常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法

1、常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法研究設(shè)計(jì)研究設(shè)計(jì)以最少的人力、物力和時間，最大限度地獲得豐富、準(zhǔn)確、以最少的人力、物力和時間，最大限度地獲得豐富、準(zhǔn)確、可靠的信息與結(jié)論。研究設(shè)計(jì)：專業(yè)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)可靠的信息與結(jié)論。研究設(shè)計(jì)：專業(yè)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)專業(yè)設(shè)計(jì)：選題，建立假說、確定研究對象和技術(shù)方法等。專業(yè)設(shè)計(jì)：選題，建立假說、確定研究對象和技術(shù)方法等。統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)：圍繞專業(yè)設(shè)計(jì)，確定統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)：圍繞專業(yè)設(shè)計(jì)，確定統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)類型設(shè)計(jì)類型、樣本大小、樣本大小、分組方法、統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)及統(tǒng)計(jì)分析方法等，分組方法、統(tǒng)計(jì)分析指標(biāo)及統(tǒng)計(jì)分析方法等，常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 根據(jù)處理因素、控制因素和實(shí)驗(yàn)單位的

2、特征，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)處理因素、控制因素和實(shí)驗(yàn)單位的特征，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法又有方法又有許多不同的許多不同的類型。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是關(guān)于數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)類型。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是關(guān)于數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計(jì)方法應(yīng)用和得出結(jié)論的關(guān)鍵步驟。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯誤，不方法應(yīng)用和得出結(jié)論的關(guān)鍵步驟。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯誤，不論用什么統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理也無法得到正確的結(jié)論。因論用什么統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理也無法得到正確的結(jié)論。因此，在醫(yī)學(xué)科研中只要條件允許，應(yīng)盡量在良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)此，在醫(yī)學(xué)科研中只要條件允許，應(yīng)盡量在良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采集數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)研究中常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法的基礎(chǔ)上采集數(shù)據(jù)。醫(yī)學(xué)研究中常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法有以下十幾種。有以

3、下十幾種。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法l總體與樣本總體與樣本（注意（注意：樣本要有代表性樣本要有代表性）總體（總體（population）是指根據(jù)研究目的所確定的所有同質(zhì)的）是指根據(jù)研究目的所確定的所有同質(zhì)的觀察個體的集合（全體），樣本（觀察個體的集合（全體），樣本（sample）是指來自總體的）是指來自總體的部分觀察個體。部分觀察個體。l處理因素與非處理因素、水平處理因素與非處理因素、水平處理因素（實(shí)驗(yàn)因素、研究因素，簡稱因素），是指在實(shí)驗(yàn)處理因素（實(shí)驗(yàn)因素、研究因素，簡稱因素），是指在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)研究目的而施加給實(shí)驗(yàn)對象的各種人為設(shè)置的干預(yù)措中根據(jù)研究目的而施加給實(shí)驗(yàn)對象的各種人為設(shè)置的干預(yù)措施

4、。非處理因素是指實(shí)驗(yàn)中非人為干預(yù)的因素，如實(shí)驗(yàn)動物施。非處理因素是指實(shí)驗(yàn)中非人為干預(yù)的因素，如實(shí)驗(yàn)動物的雌雄、體重，受試者的性別、年齡、病情，實(shí)驗(yàn)時的季節(jié)、的雌雄、體重，受試者的性別、年齡、病情，實(shí)驗(yàn)時的季節(jié)、氣溫等。氣溫等。 應(yīng)特別注意那些應(yīng)特別注意那些對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的非處理因素。的非處理因素。 平衡平衡處理組間的非處理因素是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。處理組間的非處理因素是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。各因素所處的不同狀態(tài)稱為水平（各因素所處的不同狀態(tài)稱為水平（level），一個處理因素往），一個處理因素往往可分為若干個水平，而水平數(shù)的多少是確定實(shí)驗(yàn)組數(shù)的依往可分為若干個水平，而水

5、平數(shù)的多少是確定實(shí)驗(yàn)組數(shù)的依據(jù)。據(jù)。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法l實(shí)驗(yàn)單位與觀察單位實(shí)驗(yàn)單位與觀察單位 實(shí)驗(yàn)單位（實(shí)驗(yàn)單位（experimental unitexperimental unit）是指接受處理的基本單位。）是指接受處理的基本單位。觀察單位（觀察單位（observational unitobservational unit）是指根據(jù)研究需要確定）是指根據(jù)研究需要確定的采集數(shù)據(jù)的基本單位。一個實(shí)驗(yàn)單位可以有多個觀察的采集數(shù)據(jù)的基本單位。一個實(shí)驗(yàn)單位可以有多個觀察單位。單位。注意：注意：處理間的差異應(yīng)在實(shí)驗(yàn)單位中比較。處理間的差異應(yīng)在實(shí)驗(yàn)單位中比較。 l單獨(dú)效應(yīng)、主效應(yīng)與交互作用單獨(dú)效應(yīng)、

6、主效應(yīng)與交互作用 單獨(dú)效應(yīng)單獨(dú)效應(yīng)(simple effect)(simple effect)是指其他因素的水平固定時，同是指其他因素的水平固定時，同一因素不同水平間的平均差別。主效應(yīng)一因素不同水平間的平均差別。主效應(yīng)(main effect)(main effect)指某指某一因素各水平間的平均差別。當(dāng)某因素的各個單獨(dú)效應(yīng)一因素各水平間的平均差別。當(dāng)某因素的各個單獨(dú)效應(yīng)隨另一因素水平的變化而變化，且相互間的差別超出隨隨另一因素水平的變化而變化，且相互間的差別超出隨機(jī)波動范圍時，則稱這兩個因素間存在交互作用機(jī)波動范圍時，則稱這兩個因素間存在交互作用(interaction)(interacti

7、on)。注意：注意：在統(tǒng)計(jì)分析時，若在統(tǒng)計(jì)分析時，若存在存在交互作用，交互作用，須逐一分析各因素的須逐一分析各因素的單獨(dú)效應(yīng)單獨(dú)效應(yīng)。反之，如果。反之，如果不存在不存在交互交互作用，則兩因素的作用相互獨(dú)立，分析某一因素的作用作用，則兩因素的作用相互獨(dú)立，分析某一因素的作用只需考察該因素的只需考察該因素的主效應(yīng)主效應(yīng)。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法l檢驗(yàn)效能檢驗(yàn)效能 檢驗(yàn)效能（檢驗(yàn)效能（power of a testpower of a test），又稱把握度（），又稱把握度（powerpower），），記作記作1-1-，指當(dāng)兩個（或幾個）總體存在差異時，經(jīng)假，指當(dāng)兩個（或幾個）總體存在差異時，經(jīng)假設(shè)檢

