科研——科研设计的常用方法PPT学习教案

1、会计学1 科研科研科研设计的常用方法科研设计的常用方法 （实验因素（实验因素 ） 非处理因素，混杂因素非处理因素，混杂因素 (confounding factor) 实验单位实验单位 (experiment unit)、研究对象或研究单位、研究对象或研究单位 例：用某种降压药治疗高血压模型小鼠，观察其血压值的下降情况例：用某种降压药治疗高血压模型小鼠，观察其血压值的下降情况 第1页/共164页 1 1、对照原则、对照原则 2 2、随机随机原则原则 3 3、重复重复原则原则 条件：条件：对等对等 、同步同步、专设专设 (1)抽样抽样、分组随机分组随机 (2)实验顺序的随机实验顺序的随机 (1)(

2、1)结论的重复结论的重复 (2) 用多个实验对象进行重复用多个实验对象进行重复 (3) 同一实验对象的重复观察同一实验对象的重复观察 4、盲法原则、盲法原则 5、均衡原则、均衡原则 第2页/共164页 1、完全随机设计、完全随机设计 2、配对设计配对设计 3、配伍配伍组设计组设计 4、交叉设计、交叉设计 5、析因设计、析因设计 6、正交设计、正交设计 7、拉丁方设计拉丁方设计 第3页/共164页 一、一、概念概念与特点与特点 又称又称单因素设计单因素设计, ,或或成组设计成组设计，将同质的将同质的受试对象受试对象随机地分随机地分 配到各处理组中进行配到各处理组中进行同期平行同期平行观察观察,

3、, 或从不同总体中随机或从不同总体中随机 抽样进行对比研究抽样进行对比研究。 （1）动物）动物 （2）人：健康人）人：健康人 、病人、病人 1. 1. 概念概念 第4页/共164页 优点：优点：1) 1) 适用面广适用面广（最适宜小样本探索性研究）；（最适宜小样本探索性研究）； 2) 2) 简单易行；简单易行； 3 3）不受组数的限制）不受组数的限制； 4) 4) 各组的样本含量可以相等各组的样本含量可以相等, , 也可以不相等也可以不相等； 注意注意: : 在总样本量不变的情况下，各组样本量相同时设在总样本量不变的情况下，各组样本量相同时设 计效率最高计效率最高 5 5）统计分析方法相对简单

4、）统计分析方法相对简单。 缺点：缺点：1）只能作单一因素的比较；）只能作单一因素的比较； 2）组间平衡性差，）组间平衡性差，实验误差偏大实验误差偏大 ； 3）效率较低。）效率较低。 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第5页/共164页 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第6页/共164页 N为受试对象的总体；为受试对象的总体； Ne为纳入实验的受试对为纳入实验的受试对 象象 R为随机；为随机； I、II、K为分组；为分组； D为实验数据；为实验数据； C为对照；为对照； T为被试因素；为被试因素； C I：D1I D2I Ta N Ne RII：D1II D2II K：D1K D2

5、K Tj 注：有些实验无法取得处理前数据，只 有处理后数据 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第7页/共164页 【例【例10-1】 取体重为取体重为18-22克健康小鼠克健康小鼠20只，随机分为四组，用只，随机分为四组，用 巴豆油造成人工创面，分别用八宝丹、生肌散、凡士林纱条及生巴豆油造成人工创面，分别用八宝丹、生肌散、凡士林纱条及生 理盐水外敷用药理盐水外敷用药10天，观察创面恢复情况并比较之。天，观察创面恢复情况并比较之。 具体分组方法是具体分组方法是: 先将小鼠按体重编号先将小鼠按体重编号(120号号)，查随机排列表，查随机排列表 （种子数种子数从从25行第行第1列开始，具体方法

6、见第列开始，具体方法见第5章），将动物编号章），将动物编号 与表中随机数字相对应，将数字与表中随机数字相对应，将数字04编入八宝丹组，编入八宝丹组，59编为生编为生 肌散组，肌散组，1014编为凡士林纱条组，编为凡士林纱条组，1519编入生理盐水组（表编入生理盐水组（表 10-1）。）。 第8页/共164页 （最小的（最小的5 5个随机数对应的动物分为甲组，中间个随机数对应的动物分为甲组，中间5 5个随机数对应的动物分为乙组，最大的个随机数对应的动物分为乙组，最大的5 5个随机数分为丙组。）个随机数分为丙组。） 58 71 96 30 24 18 46 2358 71 96 30 24 18

7、46 23 34 27 85 13 99 44 4934 27 85 13 99 44 49 丙丙丙丙 甲甲 丙丙 甲甲乙乙乙乙甲甲 丙丙乙乙甲甲甲甲丙丙乙乙乙乙 种子数：种子数：10行行1列开始列开始 动物编号动物编号1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8 随机数字随机数字 组组 别别 排排 序序 11 12 14 6 4 2 9 3 动物编号动物编号 9 10 11 12 13 14 15 9 10 11 12 13 14 15 随机数字随机数字 组组 别别 排排 序序 7 5 13 1 15 8 10 第9页/共164页 1）受试对象编号；）受试对象编号； 2）设置

