實驗設(shè)計的原理和方法

1、實驗設(shè)計的目的 1.有目的、有計劃、有步驟地進行實驗。 2.最大限度地減少實驗誤差。 3.節(jié)省時間、樣本、經(jīng)費開支，減少人力物力財力，獲得較高的效率。,一、實驗設(shè)計的目的與任務(wù),實驗設(shè)計的任務(wù)：合理安排三要素 1.受試因素（處理因素、施加因素、干擾因素） ①要抓住實驗中的主要問題 ②要確定處理因素與非處理因素 ③處理因素必須指標(biāo)化 ④多因素的交互作用 2.受試對象 病人、動物、組織、器官、細胞等。 3.受試效應(yīng)

2、 選擇指標(biāo),指標(biāo)選擇要注意： ①指標(biāo)的關(guān)聯(lián)性 ②指標(biāo)的客觀性 ③指標(biāo)的靈敏性 ④指標(biāo)的精確性 ⑤指標(biāo)的特異性,二、實驗設(shè)計原則,對照原則 隨機原則 重復(fù)原則,1.對照原則（control） 例：某醫(yī)師為了研究某中藥煎劑的利尿作用，隨機抽取10名健康人進行研究，結(jié)果10名健康人服藥2小時內(nèi)較未服藥前平均增加100ml/小時，因此認為該中藥煎劑有利尿作用。

3、你認為該結(jié)論正確嗎？并說明理由；你認為應(yīng)如何設(shè)計？意義：⑴鑒別處理因素與非處理因素的差異。 ⑵減少實驗誤差，避免產(chǎn)生錯誤的結(jié)論。,,,,,,,,,要求：⑴均衡:即組間一致，除處理因素外，對照組具備與實驗組對等的非處理因素。⑵同步：對照組與實驗組在整個研究進程中，始終處于同一空間和時間。⑶專設(shè)：為相應(yīng)的實驗組專門設(shè)立對照。不得借用文獻上記載或以往的結(jié)果或其他研究資料作為本研究的對照。,對照的幾種形式 ⑴空白對照 ⑵實驗

4、對照 ⑶安慰劑對照 ⑷標(biāo)準(zhǔn)對照 ⑸弱陽性對照 ⑹自身對照 ⑺相互對照,,陰性對照,,陽性對照,⑴空白對照,對照組不加任何處理因素的對照。,⑵實驗對照,實驗對照：指給對照組施加與實驗組操作條件一 致的干擾因素。凡是對實驗結(jié)果有影響的操作、溶媒、試劑等都應(yīng)該設(shè)立實驗對照。 常用的實驗對照有： ①假處理對照:給對照組施加與實驗組條件一致的操作稱為操作對照，假處理對照在于控制操作影響產(chǎn)生的誤差。

5、 ②藥物溶媒對照:以性狀相同的溶媒作對照可防止誤將溶媒的作用當(dāng)作藥物的作用，得出假陽性結(jié)果。,⑶安慰劑對照,①安慰劑:是指外觀等與受試藥物相同且無藥理活性的物質(zhì)，在臨床研究中用來替代受試藥物。安慰劑應(yīng)該在劑型、包裝、顏色、大小、形狀、氣味等外觀上完全與處理組受試藥物一樣，使病人不能分辨，否則導(dǎo)致安慰劑的失效和實驗的失敗。 ②安慰劑效應(yīng):安慰劑產(chǎn)生與藥物相似的藥理作用。包括產(chǎn)生主觀感覺和客觀指征的變化。,③安慰劑對照的設(shè)立

6、給對照組受試者使用無藥理活性的安慰劑稱安慰劑對照。原則是在不損害病人健康的前提下使用。危重、病情發(fā)展迅速的病人，不得使用安慰劑。安慰劑對照與雙盲法同時實施效果更好。,對受精神因素影響較大的慢性疾病，應(yīng)盡量采用安慰劑對照；新藥和老藥新用治療慢性病的臨床試驗最好設(shè)立安慰劑對照；輕度精神憂郁、癔病可以使用安慰劑作為心理治療的一部分；診斷已確定不需要藥物治療的病人可作安慰劑對照。,⑷標(biāo)準(zhǔn)對照,標(biāo)準(zhǔn)對照又稱有效對照，要注意選擇療效被公認

