对照,阳性对照,对照的几种形式 空白对照 实验对照 安慰,空白对照,对照组不加任何处理因素的对照。,空白对照 对照组不加任何处理因素的对照。,实验对照,实验对照：,指给对照组施加与实验组操作条件一,致的干扰因素。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。,常用的实验对照有：,假处理对照,:,给对照组施加与实验组条件一致的,操作称为操作对照，假处理对照在于控制操作影响产,生的误差。,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。,实验对照 实验对照：指给对照组施加与实验组,安慰剂对照,安慰剂,:,是指外观等与受试药物相同且无药,理活性的物质，在临床研究中用来替代受试药物。,安慰剂应该在剂型、包装、颜色、大小、形状、,气味等外观上完全与处理组受试药物一样，使病,人不能分辨，否则导致安慰剂的失效和实验的失,败。,安慰剂效应,:,安慰剂产生与药物相似的药理,作用。包括产生主观感觉和客观指征的变化。,安慰剂对照 安慰剂:是指外观等与受试药物相同且无,安慰剂对照的设立,?,给对照组受试者使用无药理活性的安慰剂称安,慰剂对照。,?,原则是在不损害病人健康的前提下使用。危重、,病情发展迅速的病人，不得使用安慰剂。,?,安慰剂对照与双盲法同时实施效果更好。,安慰剂对照的设立?给对照组受试者使用无药理活性的安慰剂称,?,对受精神因素影响较大的慢性疾病，应尽量,采用安慰剂对照；,?,新药和老药新用治疗慢性病的临床试验最好,设立安慰剂对照；,?,轻度精神忧郁、癔病可以使用安慰剂作为心,理治疗的一部分；,?,诊断已确定不需要药物治疗的病人可作安慰,剂对照,。,?对受精神因素影响较大的慢性疾病，应尽量采用安慰剂对照；?,标准对照,?,标准对照又称有效对照，要注意选择疗效被,公认或肯定的药物或疗法，而且与所试验的,药物或疗法是属于同一类型的。,?,不能用安慰剂对照时，可用标准对照。即用,公认的标准疗法,(,或常规疗法,),作对照。,?,例如：,试验人参皂甙的抗心肌缺血作用，可,用已知的有效药物普萘洛尔或长效硝酸酯类,作对照。,标准对照?标准对照又称有效对照，要注意选择疗效被公认或肯,弱阳性对照,即以药效较弱的老药作对照，则可以,肯定新药的价值。,自身对照,即在同一个体上观察给药前后比较，,这样可以减小个体差异的影响。,相互对照：,几种处理,(,或水平,),互为对照。,弱阳性对照 即以药效较弱的老药作对,2.,随机原则（,Randomization,）,概念：,随机抽样,:,总体中每个个体有相同的机会被抽到样,本中来,随机分组,:,每个实验对象分配到不同处理组的机会,相同。,随机实验顺序：每个实验对象接受处理先后的机,会相同,2.随机原则（Randomization）概念：随机,目的：,在于克服偏性，避免人为因素的主观影响,和其他因素。,方法：,抽签法,(,简单随机、半随机、单纯随机抽样,),随机数目表法、随机排列表：,分两组、分三组,目的：在于克服偏性，避免人为因素的主观影响和其他因素。,随机数目表法,?,分两组随机方法,?,分三组或三组以上的随机法,动物号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,随机数,33,35,72,67,47,77,34,55,45,70,8,18,27,38,90,除,3,余数,0,2,0,1,1,2,1,1,0,1,2,0,0,2,0,分,组,A,C,A,B,B,C,B,B,A,B,C,A,A,C,A,随机数目表法?分两组随机方法?分三组或三组以上的随机法,随机数目表法,初步结果,A,组：,1,、,3,、,9,、,12,、,13,、,15,（,6),B,组：,4,、,5,、,7,、,8,、,10,（,5,）,C,组：,2,、,6,、,11,、,14,（,4,）,最后结果,A,组：,1,、,3,、,9,、,13,、,15,B,组：,4,、,5,、,7,、,8,、,10,C,组：,2,、,6,、,11,、,14,、,12,随机数目表法 初步结果 A组：1、3、9、12、13、,3.,重复原则（,Replication,）,?,意义：,实验的样本量要足够大经得起重复实,验的考验。,“一个不可重复的研究是没有科学性,的”。,?,设计样本数时要考虑的因素,处理的效果,实验误差：,资料性质：等级分组,计数资料,计量资料,的样本量,3.重复原则（Replication）?意义：实验的样本,显著性水平：样本量,a0.01,大于,a,随机区组设计,配对设计,拉丁方,设计,显著性水平：样本量a0.01大于a0.05,?,样本大小的估计,一般情况下预定样本的大小,动物实验：,大动物（犬、猫）,5-15,只,中等动物（兔、豚鼠）,10-20,只,小动物（大鼠、小鼠）,15-30,临床：难治愈的病，疗效显著时：,5-10,例，,急性病死亡率高的：,30-50,例，,一般慢病：,200-300-500,例,?