Галерея диаграмм связей дизайн экспериментального исследования
Это интеллектуальная карта планирования экспериментального исследования, включая основные элементы, основные принципы и общие методы планирования эксперимента.
Отредактировано в 2024-01-20 12:38:08дизайн экспериментального исследования
16.1 Основные элементы планирования эксперимента
лечебный фактор
Факторы, которые исследователь намерен навязать или наблюдать исходя из цели исследования, которые могут действовать на объект исследования и вызывать прямые или косвенные эффекты.
Субъективное навязывание или объективное существование
В идеале в исследовании должен участвовать только один лечебный фактор, а другие влияющие факторы следует контролировать как мешающие факторы.
Факторы обработки должны быть стандартизированы, то есть факторы обработки должны быть одинаковыми на протяжении всего процесса исследования и не могут быть изменены по желанию.
Объект исследования (предмет)
Базовая единица для получения обработки
За исключением I фазы клинических испытаний лекарственных средств, в которых в качестве субъектов исследования используются здоровые люди, в других клинических испытаниях лекарственных средств и клинических испытаниях медицинского оборудования в качестве субъектов исследования используются пациенты.
План эксперимента должен четко определять условия включения субъектов исследования и включать четкие критерии включения и исключения для обеспечения однородности субъектов исследования.
Все объекты исследования, соответствующие критериям включения, являются популяцией исследования, а выбранные для исследования — выборками. Необходимо обеспечить репрезентативность выборок.
В клинических исследованиях, в которых в качестве субъектов исследования используются здоровые люди или пациенты, также необходимо обеспечить хорошее соответствие субъектов исследования.
экспериментальный эффект
Объективные реакции и результаты воздействия факторов обработки на объект исследования обычно выражаются через тот или иной индекс наблюдения.
Выбранные показатели наблюдения должны быть способны объективно, эффективно и точно отражать влияние факторов лечения. Неправильные показатели сделают результаты ненаучными и достоверными.
В качестве основных показателей эффективности в экспериментальных исследованиях лучше всего выбирать объективные показатели, чтобы снизить неблагоприятное влияние субъективных впечатлений как со стороны врачей, так и со стороны пациентов.
Субъективные показатели могут быть выражены количественно или градуированы.
Визуальная аналоговая шкала/оценка (ВАШ): Нарисуйте на бумаге горизонтальную линию длиной 10 см. Левая часть горизонтальной линии равна 0, что указывает на отсутствие боли; правый конец равен 10, что указывает на самую сильную боль, а средняя часть варьируется. степени боли
Чувствительность: когда существует фактор лечения, индекс наблюдения может отражать его экспериментальный эффект.
Специфичность: показатель наблюдения не показывает своего экспериментального эффекта, когда лечебный фактор не существует.
16.2 Основные принципы планирования эксперимента
Настройка контроля
Цель: в качестве эталонного уровня для сопоставления эффекта лечебного фактора экспериментальной группы.
Контрольная группа, созданная в исследовании, должна быть сбалансированной и соответствовать экспериментальной группе. В дополнение к различным лечебным факторам, состав распределения других важных факторов, не связанных с лечением, в контрольной группе должен быть максимально согласован с экспериментальной группой. Распределение контрольной группы и экспериментальной группы должно быть одинаковым. Восприимчивость и вероятность возникновения исследуемого заболевания среди субъектов исследования также должны быть одинаковыми. Методы выявления, наблюдения, диагностические стандарты и методы рандомизации в обеих группах также должны быть одинаковыми. быть последовательным.
Тип управления
Пустой контроль
Контрольная группа не требует каких-либо мер вмешательства и является формой негативного контроля.
Ослепление не может быть использовано во избежание вмешательства со стороны субъективных и психологических факторов исследователей и испытуемых.
плацебо-контроль
В качестве вмешательства исследователь вводит плацебо контрольной группе испытуемых, что также является формой негативного контроля.
Плацебо: вымышленное лекарство или вмешательство, максимально похожее по размеру, цвету, форме, весу, запаху, вкусу, лекарственной форме и дозировке на тестируемое лекарство, но не содержащее каких-либо активных терапевтических ингредиентов.
Цель: преодолеть влияние психологических факторов, таких как исследователи, субъекты исследования, исследователи и аналитики, участвующие в оценке эффективности и безопасности.
Использование плацебо-контроля не может задержать заболевание или задержать лечение, а также вызвать необратимые последствия для здоровья субъектов исследования.
Положительный контроль: использовать эффективный препарат или метод лечения, который в настоящее время широко применяется в клинической практике, имеет доказанную эффективность при соответствующих показаниях и признан эффективным.
исторический контроль
Сравнение прошлых результатов исследований исследователя или других лиц с экспериментальной группой. В ходе эксперимента фактически был проведен только один групповой эксперимент.
Существует множество влияющих факторов, которые трудно контролировать, поэтому это не идеальный метод сравнения.
