10《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)》

1、第9章直線(xiàn)相關(guān)與回歸,第 1 頁(yè),醫(yī) 學(xué) 統(tǒng) 計(jì) 學(xué),主講 王桂明,黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)院Huanggang Polytechnic Institute of Medical,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 2 頁(yè),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 目錄,第五節(jié) 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素,第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,第四節(jié) 樣本含量的估計(jì),第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 3 頁(yè),第十章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),1。掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2、的基本概念及意義。2。掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本要素及四個(gè)基本原則。3。了解樣本含量估計(jì)的意義及常用方法。4。熟悉常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 4 頁(yè),第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究,一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的概念 實(shí)驗(yàn)研究(experimental research )是使設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)因素或處理因素在其它干擾因素被嚴(yán)格控制的條件下，觀(guān)察其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果或?qū)嶒?yàn)效應(yīng)的作用及影響。 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(experiment design)是指研究人員對(duì)實(shí)驗(yàn)因素作

3、合理的、有效的安排，最大限度地減少實(shí)驗(yàn)誤差，使實(shí)驗(yàn)研究達(dá)到高效、快速和經(jīng)濟(jì)的目的。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 5 頁(yè),醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(medical experimental design)是將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理和方法應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，主要包括基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)和預(yù)防醫(yī)學(xué)。其目的是研究如何科學(xué)地、合理地安排實(shí)驗(yàn)因素，研究并排除實(shí)驗(yàn)中所有影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果及效應(yīng)的各種干擾因素的作用。干擾因素也稱(chēng)為非處理因素或背景因素，它是指處理因素以外的可以影響實(shí)驗(yàn)

4、效應(yīng)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一切可能的因素。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 6 頁(yè),非處理因素 一般多為受試對(duì)象本身的特征及外界環(huán)境因素，其來(lái)源復(fù)雜，范圍廣，經(jīng)常不易控制或不易察覺(jué)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成 包括三個(gè)基本要素及四個(gè)基本原則。三個(gè)基本要素是：受試對(duì)象，處理因素和試驗(yàn)效應(yīng)。四個(gè)基本原則是：隨機(jī)化的原則，對(duì)照的原則，重復(fù)的原則及均衡的原則。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 7 頁(yè),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本構(gòu)成,三個(gè)基本要素,四個(gè)基本原則,受試對(duì)象處理因素

5、試驗(yàn)效應(yīng),隨機(jī)化的原則對(duì)照的原則重復(fù)的原則均衡的原則,,,,,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 8 頁(yè),實(shí)驗(yàn)研究主要具有三個(gè)基本特點(diǎn)：第一，研究人員能夠按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的及要求設(shè)置處理因素。第二，受試對(duì)象可以通過(guò)隨機(jī)化原則隨機(jī)地接受某種處理因素或某種處理因素的不同水平。第三，由于應(yīng)用了隨機(jī)化原則，使各比較組之間達(dá)到了較好的均衡性，因而，最大限度地減少了非處理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的干擾和影響。,二、實(shí)驗(yàn)研究的特點(diǎn),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 9

6、 頁(yè),由于實(shí)驗(yàn)研究具備這三個(gè)特點(diǎn)，就使得實(shí)驗(yàn)研究中各比較組之間具有較好的均衡性及可比性，大大減少了各種非處理因素或背景干擾因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的影響，可以更為有效地控制實(shí)驗(yàn)誤差，提高了實(shí)驗(yàn)研究的效率及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 10 頁(yè),實(shí)驗(yàn)研究有多種分類(lèi)方法，一般常根據(jù)受試對(duì)象的特征分為三大類(lèi)：1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(animal experiment) 是指用人工飼養(yǎng)繁殖的動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。其特點(diǎn)是，容易控制處理因素及背景干

7、擾因素，實(shí)驗(yàn)誤差較小，實(shí)驗(yàn)成本較低，觀(guān)察的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)較為客觀(guān)。如果在實(shí)驗(yàn)研究中，出現(xiàn)因各種原因而導(dǎo)致動(dòng)物意外死亡或缺失時(shí)，可據(jù)情予以補(bǔ)充，收集資料及分析資料均較為方便。,三、實(shí)驗(yàn)研究的分類(lèi),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 11 頁(yè),1。動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 幾乎可用于醫(yī)學(xué)研究的各個(gè)領(lǐng)域。由于動(dòng)物與人體之間在種屬等等方面存在巨大差異，因此，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果不能直接推論到人體上，而是可以作為人體研究的參考依據(jù)或基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。常用于醫(yī)學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有大白鼠、小白鼠

8、、豚鼠、兔子、貓、狗、羊和豬等，還可以是猴及靈長(zhǎng)目類(lèi)動(dòng)物。各種動(dòng)物都有其自身的特點(diǎn)，選擇動(dòng)物時(shí)，要根據(jù)研究目的先確定動(dòng)物的種類(lèi)，還應(yīng)特別注意動(dòng)物的性別、年齡、品系等特征。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 12 頁(yè),臨床試驗(yàn) 是指按科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，研究疾病在臨床階段規(guī)律的試驗(yàn)。臨床試驗(yàn)研究的對(duì)象主要是病人或健康人。1）選擇病人可以作為實(shí)驗(yàn)組也可以作為對(duì)照組。一般是選擇患某種確診疾病的患者為觀(guān)察病例。選擇病人除考慮病人本身的特征外，還要考慮疾病的特

9、征，如病情的發(fā)展?fàn)顩r，常規(guī)治療方案的療效情況，病人的生存狀況是否存在危險(xiǎn)等等方面。,2.臨床試驗(yàn)（clinical trial）,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 13 頁(yè),2）選擇健康人 一般是作為試驗(yàn)的對(duì)照組，考慮的各方面因素與病人相同或相近。由于人的背景因素及個(gè)性特征極為復(fù)雜，在進(jìn)行臨床試驗(yàn)研究時(shí)，除考慮上述因素外，還要考慮醫(yī)德等方面的問(wèn)題。在選擇病人及健康人、選擇處理因素時(shí)，要非常慎重。試驗(yàn)前應(yīng)該經(jīng)過(guò)科研小組成員及有關(guān)專(zhuān)家的認(rèn)真討論

10、，并進(jìn)行周密設(shè)計(jì)，以避免出現(xiàn)各種意外情況。因此，針對(duì)人體的臨床試驗(yàn)研究與動(dòng)物試驗(yàn)研究存在很大的區(qū)別。這是每位醫(yī)學(xué)科研工作者應(yīng)該十分注意的。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 14 頁(yè),3。社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)（community intervention trial） 是指對(duì)社區(qū)中的所有人群施加某種處理因素并觀(guān)察一段較長(zhǎng)的時(shí)間。其目的是通過(guò)干擾某些在人群中存在的危險(xiǎn)因素或施加某種保護(hù)性措施，觀(guān)察處理因素在社區(qū)人群中產(chǎn)生的效應(yīng)或預(yù)防效果。典型的社區(qū)干