样本大小的估计 一般情况下预定样本的大小,用计算法估计,了解基本数据,确定条件：确定,P,值；确定把握度；确定,是单侧还是双侧,计算样本大小的公式与举例,用计算法估计 了解基本数据 确定条件：确定P值；确定把,三、实验设计的三大要素,明确实验目的,实验设计时，首先要明确实验的目的，要,解决什么中心问题，做到有的放矢。如要研究一,个药物是否具有降压作用，可以通过观察两组动,物一组给药、一组不给药后血压的变化情况表现,药物的作用，通过给药前、后血压的变化观察药,物的作用效果。,三、实验设计的三大要素 明确实验目的,确定实验方法和指标,根据实验目的和实验条件确定实验方法和观,察指标。例如，观察一个药物是否具有镇痛作用，,观察方法很多，有化学刺激法、热刺激法、电刺,激法、机械刺激法等。无论何种方法，都有一定,的观察指标。,设计一些好的观察指标是体现实验的先进性,和创新性的重要环节。观察指标是反映实验对象,在经过处理前后发生生理或病理变化的标志。它,包括计数指标,(,定性指标,),和计量指标,(,定量指标,),，,主观指标和客观指标等。,确定实验方法和指标 根据实验目的和实验条,客观性,：最好选用各种仪器检测的客观指,标，如体温、心电图、血气分析、瘤重、,体重、血红蛋白含量、溃疡面积的大小、,平滑肌收缩的长度等。,指标的选定须符合以下原则,客观性：最好选用各种仪器检测的客观指标，如体温、心,特异性：,指标能特异地反映观察现象的,本质，不会与其他现象相混淆。如高血压中,的血压,(,尤其是舒张压,),可作为高血压病的特,异指标；血气分析中的血氧分压和二氧化碳,分压可作为呼吸衰竭的特异指标。,特异性：指标能特异地反映观察现象的本质，不会与其,重现性：,在相同条件下指标所测,的结果可以重现。重现性高的指标,一般意味着偏性小，误差小，能较,真实地反映情况。,重现性：在相同条件下指标所测的结果可以重现。重现性高的,灵敏性：,是由实验方法和仪器的灵,敏度共同决定的。,灵敏性：是由实验方法和仪器的灵敏度共同决定的。,选取实验样本,医学实验对象包括人和动物。为了避免实验,给人带来损害或痛苦，除了一些简单的观察，如,血压、脉搏、呼吸、尿量的实验可以在人体进行,以外，主要的实验对象应该是动物,(,包括正常动,物、麻醉动物及病理模型，既有整体动物，也有,离体器官、组织和细胞等,),，选择合适的实验动,物对实验的成功有重要的意义。,选取实验样本 医学实验对象包括,实验样本选择的条件,要选择接近于人类而又经济的动物：,灵长类动物,最接近人，但价格昂贵。一般常选择的实验动物,为家兔、大鼠、小鼠、青蛙（蟾蜍）。,动物年龄、体重、性别最好一致。,根据实验目的、方法和指标而定：,如小白鼠是实,验室常用动物，适用于药物初筛，半数致死量,(LD50),测定。由于其繁殖能力强、妊娠期短，也,常用于避孕药的筛选；家兔体温恒定，适于解热,药、热原试验。,实验样本选择的条件 要选择,四、学生自行设计实验,neostigmine,pilocarpine,acetylcholine,的鉴别实验,药品：,0.01%,新斯的明溶液,(A),；,1%,毛果芸香,碱溶液,(B),；,0.1%,乙酰胆碱溶液,(C),四、学生自行设计实验 neostigmine,pi,1.,三种药物的基本作用和生物学特性,新斯的明,(neostigmine),：,易逆性抗胆碱酯酶,药，可抑制,AChE,活性而发挥完全拟胆碱作用，即,兴奋,M,、,N,胆碱受体，其对骨骼肌及胃肠道平滑肌,作用较强，对腺体、眼、心血管及支气管平滑肌,作用弱。因此，用药后有肌肉震颤，唾液腺、泪,腺分泌增加，大小便失禁，中枢兴奋等症状。,1.三种药物的基本作用和生物学特性 新斯的明(,毛果芸香碱,(pilocarpine),：,能直接作用于副,交感神经,(,包括支配汗腺的交感神经,),节后纤维支,配的效应器官的,M,胆碱受体，尤其对眼和腺体作用,较明显。因此，用药后有缩瞳，唾液腺、泪腺分,泌增加，大小便失禁等症状。无肌肉震颤作用。,毛果芸香碱(pilocarpine)：能直接作用于,乙酰胆碱,(acetylcholine,ACh),：,为胆碱能,神经递质，其性质不稳定，极易被体内乙酰胆碱,酯酶水解，且其作用广泛，选择性差，故无临床,实用价值，可在研究中作为工具药实用。,乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)：,鉴别实验方法,小鼠腹腔注射,(ip),法：,每组取,3,只小鼠，,称重，标记。分别,ip,三种药物溶液,0.1ml/10g,体重，观察小鼠反应，初步判断,ABC,各为何药。,鉴别实验方法 小鼠腹腔注射(ip)法,【注】,新