8、种子数；）设置种子数； 3）找随机数字；）找随机数字； 4）随机数字排序；）随机数字排序； 5）将随机数字对应的动物分至每一组。）将随机数字对应的动物分至每一组。 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第10页/共164页 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第11页/共164页 n若多组共用一个对照组，则若多组共用一个对照组，则 共用对照组的样本含量（共用对照组的样本含量（nc）应当随处理组数扩大而增加，通常应是：）应当随处理组数扩大而增加，通常应是： nK为处理组组数（不含对照组）为处理组组数（不含对照组） 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第12页/共164页 统计分析方法依

9、资料性质而异：统计分析方法依资料性质而异： 1）计数资料（无序分类变量资料）用）计数资料（无序分类变量资料）用2或或u检验检验 2）等级资料（）等级资料（有序分类变量资料）用秩和检验有序分类变量资料）用秩和检验 3）计量资料两组比较用）计量资料两组比较用t 检验或秩和检验检验或秩和检验 4）计量资料）计量资料多组用方差分析或多组用方差分析或秩和检验秩和检验 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第13页/共164页 2. 尽量使每组间样本数相等或接近尽量使每组间样本数相等或接近 在在N不变的条件下，不变的条件下，n1 =n 2设计效率较高，一般认为可升高设计效率较高，一般认为可升高10%15

10、%。 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第14页/共164页 第第一一节节 完全随机设计完全随机设计 第15页/共164页 一、一、概念概念与特点与特点 指先将条件相同（或相似）受试对象指先将条件相同（或相似）受试对象 配成对子，而后按随机原则给予每对中的配成对子，而后按随机原则给予每对中的 个体施以不同处理个体施以不同处理。 1.1.概念概念 第16页/共164页 2. 2. 特点特点 优点：优点：1）最大限度地排除非处理因素的干扰，）最大限度地排除非处理因素的干扰， 减抽样误差；减抽样误差； 2）处理组间有较好的齐同可比性；）处理组间有较好的齐同可比性； 3）试验效率高，所需样本含量

11、较少。）试验效率高，所需样本含量较少。 缺点缺点：1）配对条件不能过严、过多，否则难以配对）配对条件不能过严、过多，否则难以配对 ； 2）有一定的局限性。有一定的局限性。 第二节第二节 配对设计配对设计 第17页/共164页 1）自身配对）自身配对 (同源配对同源配对 ) 2）异体配对）异体配对 自身前后配对自身前后配对 自身左右配对自身左右配对 第二节第二节 配对设计配对设计 第18页/共164页 （2）模式：）模式： 第二节第二节 配对设计配对设计 第19页/共164页 （3）样本含量估算：）样本含量估算： 第二节第二节 配对设计配对设计 第20页/共164页 （一）（一） 自身对照设计自

12、身对照设计 1. 自身前后对照设计自身前后对照设计 1 1）控制实验条件，保证处理前后其他条件）控制实验条件，保证处理前后其他条件 具有可比性，避免时间过长的实验；具有可比性，避免时间过长的实验； 2 2）应设立平行对照观察（空白组或实验对）应设立平行对照观察（空白组或实验对 照组）；照组）； （5）应用：）应用： 主要应用于急性与短期的实验。主要应用于急性与短期的实验。 第二节第二节 配对设计配对设计 第21页/共164页 （一）自身对照设计（一）自身对照设计 2. 自身左右对照设计自身左右对照设计 （1）定义定义： 指指2 2种不同处理分别施加于同种不同处理分别施加于同 一个体左右两部分的

13、设计。一个体左右两部分的设计。 （2）模式：）模式： NNe 1/2 1/2 左左C 右右T R 左左T 右右C 第22页/共164页 （一）（一） 自身对照设计自身对照设计 2. 自身左右对照设计自身左右对照设计 （3）特点：）特点： 优点优点：可比性强可比性强 缺点：所用的处理均必须是缺点：所用的处理均必须是局部性局部性的，而不能通过的，而不能通过 神经反射或体液途径引起全身反应。神经反射或体液途径引起全身反应。 （4）应用：）应用： 只适用于局部作用因素的研究。如扩瞳药，局部反只适用于局部作用因素的研究。如扩瞳药，局部反 应药等。应药等。 第23页/共164页 （一）（一） 自身对照设计

14、自身对照设计 2. 自身左右对照设计应用自身左右对照设计应用 用中药膏剂（以凡士林为调料）治疗家兔股骨骨髓炎用中药膏剂（以凡士林为调料）治疗家兔股骨骨髓炎 。在双后肢制造模型后，按随机原则分别在左、右病变。在双后肢制造模型后，按随机原则分别在左、右病变 部位涂上中药膏剂或凡士林，用药两周后观察两侧恢复部位涂上中药膏剂或凡士林，用药两周后观察两侧恢复 情况，比较两者对骨髓炎的治疗效果。情况，比较两者对骨髓炎的治疗效果。 与前后配对设计相同。与前后配对设计相同。 （5）样本含量估计：）样本含量估计： 第二节第二节 配对设计配对设计 第24页/共164页 1）一个体左右两个部位必须）一个体左右两个部

