《医学实验设计原则》课件

第二讲实验设计原则1医学PPT第二讲实验设计原则1医学PPT实验设计的基本要素实验设计是在其它因素严格控制的条件下，对实验因素产生的实验效应进行观察。实验设计主要是对实验因素作合理有效地安排，最大限度地减少实验误差，使达到高效、快速和经济的目的。

实验设计的基本要素包括处理因素、受试对象和实验效应三个组成部分。

2医学PPT实验设计的基本要素实验设计是在其它因素严格控制的条件一、处理因素（研究因素）

处理因素——就是指在实验研究中有目的地加到受试对象身上的因素。与其相对应的是所谓非处理因素，它是指非有意加到受试对象身上，而在实验中可能起到干扰作用的因素。

3医学PPT一、处理因素（研究因素）处理因素——就是指在实验研究中有目一、处理因素（研究因素）确定处理因素时要注意以下几个问题：

处理因素的数目及水平不宜过大要确定处理因素与非处理因素处理因素的强度要适宜处理因素必须标准化4医学PPT一、处理因素（研究因素）确定处理因素时要注意以下几个问题：二、受试对象

医学研究的受试对象通常是人和动物，在实验设计时首先要确定试验对象，并对实验对象和条件作严格规定。

临床试验对象：病人

动物实验对象：动物(实验室)5医学PPT二、受试对象医学研究的受试对象通常是人和动物三、实验效应

实验效应主要是指标选择问题，具体要求如下：

指标的关联性指标的客观性指标的灵敏性指标的特异性指标的精确性

6医学PPT三、实验效应实验效应主要是指标选择问题，具体要求如下：实验设计的原理

处理因素T能得到相应的、准确的实验效应e，即e是T相应的结果：T→e非处理因素S，非处理因素实验效应sT+S→e+s7医学PPT实验设计的原理处理因素T能得到相应的、准确的实验效应e实验设计的原理实验效应e是与s混在一起的，实验设计的主要任务是如何使e能单独显示出来。如实验设立对照，使实验中两组的S均衡，即S1=S2，这样实验组中T的效应e就可显示出来。在相互对照设计中：

试验组：T1+S1→e1+s1

对照组：T2+S2→e2+s2

8医学PPT实验设计的原理实验效应e是与s混在一起的，实验设计的主要任务实验设计的四原则对照原则均衡原则

随机原则重复原则9医学PPT实验设计的四原则对照原则9医学PPT一、对照原则只有通过设立对照，才能使处理因素产生的效应显示出来，消除了非处理因素的影响。同时设立对照还可消除和减少试验误差。10医学PPT一、对照原则只有通过设立对照，才能使处理因素产生的效应显示出对照的形式空白对照：对照组不施加任何处理因素。实验对照：对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素有关的实验因素。标准对照：不设立对照组，而是用现有标准或正常值作为对照。

自身对照：对照和实验在同一受试对象进行相互对照：各实验组间相互为对照历史对照：又称为文献对照或回顾对照11医学PPT对照的形式空白对照：对照组不施加任何处理因素。11医学PPT二、均衡原则各组之间除处理因素不同外，其他的非处理因素应该完全一致或基本一致，这就称为均衡性好。均衡的方法最常用的有以下两种方法。l.交叉均衡：此种均衡方法是在实验单元中各设立实验组和对照组。以便两组的非处理因素均衡一敛。2.分层均衡：是将混杂因素按不同水平划分为若干单位组，然后在每个单位组内安排处理因素。12医学PPT二、均衡原则各组之间除处理因素不同外，其他的非处理因素应该完第一设计方案第二设计方案

13医学PPT第一设计方案第二设计方案13医学PPT实验日期处理ABCD1222222222322224222214医学PPT实验日期处理ABCD122222222232三、随机原则

使实验组和对照组非处理因素趋于一致或均衡的主要手段是随机化。随机化的方法有多种，最常使用的是利用随机数字表和随机排列表(或称随机化分组表)。15医学PPT三、随机原则使实验组和对照组非处理因素趋于一致或均衡的主要随机数字表随机数字表常用于抽样研究及受试对象的分组随机化。表内的数字互相独立，无论从横行、纵列或斜向等各种顺序均呈随机状态，使用时可以从任一数字开始，按任何一个顺序录用。

