实验设计学时

实验设计学时第一页，共一百三十八页，2022年，8月28日1第一节概述医学基础与临床研究的对象是具有极大变异性的生物体；统计学是研究随机变量变化规律性的重要方法；统计学包括实验设计、统计描述和统计分析。第二页，共一百三十八页，2022年，8月28日2第一节概述

实验设计对于科研工作来说，就如同地基对于高楼大厦一样重要；就如同灯塔对于迷航的船只一样重要；就如同诊断对于治病一样重要。第三页，共一百三十八页，2022年，8月28日3第一节概述

实验设计中有以下三个主要知识点：即实验设计的三要素、实验设计的四原则和实验设计类型。第四页，共一百三十八页，2022年，8月28日4第一节概述

所谓“三要素”，就是指实验研究中不可缺少的三种基本元素，即“受试对象、实验因素和实验效应（即观测指标）”，在实验设计中，三要素方面考虑得是否周到，主要取决于专业知识，其中合理确定受试对象的“样本含量”要用到一些统计学知识。第五页，共一百三十八页，2022年，8月28日5第一节概述

所谓“四原则”，就是指实验研究必需遵循的四个基本原则，即“随机、对照、重复、均衡”原则。一项科研工作，在这四个基本原则中任何一个原则上出了问题，其结论很可能就是错误的。第六页，共一百三十八页，2022年，8月28日6第一节概述

所谓“实验设计类型”，就是要根据具体实验研究中将涉及到的实验因素的个数和拟加以控制的重要非实验因素的个数及其水平数等多方面的情况综合考虑，选择合适的方案安排多个因素，以便能尽可能准确地估计各因素及其交互作用的效应大小。第七页，共一百三十八页，2022年，8月28日7第一节概述

值得一提的是：由于很多实际工作者缺乏实验设计类型的知识，在处理多组定量资料时，常用多次t检验处理单因素多水平设计的定量资料或多因素设计的定量资料，导致结论的可靠性大打折扣。第八页，共一百三十八页，2022年，8月28日8第一节概述

正确运用上述“三个知识点”去辨析医学科研中实验设计方面的错误，可以很有把握地说，其鉴别准确率是很高的；而准确掌握上述“三个知识点”去设计和实施实验，可以有效地提高医学科研工作的科学性和严谨性。第九页，共一百三十八页，2022年，8月28日9第二节与受试对象选取

有关的问题一、受试对象的种类受试对象就是实验研究中实验因素（如不同药物、不同特殊处理）作用的承受者，根据其特征和属性可将其粗分为生物体与非生物体两大类。第十页，共一百三十八页，2022年，8月28日10第二节与受试对象选取

有关的问题

例如：在新药的临床试验前期，一般只能选用动物作为受试对象，而在Ⅰ期临床试验阶段，一般选用健康志愿者作为受试对象、在Ⅱ、Ⅲ期临床试验阶段，一般都选患有特定疾病并符合入选标准且不具有排除标准的患者作为受试对象。第十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日11第二节与受试对象选取

有关的问题

选用动物作为受试对象时，又要根据处理因素的性质、作用机理、作用部位等，选用不同种类的动物，具体如何选定，主要取决于专业知识。

第十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日12第二节与受试对象选取

有关的问题二、受试对象的数量受试对象的数量就是实验研究中总共需要多少样本含量，也称样本大小，在统计学上称为“样本大小估计问题”。样本大小估计是一个比较复杂的问题，它涉及到实验设计的类型、观测指标的性质、有关的先验知识和对结果可靠性的要求。第十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日13第二节与受试对象选取

有关的问题

单因素设计各种情况下样本大小的估计公式比较多，其他设计下样本大小的估计公式就比较少了，尤其是多因素实验设计多指标情形下样本大小的估计几乎不可能。第十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日14第三节与因素选取有关的问题一、实验因素及其选定什么是实验因素？就是在实验研究中，研究者特别关心的实验条件，并且，性质相同的实验条件必须具备两种或两种以上状态时，这种实验条件才能被称为实验因素，其不同的状态被称为水平。第十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日15第三节与因素选取有关的问题