11、預(yù)試驗(yàn)的實(shí)例之一是在社區(qū)人群的飲水中加入氟化物以觀(guān)察是否能夠降低人群的齲齒發(fā)生率的試驗(yàn)。由于社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)中涉及人群數(shù)量多，人群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易控制處理因素及背景干擾因素，且難以對(duì)人群給予處理因素時(shí)進(jìn)行隨機(jī)化分配，其試驗(yàn)效果及效應(yīng)的確切性往往不易準(zhǔn)確判斷或確定。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 15 頁(yè),典型的社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)的實(shí)例之一是在社區(qū)人群的飲水中加入氟化物以觀(guān)察是否能夠降低人群的齲齒發(fā)生率的試驗(yàn)。由于社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)中涉及人群數(shù)量多，人群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

12、不易控制處理因素及背景干擾因素，且難以對(duì)人群給予處理因素時(shí)進(jìn)行隨機(jī)化分配，其試驗(yàn)效果及效應(yīng)的確切性往往不易準(zhǔn)確判斷或確定。,第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)研究,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 16 頁(yè),第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有三個(gè)基本要素，即受試對(duì)象、處理因素和實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。三個(gè)基本要素是相互聯(lián)系的。 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，研究人員應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究的目的，緊緊抓住這三個(gè)基本要素，并應(yīng)通盤(pán)考慮如何去合理有效地安排這三個(gè)基本要素。只有這樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才會(huì)有明確的

13、方向。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)研究中最為重要和關(guān)鍵的第一步。必須給予高度重視。有些研究人員未能充分認(rèn)識(shí)到這第一步的重要性。經(jīng)常是先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究工作，其后才考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 17 頁(yè),一、受試對(duì)象受試對(duì)象（study subjects）是指在實(shí)驗(yàn)研究中研究人員所要觀(guān)察的客體，即處理因素作用的對(duì)象。受試對(duì)象主要包括人、動(dòng)物、微生物以及人或動(dòng)物的試驗(yàn)材料。如器官、組織、細(xì)胞、血液、尿液、糞便等。,第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素

14、,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 18 頁(yè),選擇受試對(duì)象是根據(jù)科研課題的研究目的而確定的。選擇受試對(duì)象應(yīng)考慮下列幾點(diǎn)：①進(jìn)行基礎(chǔ)性的醫(yī)學(xué)研究，多選擇動(dòng)物及其材料作為受試對(duì)象，并可由此積累資料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；②觀(guān)察臨床療效、臨床檢驗(yàn)水平、診斷水平及社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)等，多選擇人體及其材料作為受試對(duì)象。一般常以病人為實(shí)驗(yàn)組，健康人為對(duì)照組；也可選擇幾組不同類(lèi)型的病人分別作為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 19 頁(yè),（一）  &

15、#160;   受試對(duì)象的基本條件受試對(duì)象應(yīng)具備下列基本條件。（1）敏感性：是指受試對(duì)象接受處理因素后，容易顯示實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。（2）特異性：是指受試對(duì)象接受處理因素后，只產(chǎn)生特定的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。（3）穩(wěn)定性：是指受試對(duì)象產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)僅在特定范圍內(nèi)波動(dòng)，且波動(dòng)相對(duì)較小。（4）經(jīng)濟(jì)性：是指受試對(duì)象容易獲取且價(jià)格便宜。（5）可行性：是指受試對(duì)象便于施加處理因素及獲取標(biāo)本。（6）相似性：是指動(dòng)物產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)盡可能與

16、人體近似。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 20 頁(yè),（一）      常用受試對(duì)象的基本特征1。動(dòng)物 醫(yī)學(xué)研究中的各個(gè)領(lǐng)域幾乎都要用到實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。使用動(dòng)物作為受試對(duì)象非常方便，安全性高，價(jià)格相對(duì)便宜，而且不涉及人類(lèi)的醫(yī)德問(wèn)題。研究中動(dòng)物意外缺失可以據(jù)情予以補(bǔ)充。飼養(yǎng)、管理及觀(guān)察動(dòng)物十分方便且容易做到。選擇動(dòng)物一般要考慮動(dòng)物的種類(lèi)、種屬、品系、窩別、性別、年齡、體重、健康狀況、是否容易飼養(yǎng)和

17、存活，對(duì)施加的處理因素的反應(yīng)特征等方面。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 21 頁(yè),（1）小白鼠及大白鼠 嚙齒類(lèi)動(dòng)物。主要用于進(jìn)行毒理學(xué)研究?？梢匝芯扛鞣N有害毒物的急慢性毒性作用及“三致”作用，即毒物的致突變作用，致畸變作用及致癌作用。用此類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，其特點(diǎn)是價(jià)格低，易飼養(yǎng)，可以大量使用。但由于嚙齒類(lèi)動(dòng)物缺乏嘔吐反射，故凡是能引起嘔吐反射的化合物的毒性研究，一般不能使用此類(lèi)動(dòng)物。（2）兔 也屬于嚙齒類(lèi)動(dòng)物。用于化合物的毒性試驗(yàn)研究。

18、尤其是經(jīng)皮膚接觸的毒作用試驗(yàn)。也可用于胃腸道對(duì)外來(lái)化合物的吸收動(dòng)力學(xué)研究。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 22 頁(yè),（3）貓和狗 為非嚙齒類(lèi)動(dòng)物的典型代表?？捎糜诙纠韺W(xué)試驗(yàn)研究，也可用于生理學(xué)研究。如進(jìn)行血壓、睡眠等方面的研究。但貓與狗的價(jià)格較高，不適于大數(shù)量使用。（4）豬 其皮膚結(jié)構(gòu)與人體較近似，可用于各種毒物對(duì)皮膚的毒性作用研究。豬的軀體較大，價(jià)格較高，不便于大量使用。（5）其它 猴與靈長(zhǎng)目類(lèi)動(dòng)物與人類(lèi)較接近，但其價(jià)格昂貴，只用于