15、位必须对称对称，病理条件应当相同。，病理条件应当相同。 2）必须保证被试因素的观察效应是）必须保证被试因素的观察效应是局部性局部性的，不致通的，不致通 过反射方式或体液途径影响对侧。过反射方式或体液途径影响对侧。 3）处理组和对照组的左右分配可用简单随机方法决定。）处理组和对照组的左右分配可用简单随机方法决定。 （一）（一） 自身对照设计自身对照设计 2. 自身左右对照设计自身左右对照设计 （6）注意事项）注意事项 （7）统计分析：自身配对的实验结果用配对）统计分析：自身配对的实验结果用配对t检验检验 第二节第二节 配对设计配对设计 第25页/共164页 （二）（二） 异体配对对照设计异体配对

16、对照设计 1. 定义定义 将受试对象按照一定的条件（依专业知识确定）将受试对象按照一定的条件（依专业知识确定） ，将条件相同的个体配成对子，然后在对子内部按照，将条件相同的个体配成对子，然后在对子内部按照 随机方法，将一个分配至实验组，另一个分配到对照随机方法，将一个分配至实验组，另一个分配到对照 组，最后对其结果以配对分析的统计方法加以处理。组，最后对其结果以配对分析的统计方法加以处理。 第二节第二节 配对设计配对设计 第26页/共164页 （二）异体配对对照设计（二）异体配对对照设计 2. 特点特点 由于异体配对设计实验是同期平行进行，可以排除时间由于异体配对设计实验是同期平行进行，可以排

17、除时间 、大自然条件改变与医疗条件等因素对疗效的干扰，因此异、大自然条件改变与医疗条件等因素对疗效的干扰，因此异 体配对试验体配对试验结论的可靠性大结论的可靠性大于自身前后配对设计。于自身前后配对设计。 1）急性实验）急性实验 2）慢性实验）慢性实验 3）较长期观察）较长期观察 3. 应用应用 第二节第二节 配对设计配对设计 第27页/共164页 4. 模式模式 二、二、 异体配对对照设计异体配对对照设计 第28页/共164页 （二）异体配对对照设计（二）异体配对对照设计 第二节第二节 配对设计配对设计 第29页/共164页 1 1）对子本身的齐同（）对子本身的齐同（齐同性要求齐同性要求P0.

18、2 ）； 2 2）在慢性实验中或长期观察过程中应设法保持）在慢性实验中或长期观察过程中应设法保持 非被试因素的可比性。非被试因素的可比性。 第二节第二节 配对设计配对设计 第30页/共164页 第二节第二节 配对设计配对设计 第31页/共164页 第32页/共164页 第33页/共164页 （单数甲乙，双数乙甲）（单数甲乙，双数乙甲） 受试者号受试者号5.1 5.2 6.1 6.2 7.1 7.2 8.1 8.25.1 5.2 6.1 6.2 7.1 7.2 8.1 8.2 随机数字随机数字05 69 30 1605 69 30 16 乙乙甲甲甲甲乙乙乙乙甲甲甲甲乙乙 受试者号受试者号 1.1

19、 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.21.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 随机数字随机数字73 37 32 04 73 37 32 04 处处理理 处处理理甲甲乙乙乙乙甲甲乙乙甲甲甲甲乙乙 种子数：种子数：5行行6列开始列开始 编编 号号 5 6 7 8 编编 号号 1 2 3 4 第34页/共164页 又称又称随机区组设计，是配对设计的扩大，它是按照一随机区组设计，是配对设计的扩大，它是按照一 定的条件，将几个条件相同的受试对象划成一个配伍组或定的条件，将几个条件相同的受试对象划成一个配伍组或 区组，而后在每个区组内部按随机原则，将每个受试对象区

20、组，而后在每个区组内部按随机原则，将每个受试对象 分配到各组，对每组分别予以不同处理，然后对其结果进分配到各组，对每组分别予以不同处理，然后对其结果进 行分析行分析。 区组化的目的区组化的目的：对一些已知的非处理因素进行控制对一些已知的非处理因素进行控制, , 以以 提高组间的均衡性提高组间的均衡性, ,减少实验误差。减少实验误差。 一、含义与特点一、含义与特点 1. 含义含义 第35页/共164页 【例【例 10-5】 现有来自现有来自 6 个不同窝别的雄性小鼠各个不同窝别的雄性小鼠各 5 只，共只，共 30 只。欲将只。欲将 30 只小鼠随机分配到只小鼠随机分配到 A，B ，C，D，E 5

21、 个处理组中去。要求每个处理组个处理组中去。要求每个处理组 6 只，且来自不同的窝别。只，且来自不同的窝别。 第36页/共164页 0）划分区组；）划分区组； 1）每个区组编号；）每个区组编号； 2）每个区组中的小鼠编号）每个区组中的小鼠编号 ； 3）找随机数字（确定种子）找随机数字（确定种子 数数第第1行第行第1个个开始，开始， 获取获取30个随机数字）个随机数字） ； 4）赋予每只小鼠随机数字）赋予每只小鼠随机数字 ； 5）每只小鼠分配给每个处）每只小鼠分配给每个处 理组。理组。 随机数字表找随随机数字表找随 机数字机数字 第37页/共164页 0）划分区组；）划分区组； 1）每个区组编号

