二、实验设计的基本内容
二、实验设计的基本内容
㈠确定实验的目的及意义 在进行实验研究之前，应充分了解并掌握所研究问题的历 史和现状，要明确为什么要进行这项实验，所进行的实验 要解决什么问题，解决这样的问题有什么意义。因为设计 是围绕目的进行的，有什么样的研究目的，就应有与之想 适应的研究设计。通过严格可行的设计，并按设计要求严 格实施，最终达到预期的目的。一次现场实验最好解决一 个目的，目的不明确或太多，各项措施就不集中，力量分 散，反而影响实验结果。
㈡确定实验观察对象 根据实验目的的不同，实验对象应有下列 基本考虑： 1.验证病因：在进行病因研究实验设计时， 选择研究对象应考虑下列问题：①所选择 的研究人群应该是所研究疾病的高发人群； ②有确切的资料表明在这个人群中存在着 所要验证的“病因”因素。
2.观察某预防措施或疫苗的预防效果：对 某一疫苗及预防措施效果进行评价时，选 择研究对象应考虑下列问题：①所选的研 究对象应是所研究疾病的易感人群，实验 对象必须是健康的和该病的易感者。 ②所选的研究对象在实验观察期间内发病 或流行的机会大 。
在进行设计时，应注意下列问题： 1.明确疾病的诊断标准和方法。 2.要明确规定发现病例的方法。 一般有下列几种发现病例的方法：①通过 现场调查 ; ②通过疾病的监测网络 ; ③同时 采用上述两种方法 。
3.对实施干预措施的观察。为保证干预措 施能正确实施，也需要不断的对干预措施 的实施情况进行观察 。 4.制订出质量控制的具体措施，包括对诊 断的质量控制，给予干预措施的质量控制， 现场调查的质量控制等。
⑵连续变量样本大小的计算：所谓连续变 量是指身高、体重、血压、血脂和胆固醇 等计量资料。如按样本均数比较，当两组 样本量相等时，可按下列公式计算样本大 小：
N=2(Zα+Zβ)2Ó2/d2 （公式 9-2） 式中Ó：为估计的标准差； d：为两组连续变量均值之差； Zα、Zβ和N所示意义同上述计数资料的计算 公式。以上公式适用于N≥30时。
4.要有可行的保证干预措施正确实施的方法
流行病学实验研究就是要研究干预措施 （某因素）与疾病发生（疾病的转归）的 关系，因此必须保证在研究对象中正确实 施干预措施。
5.发现病例的方法以及诊断标准在两组应相 同 在流行病学实验研究中，应始终保证实验 组与对照组的可比性，包括在实验观察过 程当中的每一环节，尤其要注意发现病例 的方法及诊断标准在两组应相同。
实验流行病学特征
1.流行学实验研究是前瞻性研究，即必须直接追 踪随访研究对象，虽然对这些研究对象的观察不 一定从同一天开始，但必须从一个确定的起点开 始追踪。 2.流行病学实验研究必须对实验对象施加一种或 多种干预措施，作为干预措施可以是预防某种疾 病的疫苗、阻断某疾病发生的某因素、治疗某病 的药物或方法等。
㈣实验பைடு நூலகம்组及设立对照
实验分组的原则是能保证实验组和对照组具有可 比性。所谓两组具有可比性是指：①两组的基本 条件可比，如性别，年龄，民族，职业，病情轻 重，病例程长短等；②两组对所研究疾病的易感 性可比；③两组发生或感染研究疾病的机会相等； ④两组对某药物或治疗方法的敏感性相同。
1.随机化分组
最常用的随机化方法有下列三种： ⑴简单随机分组（simple randomization）
6.明确实验期限 要根据所研究疾病的自然史并结合研究的 具体情况确定实验的观察期限。一般要求 实验的观察期限以能观察到两组的发病率 能出现显著的统计学差别的时间为准，或 者以能观察到实验能出现应有的结果的时 间来确定实验的期限。
7.资料的整理与分析 在实验的设计阶段就应考虑将来实验结束时的资 料整理分析的方法。有些流行病学实验研究可能 实验的时间较长，在整个的实验观察过程中难免 会出现各种影响实验结果的因素，比如对有些实 验对象由于某种原因中途退出问题，诸如此类问 题都应在实验设计阶段充分考虑，对这类资料应 明确规定其处理及分析的方法。
流行病学实验研究
第一节 流行病学实验研究概述
一、流行病学实验研究的概念 流行病学实验研究是将合适的研究对象，按随机 分配原则，分为两组，人为地给一组以某种因素、 措施、新药或新的治疗方法作为实验组，另一组 不给某种因素、措施或给予安慰剂作为对照组。 然后随访观察一定时间，并比较两组的发病率或 死亡率（或病死率、治愈率），据此评价干预因 素对疾病的影响。
2.要有足够大的实验样本 所需人数的多少可通过公式计算。 3.设立对照，并进行随机化分组 在流行病学实验研究中，实验组和对照组是否有 可比性也是决定实验研究成功与否的关键环节之 一。在进行实验分组时，必须保证两组的基本条 件均衡，使两组在易感性和发生或感染某病的机 会等方面具有可比性。要想达到这一目的，必须 按随机分配原则进行分组。
③由于流行病学实验研究是在人为控制的现 场条件下进行观察，而队列研究是在自然 状态下进行观察，队列研究中影响研究结 果的因素比流行病学实验研究更为复杂， 因此在验证病因假设方面，流行病学实验 研究比队列研究效力更强。
