文稿分析成果

第二实验研究设计与数据分析- 实验研究的设计与数据分析- 课件FTP及实习分班调理论课、实习课课件以及分班 地址为：下的 只能在校内局域网 调班截止时间为本周五（9月2日实验研实验研究的设计与数据分析- 上讲回实验研究实验设计实验设计实验设计的

处理1处理因素处理2哪个更好？

实验研究的设计与数据分析- 例1将全部n个受试对象随机地分入两个药物组，实验因素的水k单因素两水平分析方法：两组独立样本的t检两组独立样本的秩和检

实验研究的设计与数据分析- 例2将240名高血压患者完全随机分到三种降压药实验因素的水k单因素3水平设分析方法：多组定量资料的方差分多组定量资料的秩和检例1、例2所使用的实验设计方法都是完全

实验研究的设计与数据分析- 后观察每只大鼠乳腺肿例3欲研究某药物在体内抗 后观察每只大鼠乳腺肿治疗后体积

分析方法：配对资料的t检实验因素的水k自身

配对资料的符号

配对设计实验研究的设计与数据分析- 例例4现欲选取36名胃溃疡患者，接受三种药物治疗，（已知胃溃疡患者的病情严重程度影响患者的预后随机区组

实验研究的设计与数据分析- 本讲内随机区组设计(randomizedblock交叉设计(cross-over析因设计(factorial重复测量设计(repeatedmeasurement

实验研究的设计与数据分析- 一、随机区组设有关三种药物治疗高血脂症的临床mmol/L，在18~65岁，签署知情同意书，育龄期妇女必须有有效的研究总 受试对 体

区组…区组…区组

k>=本例K个水平K个水…K个水…K个水K个水

实验研究的设计与数据分析- 1.1总变异（totalvariation）方总变异（totalvariation）One-way

SSSSSSSSSSSSSS

比较研究设计与数据分析- 1）方差分析的基本 SS总=SS组间+SSMSv.s.MS比较方

SS总=SS处理+SS区组+SSMSv.s.MS误差MSv.s.MS MS组

MS处

MS区 组 如果F值大于某个临界值，表示处理组（区组）间的效应不同；如果F值小于临界值，表示处理组（区组）间效应

比较研究设计与数据分析- 随机区组设计资料方差分析的计算公式

( X N MS处理MSMS区组MS处理MSMS区组MSkSS处 b(kj

X

k SS处理 k k(X X2i误 SS误差SS总SS处理SS区

b SS区组(k1)(b SS误差如果零假设成立，F值不会很大，服从F如果F值很大，则P值很小，那么零假设

比较研究设计与数据分析- 例5某 个区组，每组4只家兔，分别接受这四种A、B、C、D处理。区组编

动物编号 随机 32143组 DBCBACDADBCBADC

实验研究的设计与数据分析- 1234

实验研究的设计与数据分析- 随机区组设计资料的分随机区组设计资料的方差Two-way随机区组设计资料的秩和Friedman

实验研究的设计与数据分析- 例6：三种饲料增重效果的比料喂养断奶仔猪的增重效果。影响仔猪生长的因素很多，个区组3只仔猪，并且满足同一区组的仔猪是同窝别、同、同日龄、体重最接近，共配成10个区组。然个区组内随机将3只仔猪分配到各实验组。比较喂养10天）

实验研究的设计与数据分析- 表1生物蛋白粉、血浆蛋白粉和普通饲料饲养仔猪增重量

普通饲 血浆蛋 生物蛋123456789X. 统计描统计描实验设计类型、资料的类型表2随机区组设计资料方差分析的计算

( X N MS处理MSMS区组MS处理MSMS区组MSkSS处 b(kj

X

k SS处理 k k(X X2i误 SS误差SS总SS处理SS区

b SS区组(k1)(b SS误差如果零假设成立，F值不会很大，服从F分布如果F值很大，则P值很小，零假设

实验研究的设计与数据分析- 1.建立检验假设，确定检H0:三种饲料的平均增重效果相等H1:三种饲料的平均增重效果不全相等H0:各区组的总体效应相等H1

实验研究的设计与数据分析- 2.计算检验统表方差分析结FP29H0，可认为三种饲料H0，可认为各区组实验研究的设计与数据分析-3.确定P值，作出比较。比较次数，累计检验水准为0.05，每次假设检验的水准调整为 0.05/3 H0 H1AB，即相互比较的两种饲料增重效果

实验研究的设计与数据分析- 表4三种饲料的增重效果的多重比较（Bonferroni法对比AXXBtP生物蛋白与普血浆蛋白与普生物蛋白与血生物蛋白饲料和血浆蛋白饲料增重效果均优于普