在一个具体的实验研究中，究竟应当考察几个实验因素呢？无法一概而论！一般来说，先根据专业知识，预选对观测结果可能有一定影响的实验因素，再进行合理地筛选。

第十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日16第三节与因素选取有关的问题二、重要非实验因素及其选定在实验研究中，除了实验因素对观测结果有影响外，还会有其他因素对观测结果产生影响，如受试对象的“性别、体重、年龄”等、实验者的技术水平和情绪等是否稳定、药物或试剂的质量和性能是否稳定、做实验时的环境和条件是否稳定等，他们都被称为非实验因素。第十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日17第四节与观测指标选取

有关的问题一、选取观测指标的依据不同的实验因素需要选取不同的观测指标，选取的依据是专业知识，例如：反映肝病治疗效果的指标绝对不可能选用身高、体重和血压，必须是能直接反映肝损伤严重程度的关键性指标。

第十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日18第四节与观测指标选取

有关的问题二、选取观测指标的原则一般来说，应尽量多选客观性和特异性强、灵敏度和准确度高的定量指标；对于半客观的指标（如X光片本身是客观的，但读片时可能掺入主观性）要事先统一评判的标准，对参加检测的人员进行必要的培训；应尽量少选取主观性强的指标，特别是人为打分的定性指标。第十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日19第五节与随机分组有关的问题一、随机原则的概念与作用

概念：在选取样本时，应确保总体中任何一个个体都有同等的机会被抽取进入样本；在分配样本时，应确保样本中任何一个个体都有同等的机会被分入任何一个组中去。这就是严格意义上的随机化原则。

第二十页，共一百三十八页，2022年，8月28日20第五节与随机分组有关的问题一、随机原则的概念与作用

作用：其作用就是使样本具有极好的代表性，使各组受试对象在重要的非实验因素方面具有极好的均衡性，提高实验资料的可比性。

第二十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日21第五节与随机分组有关的问题二、完全随机化的效果是否总是最好完全随机化的效果是否永远最好？不一定！关键取决于样本含量的大小。若样本含量很大，完全随机化的效果应当是比较理想的；若样本含量比较小，有时完全随机化的结果可能很糟糕。第二十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日22第五节与随机分组有关的问题三、实现随机化的一般方法实现随机的方法有多种，可以查“随机数字表”、“随机排列表”或查“用计算机产生的伪随机数字表”等来实现。第二十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日23第五节与随机分组有关的问题完全随机化的一般步骤如下：第一步，将受试对象编号，将编号按顺序写成一排。第二步，事先规定分组的规则。第三步，查随机数字表并抄录所需数目的随机数字，放在受试对象编号之下。第四步，根据抄录的随机数字按事先确定的分组规则分组。第二十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日24第五节与随机分组有关的问题四、临床试验中一种简便易行的随机化分组方法根据“不平衡指数最小”的原则进行分组根据专业知识选取几个拟加以控制的重要非实验因素，再计算每个入选者在这些重要非实验因素上的得分（1、0），然后，计算分入实验组与对照组者各项得分之差，最后求差量之和，这个和就是“不平衡指数”。

第二十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日25第五节与随机分组有关的问题第二十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日26第五节与随机分组有关的问题第二十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日27第五节与随机分组有关的问题第二十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日28第五节与随机分组有关的问题

因57，故本例应取表1-2作为分配结果，若再有新患者，分配方法相同。假如有k个（k2）治疗组，可分别与对照组比较，分别求（k－1）个表中的“不平衡指数”，取其中最小者对应的分配方案。第二十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日29第五节与随机分组有关的问题五、用“随意”取代“随机”的案例

【例1】原文题目：大剂量甲氨蝶呤静滴后四氢叶酸钙解救方案的探讨。

第三十页，共一百三十八页，2022年，8月28日30两种解救方案用于治疗急性淋巴细胞白血病患儿，一种方案为总剂量3g/m2大剂量甲氨蝶呤（HDMTX）在12h静脉滴注完毕，施药36h后进行四氢叶酸钙（CF）解救（简称方案Ⅰ），另一种方案为在24h静滴完毕，施药36h后进行CF解救（简称方案Ⅱ）。比较血液及脑脊液中的药物浓度。第五节与随机分组有关的问题第三十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日31选择的研究对象是1998年5月-1999年2月住院的急性淋巴细胞白血病患儿17例，平均7.4岁，男11例，女6例。在17例患儿中，13例患儿第一疗程接受方案Ⅰ，以后再连续进行的2个疗程中均接受方案Ⅱ治疗，计26例次，另4例患儿只接受方案Ⅱ1次。比较时将所有接受方案Ⅰ的患儿（n=13）的药物浓度与所有接受方案Ⅱ(n=26+4)的患儿的药物浓度进行比较。第五节与随机分组有关的问题第三十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日32第五节与随机分组有关的问题【例2】一些临床医生常常根据患者来院就诊的先后顺序对他们进行分组，即将先来的10名患者分入对照组，将中间来的患者分入A药组，将最后来的10名患者分入B药组。这样分组合适吗？解答见P7，此处从略。第三十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日33第五节与随机分组有关的问题六、严重违背随机原则的案例