8、驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)該差異的可能性大小。設(shè)檢驗(yàn)?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)該差異的可能性大小。 與 、 、 、N 有關(guān)。 假設(shè)檢驗(yàn)為“陰性”結(jié)論（P0.05)時, 不能 簡單地下“處理無效”的結(jié)論，而應(yīng)該檢查一下 是否是檢驗(yàn)效能不足。1常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用主要是減小誤差、提高實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的作用主要是減小誤差、提高實(shí)驗(yàn)的效率。因此，從統(tǒng)計(jì)方面說，根據(jù)誤差的來源，效率。因此，從統(tǒng)計(jì)方面說，根據(jù)誤差的來源，在設(shè)計(jì)時必需遵守三個基本統(tǒng)計(jì)學(xué)原則，即對在設(shè)計(jì)時必需遵守三個基本統(tǒng)計(jì)學(xué)原則，即對照（照（control）原則、隨機(jī)化（）原則、隨機(jī)化（randomization）原則及重復(fù)

9、（原則及重復(fù)（replication）原則。重復(fù)和對照）原則。重復(fù)和對照也是觀察性研究必須遵循的原則，唯有也是觀察性研究必須遵循的原則，唯有隨機(jī)化隨機(jī)化分組分組是實(shí)驗(yàn)性研究的顯著特征。是實(shí)驗(yàn)性研究的顯著特征。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法隨機(jī)化分組步驟隨機(jī)化分組步驟1. 將將N個實(shí)驗(yàn)單位從個實(shí)驗(yàn)單位從1到到N編號編號。如動物可按體重大小、。如動物可按體重大小、患者可按就診順序?；颊呖砂淳驮\順序。 2. 取隨機(jī)數(shù)取隨機(jī)數(shù)字字，隨機(jī)數(shù)字的位數(shù)一般要求與，隨機(jī)數(shù)字的位數(shù)一般要求與N相同。相同。3. 將讀取的將讀取的N個隨機(jī)數(shù)字按分組要求個隨機(jī)數(shù)字按分組要求劃分區(qū)段劃分區(qū)段。 即：即：根據(jù)隨機(jī)數(shù)所在區(qū)間決定

10、實(shí)驗(yàn)單位應(yīng)接受的處根據(jù)隨機(jī)數(shù)所在區(qū)間決定實(shí)驗(yàn)單位應(yīng)接受的處理。例如，按二位隨機(jī)數(shù)分兩組時，可規(guī)定隨機(jī)數(shù)理。例如，按二位隨機(jī)數(shù)分兩組時，可規(guī)定隨機(jī)數(shù)0049為第為第1組，組，5099為第為第2組；分三組時，組；分三組時，0133為第為第1組，組，3466為第為第2組，組，6799為第為第3組，余類推。同理，如組，余類推。同理，如按按2：1的比例分兩組，則的比例分兩組，則01-66為第為第1組，組，67-99為第為第2組。組。另外，分兩組時，亦可按隨機(jī)數(shù)的奇、偶決定組別。另外，分兩組時，亦可按隨機(jī)數(shù)的奇、偶決定組別。 也可將讀取的也可將讀取的N個隨機(jī)數(shù)從小至大排順序，得到個隨機(jī)數(shù)從小至大排順序，得

11、到N個序號個序號R，再根據(jù)，再根據(jù)R進(jìn)行分組，即按進(jìn)行分組，即按R所在區(qū)間決定實(shí)所在區(qū)間決定實(shí)驗(yàn)單位應(yīng)接受的處理。驗(yàn)單位應(yīng)接受的處理。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 4. 有必要時可對分組結(jié)果進(jìn)行組別有必要時可對分組結(jié)果進(jìn)行組別調(diào)整調(diào)整。 假如共有假如共有n例，需要從中抽取例，需要從中抽取1例，則讀取一個位數(shù)例，則讀取一個位數(shù)與與n相等的隨機(jī)數(shù)，除以相等的隨機(jī)數(shù)，除以n后將得到的余數(shù)作為所抽實(shí)后將得到的余數(shù)作為所抽實(shí)驗(yàn)單位的序號（規(guī)定：如整除則余數(shù)為驗(yàn)單位的序號（規(guī)定：如整除則余數(shù)為n）。）。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 常用隨機(jī)化分組方法常用隨機(jī)化分組方法 簡單隨機(jī)化簡單隨機(jī)化 分段隨機(jī)化分段隨機(jī)化 分層

12、隨機(jī)化分層隨機(jī)化 簡單隨機(jī)化：簡單隨機(jī)化：設(shè)設(shè)A和和B分別代表處理組和對照組。分組分別代表處理組和對照組。分組步驟是先將受試對象（如動物、患者）按體重大小步驟是先將受試對象（如動物、患者）按體重大?。ɑ蚓驮\順序）編號，然后給每個受試者（或就診順序）編號，然后給每個受試者一位一位隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)數(shù)，并規(guī)定并規(guī)定0-4者分配到者分配到A組，組，5-9者分配到者分配到B組。組。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 例例 將一批受試對象隨機(jī)分為兩組。將一批受試對象隨機(jī)分為兩組。 受試者編號受試者編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù) 4 0 5 7 2 8 1 9 3 分配組別分配組別 A A B B

13、A B A B A 對兩組以上時，如分三組時可規(guī)定隨機(jī)數(shù)對兩組以上時，如分三組時可規(guī)定隨機(jī)數(shù)1-3為為A組，組，4-6者為者為B組，組，7-9者為者為C組，隨機(jī)數(shù)為組，隨機(jī)數(shù)為0時略去。同理，時略去。同理，分四組可規(guī)定隨機(jī)數(shù)分四組可規(guī)定隨機(jī)數(shù)1-2者為者為A組，組，3-4者為者為B組，組，5-6者者為為C組，組，7-8者為者為D組，隨機(jī)數(shù)為組，隨機(jī)數(shù)為0和和9時略去。時略去。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 簡單隨機(jī)化分組方法不能保證分組后各組例數(shù)相等，簡單隨機(jī)化分組方法不能保證分組后各組例數(shù)相等，但當(dāng)受試對象總例數(shù)較多時（如但當(dāng)受試對象總例數(shù)較多時（如N200），兩組例數(shù)相），兩組例數(shù)相差懸殊的概率較