19、某些特殊研究。一般情況下不使用此類(lèi)動(dòng)物。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 23 頁(yè),2。人體 以人體作為觀(guān)察對(duì)象，涉及的問(wèn)題很多且較為復(fù)雜，一般應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面：（1）一般條件 性別、年齡、民族、個(gè)人嗜好、生活習(xí)慣、居住地區(qū)等。（2）健康狀況 既往病史、家族成員病史、目前健康狀況，身體發(fā)育狀況等。（3）社會(huì)因素 職業(yè)、文化程度、經(jīng)濟(jì)條件、居住條件、家庭狀況、心理狀況、個(gè)性特征、病人及其家屬的合作態(tài)度等。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 24

20、 頁(yè),（4）疾病因素 病種、病型、病期、病程、病情、診斷方法、診斷標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)研究的時(shí)間期限等。（5）機(jī)體材料 標(biāo)本的獲取部位、獲取條件、新鮮程度、保存方法、培養(yǎng)條件、運(yùn)輸及傳送方式等。 （6）外界環(huán)境因素 醫(yī)院規(guī)模、醫(yī)療水平、醫(yī)療設(shè)備、醫(yī)護(hù)人員的水平及素質(zhì)、病房的大小、病房中病人數(shù)量、病人距離醫(yī)院的遠(yuǎn)近，就診的方便程度等。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 25 頁(yè),人體作為受試對(duì)象，常用于臨床治療方案的療效觀(guān)察研究以及某種疫苗在人群中預(yù)

21、防某種疾病的效果觀(guān)察等。在臨床治療工作中，每一位病人都可以作為一個(gè)觀(guān)察對(duì)象。但是，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的四個(gè)基本原則，如想在特定時(shí)期內(nèi)選擇幾組除處理因素不同以外，其它各方面條件都基本一致的病例，則是一件相當(dāng)困難的事情。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 26 頁(yè),處理因素（study factor） 是指由研究人員施加于受試對(duì)象并能產(chǎn)生一定試驗(yàn)效應(yīng)的因素。醫(yī)學(xué)科研中常用的處理因素主要有下列幾大類(lèi)：1.物理因素 電、磁、光、聲、溫度、射線(xiàn)、微波、超聲波

22、等。2.化學(xué)因素 藥物、營(yíng)養(yǎng)素、激素、毒物、各種有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物等。3.生物因素 寄生蟲(chóng)、真菌、細(xì)菌、病毒及其生物制品等。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 27 頁(yè),處理因素 在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段也要認(rèn)真考慮并仔細(xì)分析。尤其是處理因素的劑量及水平數(shù)應(yīng)該通過(guò)預(yù)試驗(yàn)或據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)有一定的了解和把握。處理因素劑量過(guò)小，受試對(duì)象不產(chǎn)生反應(yīng)，達(dá)不到觀(guān)察試驗(yàn)效應(yīng)的目的。如果劑量過(guò)大，則可能導(dǎo)致受試對(duì)象的強(qiáng)烈反應(yīng)乃至死亡。對(duì)動(dòng)物進(jìn)行毒理學(xué)研究時(shí)，處理因素

23、的劑量變化范圍較大，可以使動(dòng)物不出現(xiàn)反應(yīng)，剛出現(xiàn)反應(yīng)，到動(dòng)物出現(xiàn)較大反應(yīng)或死亡。對(duì)于臨床試驗(yàn)，由于針對(duì)的是人體，控制處理因素的劑量范圍是非常重要的。其注意點(diǎn)是，應(yīng)在保證人體安全的前提下，將處理因素安全劑量范圍內(nèi)的不同劑量水平施加于人體，觀(guān)察機(jī)體的反應(yīng)及試驗(yàn)效應(yīng)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 28 頁(yè),在實(shí)驗(yàn)研究中，由于影響試驗(yàn)結(jié)果的因素很多，有時(shí)則十分復(fù)雜。因此，在安排施加處理因素時(shí)，應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面 。1。抓住實(shí)驗(yàn)中的主要因素 任何一

24、項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究都有其主要的方面或主要矛盾。 2。確定處理因素和非處理因素 實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)根據(jù)研究目的確定處理因素和非處理因素。一般情況下，兩者的區(qū)別并不困難。 3。處理因素標(biāo)準(zhǔn)化 是指在進(jìn)行同一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，施加于多個(gè)受試對(duì)象的處理因素是相同一致的。不能隨意加以改變。尤其是用于病人的藥物。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 29 頁(yè),三、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)（experimental effect）是指處理因素施加于受試對(duì)象并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間，受試對(duì)

25、象產(chǎn)生的各種反應(yīng)及表現(xiàn)。這些反應(yīng)可以是主觀(guān)的，也可以是客觀(guān)的。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)可以用各種各樣的具體指標(biāo)來(lái)表示。觀(guān)察實(shí)驗(yàn)效應(yīng)，應(yīng)盡可能選擇客觀(guān)指標(biāo)以及容易檢測(cè)及分析的指標(biāo)。,第二節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 30 頁(yè),（一）觀(guān)察指標(biāo)的分類(lèi) 觀(guān)察指標(biāo)按其性質(zhì)一般可以分為下列幾類(lèi)：1.定量指標(biāo) 可以用具體的度量衡單位來(lái)表示的指標(biāo)。如人體的身高用厘米表示，體重用公斤表示，脈搏用每分鐘的次數(shù)來(lái)表示。計(jì)量指標(biāo)可以根

26、據(jù)具體指標(biāo)的要求，精確到小數(shù)點(diǎn)后面若干位。2.分類(lèi)指標(biāo) 按受試對(duì)象的屬性或特征先分類(lèi)，再計(jì)數(shù)各類(lèi)的個(gè)數(shù)。用絕對(duì)數(shù)或相對(duì)數(shù)來(lái)表示。如某檢測(cè)指標(biāo)的結(jié)果可以用“是”或“否”，“陰性”或“陽(yáng)性”來(lái)表示。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 31 頁(yè),3.等級(jí)指標(biāo) 按試驗(yàn)效應(yīng)的程度分為若干等級(jí)，并計(jì)數(shù)各等級(jí)的個(gè)數(shù)。該指標(biāo)介于定量及分類(lèi)指標(biāo)之間。如用某治療方案治療病人，其觀(guān)察結(jié)果可以分為四個(gè)等級(jí)，即：無(wú)效，顯效，好轉(zhuǎn)，痊愈。這四個(gè)等級(jí)可以用一個(gè)或多個(gè)具體量

27、度指標(biāo)來(lái)確定。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 32 頁(yè),(二）選擇觀(guān)察指標(biāo)的要求1.關(guān)聯(lián)性 是指觀(guān)察指標(biāo)與研究目的有著本質(zhì)而密切的聯(lián)系，能夠確切反映處理因素的試驗(yàn)效應(yīng)。這些指標(biāo)可以通過(guò)查閱文獻(xiàn)或根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)而獲得。2.客觀(guān)性 是指能夠借助各種檢測(cè)手段及方法所觀(guān)測(cè)記錄的指標(biāo)。如血壓，紅細(xì)胞數(shù)，心電圖，尿鉛含量等指標(biāo)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 33 頁(yè),3.精確性 精確性包括兩層含義。其一是準(zhǔn)確度，即指實(shí)際測(cè)量值與真值的接近程度。準(zhǔn)確度越高