【例3】原文题目：小剂量干扰素加三氮唑核苷治疗流行性乙型脑炎99例分析。具体内容参见P7，此处从略。第三十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日34第五节与随机分组有关的问题【例4】某研究者在论文中写道：自1996年11月至2000年3月，连续手术治疗合并重度肺动脉高压先心病患儿34例，男22、女12。患儿根据手术时间分为对照组（1998年8月前）和肺保护组（1998年8月-2000年3月）。观察血管内皮eNOS、支气管上皮iNOS、巨噬细胞iNOS(%)。解答见P7-8，此处从略。第三十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日35第六节与设置对照有关的问题一、对照原则的概念与作用

概念：医学实验研究，一般都应设立对照组，这就是所谓的“对照原则”。设立对照组，实际上就是寻找一个“参照物”或“对比的基础”。第三十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日36第六节与设置对照有关的问题

作用：设立对照组的作用就在于提高鉴别的能力和结论的说服力，换言之，缺乏对照的研究是没有说服力的。当然，对照不全或对照设置得不合理也是没有说服力的。第三十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日37第六节与设置对照有关的问题二、缺乏对照组的实例

【例1】原文题目：对-硝基苯葡糖苷酸钠纸片法快速检测大肠埃希菌。

第三十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日38第六节与设置对照有关的问题三、对照不全的含义何为对照不全？就是有些实验组有与之相对应的对照组，而另一些实验组却缺乏与之相对应的对照组。实验中仅设一个对照组就够了吗？第三十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日39第六节与设置对照有关的问题四、对照不全的实例

【例2】原文题目：转化生长因子参与调节颗粒细胞雌孕激素的分泌。具体内容参见P9，此处从略。第四十页，共一百三十八页，2022年，8月28日40第六节与设置对照有关的问题第四十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日41第六节与设置对照有关的问题【例3】有人研究某杀虫药对粮食污染的严重程度，用某种动物作为受试对象，实验分组如下：①用污染米作饲料；②用污染带糠皮米作饲料；③用未污染米作饲料。将全部受试对象完全随机地分入三个实验组中去，每组均有足够多的受试对象。实验一段时间后，测定动物体内某些定量指标，以反映本地区粮食污染程度。解答见P10，此处从略。第四十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日42第六节与设置对照有关的问题第四十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日43第七节与重复实验有关的问题一、重复原则的概念与作用

概念：虽然通常重复有三层含义，即重复实验、重复测量和重复取样，但实验设计中所讲的“重复原则”主要指“相同实验条件下的独立重复实验的次数要足够多”这样一个原则，即“重复实验原则”。第四十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日44第七节与重复实验有关的问题一、重复原则的概念与作用

作用：当人们关心的实验结果是一个不能事先准确断定的某种结局时，一般称其为“随机变量”的一种具体表现，具有随机性结果的实验研究统称为“随机实验”，要想比较正确地反映随机实验结果出现的一般规律，必须进行大量的独立重复实验。第四十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日45第七节与重复实验有关的问题二、误用重复取样取代重复实验

【例1】原文题目：重量法测定血苯-白蛋白加合物的初步研究。具体内容参见P11，此处从略。第四十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日46第七节与重复实验有关的问题三、样本含量很小，结论的可靠性低

【例3】原文题目：不合格采样及送检导致生化指标波动原因的探讨。具体内容参见P12，此处从略。第四十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日47第七节与重复实验有关的问题四、用“个案”取代一般规律

【例4】某研究者为了证明A（HP-1000型超声诊断仪）、B（研究者自制的成像系统）两台仪器测定的结果无差别，作了如下的实验设计：选一个健康人作为受试对象，用A、B两台仪器前后两次（间隔为1个月）对此人分别重复测定4次。具体内容参见P12-13，此处从略。第四十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日48第七节与重复实验有关的问题