22、；）每个区组编号； 2）每个区组中的小鼠编号）每个区组中的小鼠编号 ； 3）找随机数字（确定种子）找随机数字（确定种子 数数第第1行第行第1个个开始，开始， 获取获取30个随机数字）个随机数字） ； 4）赋予每只小鼠随机数字）赋予每只小鼠随机数字 ； 5）每只小鼠分配给每个处）每只小鼠分配给每个处 理组。理组。 随机排列表找随随机排列表找随 机数字机数字 第38页/共164页 随机化区组步骤随机化区组步骤：（：（教材步骤如下）教材步骤如下） 第39页/共164页 第40页/共164页 第41页/共164页 【例【例10-6】 分配结果分配结果 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 第42页/共1

23、64页 优点：优点： 1）每个配伍组内的受试对象有较好的同质性每个配伍组内的受试对象有较好的同质性 （齐同），更易获得不同处理间的差别（齐同），更易获得不同处理间的差别 2）均衡性好，误差减低）均衡性好，误差减低 3）效率较高，可分析处理组间和配伍组间两）效率较高，可分析处理组间和配伍组间两 因素的影响因素的影响 4）统计分析较简单）统计分析较简单 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 (completely randomized block design) 一、含义与特点一、含义与特点 第43页/共164页 缺点：缺点： 1）不能分析交互作用；）不能分析交互作用； 2）如果某一区组内的受试对象

24、发生意外，）如果某一区组内的受试对象发生意外， 则只好放弃整个区组或采用缺项；则只好放弃整个区组或采用缺项； 3）分组较繁。分组较繁。 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 (completely randomized block design) 一、含义与特点一、含义与特点 第44页/共164页 n凡实验目的是回答凡实验目的是回答两种因素两种因素（被试因素、配伍组因素）（被试因素、配伍组因素） 各自的差异各自的差异有无统计学意义的情况，不管是两个或多个有无统计学意义的情况，不管是两个或多个 处理组，均可采用配伍组设计处理组，均可采用配伍组设计 n如研究老年性病症的治疗，除比较不同如研究老年性病

25、症的治疗，除比较不同药物疗效药物疗效，还需观察不同，还需观察不同年龄段年龄段对效应的影响，就应采用配伍组设计对效应的影响，就应采用配伍组设计 n如中西医结合研究如中西医结合研究不同方剂不同方剂对乙型肝炎的对乙型肝炎的不同证型不同证型的疗效，可以将不同方剂作为第一因素，不同证型作为第二因素。的疗效，可以将不同方剂作为第一因素，不同证型作为第二因素。 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 第45页/共164页 三、三、 模式模式 n若以若以N代表总体，代表总体，Ne代表纳入的受试对象，代表纳入的受试对象，B代表划分区组，代表划分区组，R代表在区组内随机，代表在区组内随机，I，II，K为处理组，为处理

26、组，D为反应数据，则配伍组设计模式为：为反应数据，则配伍组设计模式为： I：D1I D2I T1 N Ne B RII：D1II D2II C K：D1K D2K TK 第46页/共164页 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 第47页/共164页 【例【例10-7】 为控制年龄因素对治愈某病所需时间的影响为控制年龄因素对治愈某病所需时间的影响 ，采用配伍组设计，选定，采用配伍组设计，选定5个年龄区组个年龄区组(配伍组配伍组)，每组，每组3个个 病人，随机分配到病人，随机分配到3个治疗组，治愈所需天数如表个治疗组，治愈所需天数如表10-4， 分析三种疗法治愈该病所需时间是否相等。分析三种疗法治

27、愈该病所需时间是否相等。 配伍组设计资料配伍组设计资料 第48页/共164页 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 n若每一区组为一受试对象，处理之间应有足够的间隔期若每一区组为一受试对象，处理之间应有足够的间隔期 。 n由于配伍较配对要求条件相同的样本含量为多，并不是由于配伍较配对要求条件相同的样本含量为多，并不是 任何情况下都可以做到的。任何情况下都可以做到的。 第49页/共164页 n在实验中主要用于小动物实验在实验中主要用于小动物实验 n临床上主要用于专科医疗单位临床上主要用于专科医疗单位 六、应用六、应用 第三节第三节 配伍组配伍组设计设计 第50页/共164页 第四节第四节 交叉设计

28、交叉设计 （cross-over design） 第51页/共164页 优点：优点：1 1）兼有异体与自身配对的优点兼有异体与自身配对的优点，又平衡了实验顺序对又平衡了实验顺序对 结果的影响结果的影响； 2 2）能控制时间因素及个体差异对处理因素的影响；能控制时间因素及个体差异对处理因素的影响； 3 3）节约样本数节约样本数； 4 4）实验效率较高：实验效率较高：该设该设计用方差分析，计用方差分析，可得到处理可得到处理 间、阶段间、个体间的信息间、阶段间、个体间的信息; ; 5）每个实验对象同时接受两种处理）每个实验对象同时接受两种处理(如药物和安慰如药物和安慰 剂剂)， 从医德角度均等地考虑