28、，測(cè)量值越接近真值，誤差則越小。盡管真值往往未知，但準(zhǔn)確度越高，指標(biāo)的可靠性越高。其二是精密度，指在重復(fù)觀(guān)察及測(cè)量時(shí)，觀(guān)察值與其平均值的接近程度。精密度越高，說(shuō)明重復(fù)的測(cè)量值越接近，檢測(cè)設(shè)備或手段的穩(wěn)定性越好。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 34 頁(yè),4.穩(wěn)定性 是指觀(guān)察指標(biāo)變異度的大小。穩(wěn)定性高，則變異度小，指標(biāo)的代表性強(qiáng)，反之亦然。穩(wěn)定性一般可以用該指標(biāo)的變異系數(shù)來(lái)表示。如果變異系數(shù)不超過(guò)15%～20%，則該指標(biāo)的穩(wěn)定性較好。5.靈敏性

29、 是指各種檢測(cè)手段和方法能夠檢測(cè)出試驗(yàn)效應(yīng)微小變化的能力。靈敏性越高，則檢測(cè)出試驗(yàn)效應(yīng)微小變化的能力越強(qiáng)。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，檢測(cè)手段的靈敏性將會(huì)越來(lái)越高。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 35 頁(yè),6.特異性 是指檢測(cè)指標(biāo)的排它性,是觀(guān)察指標(biāo)對(duì)某種特殊試驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的反映能力。特異性越強(qiáng)，觀(guān)察指標(biāo)反映某種試驗(yàn)效應(yīng)的能力越強(qiáng)。特異性對(duì)診斷嚴(yán)重疾病的意義非常重要。如果某檢測(cè)指標(biāo)特異性強(qiáng)，則該指標(biāo)對(duì)確診和早期發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重疾病具有直接意義。如檢測(cè)指

30、標(biāo)甲胎蛋白對(duì)確診早期肝癌具有重要意義。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 36 頁(yè),6.特異性 是指檢測(cè)指標(biāo)的排它性,是觀(guān)察指標(biāo)對(duì)某種特殊試驗(yàn)效應(yīng)及結(jié)果的反映能力。特異性越強(qiáng)，觀(guān)察指標(biāo)反映某種試驗(yàn)效應(yīng)的能力越強(qiáng)。特異性對(duì)診斷嚴(yán)重疾病的意義非常重要。如果某檢測(cè)指標(biāo)特異性強(qiáng)，則該指標(biāo)對(duì)確診和早期發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重疾病具有直接意義。如檢測(cè)指標(biāo)甲胎蛋白對(duì)確診早期肝癌具有重要意義。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 37 頁(yè),（三）    

31、;消除心理偏性的方法心理偏性是指研究人員及受試對(duì)象由于各自的心理偏見(jiàn)而在觀(guān)察或描述試驗(yàn)效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的誤差。如醫(yī)護(hù)人員容易認(rèn)為自己使用的治療方案要好于其他人的治療方案。病人則容易受醫(yī)院規(guī)模大小，醫(yī)療設(shè)備的先進(jìn)程度，醫(yī)院醫(yī)療水平的高低，權(quán)威醫(yī)護(hù)人員或普通醫(yī)護(hù)人員治療等等方面的心理影響。這些影響可以導(dǎo)致病人主觀(guān)感覺(jué)的偏見(jiàn)。消除上述心理偏性的方法一般是使用盲法設(shè)計(jì)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 38 頁(yè),第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括四項(xiàng)

32、基本原則，即隨機(jī)化的原則，對(duì)照的原則，重復(fù)的原則和均衡的原則。一、隨機(jī)化的原則1.概念及用途 隨機(jī)化（randomization）是指總體中的每一個(gè)個(gè)體都有均等的機(jī)會(huì)被抽取或被分配到實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組中去。隨機(jī)化原則的核心是機(jī)會(huì)均等。使用隨機(jī)化方法可以消除在抽樣及分組過(guò)程中，由于研究人員對(duì)受試對(duì)象主觀(guān)意愿的選擇而造成試驗(yàn)效應(yīng)的誤差。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 39 頁(yè),2.隨機(jī)化的方法 隨機(jī)化的方法有多種。常用的有抽簽法，抓鬮法，隨機(jī)數(shù)

33、字法等。隨機(jī)數(shù)字法一般有隨機(jī)數(shù)字表和隨機(jī)排列表。普通函數(shù)型電子計(jì)算器也可以顯示隨機(jī)數(shù)字。隨機(jī)數(shù)字表中出現(xiàn)數(shù)字0－9的機(jī)會(huì)或概率是均等的。利用隨機(jī)數(shù)字分組的方法很多也很靈活。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 40 頁(yè),對(duì)照（control）是指在實(shí)驗(yàn)研究中使受試對(duì)象的處理因素和非處理因素的試驗(yàn)效應(yīng)的差異有一個(gè)科學(xué)的對(duì)比。主要目的是為了排除對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組中非處理因素對(duì)試驗(yàn)效應(yīng)的影響或干擾作用，并使得實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組具有可比性。對(duì)照的基本要求是，除處理因

34、素作有計(jì)劃的變化外，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的其它條件盡量保持一致。,二、對(duì)照的原則,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 41 頁(yè),實(shí)驗(yàn)研究中設(shè)置對(duì)照組是非常重要的。常用的對(duì)照方法有下列幾種。（一）空白對(duì)照 空白對(duì)照是指對(duì)照組不施加任何處理因素。常用于防疫系統(tǒng)疫苗接種效果的觀(guān)察與研究。注意：在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，可以使用空白對(duì)照，而在針對(duì)人體的臨床試驗(yàn)研究中，一般不能使用空白對(duì)照。對(duì)照組可以使用常規(guī)療法以保證病人的生命安全，而對(duì)危重病人則更要注意不能

35、使用空白對(duì)照。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 42 頁(yè),（二）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照是指以公認(rèn)或習(xí)慣的標(biāo)準(zhǔn)方法、標(biāo)準(zhǔn)值或正常值作為對(duì)照。這些對(duì)照值或標(biāo)準(zhǔn)值一般是多個(gè)地區(qū)多年累積的經(jīng)驗(yàn)結(jié)果，具有參考價(jià)值和意義。實(shí)驗(yàn)研究中一般不用標(biāo)準(zhǔn)值作對(duì)照，主要是某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究中的實(shí)驗(yàn)條件難以與標(biāo)準(zhǔn)值的實(shí)驗(yàn)條件相一致，不具備良好的可比性。臨床試驗(yàn)研究中可以用常規(guī)療法或經(jīng)驗(yàn)療法作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照組。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 43 頁(yè),（三）  