【例5】为了观察甲紫注入小型猪正常腮腺后组织病理变化情况,有人选择6个月龄、体重2025kg的中国实验用小型猪15只，雄性9只、雌性6只。每只动物任选一侧腮腺为实验侧，另一侧作为正常对照，以消除个体差异及增龄对实验结果的影响。第四十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日49第七节与重复实验有关的问题

按注入甲紫后1周、2周、1个月、3个月及6个月将15只动物随机分为5组，每组3只（每个组的3只动物分别随机注入0.6ml、1.0ml及4.0ml1%甲紫溶液），然后观察组织病理变化情况。试问：此项实验研究中违背了实验设计的什么原则？第五十页，共一百三十八页，2022年，8月28日50第七节与重复实验有关的问题

【例6】原文题目：维甲类化合物Ro13-7410对HL-60细胞凋亡及分化诱导作用。具体内容参见P12-13，此处从略。第五十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日51第七节与重复实验有关的问题五、各观察组中样本含量相差悬殊，组间均衡性较差

【例7】原文题目：健康儿童血清透明质酸水平。原作者系统观察了0-7岁的健康儿童血清透明质酸（HA）与年龄的关系，得出健康儿童血清HA含量与年龄之间呈密切负相关关系，r=-0.8169，P0.01。资料见表1-6。第五十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日52第七节与重复实验有关的问题第五十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日53第七节与重复实验有关的问题解答见P14，此处从略。第五十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日54第八节与组间均衡性有关的问题一、均衡原则的概念与作用

概念：均衡原则就是要求同一个实验因素各水平组之间除了所考察的因素取不同水平外，在一切非处理因素方面达到均衡一致。第五十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日55第八节与组间均衡性有关的问题

作用：确保实验因素各水平组间不受其他实验因素或重要的非实验因素的不平衡的干扰和影响，以便使所考察的实验因素取不同水平条件下对观测结果的影响真实地显露出来。第五十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日56第八节与组间均衡性有关的问题二、提高实验设计均衡性的方略具有丰富专业知识和统计学知识的研究者制定出实验设计方案后，应请同行专家多提补充和修改意见，使其在专业和统计学方面有所改进，最好还应请有丰富实验设计经验的统计学工作者把关，使实验设计方案得到进一步完善，尤其是在均衡性方面，往往可以提出很多富有建设性的建议来。

第五十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日57第八节与组间均衡性有关的问题三、违反均衡原则的实例

【例1】原文题目：血清高敏C-反应蛋白在心血管病变中的表达特性。具体内容参见P16，此处从略。第五十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日58第八节与组间均衡性有关的问题【例2】原文题目：高血压病患者肾脏早期损害指标的探讨。原作者探讨高血压患者早期肾脏损害的诊断方法。研究对象为74例高血压患者男43例，女31例，平均年龄61岁（40-73岁）；对照组为53名体检健康的职工。第五十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日59第八节与组间均衡性有关的问题

具体内容参见P16，此处从略。

第六十页，共一百三十八页，2022年，8月28日60第八节与组间均衡性有关的问题【例3】有人在研究耐力训练与提高战士体质的关系时，设计了如下的实验：以血乳酸为主要观察指标，用20名连队的战士按训练方案进行耐力训练,以机关同龄的20名战士为对照,对照组进行日常活动，观察经4周训练后，两组战士进行一定量的运动时血乳酸的变化，结果见表1-8。结论：按此方案训练能够降低运动时血乳酸蓄积，提高战士的耐力。

第六十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日61第八节与组间均衡性有关的问题第六十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日62第八节与组间均衡性有关的问题

【例4】原文题目：臀部注射原形硬结物理治疗比较。具体内容参见P17，此处从略。第六十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日63第八节与组间均衡性有关的问题

【例5】原文题目：酒精对小鼠体质影响的初步研究。具体内容参见P17-18，此处从略。第六十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日64第八节与组间均衡性有关的问题

【例6】原文题目：硬膜外注入布比卡因吗啡复合液治疗不稳定性心绞痛的临床观察。具体内容参见P18，此处从略。第六十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日65第九节实验设计的类型