14、小。盡管如此，在正式試驗(yàn)前最好先檢差懸殊的概率較小。盡管如此，在正式試驗(yàn)前最好先檢查一下隨機(jī)分配表（即分組過程及結(jié)果表）中各組例數(shù)查一下隨機(jī)分配表（即分組過程及結(jié)果表）中各組例數(shù)是否大致相當(dāng)。如果發(fā)現(xiàn)相差懸殊（如是否大致相當(dāng)。如果發(fā)現(xiàn)相差懸殊（如100例分兩組，例分兩組，A組組15例，例，B組組85例），可以重新制定隨機(jī)化分配表。例），可以重新制定隨機(jī)化分配表。 有些研究希望各組例數(shù)相同。當(dāng)各組例數(shù)不相等時，有些研究希望各組例數(shù)相同。當(dāng)各組例數(shù)不相等時，可從例數(shù)較多的組中隨機(jī)抽取一部分受試者補(bǔ)充到例數(shù)可從例數(shù)較多的組中隨機(jī)抽取一部分受試者補(bǔ)充到例數(shù)較少的組，使各組例數(shù)相等。較少的組，使各組例數(shù)

15、相等。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法編號編號12345678910隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)47503629023193712347組別組別乙乙丙丙乙乙乙乙甲甲乙乙丁丁丙丙甲甲乙乙調(diào)整調(diào)整 丁丁 丁丁編號編號11121314151617181920隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)23460426696125549018組別組別甲甲乙乙甲甲乙乙丙丙丙丙乙乙丙丙丁丁甲甲調(diào)整調(diào)整 丁丁 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法甲組甲組5例，乙組例，乙組8例，丙組例，丙組5例，丁組例，丁組2例，需要從乙組中例，需要從乙組中再抽出再抽出3例放入丁組。按組別調(diào)整步驟，讀一隨機(jī)數(shù)例放入丁組。按組別調(diào)整步驟，讀一隨機(jī)數(shù)3，除以除以8（乙組例數(shù)）后，余數(shù)為（乙組例數(shù)）

16、后，余數(shù)為3，則將乙組中第，則將乙組中第3例例（第（第4號）放入丁組。同理，再讀一隨機(jī)數(shù)號）放入丁組。同理，再讀一隨機(jī)數(shù)4，除以，除以7（乙組現(xiàn)有（乙組現(xiàn)有7例），余數(shù)為例），余數(shù)為4，再將乙組中第，再將乙組中第4例（第例（第10號）放入丁組。最后再讀一隨機(jī)數(shù)號）放入丁組。最后再讀一隨機(jī)數(shù)6，除以，除以6（乙組現(xiàn)有（乙組現(xiàn)有6例），余數(shù)為例），余數(shù)為6，將乙組第，將乙組第6例（第例（第17號）放入丁組。號）放入丁組。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法常用單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（一）完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（completely random design）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡單易行，統(tǒng)計(jì)分析簡單，即使

17、各處理組例數(shù)不等，簡單易行，統(tǒng)計(jì)分析簡單，即使各處理組例數(shù)不等，也不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，常用檢驗(yàn)、方差分析或也不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，常用檢驗(yàn)、方差分析或Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。秩和檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：試驗(yàn)效率不高，只能分析單個因素，且要求實(shí)驗(yàn)單位試驗(yàn)效率不高，只能分析單個因素，且要求實(shí)驗(yàn)單位有較好的同質(zhì)性，如果同質(zhì)性不好，則需要觀察較多的樣本有較好的同質(zhì)性，如果同質(zhì)性不好，則需要觀察較多的樣本量。量。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 實(shí)驗(yàn)單位編號：1 2 3 4 5 6 7 8 隨機(jī)數(shù)： 76 63 10 21 85 90 63 08R 14 12 3 5

18、15 16 13 2處理 T4 T3 T1 T2 T4 T4 T4 T1 實(shí)驗(yàn)單位編號：9 10 11 12 13 14 15 16隨機(jī)數(shù)： 27 54 31 03 13 61 24 37R 7 10 8 1 4 11 6 9處理 T2 T3 T2 T1 T1 T3 T2 T3 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法15 11 2 12 10 7 14 8 16 13 6 3 9 5 1 4 干預(yù) 隨機(jī)數(shù)大小序號（R） 實(shí)驗(yàn)單位編號T1T2T3T4實(shí)驗(yàn)單位屬 性3，8，12，134，9，11，152，10，14，161，5，6，7常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 1 7 4T1 2 2210T3 3 3112T3 4

19、15 8T2 5 8 7T2 6 3514T4 7 17 9T3 8 2211T3 9 3 2T1 10 5 3T1 11 7 5T2 12 2 1T1 13 3113T4 14 8 6T2 15 3615T4 16 4616T4 No RAN rRAN groupTransform-Random Number Seed-Set seed to 2000000(默認(rèn))- Transform-Compute-Target Variable 填入ran(變量名)-Numeric Expression： 填入UNIFORM(50) 0X-OKTransform -Rank Cases -Variab

20、le 填入ran - OK (自動產(chǎn)生序號rran, 完成分組, group)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)表：16行2列( dependent + factor )反應(yīng)變量 處理因素 反應(yīng)變量 處理因素(瘤重g, y) (藥物濃度,T) y T 3.6 1 0.4 3 4.5 1 1.7 3 4.2 1 2.3 3 4.4 1 4.5 3 3.0 2 3.3 4 2.3 2 1.2 4 2.4 2 0.0 4 1.1 2 2.7 4One-Way ANOVA常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法（二）隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)（二）隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)（randomized block design） 亦稱配伍組設(shè)計(jì)或隨

21、機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，實(shí)際上是配對設(shè)計(jì)亦稱配伍組設(shè)計(jì)或隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，實(shí)際上是配對設(shè)計(jì)（將多方面條件近似的受試對象配成對子）的擴(kuò)大，也是（將多方面條件近似的受試對象配成對子）的擴(kuò)大，也是對完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)（即加強(qiáng)了均衡可比性）。而這種對完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的改進(jìn)（即加強(qiáng)了均衡可比性）。而這種設(shè)計(jì)是將多方面條件相同或相近的受試對象組成單位組設(shè)計(jì)是將多方面條件相同或相近的受試對象組成單位組（ blockblock，亦稱區(qū)組或配伍組），適用于三組或三組以上亦稱區(qū)組或配伍組），適用于三組或三組以上的實(shí)驗(yàn)。每個隨機(jī)單位組的受試對象數(shù)目取決于處理的數(shù)的實(shí)驗(yàn)。每個隨機(jī)單位組的受試對象數(shù)目取決于處理的數(shù)目。如果一個實(shí)驗(yàn)安排了四