36、0;   實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照是指對(duì)照組雖未施加處理因素，但卻施加了某種與處理因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)因素。這是一種比較特殊的非處理因素。 例如，研究賴(lài)氨酸對(duì)促進(jìn)兒童的生長(zhǎng)發(fā)育作用，實(shí)驗(yàn)組兒童的課間餐為加賴(lài)氨酸的面包，對(duì)照組為不加賴(lài)氨酸的面包，兩組兒童面包的數(shù)量是一致的。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 44 頁(yè),（四）自身對(duì)照自身對(duì)照是指對(duì)照和實(shí)驗(yàn)在同一個(gè)受試對(duì)象身上進(jìn)行，只是在進(jìn)行對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的觀(guān)察時(shí)，在時(shí)間上有前后順序的不同。

37、（五）  相互對(duì)照相互對(duì)照是指不專(zhuān)門(mén)設(shè)置對(duì)照組，而以各實(shí)驗(yàn)組之間互為對(duì)照，比較各處理因素試驗(yàn)效應(yīng)的相對(duì)大小及作用。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 45 頁(yè),（六）      安慰劑對(duì)照安慰劑（placebo）是指一種無(wú)藥理作用的假藥，其與治療藥物在外觀(guān)、劑型等方面不能被受試對(duì)象所識(shí)別。安慰劑對(duì)照則是指將安慰劑施加于對(duì)照組的受試對(duì)象。安慰劑對(duì)照是一種特殊的空白對(duì)照，其目的

38、主要是排除病人或受試對(duì)象的心理偏見(jiàn)。人作為受試對(duì)象具有復(fù)雜的心理過(guò)程，極易受到各種外界因素的影響和干擾。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 46 頁(yè),（七）   歷史對(duì)照歷史對(duì)照是指以過(guò)去或以往的研究結(jié)果作為對(duì)照。主要用于對(duì)難治或無(wú)法治愈的疾病的研究，如晚期惡性腫瘤，狂犬病等疾病。由于這些疾病難以治愈或無(wú)法治愈，這種累積下來(lái)的治療結(jié)果就成為歷史對(duì)照。例如，狂犬病一但發(fā)病，其治愈率幾乎為零，這是一個(gè)歷史的治療結(jié)果。

39、歷史對(duì)照一般不宜使用，應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意資料的各種背景條件因素及其可比性。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 47 頁(yè),三、重復(fù)的原則重復(fù)（replication）是指實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的受試對(duì)象應(yīng)具有一定的數(shù)量。重復(fù)表現(xiàn)為二個(gè)含義：其一是樣本含量的大??；其二是同一試驗(yàn)重復(fù)次數(shù)的多少，兩者的本質(zhì)是相同的。按照抽樣誤差變化的規(guī)律，在抽樣中，隨著樣本含量的增大或重復(fù)次數(shù)的增加，抽樣誤差將逐漸減小。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 48 頁(yè),如果研究總體中的所有個(gè)體，

40、其優(yōu)點(diǎn)是研究的指標(biāo)準(zhǔn)確可靠，沒(méi)有抽樣誤差，具有較高或很高的參考價(jià)值；缺點(diǎn)是耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力和時(shí)間，一般情況下是不采用的。研究樣本的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省人力、物力、財(cái)力和時(shí)間；缺點(diǎn)是觀(guān)察指標(biāo)存在抽樣誤差，降低了指標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性。如果未認(rèn)真進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和考慮抽樣方法，則樣本指標(biāo)常可導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)論。這也是在抽樣研究中要十分注意的問(wèn)題。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 49 頁(yè),四、均衡的原則均衡的原則也稱(chēng)為齊同原則，是指對(duì)照組除處理因素與實(shí)驗(yàn)組不

41、同外，其它各種條件及因素應(yīng)基本一致。這些條件及因素即指非處理因素或稱(chēng)為背景因素。對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組應(yīng)具有較好的均衡性，這樣才能保證各組之間具有較好的可比性，才能充分顯示出實(shí)驗(yàn)組處理因素的效應(yīng)和作用，排除其它各種因素的干擾和影響。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 50 頁(yè),第四節(jié) 樣本含量的估計(jì),一、確定樣本含量的意義正確確定樣本含量是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分，在估計(jì)樣本含量時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意克服兩種傾向：1。某些研究工作者片面追求增大樣本例數(shù)，認(rèn)為樣

42、本例數(shù)越大越好，甚至提出“大量觀(guān)察”是確定樣本含量的一個(gè)重要原則，其結(jié)果導(dǎo)致人力、物力和時(shí)間上的浪費(fèi)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 51 頁(yè),2. 確定總體標(biāo)準(zhǔn)差σ 由于總體標(biāo)準(zhǔn)σ差往往未知或不易獲得，一般可用預(yù)試驗(yàn)的樣本標(biāo)準(zhǔn)差S來(lái)估計(jì)或代替。3. 確定第一類(lèi)錯(cuò)誤的概率α 也稱(chēng)為檢驗(yàn)水準(zhǔn)或顯著性水平，α越小，所需樣本例數(shù)越多。習(xí)慣上，檢驗(yàn)水準(zhǔn)一般取α ＝0.05，并可根據(jù)專(zhuān)業(yè)要求決定取單側(cè)α或雙側(cè)α 。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第

43、52 頁(yè),4. 檢驗(yàn)效能（1-β） 檢驗(yàn)效能也稱(chēng)為把握度，是指在特定水準(zhǔn)下，若總體間確實(shí)存在差異，則該次試驗(yàn)?zāi)馨l(fā)現(xiàn)此差異的概率。其中的β為第二類(lèi)錯(cuò)誤。（1－β）越大，即把握度越高，所需樣本例數(shù)越多。通常取β＝0.1或β＝0.2，相應(yīng)的檢驗(yàn)效能為0.9或0.8。一般檢驗(yàn)效能不宜低于0.75，否則第二類(lèi)錯(cuò)誤增大，“存?zhèn)巍钡母怕试黾印?第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 53 頁(yè),樣本含量估計(jì)的方法較多，有些公式較為復(fù)雜，計(jì)算繁瑣。最常用的幾種方法