一、实验设计类型概述(一)实验设计类型的概念人们需要根据实验研究中可能会涉及的因素的个数、水平数进行适当的组合，以便实现研究者的研究目的，与特定因素组合对应的具体实验安排被称为“实验设计类型”。第六十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日66第九节实验设计的类型(二)实验设计类型的作用合理地利用各种实验设计类型，不仅可以准确地评价各因素对观测结果的影响大小，而且，可以合理地评价因素之间的交互作用的效应大小。第六十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日67(三)实验设计类型的划分划分依据：根据指标的性质和对资料的处理方式。1.与假设检验有关的设计类型第九节实验设计的类型第六十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日68

单组设计、配对设计、成组设计、单因素k(k≥3)水平设计、配伍组设计、交叉设计、拉丁方设计、希腊拉丁方设计、析因设计、含区组因素的析因设计、正交设计、尧敦方设计。(1)统计分析时误差项相对固定的设计类型(结果变量为定量资料)第六十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日69平衡不完全区组设计系统分组(或嵌套)设计分割(或裂区)设计具有重复测量的设计。(2)统计分析时误差项不固定的设计类型(结果变量为定量资料)第七十页，共一百三十八页，2022年，8月28日70一般只分配对设计和非配对设计，有时还分队列研究设计和病例-对照研究设计。(3)列联表资料的设计类型(结果变量为定性资料)第七十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日712.与回归分析有关的设计类型均匀设计回归的正交设计回归的旋转设计计算机直接设计第七十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日723.边试验边分析的设计类型主要为序贯试验设计第七十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日73第九节实验设计的类型二、单因素k水平设计㈠单因素k水平设计的概念及应用场合概念：在实验研究中所考察的实验因素只有一个，其水平数或多或少，视具体情况而定。设该实验因素的水平数为k，则当k＝1时，叫做“单组设计”；当k=2可分为“配对设计”和“成组设计”，其中，配对设计又可细分“自身配对设计、同源配对设计和条件相近者配对设计”三种形式；当k3时，叫做“单因素多水平设计”。第七十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日74第九节实验设计的类型

应用场合：在上述几种情况下，除配对设计外，对重要的非实验因素都未在具体安排中加以考虑，全靠随机化方法来加以干预，尽量使各组之间在一切重要的非实验因素方面达到均衡一致，实际的均衡性越好，其结果的可靠性也就越高。第七十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日75第九节实验设计的类型

㈡单组设计实例

【例1】已知正常人乙酰胆碱脂酶的平均数为1.44U，现测得13例慢性气管炎患者的乙酰胆碱脂酶分别为：1.50,2.19,2.32,2.41,2.11,2.54,2.20,2.36,1.42,2.17,1.84,1.96,2.39。第七十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日76第九节实验设计的类型

㈢自身配对设计实例

【例2】某医院用中药治疗９例再生障碍性贫血患者,现将血红蛋白(g/L)变化的数据列在下面，若分析的目的是考察治疗前后血红蛋白之间的差别有无统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？

编号123456789

治疗前686555755070766572

治疗后1288280112125110858010584第七十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日77第九节实验设计的类型㈣同源配对设计实例

【例3】从8窝大鼠的每窝中选出同性别、体重相近的2只，分别喂以水解蛋白和酪蛋白饲料，4周后测定其体重增加量，结果如下，若分析的目的是考察两种饲料对大白鼠体重的增加量的影响有无统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？窝编号12345678含酪蛋白组8266747882767390含水解蛋白组1528292824382137第七十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日78第九节实验设计的类型㈤条件相近者配对设计实例

【例4】为研究三棱莪术液的抑瘤效果,将20只小鼠按某些重要的非处理因素配成10对，然后把每对中的2只小鼠随机分到实验组和对照组中，两组小鼠都接种肿瘤，实验组在接种肿瘤3d后注射30％的三棱莪术液0.5ml，对照组则不加任何处理，瘤体改变量资料如下，若分析的目的是考察两组小鼠瘤体大小的总体均数之间的差别有无统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？第七十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日79第九节实验设计的类型㈤条件相近者配对设计实例小鼠对子号12345678910对照组3.64.54.24.43.75.67.04.15.04.5注射药液组3.02.32.41.14.03.72.71.92.61.3第八十页，共一百三十八页，2022年，8月28日80第九节实验设计的类型㈥成组设计实例【例5】今测得12名正常人和15名病毒性肝炎患者血清转铁蛋白(g/L)的含量,结果如下，若分析的目的是考察患者和健康人的转铁蛋白的总体平均值之间的差别是否有统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？正常人2.652.722.852.912.552.762.822.692.642.732.712.61病毒性肝炎患者2.362.152.522.252.282.312.532.192.34…2.612.24第八十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日81第九节实验设计的类型