22、種不同處理，那么每個單位組目。如果一個實(shí)驗(yàn)安排了四種不同處理，那么每個單位組就應(yīng)有四個受試對象。有多少個單位組，則每種處理就可就應(yīng)有四個受試對象。有多少個單位組，則每種處理就可以分配到多少個受試對象。以分配到多少個受試對象。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：條件一致或相近的受試對象組成同一單位組條件一致或相近的受試對象組成同一單位組（非隨機(jī)），并隨機(jī)分配于各處理組中，使處理組間（非隨機(jī)），并隨機(jī)分配于各處理組中，使處理組間的可比性更強(qiáng)，能改善組間生物學(xué)特點(diǎn)的均衡性，既的可比性更強(qiáng)，能改善組間生物學(xué)特點(diǎn)的均衡性，既縮小了誤差，又可分析出處理組間與配伍組間兩因素縮小了誤差，又可分析出處理組間與配伍

23、組間兩因素的影響，實(shí)驗(yàn)效率較高。的影響，實(shí)驗(yàn)效率較高。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：分組較繁，要求單位組內(nèi)實(shí)驗(yàn)單位數(shù)與處理數(shù)分組較繁，要求單位組內(nèi)實(shí)驗(yàn)單位數(shù)與處理數(shù)相同，有時實(shí)際應(yīng)用有一定困難。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中若有缺相同，有時實(shí)際應(yīng)用有一定困難。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中若有缺失，統(tǒng)計(jì)分析較麻煩。失，統(tǒng)計(jì)分析較麻煩。結(jié)果分析：結(jié)果分析：方差分析、方差分析、Friedman秩和檢驗(yàn)秩和檢驗(yàn)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 1. 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 (1)(1)將實(shí)驗(yàn)單位按照其自然屬性或某個非處理因素形成將實(shí)驗(yàn)單位按照其自然屬性或某個非處理因素形成n n個單個單位組，每個單位組含有位組，每個單位組含有k k個實(shí)驗(yàn)單位。個實(shí)驗(yàn)單位。 (2

24、)在每個單位組內(nèi)隨機(jī)分配在每個單位組內(nèi)隨機(jī)分配k k種處理。種處理。k=2k=2時為配對設(shè)計(jì)。時為配對設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)單位的實(shí)驗(yàn)單位的自然屬性：自然屬性：動物的窩別（同窩的動物的窩別（同窩的k k只動物）、受只動物）、受試者的體重（體重相近的試者的體重（體重相近的k k個受試者）等。要選擇對試驗(yàn)結(jié)個受試者）等。要選擇對試驗(yàn)結(jié)果影響較大的非處理因素形成單位組，如研究小鼠吃不同飼果影響較大的非處理因素形成單位組，如研究小鼠吃不同飼料后的體重增長情況，可將體重相近的小鼠配成單位組，在料后的體重增長情況，可將體重相近的小鼠配成單位組，在臨床試驗(yàn)中可將病情基本相同的患者配成單位組。遵循臨床試驗(yàn)中可將病情基本相

25、同的患者配成單位組。遵循“單單位組間差別越大越好，單位組內(nèi)差別越小越好位組間差別越大越好，單位組內(nèi)差別越小越好”的原則。的原則。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法1 4 1 3 2 2 1 3 4 2 4 3 單位組 干預(yù)（隨機(jī)數(shù)大小序號，R ） 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法11 7121223313144115252 8162354721728222393 3210 3 5311 3 7412 3 21 No block RAN rRAN Transform-Random Number Seed-Set seed to 2000000(默認(rèn)默認(rèn))- Transform-Compute-Target Varia

26、ble 填入ran(變量名)-Numeric Expression： 填入UNIFORM(50) 0X-OKTransform -Rank Cases -Variable 填入ran By填入block - OK (自動按block產(chǎn)生序號rran, 完成分組)常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法方差分析方差分析選擇單位組的原則是選擇單位組的原則是“單位組間差別越大越好、單位組內(nèi)單位組間差別越大越好、單位組內(nèi)的差別越小越好。的差別越小越好?！比绻麊挝唤M選擇不當(dāng)使單位組間的差如果單位組選擇不當(dāng)使單位組間的差別很小，由于單位組占用了別很小，由于單位組占用了n-1n-1個自由度，反而增加了誤差個自由度，反而增加了

27、誤差均方。如表均方。如表a a的試驗(yàn)結(jié)果，按隨機(jī)單位組方差分析（表的試驗(yàn)結(jié)果，按隨機(jī)單位組方差分析（表b b），），誤差均方為誤差均方為8.188.18，若將單位組，若將單位組DFDF和和SSSS與誤差合并（按完全與誤差合并（按完全隨機(jī)分組方差分析），誤差均方為隨機(jī)分組方差分析），誤差均方為6.616.61。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法軟件操作數(shù)據(jù)表：12行3列( dependent + block + factor )反應(yīng)變量 單位組 處理因素 反應(yīng)變量 單位組 處理因素(含量, y) B (測量方法,T) y B T 27.2 1 1 24.8 3 1 24.6 1 2 22.2 3 2 39

28、.5 1 3 45.2 3 3 38.6 1 4 33.0 3 4 23.2 2 1 24.2 2 2 43.1 2 3 39.5 2 4 Tow-Way ANOVA(without interaction)數(shù)據(jù)不完全(缺失數(shù)據(jù), BIB設(shè)計(jì))要選擇SS分解方式。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 受試者 重復(fù)測量時間 干預(yù)是什么？測量時間?受試者 ?常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 （三）平衡的不完全單位組設(shè)計(jì)（三）平衡的不完全單位組設(shè)計(jì)（balance imcompletely balance imcompletely block designblock design，簡稱，簡稱BIBBIB設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)） 隨機(jī)單

29、位組設(shè)計(jì)要求單位組內(nèi)的實(shí)驗(yàn)單位數(shù)和處理數(shù)相隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)要求單位組內(nèi)的實(shí)驗(yàn)單位數(shù)和處理數(shù)相等。然而，在醫(yī)學(xué)研究中，有時會遇到實(shí)驗(yàn)的處理數(shù)大于單等。然而，在醫(yī)學(xué)研究中，有時會遇到實(shí)驗(yàn)的處理數(shù)大于單位組內(nèi)能容納的實(shí)驗(yàn)單位數(shù)的情況。如將狗的坐骨神經(jīng)切斷位組內(nèi)能容納的實(shí)驗(yàn)單位數(shù)的情況。如將狗的坐骨神經(jīng)切斷后用三種手術(shù)方法吻合，但每只狗只有左右兩條坐骨神經(jīng)后用三種手術(shù)方法吻合，但每只狗只有左右兩條坐骨神經(jīng)（狗為單位組，（狗為單位組，3 3種處理，種處理，2 2個實(shí)驗(yàn)單位）；又如檢驗(yàn)?zāi)撤N呼個實(shí)驗(yàn)單位）；又如檢驗(yàn)?zāi)撤N呼吸裝置在吸裝置在1010種狀態(tài)下的性能，但每個受試者只能經(jīng)歷其中六種狀態(tài)下的性能，但每個受