16医学PPT随机数字表随机数字表常用于抽样研究及受试对象的分组随机化。1随机数字表编号12345678910103474373863696473661297742467624281145720316766227665650267107412568599269696682731565595635643854824622616227794394954435482784421753315724550688863016378591695556719933211234297864560782105760863244094727965417医学PPT随机数字表编号12345678910103474373863随机排列表

利用随机排列表进行随机分组较利用随机数字表更为简单，但不适用于随机抽样的研究。随机排列表包括10，20，30，40，50，100个自然数随机排列而成的六种表格，见附表2至附表7。

18医学PPT随机排列表18医学PPT随机排列表编号1234567891011270846539227649538103385917260440496381257590276183456834256079175613407982879850241639413829507610650173942819医学PPT随机排列表编号12345678910112708465392例动物号12345678910随机数3859172604分组BABBBBAAAA20医学PPT例动物号12345678910随机数3859172604分组具体随机分组方法完全随机设计的随机分组方法配对设计的随机分组方法配伍组设计的随机分组方法对处理因素随机排列21医学PPT具体随机分组方法完全随机设计的随机分组方法21医学PPT四、重复原则

重复是消除非处理因素影响的又一重要手段。重复程度表现为样本含量的大小和重复次数的多少。样本含量越大，则抽样误差越小，样本越能代表总体。但是，样本含量太大或实验次数太多，不仅会增加严格控制实验条件的困难，也会造成不必要的浪费。

22医学PPT四、重复原则重复是消除非处理因素影响的又一重要手段。重复程样本含量计算作总体参数估计时的样本含量总体均数估计时总体率估计时假设检验时的样本含量样本均数与总体均数比较(或配对比较)两样本均数比较两样本率比较23医学PPT样本含量计算作总体参数估计时的样本含量23医学PPT习题1.对于由一个错误的实验设计所产生的实验数据，在进行数据处理之前，其补救方法靠（）A.统计方法B.数学方法C.重做实验D.重新设计，重做实验2.试验设计中要求严格遵守四个基本原则，其目的是为了（）A.便于统计处理B.严格控制或消除随机误差的影响C.便于进行试验D.尽量减少或抵消非试验因素的干扰24医学PPT习题1.对于由一个错误的实验设计所产生的实验数据，在进行数据3.在用小白鼠作为受试对象的实验中，实验者用手随意地、一次又一次地从笼子中抓小白鼠，每次抓一只，将先抓到的n1只放入对照组，后抓到的n2只放入试验组。问：这样做意味着什么？A.实现了随机化B.误用随便取代随机C.结论仍然可信D.动物分组无关紧要25医学PPT3.在用小白鼠作为受试对象的实验中，实验者用手随意地、一次又4.（多选）在试验设计中必须涉及的项目称为要素，试验设计的要素有：A．试验因素B．试验单位C．试验计划D．试验效应26医学PPT4.（多选）在试验设计中必须涉及的项目称为要素，试验设计的要第二讲实验设计原则27医学PPT第二讲实验设计原则1医学PPT实验设计的基本要素实验设计是在其它因素严格控制的条件下，对实验因素产生的实验效应进行观察。实验设计主要是对实验因素作合理有效地安排，最大限度地减少实验误差，使达到高效、快速和经济的目的。

实验设计的基本要素包括处理因素、受试对象和实验效应三个组成部分。

28医学PPT实验设计的基本要素实验设计是在其它因素严格控制的条件一、处理因素（研究因素）

处理因素——就是指在实验研究中有目的地加到受试对象身上的因素。与其相对应的是所谓非处理因素，它是指非有意加到受试对象身上，而在实验中可能起到干扰作用的因素。

29医学PPT一、处理因素（研究因素）处理因素——就是指在实验研究中有目一、处理因素（研究因素）确定处理因素时要注意以下几个问题：

处理因素的数目及水平不宜过大要确定处理因素与非处理因素处理因素的强度要适宜处理因素必须标准化30医学PPT一、处理因素（研究因素）确定处理因素时要注意以下几个问题：二、受试对象