【例6】研究单味中药对小鼠细胞免疫机能的影响，把20只小鼠随机分为2组，每组10只,雌雄各半,用药15d后，测定E-玫瑰结形成率(％)，结果如下，若分析的目的是考察两组E-玫瑰结形成率(％)总体均数之间的差别有无统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？党参组21241817221918232018黄芪组24202218172118221923第八十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日82第九节实验设计的类型㈦单因素多水平设计实例

【例7】研究3种单味中药对小鼠细胞免疫机能的影响，并设一个空白对照组，把40只小鼠随机分为4组，每组10只，雌雄各半,用药15d后，测定E-玫瑰结形成率(％)，结果如下，若分析的目的是考察各组E-玫瑰结形成率(％)总体均数之间的差别有无统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？第八十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日83第九节实验设计的类型对照组141012161314121013党参组212418172219182320黄芪组242022181721182219淫羊藿组352733293140353028

第八十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日84第九节实验设计的类型

【例8】某医院妇产科测定3种卵巢功能异常患者血清中促黄体素的含量(IU/L)，结果如下，若分析的目的是考察不同组患者血清中促黄体素含量(IU/L)的总体均数之间的差别是否有统计学意义？问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？卵巢发育不良42.5038.3135.7633.6031.38丘脑性闭经6.713.324.591.6710.51垂体性闭经4.502.7511.145.981.90第八十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日85第九节实验设计的类型三、配伍组设计㈠配伍组设计的概念及应用场合

概念：在单因素k水平设计(k3)中，若可以按“某个或某些重要的非实验因素”对受试对象进行分组，每组k个受试对象在所考察的前述条件上尽可能一致，再用随机化方法将每组中的k个个体分配到k个实验组中去，这样便可基本保证k个实验组的受试对象在重要非实验因素方面均衡一致，这样安排受试对象所得到的方案叫做配伍组设计。第八十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日86第九节实验设计的类型三、配伍组设计㈠配伍组设计的概念及应用场合

应用场合：配伍组设计适合于安排一个实验因素、控制一个单一的或复合的重要非实验因素的实验研究场合。第八十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日87第九节实验设计的类型㈡配伍组设计实例

【例9】某研究所研制了3个降血脂中药复方制剂,现拟对3个复方与标准降脂药(安妥明)的疗效进行比较。取品种相同、健康的雄性家兔16只,按其体重大小（即考虑的一个重要非实验因素）分为4个配伍组，各组动物均饲以同样高脂饮食,并每日分别灌以不同药物,第45天处死动物，观察其冠状动脉根部动脉粥样硬化斑块大小,资料见表1-10。第八十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日88配伍组设计资料1第八十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日89第九节实验设计的类型㈡配伍组设计实例

【例10】研究未成年大白鼠经3种不同剂量雌激素注射一定时间后对子宫重量的影响，取4窝不同种系的大白鼠，每窝3只，随机分配到三种剂量组内进行实验，资料格式见表1-11。若分析的目的是在消除窝别影响的前提下，考察不同剂量对子宫重量平均值的影响是否有统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？第九十页，共一百三十八页，2022年，8月28日90配伍组设计资料2第九十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日91第九节实验设计的类型四、拉丁方设计㈠拉丁方设计的概念及应用场合

概念：在配伍组设计的基础上，再多考察一个“区组因素”对观测结果的影响，常以实验因素的k个水平数为基准，对其全部水平进行随机排列形成k行k列的方阵，并用拉丁字母将他们表达出来。第九十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日92第九节实验设计的类型四、拉丁方设计㈠拉丁方设计的概念及应用场合

如55的拉丁方阵：ABCDEBCDEACDEABDEABCEABCD第九十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日93第九节实验设计的类型四、拉丁方设计㈠拉丁方设计的概念及应用场合

应用场合：此设计可用于考虑一个实验因素、两个重要非实验因素的实验研究场合，它要求这3个因素之间没有交互作用或交互作用可以忽略不计，3个因素的水平数相同，且以实验因素的水平数为基准。第九十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日94第九节实验设计的类型㈡拉丁方设计实例