7、或肯定的藥物或療法，而且與所試驗的藥物或療法是屬于同一類型的。不能用安慰劑對照時，可用標(biāo)準(zhǔn)對照。即用公認的標(biāo)準(zhǔn)療法(或常規(guī)療法)作對照。例如：試驗人參皂甙的抗心肌缺血作用，可用已知的有效藥物普萘洛爾或長效硝酸酯類作對照。,⑸弱陽性對照,即以藥效較弱的老藥作對照，則可以肯定新藥的價值。,⑹自身對照,即在同一個體上觀察給藥前后比較，這樣可以減小個體差異的影響。,⑺相互對照：幾種處理(或水平)互為對照。,,2.隨機原則（Randomiza

8、tion）,⑴概念：①隨機抽樣:總體中每個個體有相同的機會被抽到樣本中來②隨機分組:每個實驗對象分配到不同處理組的機會相同。③隨機實驗順序：每個實驗對象接受處理先后的機會相同,,,⑵目的：在于克服偏性，避免人為因素的主觀影響和其他因素。⑶方法：抽簽法(簡單隨機、半隨機、單純隨機抽樣)隨機數(shù)目表法、隨機排列表：分兩組、分三組,隨機數(shù)目表法,分兩組隨機方法分三組或三組以上的隨機法,隨機數(shù)目表法,初步結(jié)果 A組：1、3、9

9、、12、13、15（6) B組：4、5、7、 8、10 （5） C組：2、6、11、14 （4）最后結(jié)果 A組：1、3、 9、13、15 B組：4、5、 7、 8、10 C組：2、6、11、1

10、4、12,3.重復(fù)原則（Replication）,意義：①實驗的樣本量要足夠大②經(jīng)得起重復(fù)實驗的考驗?！耙粋€不可重復(fù)的研究是沒有科學(xué)性的”。設(shè)計樣本數(shù)時要考慮的因素 ⑴處理的效果 ⑵實驗誤差： ⑶資料性質(zhì)：等級分組>計數(shù)資料>計量資料的樣本量,,,⑷顯著性水平：樣本量a隨機區(qū)組設(shè)計>配對設(shè)計>拉丁方設(shè)計,樣本大小的估計 ⑴一般情況下預(yù)定樣本的大小

11、 ①動物實驗： 大動物（犬、貓）5-15只 中等動物（兔、豚鼠）10-20只 小動物（大鼠、小鼠）15-30 ②臨床：難治愈的病，療效顯著時：5-10例， 急性病死亡率高的：30-50例， 一般慢?。?00-300-500例,⑵用計算法估計①了解基本數(shù)據(jù)②確定條件：確定P值；確定把握度；確定是單側(cè)還是雙側(cè)⑶計算樣本大小的

12、公式與舉例,三、實驗設(shè)計的三大要素,⒈ 明確實驗?zāi)康?實驗設(shè)計時，首先要明確實驗的目的，要解決什么中心問題，做到有的放矢。如要研究一個藥物是否具有降壓作用，可以通過觀察兩組動物一組給藥、一組不給藥后血壓的變化情況表現(xiàn)藥物的作用，通過給藥前、后血壓的變化觀察藥物的作用效果。,⒉確定實驗方法和指標(biāo) 根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒灄l件確定實驗方法和觀察指標(biāo)。例如，觀察一個藥物是否具有鎮(zhèn)痛作用，觀察方法很多，有化學(xué)刺激法、熱刺激

13、法、電刺激法、機械刺激法等。無論何種方法，都有一定的觀察指標(biāo)。 設(shè)計一些好的觀察指標(biāo)是體現(xiàn)實驗的先進性和創(chuàng)新性的重要環(huán)節(jié)。觀察指標(biāo)是反映實驗對象在經(jīng)過處理前后發(fā)生生理或病理變化的標(biāo)志。它包括計數(shù)指標(biāo)(定性指標(biāo))和計量指標(biāo)(定量指標(biāo))，主觀指標(biāo)和客觀指標(biāo)等。,⑴客觀性：最好選用各種儀器檢測的客觀指標(biāo)，如體溫、心電圖、血氣分析、瘤重、體重、血紅蛋白含量、潰瘍面積的大小、平滑肌收縮的長度等。,指標(biāo)的選定須符合以下原則,⑵特異性：