实验研究的设计与数据分析- 方差齐性检随机区组设计 Xij --

--

----

--

--

PredictedValuefor

(a)处理 (b)区 (c)预测基本满足方差分析要求的方差齐同和服从正态分布的

实验研究的设计与数据分析- 交叉设服用A服用B服用B服用A服用B服用B段服用A观察观察疗观察顺序顺序顺序顺序

观观察疗实验研究的设计与数据分析- 实验因素有两个水平（设为A、B），先每一个受试对 ----受试者和实验顺序是两个重要的非实验因素理的剩余效应(carry-overeffects)。两次处理之间需要适当长度的“洗脱期”（washoutperiod）。

实验研究的设计与数据分析- 另一组相反,先接受B,后接受A；先接受A,后接受B，另一个相反。

实验研究的设计与数据分析- 交叉设计资料的分

表

(Xijkr-Xk1j1i

g X)

ng( r

E

gk

(X

X

2E

ggngj

(X. X)

jngjni1j

X

内误差SSE2 SS1SS2SS3SSE1(ng-2)(g- 例7：两种耗氧量的比为了比较两种体育运动（运动A和运动B）在1小时内的耗氧量(ml/h)，征集24名条件相似的运动员。采用交叉设计，小时再进行运动B；第二组先进行运动B，然后休息3小时再进行运动A。测定结果如下表所示，试问：两种体育运动的耗氧量ml/h

实验研究的设计与数据分析- 表6表624名运动员经历两种体育运动后耗氧量测定结编编1阶段编12编号号A运动号BA号171728283939445566实验研究的设计与数据分析-表7表7运动员的耗氧量的统计描述(均数A1042.0811052.2111043.25B1064.7121054.5821063.54

实验研究的设计与数据分析- 建立检验假

实验研究的设计与数据分析- 交叉设计资料的分

表

(Xijkr-Xk1j1i

g X)

ng( r

E

gk

(X

X

2E

ggngj

(X. X)

jngjni1j

X

内误差SSE2 SS1SS2SS3SSE1(ng-2)(g- 计算检验统计方差来FP处理效1阶段方差来FP处理效1阶段效1顺序效1间变误合

实验研究的设计与数据分析- 表7运动员的耗氧量的统计描述(均数标准差1042.081052.211043.251064.711054.581063.54实验研究的设计与数据分析-统计检验0.05， H1认为动员的平均耗氧量与运动方式有关，结合8结，由于运运动动B时的平均耗氧量高于运动时的平均耗氧;统检5， H有学意义，结合表8结果，可以为阶2运动的平耗氧量；对顺序效应统计检验得P>0.05，故不 H30，没有够 可以认为运动员的平均耗氧量与这二种运动顺有各种处理效应进行两两比较如果方差分 了处理各种处理效应进行两两比较本例中由于处理水平数为2推断何种运动方式的平均耗氧量高，但对于多种运动（）

实验研究的设计与数据分析- 析因设涉及k≥2个实验因素，当同时研究这些实验因素的效果，每种因素又有多于两个水平时，某种因素的水平变化有可能使另一种因素的效应也随之发生变化，需采用析因设计（也称为全因子实验将k个因素的水平全面组合，设组合数为设m组，分别接受m

实验研究的设计与数据分析- 优点可各实验因素的主效检验两因素各水平之间的差异有无统计实验因间的交互效检验两因素间是否存在交互作用缺点所需的实

实验研究的设计与数据分析- 例8:探讨贝那普利联合应用氯沙坦是否可预防

实验研究的设计与数据分析- 机分为4贝那

氯沙合 不 不 合

实验研究的设计与数据分析- 析因设计资料的分析因设计资交互效主效

实验研究的设计与数据分析-

2×2析2×2析因

实验研究的设计与数据分析- 析因设计的有关术单独效应（simple主效应（main交互效应

比较研究设计与数据分析- 例9:为研究甲乙两药治疗高胆固醇血症的疗表9两种药物不同搭配方案的胆固醇降低值甲用不用不用 公共卫生学院医学统计与流行病学 B固定在1水平时，AB固定在2水平时，AA固定在1水平时，BA固定在2水平时，B

实验研究的设计与数据分析-

甲甲22析因设（表格内数字代表均值乙药用不平均b-

B单55－37独27－20应

A单独效a1-a1-实验研究的设计与数据分析- 主效应（Main实验中，某一因素在各实验条件下效应的平(单独效应的平均值A的主效应:B的主效应：(18＋

实验研究的设计与数据分析- 不用

甲甲22析因设（表格内数字代表均值乙药用不平均b-

B单55－37独27－20应B平a1-

A单独效

A或46-

主或41-效应

实验研究的设计与数据分析- 交互效应AB的交互效应(单独效应差值的平均值（28－17）/2=或：（187）/2

实验研究的设计与数据分析- 不用

甲甲22析因设（表格内数字代表均值乙药用不平均b-

B单55－37独27－20应B平a1-

A单独效

A或46-

交互效或

主或41-效应

实验研究的设计与数据分析-

B1(用药

AB 体均

表示4个处理组A1B1A1B2A2B1A2B2存在交互效

正交互效应（协同作用）： 0) 两因素联合（共用）作用大于其单独作用之负交互效应（拮抗作用 两因素联合（共用）作用小于其单独作

比较研究设计与数据分析- 总变异（totalvariation）的分总变异（totalvariation）的分SS

(a-((ab-BSS(a-1)(b-

比较研究设计与数据分析- 2.2分SS总=SSA+SSB+SSAB+SS

F

v.s.MSv.s.MSv.s.MS

1

误

3误

比较研究设计与数据分析- 表

2×2析因设计方差分析表异来 SS (X N1N1ab1a1SSA (a1)MSAMSEb1SSB 1)MSBMSE总变异 ( X处 处

ABABSSABABSS

n.(X X)MSAB MSE MSAB MSE n.(X X) j处 SS (a1)(b1) SSAB[(a1)(b处 误 SSE SS SS处 ab SSE ( ab)