【例11】观察A、B、C三种中药的促凝作用，以生理盐水作对照(D),取体重相近,品种相同的雄性白兔16只，按体重将16只白兔分成4组，每组中的4只白兔体重最接近，每组中的4只白兔以不同的顺序接受实验，以血浆复钙凝固时间(s)为指标，资料见表1-12。若分析的目的是在消除动物个体差异、实验顺序影响的前提下，考察三种中药及对照对血浆复钙凝固时间的影响是否有统计学意义，问此实验研究所对应的实验设计类型是什么？第九十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日95拉丁方设计资料1第九十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日96第九节实验设计的类型五、交叉设计㈠交叉设计的概念及应用场合

概念：当研究者关心的实验因素只有两个水平（设为A、B），而且希望这两个水平要先后作用于每一个受试对象，于是，受试者和实验顺序就成了两个重要的非实验因素。此时，可以有下面两种方法来安排实验：第九十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日97第九节实验设计的类型

其一，将全部2n个受试者完全随机地均分成两组，甲组受试者接受实验的顺序为先A后B，而乙组受试者接受实验的顺序为先B后A，这种安排叫做“成组交叉设计”；第九十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日98第九节实验设计的类型

其二，将2n个受试者按某些重要的非实验因素配成n对，每对中的两个受试者条件最接近，用随机的方法决定每对中的一个接受实验的顺序，另一个接受实验的顺序正好相反，此为“配对交叉设计”。一般而言，以第二种形式的交叉设计为宜。

第九十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日99第九节实验设计的类型㈡交叉设计实例

【例12】为研究A(90402中药复方)、B(安慰剂)2种药物(处理因素)对提高高原劳动能力的影响，以条件近似的10名健康人测试，把受试对象和测定顺序～12.24)与～4.10)作为两个重要的非处理因素,每人都用两种药物各一次。第一百页，共一百三十八页，2022年，8月28日100第九节实验设计的类型㈡交叉设计实例

【例12】续：条件最接近的每2人配成一对，用随机的方法确定每对中之一使用A、B药物的顺序，另一个人服用药物的顺序相反。观测指标为PWC170(即把心跳校正到每分钟170次时能做的功(kg.m))，资料见表1-13，问：这是什么实验设计类型？第一百零一页，共一百三十八页，2022年，8月28日101交叉设计资料1第一百零二页，共一百三十八页，2022年，8月28日102第九节实验设计的类型六、析因设计㈠析因设计的概念及应用场合

概念：当实验中涉及k个实验因素时，若将这k个因素的水平全面组合，设组合数为m（即全部因素的水平数相乘），就说全部实验有m个不同的实验条件，在每个实验条件下至少做2次独立的重复实验，这样安排实验的方案就叫做k因素析因设计或称为全因子实验设计。第一百零三页，共一百三十八页，2022年，8月28日103第九节实验设计的类型六、析因设计㈠析因设计的概念及应用场合

应用场合：当实验因素之间的交互作用很复杂且在专业上很重要，研究的目的不仅希望能准确估计各实验因素的主效应的大小，而且希望能准确估计各级交互作用的大小时，需要选用析因设计。在具体实验时，实验因素是同时施加的（即没有先后顺序之分）；在进行统计分析时，认为他们对观测结果的影响是同等重要的。

第一百零四页，共一百三十八页，2022年，8月28日104第九节实验设计的类型㈡析因设计实例

【例14】某医院用中药复方治疗高胆固醇血症,把12例高胆固醇患者随机分为4组,用不同疗法治疗。第1组用一般疗法,第2组在一般疗法上外加用甲药,第3组在一般疗法上外加乙药，第4组在一般疗法上外加甲药和乙药，1个月后观察胆固醇降低数(mmol/L)，资料如下，问：这是一个什么实验设计类型？第一百零五页，共一百三十八页，2022年，8月28日105第九节实验设计的类型㈡析因设计实例

【例14】的资料：第1组0.4144,0.6475,0.4662；第2组1.4504,1.1396,1.0878；第3组0.7252,0.8029,0.5957；第4组1.6576,2.0202,2.0720。第一百零六页，共一百三十八页，2022年，8月28日106两因素析因设计资料格式第一百零七页，共一百三十八页，2022年，8月28日107第九节实验设计的类型㈡析因设计实例