三、流行病学实验研究的主要类型
㈠现场试验 现场试验(field trial)是以尚未患病的人群作为研 究对象，按随机分配原则将研究对象分为实验组 和对照组，实验组给予某种干预措施（要研究的 因素），对照组不给予干预措施或给予安慰剂， 接受处理或某种预防措施的基本单位是个人而不 是亚人群。现场试验主要用于病因研究和疫苗及 预防措施效果评价。
㈦ 确定实验的观察期限 在进行实验设计时必须明确观察的时间， 包括实验的起点和终点。一般来说，实验 的观察期限视不同研究目的及实验的自身 特点而定，所确定的观察期限应符合疾病 的发生或流行规律以及干预因素对机体的 作用规律。
通常干预实验的效应受以下几方面因素的影响：
⑴不可预知的结局(unpredictable outcome) ⑵霍桑效应(Howthorne effect) ⑶向均数回归(regression to the mean) ⑷安慰剂效应(placebo effects) ⑸潜在的未知因素的影响
设立对照的方式主要有以下几种 : ①标准疗法对照（有效对照） ②安慰剂对照：安慰剂（Placebo）是一 种外表形状与所试之制剂、药物相似的物 质，用后机体不会产生任何对实验有影响 的作用。 ③自身对照 ④交叉对照
⑵分层随机分组（stratified randomization） ⑶整群随机分组(cluster randomization)
2.设立对照 在研究干预措施的效果时，直接观察到的 往往是多种因素的效应交织在一起的综合 作用，合理的对照能成功的将干预措施的 真实效应客观的、充分的显现出来，使研 究者能做出正确的评价。
2.实验样本大小的计算 ⑴非连续变量样本大小的计算：
N=[Z α 2 P(1 P) +Z β P1 (1 P1 ) P2 (1 P2 ) ] 2 /( P 1 - P 2 ) 2
式中P1：对照组发病率 P2：实验组发病率 P：（P1+ P2）/2 Zα：为α水平相应的标准正态差，可通过查表获得； Zβ：为1-β水平相应的标准正态差，可通过查表获 得； N:为计算所得的一个组样本大小。
㈡社区干预试验 有些实验研究其现场情况或给予干预措施不适合以个体为 单位来进行，而更适合于以社区或某一地理区域为单位来 划分实验组和对照组，并按实验组的群体给予干预措施。 如通过改水预防地方性氟中毒的实验研究，食盐加碘预防 地方性甲状腺肿的实验研究。如果参与的社区比较多，也 需进行随机分组，不过分组的单位是社区或亚人群而不是 个体。像这样的研究我们称之为社区干预试验 (community intervention trial)。
3.评价某药物或治疗方法的疗效：应选择 已确诊的临床病人。根据实验的目的选择 合适的研究对象。
㈢实验人数的确定即样含量的估计。 1.影响样本含量大小的主要因素
⑵第Ⅰ类（α）错误出现的概率，即出现假阳性 错误的概率 。 ⑶第Ⅱ类（β）错误出现的概率，即出现假阴性 错误的概率 。
⑷单侧检验或双侧检验，单侧检验比双侧检验所 需样本量小。 ⑸研究对象分组数量：分组数量越多，则所需样 本量越大。
㈣类试验(quasi-trial)又称半试验(semitrial)： 一个完全的流行病学实验必须具备上述四 个基本特征，如果一项实验研究缺少一个 或几个基本特征，这种实验研究叫类试验。 根据是否设立对照组可将类试验分为两类：
1.不设对照组的类试验 一是自身的前后对照，即同一受试对象在 接受干预措施前后进行比较。 二是与已知的不给干预措施的结果进行比 较。
2.设对照组的类试验：有些试验虽然设立了 对照组，但研究对象的分组不是随机的。
第二节 流行病学实验的设计和实施
一、实验设计的基本原则 1.确定合适的研究对象和现场 选择并确定合适的研究对象是流行病学实 验研究成功与否的关键环节之一。如果选 择的对象不合适，尽管在后面进行的随机 分组、给予干预措施以及随访观察等都严 格按要求进行，也不会得到预期的效果。
㈢临床试验 临床试验(clinical trial)的主要目的是评价某一药物或某一 治疗方法的治疗效果，其基本原理与前述现场试验基本相 同，所不同的是临床试验的研究对象是已确诊患有某病的 病人。在临床试验时，首先从具有临床症状的大量病人中 选出合适的研究对象，然后将研究对象分为二个预后相类 似的组（除给予的因素外，其他影响预后因素应相同）， 一组为实验组，另一组为对象组。实验组给予某种干预措 施（新药或新疗法），对照组给予安慰剂或传统疗法。然 后观察两组的临床过程及转归，比较两组的治愈率、好转 率、病死率等指标，从而评价干预措施的效果。
㈤ 制订实施干预措施的方法 在进行设计时应考虑下列两个问题: 1.要保证实验组对象中的全部或绝大部分 接受干预措施； 2.实施干预措施这一过程在两组要有可比 性。
㈥制订实验观察的内容和方法 在现场实验的研究过程中，实验观察主要 内容: 1.对实验人群结局（发病、死亡或某生理 生化指标）的观察; 2.实验因素对实验人群结局影响的观察。