Однако для некоторых редких заболеваний, когда случаев настолько мало, что параллельный контроль не может быть установлен, или когда уровень излечения изучаемого заболевания чрезвычайно низок, или даже вообще нет эффективного лечения, будет использоваться исторический контроль. .
самоконтроль
Контроль и эксперимент проводятся одновременно на одном и том же испытуемом – в большинстве диагностических тестов неэкспериментальные факторы, как правило, сбалансированы, поэтому ошибка теста при такой форме контроля меньше.
Контроль до и после лечения не может эффективно контролировать влияние факторов, не связанных с лечением, на экспериментальный эффект. Трудно добиться сбалансированного сравнения между экспериментальной группой и контрольной группой. Это не идеальная форма контроля.
рандомизация
Обеспечьте репрезентативность выборки и убедитесь, что распределение большого количества неконтролируемых факторов, не связанных с лечением, между каждой группой лечения было максимально сбалансированным и сопоставимым.
Случайная выборка: означает, что каждый субъект в популяции имеет одинаковые шансы быть выбранным, поэтому выборка может быть репрезентативной для совокупности.
Случайное распределение. Фундаментальной характеристикой экспериментального исследования, отличающейся от наблюдательного исследования, является то, что каждый субъект исследования имеет одинаковую возможность войти в каждую группу, что является важным средством обеспечения баланса и последовательности между группами экспериментальных субъектов. Это может не только гарантировать, что субъекты исследования в каждой группе лечения сбалансированы и сопоставимы с точки зрения различных факторов, не связанных с лечением, таких как демографические характеристики и тяжесть заболевания, но также позволяет избежать влияния субъективных факторов исследователя на группировку исследования.
Репликация
Проведите несколько экспериментов в одних и тех же экспериментальных условиях, чтобы повысить надежность и точность эксперимента.
Воспроизводимость: Надежные экспериментальные результаты должны быть воспроизводимыми в одних и тех же условиях. Неповторяемые экспериментальные результаты не являются научными.
Размер выборки: Надежные экспериментальные выводы не могут быть получены только на основе результатов нескольких примеров. Случайные результаты, полученные в отдельных случаях, не могут рассматриваться как неизбежные правила. Чтобы результаты были стабильными, должно быть достаточное количество единиц наблюдения.
слепота
Во избежание влияния субъективных факторов и психологических факторов исследователей, субъектов, специалистов по оценке эффективности, специалистов по оценке диагностических результатов, статистических аналитиков и т. д. на результаты исследования, а также для контроля предвзятости, возникающей в процессе клинического исследования и интерпретации результатов.
Двойная слепота: ни исследователь, ни испытуемые не знают ситуации с группировкой испытаний, что позволяет действительно избежать субъективного психологического влияния как исследователя, так и испытуемых.
Одинарная слепота: только исследователь знает группы испытаний.
Третья слепая оценка (третья слепая оценка): как исследователи, так и субъекты знают ситуацию с группировкой испытаний, что в основном ограничивает число специалистов по оценке эффективности или оценщиков диагностических результатов (чтение персонала по медицинскому воздействию, комитета по конечным точкам и т. д.)
Открытое исследование (неслепой тест): клинические исследования, в которых не используются методы «слепого» исследования, такие как хирургическое вмешательство, химиотерапия и т. д., в которых методы «слепого» применения использовать нельзя.
Слепой анализ: после испытания раскрывается только групповой код каждого субъекта. Статистические аналитики знают только, относится ли субъект к группе А или группе Б, но не знают, кто находится в группе А и группе Б. Что такое экспериментальная группа. контрольная группа, чтобы контролировать субъективное вмешательство аналитиков
Средства реализации: технология плацебо, капсульная технология, технология двойного моделирования.
16.3 Общие методы планирования эксперимента
16.3.1 Полностью случайный дизайн
Определение: Независимо от индивидуальных различий, в эксперименте используется только один лечебный фактор, поэтому его также называют однофакторным или групповым. Однородные субъекты исследования случайным образом распределяются по нескольким лечебным группам для экспериментальных исследований или сравнительных наблюдательных исследований. использование случайных выборок из нескольких разных групп населения
Полностью рандомизированный план включает только один фактор лечения, который может иметь два или более уровней, а размеры выборки каждой группы лечения могут быть равными или неравными. Дизайн наиболее эффективен, когда размеры выборки каждой группы равны.
Преимущества: метод прост, приложение гибкое, работоспособность высокая, количество групп обработки и размер выборки каждой группы не ограничены. Если объект упадет, это не повлияет на других субъектов, и потери в результатах эксперимента будут меньше, чем при других методах проектирования.
Недостатки: можно спроектировать и проанализировать только один лечебный фактор, а распределение различных нелечебных факторов между группами можно сбалансировать, только просто полагаясь на случайную группировку субъектов исследования. Поэтому точность эксперимента низкая, а иногда и низкая. баланс между группами будет нарушен. Относительно плохой.
16.3.2 Рандомизированный дизайн блоков
Определение: Субъекты сначала делятся на блоки в соответствии с условиями соответствия, а затем субъекты в каждом блоке случайным образом распределяются в каждую группу лечения.
