04第四章 factorial design and analysis2.ppt

析因設(shè)計與統(tǒng)計分析 郜艷暉廣東藥學(xué)院衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室 提綱 單處理因素設(shè)計復(fù)習(xí)醫(yī)學(xué)中的兩個實例析因設(shè)計的特點析因設(shè)計中的三種效應(yīng)析因設(shè)計的方差分析SAS軟件實現(xiàn) 單處理因素設(shè)計 完全隨機設(shè)計 無配伍因素 隨機區(qū)組設(shè)計 一種配伍因素 拉丁方設(shè)計 兩種配伍因素 交叉設(shè)計 時期效應(yīng) 順序效應(yīng) 共同特點 只含一個處理因素 不能分析因素間的交互作用 細(xì)胞培養(yǎng) 溫度 添加劑 濕度 培養(yǎng)基 強生嬰兒熱痱粉 薄荷醇 香精 桉葉油 滑石粉 析因設(shè)計研究多個處理因素研究因素間交互作用 析因設(shè)計類型 完全隨機分組的析因設(shè)計兩因素兩水平析因設(shè)計也稱2 2析因設(shè)計多因素多水平析因設(shè)計如2 2 2設(shè)計 2 2 3設(shè)計 2 3 2 2設(shè)計等帶區(qū)組因素的析因設(shè)計 析因設(shè)計類型 例1缺鐵性貧血病人的療效觀察 12例病人隨機分為4組 每組給予不同的治療 一個月后 檢查各組病人的紅細(xì)胞增加數(shù)x 析因設(shè)計類型 例2某研究室人員觀察三種因素對淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗結(jié)果的影響 三種因素對淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化試驗結(jié)果 A 原料種類 B 培養(yǎng)液種類 C 植物血凝素濃度 析因設(shè)計的特點 至少有2個處理因素 每個因素至少有2個水平 各因素各水平下的全面組合 每種組合條件下至少做2次獨立重復(fù)試驗 試驗實施時 所有因素是同時施加的 分析時 各因素在專業(yè)上的地位是平等的 析因設(shè)計的優(yōu)缺點 優(yōu)點 可用于分析全部主效應(yīng) 即各個單因素的作用 和因素之間的各級交互效應(yīng) 即任兩個因素之間的作用 任三個因素之間的作用 的大小 缺點 當(dāng)因素較多或因素的水平數(shù)較多時 需要的試驗次數(shù)太多 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 交互效應(yīng) interactioneffect 單獨效應(yīng) simpleeffect 主效應(yīng) maineffect 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 2 2析因設(shè)計例1缺鐵性貧血病人的療效觀察 0 4 0 2 1 3 表各種治療方法組病人的紅細(xì)胞增加數(shù) 交互效應(yīng) 單獨效應(yīng) 主效應(yīng) 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 交互效應(yīng) 兩因素不是各自獨立的 而是一個因素的水平有改變時 另一個因素的效應(yīng)也隨之變化 則稱兩因素間存在交互效應(yīng) ab 0 a 0 b 0 則稱A和B有協(xié)同作用 ab 0 a 0 b 0 則稱A和B有拮抗作用 ab 0 a 0 b 0 則稱A和B無交互作用 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 單獨效應(yīng) 當(dāng)其他因素的水平固定時 某一因素不同水平間的差別 A因素的單獨效應(yīng) a 0 和 ab b B因素的單獨效應(yīng) b 0 和 ab a 析因設(shè)計中的三種效應(yīng) 主效應(yīng) 某一因素各水平間的平均差別 A因素的主效應(yīng) a 0 ab b 2 B因素的主效應(yīng) b 0 ab b 2 當(dāng)沒有交互效應(yīng)時 主效應(yīng) 單獨效應(yīng) 析因設(shè)計的方差分析 總變異 A因素變異 B因素變異 AB交互作用變異 誤差變異 SS總 SSA SSB SSAB SS誤差 總 A B AB 誤差F MSA MS誤差F MSB MS誤差F MSAB MS誤差 析因設(shè)計的方差分析 數(shù)據(jù)錄入格式 dataa doa 1to2 dob 1to2 don 1to3 inputx output end end end cards 0 70 80 9 SAS統(tǒng)計分析 SAS統(tǒng)計分析 SAS程序 Procglmdata a Classab Modelx aba b Run SAS統(tǒng)計分析 結(jié)果輸出 主效應(yīng)和交互效應(yīng)的方差分析表 SAS統(tǒng)計分析 有交互效應(yīng)時 需要分析單獨效應(yīng)Lsmeansa b slice b 控制b因素在不同水平下 顯示a因素的作用 Lsmeansa b slice a 控制a因素在不同水平下 顯示b因素的作用 Run 對均衡設(shè)計 lsmeans語句計算各組的算術(shù)平均數(shù) 對非均衡設(shè)計 lsmeans語句計算各組的最小二乘均值 SAS統(tǒng)計分析 結(jié)果輸出 SAS統(tǒng)計分析 結(jié)果輸出 析因設(shè)計分析策略 先分析兩因素是否存在交互效應(yīng) 不存在存在如果存在交互作用 通過計算樣本均數(shù)確認(rèn)是協(xié)同作用還是拮抗作用 主效應(yīng)是否有統(tǒng)計學(xué)意義 單獨效應(yīng)是否有統(tǒng)計學(xué)意義 析因設(shè)計的兩兩比較 有交互效應(yīng)時Procglmdata a Classab Modelx aba b Lsmeansa b tdiff 計算各組的最小二乘均數(shù)及兩兩比較 Run SAS統(tǒng)計分析 TheGLMProcedureLeastSquaresMeansLSMEANabxLSMEANNumber110 800000001121 200000002211 000000003222 100000004 SAS統(tǒng)計分析 LeastSquaresMeansforEffecta btforH0 LSMean i LSMean j Pr t DependentVariable xi j12341 4 89898 2 44949 15 92170 00120 0400 000124 8989792 44949 11 02270 00120 0400 000132 44949 2 44949 13 47220 04000 0400 0001415 9216811 022713 47219 0001 0001 0001 帶區(qū)組因素的析因設(shè)計 例2p63 dataexample2 doa 1to2 dob 1to2 doc 1to3 inputx output end end end cards 27 223 