30、試者只能經(jīng)歷其中六種狀態(tài)（單位組為受試者，種狀態(tài)（單位組為受試者，1010種處理，種處理，6 6個實(shí)驗(yàn)單位）。為個實(shí)驗(yàn)單位）。為了減少單位組對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，可采用了減少單位組對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，可采用BIBBIB設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 1. 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 設(shè)設(shè)v v表示處理數(shù)，表示處理數(shù)，k k表示單位組內(nèi)實(shí)驗(yàn)單位數(shù)，表示單位組內(nèi)實(shí)驗(yàn)單位數(shù)，r r表示每個表示每個處理的重復(fù)次數(shù)，處理的重復(fù)次數(shù)，b b表示單位組數(shù)，表示單位組數(shù)，表示每兩種處理同時出表示每兩種處理同時出現(xiàn)的單位組數(shù)?，F(xiàn)的單位組數(shù)。BIBBIB設(shè)計(jì)在每個單位組內(nèi)安排設(shè)計(jì)在每個單位組內(nèi)安排k k個處理，每

31、個個處理，每個處理在處理在r r個單位組中重復(fù)出現(xiàn)，任一對處理在同一單位組中的個單位組中重復(fù)出現(xiàn)，任一對處理在同一單位組中的比較次數(shù)均為比較次數(shù)均為，從而使各處理間的比較公平合理。，從而使各處理間的比較公平合理。 BIBBIB設(shè)計(jì)首先要根據(jù)設(shè)計(jì)首先要根據(jù)v v和和k k查有關(guān)附表查有關(guān)附表以以確定另外幾個參確定另外幾個參數(shù)數(shù)r r、b b、，然后再從附表查出設(shè)計(jì)方案。，然后再從附表查出設(shè)計(jì)方案。BIBBIB設(shè)計(jì)的隨機(jī)化設(shè)計(jì)的隨機(jī)化分兩個步驟，即先將設(shè)計(jì)方案中的單位組隨機(jī)分配給各個實(shí)分兩個步驟，即先將設(shè)計(jì)方案中的單位組隨機(jī)分配給各個實(shí)驗(yàn)單位組，然后再將設(shè)計(jì)方案中各單位組內(nèi)的處理隨機(jī)分配驗(yàn)單位組，

32、然后再將設(shè)計(jì)方案中各單位組內(nèi)的處理隨機(jī)分配給實(shí)驗(yàn)單位組內(nèi)的各個實(shí)驗(yàn)單位。給實(shí)驗(yàn)單位組內(nèi)的各個實(shí)驗(yàn)單位。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 例例 試驗(yàn)四種治療腳氣的方法，觀察對象為雙腳均患有腳氣試驗(yàn)四種治療腳氣的方法，觀察對象為雙腳均患有腳氣的患者。按的患者。按BIBBIB設(shè)計(jì)，本試驗(yàn)中設(shè)計(jì)，本試驗(yàn)中v=4v=4，k=2k=2，查有關(guān)附表，應(yīng)，查有關(guān)附表，應(yīng)采用設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)1 1，各參數(shù)為，各參數(shù)為v=4v=4，k=2k=2，r=3r=3，b=6b=6，=1=1，即應(yīng)有，即應(yīng)有6 6名受試者。再查本章附表名受試者。再查本章附表9 9，設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)1 1的方案為的方案為其中其中I I、II II、IIIIII表

33、示每個處理重復(fù)表示每個處理重復(fù)1 1、2 2、3 3次，次，1 1、2 2、3 3、4 4表表示四種處理，每個單位組內(nèi)安排兩種處理。示四種處理，每個單位組內(nèi)安排兩種處理。 I1 23 4II1 32 4III1 42 3常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法隨機(jī)化步驟：隨機(jī)化步驟：（1）將設(shè)計(jì)方案的）將設(shè)計(jì)方案的6 6個單位組隨機(jī)分配給個單位組隨機(jī)分配給6 6個患者，即個患者，即6 6個患個患者有的接受者有的接受1 1、2 2兩種處理，有的接受兩種處理，有的接受3 3、4 4兩種處理，有的接兩種處理，有的接受受2 2、4 4兩種處理等。兩種處理等。（2）將各單位組內(nèi)的兩種處理隨機(jī)分配給左腳或右腳。治療）將各單

34、位組內(nèi)的兩種處理隨機(jī)分配給左腳或右腳。治療后的療效評價由差到好后的療效評價由差到好1010個等級，按個等級，按0 0、1 1、2 2、9 9評分。評分。 試驗(yàn)結(jié)果的列表方式與隨機(jī)單位組相同，沒有數(shù)據(jù)則不試驗(yàn)結(jié)果的列表方式與隨機(jī)單位組相同，沒有數(shù)據(jù)則不填。但是，在填。但是，在BIBBIB設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)生意外情況（如死亡）設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中如果發(fā)生意外情況（如死亡）造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失，將會使統(tǒng)計(jì)分析變得困難。造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)缺失，將會使統(tǒng)計(jì)分析變得困難。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 2. 2.試驗(yàn)結(jié)果的方差分析試驗(yàn)結(jié)果的方差分析 試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理用方差分析。在數(shù)據(jù)處理上，除象隨試驗(yàn)結(jié)果的數(shù)據(jù)處理用方差分析。

35、在數(shù)據(jù)處理上，除象隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)那樣計(jì)算單位組小計(jì)機(jī)單位組設(shè)計(jì)那樣計(jì)算單位組小計(jì)B Bi i和處理組小計(jì)和處理組小計(jì)T Ti i外，還外，還要計(jì)算修正單位組小計(jì)要計(jì)算修正單位組小計(jì)B Bi i, ,修正處理組小計(jì)修正處理組小計(jì)T Ti i 和修正均數(shù)。和修正均數(shù)。B Bi i 表示第表示第i i個處理所在單位組的小計(jì)，如第個處理所在單位組的小計(jì)，如第1 1個處理甲，分別個處理甲，分別作用于第作用于第1 1、3 3、5 5個受試者，故個受試者，故B B1 1 為這三個受試者的小計(jì)，為這三個受試者的小計(jì)，即即B B1 1=B=B1 1+B+B3 3+B+B5 5=8+8+10=26=8+8+10=