44、有： 1。樣本均數(shù)與總體均數(shù)的比較 2。兩樣本均數(shù)的比較3。兩樣本率的比較 具體計(jì)算方法公式：略。,三、常用樣本含量估計(jì)方法,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 54 頁(yè),完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（completely random design） 也稱(chēng)為單因素設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)只能分析一個(gè)處理因素的作用。處理因素可有2個(gè)或2個(gè)以上水平，每個(gè)水平代表一個(gè)分組。可用抽簽法、抓鬮法或隨機(jī)數(shù)字法等將受試對(duì)象隨機(jī)分配到各實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組中。該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是，簡(jiǎn)單方

45、便，應(yīng)用廣泛，容易進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；但只能分析一個(gè)因素的作用，效率相對(duì)較低。如果只有兩個(gè)分組時(shí)，可用t檢驗(yàn)或單因素方差分析處理資料。如果組數(shù)大于等于3時(shí)，可用單因素方差分析處理資料。,一、完全隨機(jī)設(shè)計(jì),第五節(jié) 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 55 頁(yè),該設(shè)計(jì)如果用于臨床試驗(yàn)，也可稱(chēng)為臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)中的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（randomized control trial）；如果其中采用了盲法設(shè)計(jì)，則又稱(chēng)為隨機(jī)盲法對(duì)照試驗(yàn)（randomize

46、d blind control trial）。注意，在受試對(duì)象分組前，應(yīng)使其非處理因素盡量達(dá)到均衡，然后再采用隨機(jī)方法對(duì)受試對(duì)象進(jìn)行分組，這樣才能使得各組的可比性高，均衡性強(qiáng)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 56 頁(yè),例10.4 按單因素設(shè)計(jì)要求，將15只動(dòng)物等量分為A、B、C三組。設(shè)計(jì)及分組步驟如下。（1）選取15只品系相同，性別相同，年齡相同或相近，體重相近的動(dòng)物15只。（2）將15只動(dòng)物任意編號(hào)為1～15號(hào)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第

47、 57 頁(yè),表10-4 單因素設(shè)計(jì)動(dòng)物分組方法,（3）查附表17，“隨機(jī)排列表”，預(yù)先規(guī)定：從該表第12行順序查抄1～15范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)字15個(gè)，小于1及大于15的數(shù)字舍去。數(shù)字1～5歸入A組，6～10歸入B組，11～15歸入C組。（4）15只動(dòng)物分組方法及結(jié)果，見(jiàn)表10-4。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 58 頁(yè),配對(duì)設(shè)計(jì)（paired design）是將受試對(duì)象按一定條件配成對(duì)子，分別給予每對(duì)中的兩個(gè)受試對(duì)象以不同的處理。配對(duì)的條件

48、是影響實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的主要非處理因素。在這些非處理因素中，動(dòng)物主要有：種屬，性別，年齡，體重，窩別等因素；人群主要有：種族，性別，年齡，體重，文化教育背景，生活背景，居住條件，勞動(dòng)條件等。其中病人還應(yīng)考慮疾病類(lèi)型，病情嚴(yán)重程度，診斷標(biāo)準(zhǔn)等方面。配對(duì)設(shè)計(jì)的目的是降低、減弱或消除兩個(gè)比較組的非處理因素的作用。,二、配對(duì)設(shè)計(jì),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 59 頁(yè),該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：可以節(jié)約樣本含量，增強(qiáng)組間均衡性，提高試驗(yàn)效率，減輕人力、物力和財(cái)力負(fù)擔(dān)。在

49、臨床試驗(yàn)中，配對(duì)設(shè)計(jì)應(yīng)用廣泛。醫(yī)學(xué)科研中常見(jiàn)的配對(duì)設(shè)計(jì)有下列幾種類(lèi)型：（1）配對(duì)設(shè)計(jì) 將兩個(gè)條件相近的受試對(duì)象按1:1配成對(duì)子，然后對(duì)每對(duì)中的個(gè)體隨機(jī)分組，再施加處理因素觀(guān)察效應(yīng)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 60 頁(yè),（2）自身對(duì)照設(shè)計(jì) 臨床上常見(jiàn)情況是，把病人治療前與治療后的檢測(cè)指標(biāo)值作為一對(duì)數(shù)據(jù)。若干個(gè)病人的檢測(cè)值作為若干對(duì)數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)為配對(duì)設(shè)計(jì)中的一種。（3）同一標(biāo)本用兩種方法檢測(cè) 采集的同一份標(biāo)本或樣品如果用兩種方法進(jìn)行

50、檢測(cè)，則得到一對(duì)數(shù)據(jù)。檢測(cè)一批樣品則得到若干對(duì)數(shù)據(jù)。此種設(shè)計(jì)也屬于配對(duì)設(shè)計(jì)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 61 頁(yè),交叉設(shè)計(jì)（cross-over design）是一種特殊的自身對(duì)照設(shè)計(jì)。它克服了由于施加于受試對(duì)象的處理因素在時(shí)間上的不同而導(dǎo)致的試驗(yàn)效應(yīng)的偏差。（一）交叉設(shè)計(jì)的特點(diǎn)1.節(jié)約樣本含量，試驗(yàn)效率高。2.可以均衡因施加處理因素的時(shí)間順序不同對(duì)試驗(yàn)效應(yīng)的影響。3.每個(gè)受試對(duì)象均可接受A和B兩種處理因素。4.需用交叉設(shè)計(jì)的方差

51、分析方法處理數(shù)據(jù)，其計(jì)算稍嫌繁瑣。,三、交叉設(shè)計(jì),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 62 頁(yè),例10.5 試將10對(duì)受試者隨機(jī)分入甲、乙兩處理組。先將受試者編號(hào)，如第一對(duì)第1受試者編為1.1，第2受試者編為1.2，余仿此。隨機(jī)指定附表17隨機(jī)排列表第2行，舍去10～19之間的數(shù)字，并規(guī)定單數(shù)取甲乙順序，雙數(shù)取乙甲順序。,表10-5 按配對(duì)設(shè)計(jì)的要求將10對(duì)病人進(jìn)行分組,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 63 頁(yè),5.要求兩種處理因素不能相互影響。觀(guān)察時(shí)間不

52、能過(guò)長(zhǎng)，處理效應(yīng)不能持續(xù)過(guò)久。6.臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，不適合于急性病的療效觀(guān)察。由于急性病的病程較短，在試驗(yàn)的第一階段該病可能已經(jīng)治愈，則在第二階段不可能再顯示出療效。7.該設(shè)計(jì)應(yīng)采用雙盲法設(shè)計(jì)較好，以避免試驗(yàn)執(zhí)行者和病人的心理偏見(jiàn)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 64 頁(yè),（二）設(shè)計(jì)方法 1.先將條件相近的受試對(duì)象按1:1配成若干對(duì)子；2.用隨機(jī)方法將每對(duì)中的兩個(gè)個(gè)體分為兩組；3.決定兩個(gè)組中的哪個(gè)組的受試對(duì)象先用A處理因素，后用B處