14、指標(biāo)能特異地反映觀察現(xiàn)象的本質(zhì)，不會與其他現(xiàn)象相混淆。如高血壓中的血壓(尤其是舒張壓)可作為高血壓病的特異指標(biāo)；血氣分析中的血氧分壓和二氧化碳分壓可作為呼吸衰竭的特異指標(biāo)。,⑶重現(xiàn)性：在相同條件下指標(biāo)所測的結(jié)果可以重現(xiàn)。重現(xiàn)性高的指標(biāo)一般意味著偏性小，誤差小，能較真實地反映情況。,⑷靈敏性：是由實驗方法和儀器的靈敏度共同決定的。,⒊選取實驗樣本,醫(yī)學(xué)實驗對象包括人和動物。為了避免實驗給人帶來損害或痛苦，除了一些簡單的觀察，如血壓、脈搏、

15、呼吸、尿量的實驗可以在人體進行以外，主要的實驗對象應(yīng)該是動物(包括正常動物、麻醉動物及病理模型，既有整體動物，也有離體器官、組織和細胞等)，選擇合適的實驗動物對實驗的成功有重要的意義。,實驗樣本選擇的條件,⑴要選擇接近于人類而又經(jīng)濟的動物：靈長類動物最接近人，但價格昂貴。一般常選擇的實驗動物為家兔、大鼠、小鼠、青蛙（蟾蜍）。⑵動物年齡、體重、性別最好一致。⑶根據(jù)實驗?zāi)康?、方法和指?biāo)而定：如小白鼠是實驗室常用動物，適用于藥物初篩，半數(shù)

16、致死量(LD50)測定。由于其繁殖能力強、妊娠期短，也常用于避孕藥的篩選；家兔體溫恒定，適于解熱藥、熱原試驗。,四、學(xué)生自行設(shè)計實驗,neostigmine,pilocarpine,acetylcholine的鑒別實驗 藥品：0.01%新斯的明溶液(A)；1%毛果蕓香堿溶液(B)；0.1%乙酰膽堿溶液(C),1.三種藥物的基本作用和生物學(xué)特性,⑴ 新斯的明(neostigmine)：易逆性抗膽堿酯酶藥，可抑制AChE活性而發(fā)揮完全擬

17、膽堿作用，即興奮M、N膽堿受體，其對骨骼肌及胃腸道平滑肌作用較強，對腺體、眼、心血管及支氣管平滑肌作用弱。因此，用藥后有肌肉震顫，唾液腺、淚腺分泌增加，大小便失禁，中樞興奮等癥狀。,⑵ 毛果蕓香堿(pilocarpine)：能直接作用于副交感神經(jīng)(包括支配汗腺的交感神經(jīng))節(jié)后纖維支配的效應(yīng)器官的M膽堿受體，尤其對眼和腺體作用較明顯。因此，用藥后有縮瞳，唾液腺、淚腺分泌增加，大小便失禁等癥狀。無肌肉震顫作用。,⑶ 乙酰膽堿(acetylc

18、holine, ACh)：為膽堿能神經(jīng)遞質(zhì)，其性質(zhì)不穩(wěn)定，極易被體內(nèi)乙酰膽堿酯酶水解，且其作用廣泛，選擇性差，故無臨床實用價值，可在研究中作為工具藥實用。,⒉鑒別實驗方法,⑴ 小鼠腹腔注射(ip)法：每組取3只小鼠，稱重，標(biāo)記。分別ip三種藥物溶液0.1ml/10g體重，觀察小鼠反應(yīng)，初步判斷ABC各為何藥。,【注】 ①新斯的明：小鼠肌肉震顫，唾液腺、淚腺分泌增加，大小便失禁，中樞興奮，驚厥最后可能死亡； ②毛果蕓香堿溶液