224 824 624 222 239 543 145 238 639 533 0 procglm classabc modelx abca b run 帶區(qū)組因素的析因設(shè)計 SourceDFTypeIIISSMeanSquareFValuePr Fa1716 1075000716 107500087 55 0001b136 400833336 40083334 450 0794c23 76166671 88083330 230 8013a b113 020833313 02083331 590 2539 2 2 2析因設(shè)計 例3p65研究目的 如何搭配飼料可以使實驗動物體重增加的更多 2 2 2析因設(shè)計 dataexample3 doa 1to2 dob 1to2 doc 1to2 inputx output end end end cards 0 540 740 430 520 690 760 610 550 550 610 50 490 540 730 570 48 2 2 2析因設(shè)計 procglm classabc modelx abca ba cb ca b c run 2 2 2析因設(shè)計 SAS輸出結(jié)果 SourceDFTypeIIISSMeanSquareFValuePr Fa10 014101560 014101562 510 1185b10 113064060 1130640620 15 0001c10 001314060 001314060 230 6303a b10 000039060 000039060 010 9338a c10 011289060 011289062 010 1616b c10 070889060 0708890612 640 0008a b c10 002626560 002626560 470 4966 2 2 2析因設(shè)計 b和c的單獨效應(yīng) lsmeansb c slice b lsmeansb c slice c run 2 2 2析因設(shè)計 bcxLSMEAN110 62375000120 68125000210 60625000220 53062500 2 2 2析因設(shè)計 b cEffectSlicedbybforxSumofbDFSquaresMeanSquareFValuePr F110 0264500 0264504 710 0342210 0457530 0457538 160 0060 b cEffectSlicedbycforxSumofcDFSquaresMeanSquareFValuePr F110 0024500 0024500 440 5114210 1815030 18150332 35 0001 2 2 2析因設(shè)計 兩兩比較lsmeansb c tdiff run 2 2 2析因設(shè)計 i j12341 2 171350 6608453 5166420 03420 51140 000922 1713492 8321955 6879910 03420 0064 00013 0 66085 2 832192 8557960 51140 00640 00604 3 51664 5 68799 2 85580 0009 00010 0060 3 2 2析因設(shè)計 例4p69研究目的 在基礎(chǔ)液中無添加劑時 選用哪種基礎(chǔ)液 哪種血清 哪種血清濃度 更適合鉤端螺旋體的培養(yǎng) 3 2 2析因設(shè)計 procglm classabc modelx abca ba cb ca b c run dataexample4 doa 1to3 don 1to4 dob 1to2 doc 1to2 inputx output end end end end dropn cards 14261260604110811831599108188620001410487831 3 2 2析因設(shè)計 SourceDFTypeIIISSMeanSquareFValuePr Fa2107712 79253856 3960 340 7169b16588972 0006588972 00041 09 0001c1573781 333573781 3333 580 0666a b295267 37547633 6880 300 7448a c247553 29223776 6460 150 8627b c110502 08310502 0830 070 7995a b c290938 04245469 0210 280 7547 3 2 2析因設(shè)計 lsmeansb tdiff run H0 LSMean1 LSMean2bxLSMEANtValuePr t 11545 041676 41 00012804 04167 3 2 2析因設(shè)計 例5p72研究目的 在基礎(chǔ)液中無添加劑時 選用哪種基礎(chǔ)液 哪種血清 哪種血清濃度 更適合鉤端螺旋體的培養(yǎng) 3 2 2析因設(shè)計 SourceDFTypeIIISSMeanSquareFValuePr Fa2679967 375339983 6884 980 0123b14184873 5214184873 52161 26 0001c1238713 021238713 0213 490 0697a b2705473 042352736 5215 160 0107a c2107005 54253502 7710 780 4646b c11089922 6881089922 68815 960 0003a b c2922307 375461153 6886 750 0032 3 2 2析因設(shè)計 a b c的單獨效應(yīng)lsmeansa b c slice a b lsmeansa b c slice a c lsmeansa b c slice b c run 3 2 2析因設(shè)計 a b cEffectSlicedbya bforxSumofabDFSquaresMeanSquareFValuePr F1116821126821129 990 00321218580 5000008580 5000000 130 725121114965149650 220 642622168450684501 000 323531186264186264112 630 001132172120172120110 560 0025 3 2 2析因設(shè)計 a b cEffectSlicedbya cforxSumofacDFSquaresMeanSquareFValuePr F1111370261370262 010 16531211660753166075324 31 00012111762503176250325 80 00012211412040141204020 67 00013112217782217783 250 08003211708476170847625 01 0001 3 2 2析因設(shè)計 a b cEffectSlicedbyb cforxSumofbcDFSquaresMeanSquareFValuePr F112154287477143711 290 0002122142408712041 040 36302124781882390943 500 040822