53、理因素；另一組的受試對(duì)象則與此相反。例如，第一組先給A，第二組先給B；經(jīng)一定時(shí)間后，第一組再給B，第二組再給A。4.在試驗(yàn)的不同時(shí)期即前后兩個(gè)階段，A與B兩種處理因素既同時(shí)使用又交叉使用。兩組中A結(jié)果與B結(jié)果之差即為試驗(yàn)效應(yīng)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 65 頁(yè),例10.6 已配成對(duì)子的10對(duì)病人（共計(jì)20例），請(qǐng)將他們按交叉設(shè)計(jì)要求進(jìn)行A、B兩種處理方式的隨機(jī)分配。分組方法及步驟如下。（1）將10對(duì)病人任意編為1～10號(hào)，再將每對(duì)

54、病人依次編號(hào)為1.1、1.2，2.1、2.2，…等。（2）查附表17隨機(jī)排列表。任意指定隨機(jī)排列表一行，比如從該表第9行，舍去10～20，將隨機(jī)數(shù)字列于表10-6中。若遇隨機(jī)數(shù)字的單數(shù)，則對(duì)子中的第1個(gè)病人先A后B，對(duì)子中的第2個(gè)病人先B后A。若遇雙數(shù)，則對(duì)子中的第1個(gè)病人先B后A，第2個(gè)病人先A后B。余類(lèi)推。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 66 頁(yè),表10-6 按交叉設(shè)計(jì)要求對(duì)10對(duì)病人進(jìn)行分組,注意：所謂“先A后B”是指試驗(yàn)開(kāi)始的

55、第一階段，先對(duì)相應(yīng)病人使用A處理因素；在試驗(yàn)的第二階段對(duì)該病人使用B處理因素?！跋菳后A”的意義與此相反。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 67 頁(yè),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（randomized block design）也稱(chēng)為配伍組設(shè)計(jì)或雙因素設(shè)計(jì)。它是1:1配對(duì)設(shè)計(jì)的擴(kuò)大。該設(shè)計(jì)是將受試對(duì)象按配對(duì)條件先劃分成若干個(gè)區(qū)組或配伍組，再將每一區(qū)組中的各受試對(duì)象隨機(jī)分配到各個(gè)處理組中去。,四、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 68 頁(yè),①進(jìn)一步提高了各區(qū)組

56、及處理組的均衡性及可比性；②可控制一般設(shè)計(jì)中的混雜性偏倚；③節(jié)約樣本含量，增強(qiáng)試驗(yàn)效率；④可同時(shí)分析兩個(gè)處理因素的作用，且兩因素應(yīng)相互獨(dú)立，無(wú)交互作用；⑤每一區(qū)組中受試對(duì)象的個(gè)數(shù)即為處理組數(shù)，每一處理組中受試對(duì)象的個(gè)數(shù)即為區(qū)組數(shù)；⑥可用雙因素方差分析方法處理數(shù)據(jù)，計(jì)算較為繁瑣；⑦應(yīng)特別注意該設(shè)計(jì)中受試對(duì)象的區(qū)組分組方法和處理組分組方法，否則將影響到該設(shè)計(jì)的均衡性及試驗(yàn)效率。,該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 69 頁(yè),例1

57、0.7 研究人員在進(jìn)行科研時(shí)，要觀(guān)察2個(gè)因素的作用。欲用20只動(dòng)物分為五個(gè)區(qū)組和四個(gè)處理組。試進(jìn)行設(shè)計(jì)及分組。設(shè)計(jì)及分組方法和步驟如下：（1）該設(shè)計(jì)可采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方案。分析的兩個(gè)因素的作用可分別列為區(qū)組因素和處理組因素。兩因素服從正態(tài)分布、方差齊性且相互獨(dú)立。 （2）取同一品系的動(dòng)物20只。其中每一區(qū)組取同一窩出生的動(dòng)物4只。五個(gè)區(qū)組即為五個(gè)不同窩別的動(dòng)物。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 70 頁(yè),（3）將每一區(qū)組的4只動(dòng)物分別順序

58、編號(hào)為1～4號(hào)，5～8號(hào)，9～12號(hào)，13～16號(hào)，17～20號(hào)，接受A、B、C、D四種處理方式。（4）查附表17 隨機(jī)排列表，任意指定5行，如第9至第13行。每行只隨機(jī)取數(shù)1～4，其余數(shù)舍去。依次將隨機(jī)數(shù)字記錄于各配伍組的編號(hào)下，其隨機(jī)數(shù)字即為該動(dòng)物應(yīng)分入的處理組，見(jiàn)表10-7。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 71 頁(yè),表10-7 按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)要求對(duì)20只動(dòng)物進(jìn)行分組,表10-8 20只動(dòng)物的分組結(jié)果,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 72

59、頁(yè),拉丁方（Latin square ）是指用r個(gè)拉丁字母排成r行r列的方陣，使每行每列中的每個(gè)字母都只出現(xiàn)一次，此方陣叫r階拉丁方或r×r拉丁方。拉丁方設(shè)計(jì)（Latin square design）是利用拉丁方來(lái)安排并觀(guān)察分析三個(gè)處理因素試驗(yàn)效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。拉丁方設(shè)計(jì)的基本要求是：①必須是三個(gè)因素的試驗(yàn)，而且三個(gè)因素的水平數(shù)相等；②三個(gè)因素相互獨(dú)立，無(wú)交互作用；③三個(gè)因素試驗(yàn)效應(yīng)的測(cè)量指標(biāo)服從正態(tài)分布且方差齊性。,五*、拉

60、丁方設(shè)計(jì),第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 73 頁(yè),拉丁方設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn)是：①拉丁方設(shè)計(jì)分別用行間、列間和字母間表示三個(gè)因素及其不同水平；②拉丁方方陣可以進(jìn)行隨機(jī)化，目的是打亂原字母排列的有序性。具體方法是，將整行的字母上下移動(dòng)或?qū)⒄械淖帜缸笥乙苿?dòng)。經(jīng)多次移動(dòng)即可以打亂字母的順序性并達(dá)到字母排列的隨機(jī)化；③無(wú)論如何隨機(jī)化，方陣中每行每列每個(gè)字母仍只出現(xiàn)一次；④拉丁方設(shè)計(jì)均衡性強(qiáng)，試驗(yàn)效率高，節(jié)省樣本含量，可用拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析處理數(shù)據(jù)，但計(jì)算