29、了每一个患者的利益。从医德角度均等地考虑了每一个患者的利益。 缺点：缺点：要求受试者在两种处理前后的其他条件应保持一致要求受试者在两种处理前后的其他条件应保持一致， 这使该设计的应用受到一定限制这使该设计的应用受到一定限制。 一、一、 含义与特点含义与特点 2. 特点特点 第52页/共164页 两阶段交叉设计两阶段交叉设计：三因素方差分析，变异三因素方差分析，变异处理间、阶处理间、阶 段间、个体间与误差。段间、个体间与误差。 【例【例10-8】某中药（某中药（A）与胃泌素（）与胃泌素（B）对巴氏小胃盐）对巴氏小胃盐 酸分泌量（酸分泌量（mol/h）的影响，用）的影响，用12只小狗进行交叉设计只

30、小狗进行交叉设计 ，清洗期为两天，试验结果见表，清洗期为两天，试验结果见表5-6： 表表10-6 12只小狗交叉设计试验巴氏小胃盐酸分泌量只小狗交叉设计试验巴氏小胃盐酸分泌量(mol/h) 小狗编号小狗编号123456789101112 第一阶段第一阶段 药物药物ABBABAAAABBB 结果结果1826233314242831881710 清洗期清洗期 第二阶段第二阶段 药物药物BAABABBBBAAA 结果结果132621282720122013111411 第53页/共164页 第四节第四节 交叉设计交叉设计 （cross-over design） 第54页/共164页 第四节第四节 交

31、叉设计交叉设计 I：D1I D2I G D3I D4I AB N Ne P R II：D1II D2II G D3II D4II BA 第55页/共164页 准备期准备期 准备期准备期 洗脱期洗脱期 洗脱期洗脱期 时期时期1 处理处理A 时期时期1 处理处理B 时期时期2 处理处理B 时期时期2 处理处理A 试验对象经过一段时试验对象经过一段时 间不加任何处理（停间不加任何处理（停 药期）的观察，确认药期）的观察，确认 已进入自然状态，可已进入自然状态，可 以进行试验以进行试验 按事先设计好的试验顺序按事先设计好的试验顺序, ,依次在各个试验时期施加相应的处理。依次在各个试验时期施加相应的处理

32、。 经过第一阶段的治疗后，停药一段时间经过第一阶段的治疗后，停药一段时间 ，确认前一阶段的处理效应已经消失，确认前一阶段的处理效应已经消失， 试验对象又回到自然状态试验对象又回到自然状态 第56页/共164页 交叉对照试验交叉对照试验(Crossover design) A药药 A药药 B药药B药药 6W6W 洗脱期洗脱期 V0V6V8 V14 第57页/共164页 n他汀类药物他汀类药物 n氯沙坦（氯沙坦钾氯沙坦（氯沙坦钾,氯沙坦氯沙坦, 芦沙坦芦沙坦, 洛沙坦）洛沙坦） n他达拉非他达拉非 n孟鲁斯特孟鲁斯特 n双氯芬酸钠双氯芬酸钠 第58页/共164页 第59页/共164页 第60页/共

33、164页 第61页/共164页 第62页/共164页 第63页/共164页 （单数（单数1A2B, 1A2B, 双数双数1B2A1B2A） 具体分组具体分组5行第1个数 第64页/共164页 第四节第四节 交叉设计交叉设计 （cross-over design） 第65页/共164页 第四节第四节 交叉设计交叉设计 （cross-over design） 四、样本含量估计与统计分析四、样本含量估计与统计分析 第66页/共164页 第四节第四节 交叉设计交叉设计 （cross-over design） 不宜用于具有自愈倾向或病程短的病症研究。不宜用于具有自愈倾向或病程短的病症研究。 六、应用六、

34、应用 第67页/共164页 第五节第五节 析因设计析因设计 （factorial design） 可以获得三个重要信息：可以获得三个重要信息： q各因素不同水平的效应大小；各因素不同水平的效应大小； q各因素间交互作用；各因素间交互作用； q通过比较各种组合，找出通过比较各种组合，找出最佳组合最佳组合。 第68页/共164页 第五节第五节 析因设计析因设计 （factorial design） 二、安排及步骤二、安排及步骤 第69页/共164页 第五节第五节 析因设计析因设计 （factorial design） 二、安排及步骤二、安排及步骤 第70页/共164页 本例经交叉分组后，可分成：本

35、例经交叉分组后，可分成： A组：补阳还五汤组：补阳还五汤+肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子 ；B组：补阳还五汤组：补阳还五汤 C组：肿瘤坏死因子；组：肿瘤坏死因子； D组：空白对照组组：空白对照组 第五节第五节 析因设计析因设计 （factorial design） 第71页/共164页 其它析因设计模式依此类推。数据统计处理选用其它析因设计模式依此类推。数据统计处理选用方差分析方差分析。 第五节第五节 析因设计析因设计 三、三、 模式模式 ：D1 D2 A1 B1 N Ne R ：D1 D2 A1 B2 ：D1 D2 A2 B1 ：D1 D2 A2 B2 第72页/共164页 第73页/共164页