36、26T Ti i 和修正均數(shù)則按下表中的公式計(jì)算。和修正均數(shù)則按下表中的公式計(jì)算。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法T1=kT1-B1=21026=-6 17. 3) 61 (41167. 4111TvXX 表 BIB 設(shè)計(jì)的方差分析表 方 差 來 源 DF SS MS F 值 P 值 處理間（校正） 單位組間 （未校正） 誤 差 v1 b1 相減 k12/iT CBki21 相 減 合 計(jì) bk1 X2C 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法（四）拉丁方設(shè)計(jì)（四）拉丁方設(shè)計(jì)（Latin square designLatin square design） 拉丁方是用拉丁方是用t t個拉丁字母排成個拉丁字母排成t t行行

37、t t列的方陣，且每行每列中列的方陣，且每行每列中每個字母都只出現(xiàn)一次，這樣的方陣叫每個字母都只出現(xiàn)一次，這樣的方陣叫t t階拉丁方或階拉丁方或t tt t拉丁拉丁方。如方。如3 3階拉丁方或階拉丁方或3 33 3拉丁方。拉丁方設(shè)計(jì)是利用拉丁方拉丁方。拉丁方設(shè)計(jì)是利用拉丁方來安排實(shí)驗(yàn)，即用拉丁字母安排處理因素，行、列安排控制來安排實(shí)驗(yàn)，即用拉丁字母安排處理因素，行、列安排控制因素。拉丁方設(shè)計(jì)與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相比較，隨機(jī)單位組設(shè)因素。拉丁方設(shè)計(jì)與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相比較，隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)從一個方面（行、即區(qū)組）來控制非處理因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)從一個方面（行、即區(qū)組）來控制非處理因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，而拉丁

38、方設(shè)計(jì)則是從行和列兩個方面來控制非處理的影響，而拉丁方設(shè)計(jì)則是從行和列兩個方面來控制非處理因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。因此，拉丁方設(shè)計(jì)是隨機(jī)單位組設(shè)因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。因此，拉丁方設(shè)計(jì)是隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)的進(jìn)一步擴(kuò)展。計(jì)的進(jìn)一步擴(kuò)展。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法行單位組 列單位組BACDBADCCDBACDAB常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法基本要求：基本要求：必須是三因素同水平數(shù)的試驗(yàn)。設(shè)計(jì)時將拉丁字母安排處必須是三因素同水平數(shù)的試驗(yàn)。設(shè)計(jì)時將拉丁字母安排處理因素，行和列安排控制因素，并使行數(shù)、列數(shù)與處理數(shù)都理因素，行和列安排控制因素，并使行數(shù)、列數(shù)與處理數(shù)都相等；相等；任何兩因素、三因素間均無交互作用。任何兩因素

39、、三因素間均無交互作用。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法在拉丁方設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)單位按兩種屬性（非處理因素）形成在拉丁方設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)單位按兩種屬性（非處理因素）形成單位組，即每個實(shí)驗(yàn)單位既屬于一個行單位組，又屬于一個單位組，即每個實(shí)驗(yàn)單位既屬于一個行單位組，又屬于一個列單位組。因此，拉丁方設(shè)計(jì)的基本單位是一個列單位組。因此，拉丁方設(shè)計(jì)的基本單位是一個“方格方格”，有有t t行行t t列（列（t t3 3），有），有t tt t個實(shí)驗(yàn)單位。每個單位組內(nèi)共安排個實(shí)驗(yàn)單位。每個單位組內(nèi)共安排t t個處理，每個處理用拉丁字母表示。個處理，每個處理用拉丁字母表示?；纠》剑豪》降牡谝恍信c第一列字母是按拉丁字母順

40、基本拉丁方：拉丁方的第一行與第一列字母是按拉丁字母順序排列，如序排列，如t=4t=4，拉丁方的基本設(shè)計(jì)單位為，拉丁方的基本設(shè)計(jì)單位為 列列 單單 位位 組組 I III IIIIIIIIIVIV行行1 1A AB BC CD D單單2 2B BA AD DC C位位3 3C CD DB BA A組組4 4D DC CA AB B常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法1.1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 拉丁方設(shè)計(jì)的隨機(jī)化是將拉丁方設(shè)計(jì)的隨機(jī)化是將t t個單位組（通常是標(biāo)本、動物個單位組（通常是標(biāo)本、動物或受試者）隨機(jī)分配到拉丁方基本設(shè)計(jì)單位中的各行，并將或受試者）隨機(jī)分配到拉丁方基本設(shè)計(jì)單位中的各行，并將t t個

41、處理隨機(jī)分配給拉丁方中的個處理隨機(jī)分配給拉丁方中的t t個拉丁字母。設(shè)計(jì)步驟：個拉丁字母。設(shè)計(jì)步驟： 根據(jù)處理因素的水平數(shù)從有關(guān)附表中選擇相應(yīng)的基本拉根據(jù)處理因素的水平數(shù)從有關(guān)附表中選擇相應(yīng)的基本拉丁方。處理的水平數(shù)不能太多，也不能太少。若太多，行列丁方。處理的水平數(shù)不能太多，也不能太少。若太多，行列單位組都過大，局部控制難以做到；太少，誤差自由度太小，單位組都過大，局部控制難以做到；太少，誤差自由度太小，而使試驗(yàn)的靈敏度降低。一般情況下處理因素的水平數(shù)在而使試驗(yàn)的靈敏度降低。一般情況下處理因素的水平數(shù)在5858時為宜。時為宜。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 對基本拉丁方加以隨機(jī)化。隨機(jī)化時必須整行（

42、或列）對基本拉丁方加以隨機(jī)化。隨機(jī)化時必須整行（或列）進(jìn)行交換，不能將行或列拆散。例如，對進(jìn)行交換，不能將行或列拆散。例如，對5 55 5基本拉丁方的基本拉丁方的行和列可分別進(jìn)行隨機(jī)化。行和列可分別進(jìn)行隨機(jī)化。 隨機(jī)排列行：如可讀取隨機(jī)排列行：如可讀取4 4個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，6666，0505，3232，8888，對隨機(jī)數(shù)排序后得到序號，對隨機(jī)數(shù)排序后得到序號R=3R=3，1 1，2 2，4 4，即先，即先3 3，1 1行行交換，然后交換，然后2 2，4 4行交換。行交換。A AB BC CD DE E C CD DE EA AB B C CD DE EA AB BB BC

43、CD DE EA A B BC CD DE EA A D DE EA AB BC CC CD DE EA AB B-A AB BC CD DE E-A AB BC CD DE ED DE EA AB BC C D DE EA AB BC C B BC CD DE EA AE EA AB BC CD D E EA AB BC CD D E EA AB BC CD D常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 隨機(jī)排列列：如可讀取隨機(jī)排列列：如可讀取4 4個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，5353，8585，3939，0606，對隨機(jī)數(shù)排序后得到序號，對隨機(jī)數(shù)排序后得到序號R=3R=3，4 4，2 2，1 1，即先