Используйте основные неэкспериментальные факторы в качестве условий сопоставления вместо экспериментальных факторов в качестве условий сопоставления.
В каждом блоке может быть два или более предметов. Когда в каждом блоке только два предмета, это также называется парным дизайном.
Преимущества: Испытуемые делятся на блоки по условиям спаривания, что позволяет снизить влияние многих нелечебных факторов на эксперимент, повысить баланс между группами, а также уменьшить ошибку эксперимента и увеличить информативность блока, сократить объем исследований; время Индивидуальные различия между субъектами могут уменьшить размер выборки и повысить статистическую эффективность.
Недостатки: Ограниченные условиями соответствия или совместимости, иногда бывает трудно сопоставить субъекты с блоками, что приводит к потере части информации о субъекте. Более того, когда субъект выпадает из блока, потеря информации относительно велика.
16.3.3 Дизайн латинского квадрата
В трехфакторной схеме эксперимента один фактор распределяется по строкам, столбцам и буквам латинского квадрата. Как правило, разные уровни факторов воздействия обозначаются разными буквами. Факторы строк и факторы столбцов обычно используются для рассмотрения блока управления в двух направлениях. , поэтому конструкция латинского квадрата представляет собой двустороннюю разделенную конструкцию.
Латинский квадрат представляет собой квадратную матрицу k*k, упорядоченную по k латинским буквам. Каждая буква в каждой строке или столбце встречается только один раз. Такая квадратная матрица называется таблицей латинских квадратов k-го порядка.
Преимущества: одновременно можно анализировать три фактора, контролировать два важных неэкспериментальных фактора, дополнительно уменьшать ошибку эксперимента, экономить размер выборки и повышать эффективность эксперимента.
Недостатки: уровень каждого фактора должен быть равным, и между тремя факторами не должно быть взаимодействия. При отсутствии данных потеря экспериментальной информации будет больше.
16.3.4 Перекрестная конструкция
Учитывался один лечебный фактор и учитывалось влияние на результаты эксперимента двух нелечебных факторов (этап эксперимента и субъектов), которые не взаимодействовали с лечебным фактором.
Шаги: Предположим, что фактор лечения имеет два уровня A и B. Сначала субъекты случайным образом делятся на две группы. Субъекты в первой группе получают лечение A на этапе I, а субъекты на этапе II получают лечение B. Субъекты. во второй группе Субъект получает лечение Б в фазе I и лечение А в фазе II.
Период вымывания: тест требует, чтобы между двумя этапами был установлен определенный интервал (период вымывания), чтобы устранить остаточные эффекты предыдущей обработки и гарантировать, что начальные условия двух этапов совпадают. Обычно требуется как минимум более 7 периодов полувыведения препарата.
Он подходит для заболеваний с относительно стабильным течением и стадийным течением. Не подходит для заболеваний с тенденцией к самоизлечению или с коротким течением.
Преимущества: снижает влияние индивидуальных различий на факторы лечения, экономит размер выборки, позволяет контролировать влияние временных факторов (фаза испытаний) на методы лечения, каждый субъект получает две меры вмешательства и в большей степени соответствует этическим требованиям.
Недостатки: он подходит только для заболеваний с относительно стабильным состоянием и течением заболевания, которое можно стадировать. Поскольку лечение необходимо прекратить в период отмывания, случаи могут легко выпасть или выпасть из исследования. После выпадения произойдет большая потеря. данные.
16.3.5 Факторный дизайн
Многофакторный экспериментальный план, который полностью объединяет несколько экспериментальных факторов на разных уровнях, позволяет не только сравнивать уровни каждого фактора, но и анализировать взаимодействие между факторами. Если есть взаимодействие между факторами, это означает, что каждый фактор не является независимым, и изменения уровня одного фактора будут влиять на экспериментальные эффекты других факторов. Если взаимодействия между факторами нет, это означает, что каждый фактор независим, и уровень определенного фактора изменяется, не повлияет на экспериментальные эффекты других факторов.
Разница между факторным дизайном и полностью случайным дизайном: лечебная группа факторного плана представляет собой комплексную комбинацию разных уровней двух или более лечебных факторов, то есть количество лечебных групп равно произведению числа уровней факторы, подлежащие изучению
Факторный план 2*2 означает, что существует два фактора, каждый фактор имеет два уровня и существует 4 комбинации. Двухфакторный факторный экспериментальный план можно использовать для изучения того, существуют ли различия между разными уровнями внутри двух факторов, особенно. в исследовании Существует ли какое-либо взаимодействие между этими двумя факторами?
Преимущества: Высокая эффективность. Он может не только анализировать наличие различий между разными уровнями внутри каждого фактора, но и имеет функцию анализа взаимодействия различных комбинаций.
Недостатки: по мере увеличения количества факторов и уровней резко увеличивается количество субъектов и требуемая аналитическая нагрузка, а интерпретация результатов анализа взаимодействия высокого порядка также усложняется.