36、A因素因素 A1A2平均平均A1-A2 B因素因素 B12.11.01.1 B21.20.80.4 平均平均0.75 B2-B10.90.20.55 A的主效应 的主效应 A的单独效应 的单独效应 B的单独效应的单独效应B的主效应的主效应 第74页/共164页 两个因素间存在交互作用两个因素间存在交互作用 第75页/共164页 第五节第五节 析因设计析因设计 四、四、 注意事项注意事项 第76页/共164页 1概念概念 第77页/共164页 第78页/共164页 第79页/共164页 第80页/共164页 第81页/共164页 第82页/共164页 第83页/共164页 第84页/共164页

37、第85页/共164页 第86页/共164页 第87页/共164页 第88页/共164页 第89页/共164页 第90页/共164页 第91页/共164页 第92页/共164页 第93页/共164页 第94页/共164页 第95页/共164页 第96页/共164页 第97页/共164页 第98页/共164页 第99页/共164页 第100页/共164页 第101页/共164页 第102页/共164页 第103页/共164页 第104页/共164页 第105页/共164页 第106页/共164页 第107页/共164页 第108页/共164页 增大，可使增大，可使F界值减小，从而提界值减小，从而提

38、 高显著性检验。高显著性检验。 第109页/共164页 第110页/共164页 第111页/共164页 第112页/共164页 第113页/共164页 第114页/共164页 第115页/共164页 第116页/共164页 第117页/共164页 第118页/共164页 第119页/共164页 第120页/共164页 第121页/共164页 第122页/共164页 第123页/共164页 第124页/共164页 第125页/共164页 第126页/共164页 第127页/共164页 第128页/共164页 1概念概念 用用 r 个拉丁字母排成个拉丁字母排成 r 行行 r 列的方阵，使每行每列中

39、每个字母都只能出现一次，这样的方阵叫列的方阵，使每行每列中每个字母都只能出现一次，这样的方阵叫r阶拉丁方或阶拉丁方或rr拉丁方。拉丁方。 第129页/共164页 A B C A B C D A B C D EA B C D E F B C A B C D A B C D E AB C D E F A C A B C D A B C D E A BC D E F A B D A B C D E A B CD E F A B C E A B C DE F A B C D 33445566 F A B C D E 22 A B B A 第130页/共164页 3. 设计分组设计分组 第131页/共1

40、64页 1ABCDEF 2BCDEFA 3CDEFAB 4DEFABC 5EFABCD 6FABCDE 2BCDEFA 1ABCDEF 6FABCDE 5EFABCD 3CDEFAB 4DEFABC (2) 首先对行随机化首先对行随机化 1行行1列开始列开始(一位数一位数) 2 1 6 5 3 4 第132页/共164页 2BCDEFA 1ABCDEF 6FABCDE 5EFABCD 3CDEFAB 4DEFABC 10行行1列开始列开始 （一位数）随机数（一位数）随机数 2FBADCE 1EAFCBD 6DFEBAC 5CEDAFB 3ACBEDF 4BDCFEA 516324 第133页/

41、共164页 2 背上背上 背中背中背背下 腹上 腹下 腹中 1 腹中 背下背下背上背上 腹下 背中背中 腹上 6 腹上 背上背上腹中 背中背中 背下背下 腹下 5 腹下 腹中腹上 背下背下 背上背上 背中背中 3 背下背下 腹下背中背中 腹中 腹上 背上背上 4 背中背中 腹上腹下 背上背上 腹中 背下背下 （5行行1列开始）列开始） A BCDEF326451 C BFDEA 背背 下下 背背 中中 腹腹 下下 腹腹 上上 腹腹 中中 背背 上上 A（背上）、（背上）、B（背中）、（背中）、C（背下）、（背下）、D（腹上）、（腹上）、E（腹中）、（腹中）、F（腹下）（腹下） 2FBADCE

42、1EAFCBD 6DFEBAC 5CEDAFB 3ACBEDF 4BDCFEA 第134页/共164页 注射次序注射次序 1 2 3 4 5 6 家兔编号家兔编号 2 背上背上 背中背中背背下 腹上 腹下 腹中 1 腹中 背下背下背上背上 腹下 背中背中 腹上 6 腹上 背上背上腹中 背中背中 背下背下 腹下 5 腹下 腹中腹上 背下背下 背上背上 背中背中 3 背下背下 腹下背中背中 腹中 腹上 背上背上 4 背中背中 腹上腹下 背上背上 腹中 背下背下 第135页/共164页 1 1）拉丁方的行与列皆为配伍组，可拉丁方的行与列皆为配伍组，可 用较少的重复次数获得较多的信息，用较少的重复次数