医学研究的受试对象通常是人和动物，在实验设计时首先要确定试验对象，并对实验对象和条件作严格规定。

临床试验对象：病人

动物实验对象：动物(实验室)31医学PPT二、受试对象医学研究的受试对象通常是人和动物三、实验效应

实验效应主要是指标选择问题，具体要求如下：

指标的关联性指标的客观性指标的灵敏性指标的特异性指标的精确性

32医学PPT三、实验效应实验效应主要是指标选择问题，具体要求如下：实验设计的原理

处理因素T能得到相应的、准确的实验效应e，即e是T相应的结果：T→e非处理因素S，非处理因素实验效应sT+S→e+s33医学PPT实验设计的原理处理因素T能得到相应的、准确的实验效应e实验设计的原理实验效应e是与s混在一起的，实验设计的主要任务是如何使e能单独显示出来。如实验设立对照，使实验中两组的S均衡，即S1=S2，这样实验组中T的效应e就可显示出来。在相互对照设计中：

试验组：T1+S1→e1+s1

对照组：T2+S2→e2+s2

34医学PPT实验设计的原理实验效应e是与s混在一起的，实验设计的主要任务实验设计的四原则对照原则均衡原则

随机原则重复原则35医学PPT实验设计的四原则对照原则9医学PPT一、对照原则只有通过设立对照，才能使处理因素产生的效应显示出来，消除了非处理因素的影响。同时设立对照还可消除和减少试验误差。36医学PPT一、对照原则只有通过设立对照，才能使处理因素产生的效应显示出对照的形式空白对照：对照组不施加任何处理因素。实验对照：对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素有关的实验因素。标准对照：不设立对照组，而是用现有标准或正常值作为对照。

自身对照：对照和实验在同一受试对象进行相互对照：各实验组间相互为对照历史对照：又称为文献对照或回顾对照37医学PPT对照的形式空白对照：对照组不施加任何处理因素。11医学PPT二、均衡原则各组之间除处理因素不同外，其他的非处理因素应该完全一致或基本一致，这就称为均衡性好。均衡的方法最常用的有以下两种方法。l.交叉均衡：此种均衡方法是在实验单元中各设立实验组和对照组。以便两组的非处理因素均衡一敛。2.分层均衡：是将混杂因素按不同水平划分为若干单位组，然后在每个单位组内安排处理因素。38医学PPT二、均衡原则各组之间除处理因素不同外，其他的非处理因素应该完第一设计方案第二设计方案

39医学PPT第一设计方案第二设计方案13医学PPT实验日期处理ABCD1222222222322224222240医学PPT实验日期处理ABCD122222222232三、随机原则

使实验组和对照组非处理因素趋于一致或均衡的主要手段是随机化。随机化的方法有多种，最常使用的是利用随机数字表和随机排列表(或称随机化分组表)。41医学PPT三、随机原则使实验组和对照组非处理因素趋于一致或均衡的主要随机数字表随机数字表常用于抽样研究及受试对象的分组随机化。表内的数字互相独立，无论从横行、纵列或斜向等各种顺序均呈随机状态，使用时可以从任一数字开始，按任何一个顺序录用。

42医学PPT随机数字表随机数字表常用于抽样研究及受试对象的分组随机化。1随机数字表编号12345678910103474373863696473661297742467624281145720316766227665650267107412568599269696682731565595635643854824622616227794394954435482784421753315724550688863016378591695556719933211234297864560782105760863244094727965443医学PPT随机数字表编号12345678910103474373863随机排列表

利用随机排列表进行随机分组较利用随机数字表更为简单，但不适用于随机抽样的研究。随机排列表包括10，20，30，40，50，100个自然数随机排列而成的六种表格，见附表2至附表7。

44医学PPT随机排列表18医学PPT随机排列表编号1234567891011270846539227649538103385917260440496381257590276183456834256079175613407982879850241639413829507610650173942845医学PPT随机排列表编号12345678910112708465392例动物号12345678910随机数3859172604分组BABBBBAAAA46医学PPT例动物号12345678910随机数3859172604分组具体随机分组方法完全随机设计的随机分组方法配对设计的随机分组方法配伍组设计的随机分组方法对处理因素随机排列47医学PPT具体随机分组方法完全随机设计的随机分组方法21医学PPT四、重复原则

重复是消除非处理因素影响的又一重要手段。重复程度表现为样本含量的大小和重复