44、，即先3 3，4 4列列交換，然后交換，然后2 2，1 1列交換。列交換。C CD DE EA AB B C CD DA AE EB B D DC CA AE EB BD DE EA AB BC C D DE EB BA AC C E ED DB BA AC CA AB BC CD DE E- A AB BD DC CE E- B BA AD DC CE EB BC CD DE EA A B BC CE ED DA A C CB BE ED DA AE EA AB BC CD D E EA AC CB BD D A AE EC CB BD D常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 隨機(jī)決定各字母所代表的處理（

45、見表隨機(jī)決定各字母所代表的處理（見表8.3.258.3.25）。例如，）。例如，先固定處理的順序號，序號先固定處理的順序號，序號1 1，2 2，3 3，4 4，5 5分別對應(yīng)處理甲，分別對應(yīng)處理甲，乙，丙，丁，戊，再讀取乙，丙，丁，戊，再讀取5 5個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，然后對隨機(jī)個兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)，然后對隨機(jī)數(shù)排序，得序號數(shù)排序，得序號R R，由，由R R決定各字母表示的處理。決定各字母表示的處理。表表 隨機(jī)分配處理隨機(jī)分配處理字母字母A AB BC CD DE E隨機(jī)數(shù)字隨機(jī)數(shù)字10102828818147472020R R1 13 35 54 42 2處理處理甲甲丙丙戊戊丁丁乙乙 按以上最后一個

46、拉丁方安排試驗(yàn)，并進(jìn)行試驗(yàn)觀察，根按以上最后一個拉丁方安排試驗(yàn)，并進(jìn)行試驗(yàn)觀察，根據(jù)觀察值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。據(jù)觀察值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法2.2.試驗(yàn)結(jié)果的方差分析試驗(yàn)結(jié)果的方差分析 數(shù)據(jù)處理時分別計(jì)算行單位組、列單位組、處理組合計(jì)及數(shù)據(jù)處理時分別計(jì)算行單位組、列單位組、處理組合計(jì)及平方和，列表格式見下表。平方和，列表格式見下表。表表 拉丁方設(shè)計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果拉丁方設(shè)計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果行單位組行單位組列單位組列單位組行單位組合計(jì)行單位組合計(jì)（B Bi i）1 12 2t t1 12 2 t tX XX X X XX XX X X X X XX X X XB B1 1B B2 2 B Bt t列

47、單位組合計(jì)（列單位組合計(jì)（C Ci i）平方和平方和C C1 1Q Q1 1C C2 2Q Q2 2C Ct tQ Qt tXXXX2 2處理組小計(jì)處理組小計(jì)A AT T1 1B BT T2 2 T Tt t 校正數(shù)校正數(shù)C=C=（XX）2 2/t /t2 2 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 如果在計(jì)算機(jī)上用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)矩陣的行數(shù)為如果在計(jì)算機(jī)上用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)矩陣的行數(shù)為t t2 2，列數(shù)為（觀察指檔個數(shù)，列數(shù)為（觀察指檔個數(shù)+3+3），增加的），增加的3 3列均為分組變量列均為分組變量（因素），分別指示各實(shí)驗(yàn)單位所屬的處理組、行單位組和（因素），分別指示各實(shí)驗(yàn)單位所屬的處理組、行

48、單位組和列單位組。如本例共列單位組。如本例共4949行行4 4列。列。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法3.軟件操作數(shù)據(jù)表：16行4列( dependent + block1 + block2 + factor )反應(yīng)變量 單位組 處理因素 反應(yīng)變量 單位組 處理因素(血糖, y) day sub (drug,T) y day sub T 32.7 1 1 3 -4.0 3 1 1 11.2 1 2 1 14.0 3 2 3 23.2 1 3 2 27.5 3 3 4 48.1 1 4 4 25.6 3 4 2 26.2 2 1 2 33.2 4 1 4 31.8 2 2 4 16.5 4 2 2 28.

49、9 2 3 3 21.2 4 3 1 18.7 2 4 1 40.2 4 4 3 Three-Way ANOVA(without interaction)數(shù)據(jù)不完全(缺失數(shù)據(jù))要選擇SS分解方式。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相比較，拉丁方設(shè)計(jì)進(jìn)一步縮小了實(shí)與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相比較，拉丁方設(shè)計(jì)進(jìn)一步縮小了實(shí)驗(yàn)誤差，提高了試驗(yàn)效率，大大減少了試驗(yàn)次數(shù)，尤其適合于驗(yàn)誤差，提高了試驗(yàn)效率，大大減少了試驗(yàn)次數(shù)，尤其適合于動物和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。動物和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)單位同時分屬于行單位組和列單位組，且要求處理實(shí)驗(yàn)單位同時分屬于行單位組和列單位組，且要求處理數(shù)必須等于拉丁方的行（

50、列）數(shù)，一般的試驗(yàn)不容易滿足此條數(shù)必須等于拉丁方的行（列）數(shù)，一般的試驗(yàn)不容易滿足此條件（重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)除外），只有在部分實(shí)驗(yàn)室研究或動物實(shí)件（重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)除外），只有在部分實(shí)驗(yàn)室研究或動物實(shí)驗(yàn)中才能做到，且數(shù)據(jù)缺失會增加統(tǒng)計(jì)分析的難度。在臨床試驗(yàn)中才能做到，且數(shù)據(jù)缺失會增加統(tǒng)計(jì)分析的難度。在臨床試驗(yàn)中，拉丁方設(shè)計(jì)的行單位組通常是受試者，列單位組通常是驗(yàn)中，拉丁方設(shè)計(jì)的行單位組通常是受試者，列單位組通常是重復(fù)觀測次數(shù)，并要求前一個處理的作用不會影響到下一個處重復(fù)觀測次數(shù)，并要求前一個處理的作用不會影響到下一個處理，只能用于慢性疾病不同處理后短期療效的比較。理，只能用于慢性疾病不同處理后短期療

51、效的比較。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)在動物或臨床試驗(yàn)中，如果動物或受試者為行單位組，則可在動物或臨床試驗(yàn)中，如果動物或受試者為行單位組，則可以用以用r r（2 2）個拉丁方重復(fù)安排試驗(yàn)，即所謂重復(fù)拉丁方設(shè)）個拉丁方重復(fù)安排試驗(yàn)，即所謂重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)。在重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)中共有計(jì)。在重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)中共有rt rt個行單位組，個行單位組，t t個列單位組，個列單位組，t t個處理。每個處理。每t t個行單位組構(gòu)成一個拉丁方，各拉丁方的基本設(shè)個行單位組構(gòu)成一個拉丁方，各拉丁方的基本設(shè)計(jì)單位完全相同。隨機(jī)化方法是將計(jì)單位完全相同。隨機(jī)化方法是將rt rt個動物或受試者隨機(jī)分個動物