实验研究的设计与数据分析- 某医生在造模过程中，欲研究四氧嘧啶（ALX）的剂量和造模前12小时禁食对制作小鼠模型的影响。四氧嘧啶剂量（A因素）：150mg/kg（A1）、200mg/kg（2），饮食控制（B因素）：造模前2小时禁食（B1）、（B21B1BBB合。将0只小鼠随机分配到四种实验组合中，每种组合只小鼠，造模后72小时测量小鼠的血糖浓度（mol/L），四种组合的实验结果如下表。

实验研究的设计与数据分析- 表1140只小 造模后72小时血糖浓度150mg/kg 200mg/kg禁食不禁食禁食不禁食X 19.94(X

实验研究的设计与数据分析- 表1222析因设计四种组合的总体均数A因素 两种ALX剂B200mg/kg 150mg/kg 对应的总体均数禁食

不禁食

()为ALX因素和禁食因素的交互效为ALX因素的主效应，表示不禁食情况下的两种ALX剂为B因素的主效应，表示ALX剂量为150mg/kg情况不禁食对应的总

实验研究的设计与数据分析- B因

表1322析因设计四种组合的均数X.150mg/kg(A2)200mg/kg禁食

不禁食

Xi. 样本对应A因素的主效应为-4.07，B因素的主效应为AB的交互相应为2.32

实验研究的设计与数据分析- 表1222B因

A因素X.150mg/kg(A2)200mg/kg禁食

不禁食

Xi.

实验研究的设计与数据分析- 1.建立检验假设，确定检验 0检验是否存在交互作用。即检验对于禁食与不禁H11：()0也可以认为检验对于两种不同的ALX剂量而言，禁食不禁食对应的总体均数之差是否相 H31：

检验ALXALX0。即：检验150mgk200mg/检验水准为

实验研究的设计与数据分析- 2.2.计算检验表两因素析因设计资料的方差分析计算结变异变异FP处3ALX1禁食1ALX与禁食交互1误

实验研究的设计与数据分析- 确定P对交叉效应统计检验得P>0.05，故不能 因此，采用无交互效应的两因素方差分析（将SSABSS合并为新的SS误差），具体分析结果

实验研究的设计与数据分析- 变异来FP总变处变异来FP总变处2ALX1禁食因1误2，./高剂量比低剂量的平均血糖浓度高

实验研究的设计与数据分析- 表15析因设计资料的方差分析计算结果（无交互效应变异来FP总变处2ALX1禁食因1误

实验研究的设计与数据分析- 析因设计资料的残差图分析因设计资料Xij Xij -

-

-

PredictedValuefor

(a)A因 (b)B因 (c)预测基本满足方差分析要求的方差齐同和服从正态分布的

实验研究的设计与数据分析- 4将受试每一组同一个受试对象在几个时间点上几个时间点上的观测

实验研究的设计与数据分析- (20mg/kg)和 (20mg/kg)对大鼠肌电图频数051005103090180123456789

情形每一组同一个受试对象在几个部位上几个部位上的观测值“打包”分情形将受试对每一组同一个受试对象在几个组织上几个组织上的观测值“打包”分

实验研究的设计与数据分析- 重复测量资料的分重复测量资料的方处理主效时间主效它们的

实验研究的设计与数据分析- F1F1F2EF3E

表16重复测量资料的

F

gg nm(X.j j

ng(t

X...)

2

n(X. X X.j X..t j1tg

m(Xij. X.j.i1j2 2

(Xijt X.j. Xij.j1i1t1

X.jt

(Xijtt1i1j

X

实验研究的设计与数据分析- 实验研究的设计与数据分析-实验研究的设计与数据分析-转氨酶（ALT）水平的影响，根据统一的诊断标准和入选标准（其中要求受试者没有接受同类其它治疗）收治20名慢性乙型肝炎患者随机分为试验组和对照组，试验组服用试验药，对照组服用对照药。对每一患者在治疗前、治疗后2周、4周、6周分别测量一次T水平，试验结果见表，两组4个时点的样本均数变化趋势如下表。表17两种药物治疗慢性乙型肝炎不同时间 转氨（ALT）水平 组 观察对1

治疗 12 24 36试验 对照 实验研究的设计与数据分析- 0 1