61、較為繁瑣。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 74 頁(yè),例10.8 將4×4拉丁方的有序字母隨機(jī)化。見(jiàn)表10-9。表10-9中，第（1）欄的拉丁方字母有順序，尚未隨機(jī)化。第（2）欄：將第（1）欄的第1行與第3行交換位置。第（3）欄：將第（2）欄的第1列與第3列交換位置。還可以繼續(xù)隨機(jī)化，直到滿(mǎn)意為止。,表10-9 拉丁方方陣的隨機(jī)化,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 75 頁(yè),六*、析因設(shè)計(jì),(一)概念及特點(diǎn)析因設(shè)計(jì)（factorial d

62、esign）也稱(chēng)為析因?qū)嶒?yàn)（factorial experiment），是一種多因素的交叉分組設(shè)計(jì)。它不僅可檢驗(yàn)每個(gè)因素各水平間的差異，而且可檢驗(yàn)各因素間的交互作用。交互作用 是指兩個(gè)或多個(gè)因素的作用相互影響，各因素間互不獨(dú)立，一個(gè)因素的水平有改變時(shí)，另一個(gè)或幾個(gè)因素的效應(yīng)也相應(yīng)有所改變。交互作用的結(jié)果是使總的試驗(yàn)效應(yīng)增強(qiáng)或降低。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 76 頁(yè),最簡(jiǎn)單的析因設(shè)計(jì)為2×2（或22）析因設(shè)計(jì)。其意義為：試

63、驗(yàn)中共有2個(gè)因素，每個(gè)因素各有兩個(gè)水平。再如，2×2×2（或23）析因設(shè)計(jì)，表示試驗(yàn)中有三個(gè)因素，每個(gè)因素各有兩個(gè)水平。數(shù)字表達(dá)式中的指數(shù)表示因素個(gè)數(shù)，底數(shù)表示每個(gè)因素的水平數(shù)。析因設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：①可分析多個(gè)因素多個(gè)水平的試驗(yàn)效應(yīng)，可以分析各因素的獨(dú)立作用及其各級(jí)交互作用；②節(jié)省樣本含量，試驗(yàn)效率高；③設(shè)計(jì)時(shí)較為復(fù)雜，計(jì)算較為繁瑣。可用析因設(shè)計(jì)的方差分析處理數(shù)據(jù)。當(dāng)因素個(gè)數(shù)較多時(shí)，計(jì)算量大，計(jì)算工作相當(dāng)繁瑣，對(duì)計(jì)

64、算結(jié)果的解釋也會(huì)變得十分錯(cuò)綜復(fù)雜。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 77 頁(yè),2×2析因?qū)嶒?yàn)作用模式,表10－10 2×2析因設(shè)計(jì)作用模式,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 78 頁(yè),（三）交互作用的類(lèi)型,設(shè)實(shí)驗(yàn)研究中有A、B、C、D四種因素，其交互作用的類(lèi)型如下。（1）獨(dú)立作用： A、B、C、D，是四個(gè)因素各自的單獨(dú)作用。（2）一級(jí)交互作用： A×B，A×C，A×D，B×C，B

65、15;D，C×D，是任意兩個(gè)因素的共同作用。（3）二級(jí)交互作用： A×B×C，A×B×D，A×C×D，B×C×D，是任意三個(gè)因素的共同作用。（4）三級(jí)交互作用： A×B×C×D，是四個(gè)因素的共同作用。上述獨(dú)立作用與交互作用總共需進(jìn)行15次試驗(yàn)，目的在于得出各因素的最佳水平及其組合。隨著試驗(yàn)因素的增加，交互作用

66、及試驗(yàn)次數(shù)會(huì)急劇增加。當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)很多時(shí)，則宜采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 79 頁(yè),七*、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),(一)  概念及特點(diǎn)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)（orthogonal experimental design）是一種高效的多因素試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。它利用一套規(guī)格化的正交表，合理地安排實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，獲得有用的信息。正交設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：①可分析三個(gè)及三個(gè)以上因素的作用及其交互作用。②用最少的試驗(yàn)次數(shù)獲得更多的信息

67、。③可用方差分析處理正交設(shè)計(jì)的測(cè)量數(shù)據(jù)，但計(jì)算十分繁瑣。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 80 頁(yè),（二）設(shè)計(jì)方法及步驟,正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的步驟如下。（1）根據(jù)研究目的選擇因素及其水平數(shù)；（2）選擇正交表 正交表是已經(jīng)制好的統(tǒng)計(jì)用表，專(zhuān)供正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)使用。表格的類(lèi)型表示符號(hào)為L(zhǎng)n(tk)。其中n 表示一套試驗(yàn)所需受試對(duì)象的個(gè)數(shù)，t表示每個(gè)因素的水平數(shù)，k 表示可分析的因素?cái)?shù)。例如，L8（27）的意義為：一套試驗(yàn)需8個(gè)受試對(duì)象，每個(gè)因素有2個(gè)

68、水平，最多可分析7個(gè)因素的作用及其交互作用。選擇哪一種正交表取決于某項(xiàng)研究的因素?cái)?shù)，各因素水平數(shù)及各因素間交互作用的項(xiàng)數(shù)。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 81 頁(yè),（三）正交表應(yīng)用實(shí)例分析,例10.9 根據(jù)研究目的選擇一個(gè)L4（23）正交表，并對(duì)該正交表及其特點(diǎn)作出分析。,表10－11 L4（23）正交表,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 82 頁(yè),1.分析 該正交表L4（23）的意義為：每套試驗(yàn)選擇4個(gè)受試對(duì)象，此處指表中試驗(yàn)號(hào)。最多可安排3個(gè)試

69、驗(yàn)因素，用列號(hào)表示。每因素有2個(gè)水平，水平1和水平2由表中數(shù)字1和數(shù)字2表示。在1號(hào)試驗(yàn)中，第1，2，3列安排的3個(gè)因素均取水平1；第2號(hào)試驗(yàn)中，第1，2，3列的因素則分別取1，2，2水平；余類(lèi)推。,第10章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),第 83 頁(yè),2．該正交表的特點(diǎn)(1)每列中出現(xiàn)水平1和水平2的次數(shù)相等。(2)對(duì)于任意兩列的同一橫行，由兩個(gè)數(shù)字構(gòu)成數(shù)據(jù)對(duì)。本例的數(shù)據(jù)對(duì)有：（1，1），（1，2），（2，1），（2，2）。在整個(gè)正交表中，上述四個(gè)不同