【例15】现有3种降低转氨酶的药物A、B、C，为了考察他们对甲型肝炎和乙型肝炎患者转氨酶降低的程度之间的差别是否有统计学意义，从两型患者的总体中各随机抽取9例，然后，分别随机均分入三个药物组中去，测定的结果列入表1-16，假定药物种类和病型对观测结果的影响地位平等，问：这是一个什么实验设计类型？第一百零八页，共一百三十八页，2022年，8月28日108两因素析因设计资料格式第一百零九页，共一百三十八页，2022年，8月28日109第九节实验设计的类型七、重复测量设计㈠重复测量设计的概念及应用场合

概念：当实验中涉及k个实验因素时，若将这k个因素的水平全面组合形成全部的实验分组（设共有p个组），将受试对象随机分入这p个组，每组中每一个受试对象均在m个条件下被重复观测某项定量指标的数值，当m个条件仅与t个因素水平组合有关时，这样的实验安排就被称为“具有t个重复测量的‘k+t’因素的实验设计”。第一百一十页，共一百三十八页，2022年，8月28日110第九节实验设计的类型七、重复测量设计㈠重复测量设计的概念及应用场合

应用场合：当研究者希望考察接受某种处理后受试对象的定量观测指标的数值随时间（或部位等）的改变而变化的动态（或是否对称）情况时，需要选用此种实验设计类型。其突出特点是重复测自同一个体的多个数据之间存在相关性不等的关系，使通常的方差分析的“资料应满足独立性的要求”受到了破坏，为了消除相关性的影响，合适的统计处理方法显得相当复杂。

第一百一十一页，共一百三十八页，2022年，8月28日111第九节实验设计的类型㈡重复测量设计的实例

【例16】某儿科发现白血病患儿的淋巴细胞转化率(％)与化疗期的病情是否处于缓解阶段有关，测得白血病患儿淋巴细胞转化率(％)如下，假定能够明确区分每位患儿在两个不同时间点上测定的是哪两个数据，问：这是一个什么实验设计类型？第一百一十二页，共一百三十八页，2022年，8月28日112第九节实验设计的类型㈡重复测量设计的实例

【例16】资料形式之一：患儿编号：12345678完全缓解组:(1)化疗期(％)4651413245524134(2)化疗间隙(％)5636464763565439患儿编号：910111213141518未缓解组:(1)化疗期(％)3928263331353750(2)化疗间隙(％)5358665157644545第一百一十三页，共一百三十八页，2022年，8月28日113例16资料形式之二第一百一十四页，共一百三十八页，2022年，8月28日114第九节实验设计的类型㈡重复测量设计的实例

【例17】示踪剂吸收试验及结果：每组4只豚鼠经乙醚吸入麻醉后，将示踪剂台盼蓝溶液作为示踪剂注射到卵巢囊，5min后取两侧卵巢囊，制成匀浆溶液，测得三组豚鼠卵巢囊组织匀浆的台盼蓝的浓度结果见表1-18（离心后取中层澄清液体用全自动酶标仪测定吸光度，记录每组8个样本的吸光度值,并通过标准曲线计算组织液中台盼蓝的浓度）。问：这是一个什么实验设计类型？第一百一十五页，共一百三十八页，2022年，8月28日115例17资料形式之一第一百一十六页，共一百三十八页，2022年，8月28日116例17资料形式之二第一百一十七页，共一百三十八页，2022年，8月28日117第九节实验设计的类型㈡重复测量设计的实例

【例18】某研究者拟考察照射和用某种药物治疗对某种肿瘤的疗效，照射剂量为0、5、10、20（Gy）,药物剂量为0、5、10、20（mg/kg），两因素各水平全面组合形成16个实验分组，将全部160只患有相同肿瘤的小鼠随机均分入这16个小组，每组10只，在处理后0、3、6、9、11（d）对每组中的每只小鼠取样（注：不处死动物）观测其肿瘤体积大小，资料以“”的简化形式表达，见表1-20，问：这是一个什么实验设计？第一百一十八页，共一百三十八页，2022年，8月28日118例18资料形式第一百一十九页，共一百三十八页，2022年，8月28日119第九节实验设计的类型㈡重复测量设计的实例

【例19】用贲门癌患