43、获得较多的信息， 同时分别同时分别研究三个因素研究三个因素； 2 2）双向误差控制，使观察单位更加双向误差控制，使观察单位更加 区组化和均衡化，进一步区组化和均衡化，进一步减少实验误减少实验误 差差，比配伍组设计优越。，比配伍组设计优越。 3）节约样本量节约样本量，效率高效率高； 优点：优点： 第七节第七节 拉丁方设计拉丁方设计 第136页/共164页 缺点：缺点：1 1）三因素实验，其水平数相等三因素实验，其水平数相等； 2 2）要求）要求各因素间无交互作用各因素间无交互作用； 3 3）处理数只限于）处理数只限于- -个，少于个时误差大，多于个，少于个时误差大，多于 个时难于实现双重局部控制

44、。个时难于实现双重局部控制。 第七节第七节 拉丁方设计拉丁方设计 第137页/共164页 5. 应用范围应用范围 凡凡三因素实验三因素实验，若每个因素的水平数能做到相等时，均可，若每个因素的水平数能做到相等时，均可 采用拉丁方设计。采用拉丁方设计。 实验室研究：条件相对容易控制，尤其是细胞培养的实验实验室研究：条件相对容易控制，尤其是细胞培养的实验 ，拉丁方设计有着广泛的用途。，拉丁方设计有着广泛的用途。 临床科研：不同中药或复方对同一疾病不同证型和同一临床科研：不同中药或复方对同一疾病不同证型和同一 证型不同疾病的疗效研究证型不同疾病的疗效研究 第七节第七节 拉丁方设计拉丁方设计 (Lati

45、n square design) 第138页/共164页 如欲观察不同中药对兔血凝固时间的影响，如欲观察不同中药对兔血凝固时间的影响， 由于血液与带负电荷表面接触的面积与时间不同由于血液与带负电荷表面接触的面积与时间不同 ，常是第一管凝固时间最短，最后一管凝固时间，常是第一管凝固时间最短，最后一管凝固时间 最长，为排除顺序影响，将药物作为第一因素，最长，为排除顺序影响，将药物作为第一因素， 兔个体作为第二因素，顺序作为第三因素。兔个体作为第二因素，顺序作为第三因素。 5. 应用范围应用范围 第七节第七节 拉丁方设计拉丁方设计 (Latin square design) 第139页/共164页

46、例：研究不同瘤株对蛇毒的反应，将四种例：研究不同瘤株对蛇毒的反应，将四种 瘤株匀浆接种小白鼠，一天后分别用瘤株匀浆接种小白鼠，一天后分别用4种不同种不同 的蛇毒成分，各取的蛇毒成分，各取4种不同浓度进行腹腔注射种不同浓度进行腹腔注射 ，每日一次，连续，每日一次，连续10天，停药一天，解剖称瘤天，停药一天，解剖称瘤 重。试作拉丁方设计。重。试作拉丁方设计。 实验瘤株实验瘤株4种种：肉瘤肉瘤180，肝肉瘤，肝肉瘤，艾艾 氏腹水瘤，氏腹水瘤，网状细胞瘤。网状细胞瘤。 蛇毒成分蛇毒成分4种种：峰、峰、峰、峰、峰、峰、峰。峰。 蛇毒浓度蛇毒浓度4种种：0.000mg/kg、0.030mg/kg、 0.0

47、50mg/kg、 0.075mg/kg。 第140页/共164页 1.按水平数选基本拉丁方按水平数选基本拉丁方 r=4 C D A B 1. 3行对调行对调 B C D A A B C D D A B C A B C D B C D A C D A B D A B C 2.随机排列拉丁方的行、列随机排列拉丁方的行、列 随机数随机数 08 76 33 97 行行 号号 1 3 2 4 A B C D B C D A C D A B D A B C C B A D 2. 4列对调列对调 B A D C A D C B D C B A 第141页/共164页 随机分配处理：随机分配处理： 字字 母母

48、 A B C D 随机数随机数 10 47 81 28 序序 号号 1 3 4 2 瘤瘤 株株 肉瘤肉瘤 艾氏腹水瘤艾氏腹水瘤 网状细胞瘤网状细胞瘤 肝肉瘤肝肉瘤 第142页/共164页 浓度浓度 成分（峰）成分（峰） 0.000 0.000 0.0300.030 0.0500.050 0.0750.075 C (4)B (3)A (1)D (2) B(3)A (1)D(2)C(4) A(1)D(2)C(4)B(3) D(2)C(4)B(3)A(1) 第143页/共164页 设计实例：设计实例： 第144页/共164页 B DCBAA CDAEB BEEDC ADCE EACBD DCBAE

49、CBAED BAEDC AEDCB EDCBA BAEDC CBAED DCBAE AEDCB EDCBA 第145页/共164页 防护服防护服F5 F4 F2 F3 F1 第146页/共164页 试试 验验 日日 期期 受受 试试 者者 甲甲乙乙丙丙丁丁戊戊 1DBCAE 2ECDBA 3CABED 4BEADC 5ADECB 第147页/共164页 6. 模式与分析模式与分析 基本与配伍组设计相同，但每个区组所含单元基本与配伍组设计相同，但每个区组所含单元 随机分到处理组后，其序列依工作（拉丁）方确定随机分到处理组后，其序列依工作（拉丁）方确定 。在可能条件下，取前后变化值；若有困难时取处

50、。在可能条件下，取前后变化值；若有困难时取处 理施加后测定值。理施加后测定值。 统计处理方法：选用方差分析。统计处理方法：选用方差分析。 第七节第七节 拉丁方设计拉丁方设计 (Latin square design) 第148页/共164页 1 1）药剂（或处理）数目不能太多或太少，太多难于实现）药剂（或处理）数目不能太多或太少，太多难于实现 双重局部控制；太少则影响试验的精确度，一般处理数双重局部控制；太少则影响试验的精确度，一般处理数 5-85-8个为宜。个为宜。 2 2）样本量应取拉丁方阶的倍数，并对应取多个拉丁方重）样本量应取拉丁方阶的倍数，并对应取多个拉丁方重 复实验复实验 。 3

51、3）除样本分配需要在区组内随机外，处理因素诸水平与除样本分配需要在区组内随机外，处理因素诸水平与 拉丁字母关系的确定也要随机化。拉丁字母关系的确定也要随机化。 4）须明确三个因素彼此之间无交互作用。）须明确三个因素彼此之间无交互作用。 5）若一个受试对象作为一个区组时，应当在前一处理作用）若一个受试对象作为一个区组时，应当在前一处理作用 确实消失后，方可进行后一处理。确实消失后，方可进行后一处理。 第149页/共164页 3、欲比较两种抗癌药物对小白鼠肉瘤抑瘤效果，选用何种设计为宜，用何种统计学方法分析？、欲比较两种抗癌药物对小白鼠肉瘤抑瘤效果，选用何种设计为宜，用何种统计学方法分析？ 第15

52、0页/共164页 5、为比较、为比较A、B、C、D 4四种降脂中药对主动脉硬化斑块面积（四种降脂中药对主动脉硬化斑块面积（mm2）的影响，用拉丁方设计，在）的影响，用拉丁方设计，在4窝大鼠中各取窝大鼠中各取4只体重相近的雄鼠，结合甲、乙、丙、丁四种饲料进行观察，请进行设计。只体重相近的雄鼠，结合甲、乙、丙、丁四种饲料进行观察，请进行设计。 第151页/共164页 练习题练习题 第152页/共164页 AB BA AB BABA ABAB BABA ABAB BA 用药顺序用药顺序 07396453 22 93随机数字随机数字 11 129 107 85 63 4 1 2大白鼠号大白鼠号 第15

53、3页/共164页 有人在一般治疗的基础上加用小剂量干扰索及三氮唑有人在一般治疗的基础上加用小剂量干扰索及三氮唑 核苷治疗流行性乙型脑炎核苷治疗流行性乙型脑炎99例，采用同期的、接受一例，采用同期的、接受一 般治疗的般治疗的73例该病患者作为对照。治疗组中轻型例该病患者作为对照。治疗组中轻型29例例 ，普通型，普通型40例，重型例，重型22例，极重型例，极重型8例；对照组例；对照组73例，例， 轻型轻型18例，普通型例，普通型32例，重型例，重型17例，极重型例，极重型6例。病情例。病情 分配经卡方检验，差别无统计学意义。两组病人均采分配经卡方检验，差别无统计学意义。两组病人均采 用传统降温、镇

54、静、降颅内压、肾上腺皮质激素及抗用传统降温、镇静、降颅内压、肾上腺皮质激素及抗 生素预防感染等对症治疗。在此基础上治疗组选择发生素预防感染等对症治疗。在此基础上治疗组选择发 病在病在5d病人，加用干扰素和三氮唑核苷静滴，疗程病人，加用干扰素和三氮唑核苷静滴，疗程5 7d。两组比较疗效差别具有统计学意义，结论是在一。两组比较疗效差别具有统计学意义，结论是在一 般治疗的基础上加用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗般治疗的基础上加用小剂量干扰素及三氮唑核苷治疗 流行性乙型脑炎的疗效优于一般治疗的疗效。流行性乙型脑炎的疗效优于一般治疗的疗效。 第154页/共164页 第155页/共164页 慢性乙型肝炎病人

55、随机分为两组，治疗组慢性乙型肝炎病人随机分为两组，治疗组60例，接例，接 受肝炎灵与丹参注射液联合治疗，对照组受肝炎灵与丹参注射液联合治疗，对照组44例，接例，接 受肌苷、维生素受肌苷、维生素C的治疗，两组在性别、年龄、病程的治疗，两组在性别、年龄、病程 、病情等方面均无显著性差异。比较两组肝功能指、病情等方面均无显著性差异。比较两组肝功能指 标恢复正常率，得出结论：两药联合应用治疗慢性标恢复正常率，得出结论：两药联合应用治疗慢性 乙型肝炎有良好的协同作用。乙型肝炎有良好的协同作用。 第156页/共164页 选择快速型房额选择快速型房额38例：男例：男22例，女例，女16例，年龄例，年龄24-78岁、平均岁、平均52.9 岁心室率岁心室率128- -179次次min，房颤持续时间房颤持续时间2d- -11年。其中阵发年。其中阵发 性房颤性房颤8例，持续性房颤例，持续性房颤30例例 基础心脏病分别为：风湿性心脏病基