52、或受試者隨機(jī)分配至配至rt rt個行單位組中，并將處理隨機(jī)分配給個行單位組中，并將處理隨機(jī)分配給t t個拉丁字母。如個拉丁字母。如比較三個血壓計(jì)的測量結(jié)果，可采用如下重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)。比較三個血壓計(jì)的測量結(jié)果，可采用如下重復(fù)拉丁方設(shè)計(jì)。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 （五）交叉設(shè)計(jì)（五）交叉設(shè)計(jì)（cross-over design）一種特殊的自身對照設(shè)計(jì)，采用同一受試對象進(jìn)行不同階段一種特殊的自身對照設(shè)計(jì)，采用同一受試對象進(jìn)行不同階段自身對比觀察，不但節(jié)省了樣本，而且組間均衡性好。最簡自身對比觀察，不但節(jié)省了樣本，而且組間均衡性好。最簡單的形式是單的形式是二處理、二階段交叉設(shè)計(jì)二處理、二階段交叉設(shè)計(jì)。有

53、有a1、a2兩種不同的處理，兩個試驗(yàn)階段為兩種不同的處理，兩個試驗(yàn)階段為I、II，這兩種處，這兩種處理可以按時間階段先后以不同的順序作用于同一受試對象。理可以按時間階段先后以不同的順序作用于同一受試對象。處理順序甲方式：先處理順序甲方式：先a1后后a2，乙方式：先，乙方式：先a2后后a1。 將一批受試對象隨機(jī)等分為兩組，每組將一批受試對象隨機(jī)等分為兩組，每組n例，一組接受例，一組接受甲方式（甲方式（a1a2）的處理，另一組接受乙方式（）的處理，另一組接受乙方式（a2a1）的處）的處理，兩種處理方式在全部試驗(yàn)過程中交叉進(jìn)行。理，兩種處理方式在全部試驗(yàn)過程中交叉進(jìn)行。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 試驗(yàn)

54、階段 處理 受試者 step1 step2 a1 a2受試者n Ra2 a1常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的三個因素：影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的三個因素： A A因素為處理（兩個水平的單因因素為處理（兩個水平的單因素處理），素處理），B B因素為處理順序，因素為處理順序，C C因素為試驗(yàn)階段。因素為試驗(yàn)階段。交叉設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析時，交叉設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析時，由于由于B B因素的作用包含在受試對象個因素的作用包含在受試對象個體差別中，故重點(diǎn)分析體差別中，故重點(diǎn)分析A A因素和因素和C C因素各水平的差別。因素各水平的差別。數(shù)據(jù)分析時有數(shù)據(jù)分析時有假定假定：（1）A A，B B，C C三個因素間不存在交互作用。三個

55、因素間不存在交互作用。（2）各處理終止后沒有殘留效應(yīng)（）各處理終止后沒有殘留效應(yīng)（carry-over effectcarry-over effect），或），或各處理的殘留效應(yīng)相等。為保證這一點(diǎn)，每兩個階段之間均各處理的殘留效應(yīng)相等。為保證這一點(diǎn)，每兩個階段之間均設(shè)一個停藥或停止處理的階段，等待殘留效應(yīng)的消失，一般設(shè)一個停藥或停止處理的階段，等待殘留效應(yīng)的消失，一般稱此為洗脫期或清洗階段（稱此為洗脫期或清洗階段（washout periodwashout period）。）。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 特別適用于不易控制個體差異的臨床試驗(yàn)（處理間的差特別適用于不易控制個體差異的臨床試驗(yàn)（處理間

56、的差別是在受試對象內(nèi)進(jìn)行比較，允許受試對象之間有較大的個別是在受試對象內(nèi)進(jìn)行比較，允許受試對象之間有較大的個體差異）。體差異）。 在醫(yī)學(xué)研究中，交叉設(shè)計(jì)多用于臨床試驗(yàn)，以比較藥物在醫(yī)學(xué)研究中，交叉設(shè)計(jì)多用于臨床試驗(yàn)，以比較藥物（或治療方法）間的短期療效，如止痛、鎮(zhèn)靜、安眠、抗風(fēng)（或治療方法）間的短期療效，如止痛、鎮(zhèn)靜、安眠、抗風(fēng)濕、降血壓等短期緩解癥狀效果的比較。濕、降血壓等短期緩解癥狀效果的比較。 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 1. 1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 （1 1）根據(jù)研究目的和設(shè)計(jì)預(yù)案，確定交叉設(shè)計(jì)的試驗(yàn)階）根據(jù)研究目的和設(shè)計(jì)預(yù)案，確定交叉設(shè)計(jì)的試驗(yàn)階段（時間段）。并在每兩個階段之間均設(shè)

57、一個洗脫期。如二段（時間段）。并在每兩個階段之間均設(shè)一個洗脫期。如二處理、二階段交叉設(shè)計(jì)有處理、二階段交叉設(shè)計(jì)有、兩個時間段，時間段可以是兩個時間段，時間段可以是一周、二周、四周等，一周、二周、四周等，、兩個時間段之間設(shè)一個洗脫期兩個時間段之間設(shè)一個洗脫期（不施加任何處理或給予安慰劑的階段），洗脫期也可為一（不施加任何處理或給予安慰劑的階段），洗脫期也可為一周、二周、四周等。周、二周、四周等。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 （2 2）確定單處理因素的水平數(shù)。如二處理、二階段交叉設(shè)）確定單處理因素的水平數(shù)。如二處理、二階段交叉設(shè)計(jì)有計(jì)有a a1 1、a a2 2兩種不同的處理，每個受試者在兩種不同的處理

58、，每個受試者在、兩個時間兩個時間段接受這兩種不同的處理。段接受這兩種不同的處理。 （3 3）將）將N N（N N為偶數(shù)）個受試者隨機(jī)等分為甲、乙兩組，為偶數(shù)）個受試者隨機(jī)等分為甲、乙兩組，甲組第甲組第階段給階段給a a1 1處理，第處理，第階段給階段給a a2 2處理；乙組第處理；乙組第階段階段給給a a2 2處理，第處理，第階段給階段給a a1 1處理。這是二階段交叉設(shè)計(jì)的完全處理。這是二階段交叉設(shè)計(jì)的完全隨機(jī)化分組。（見分組示意圖）隨機(jī)化分組。（見分組示意圖）常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 期期 （洗洗脫脫期期） 期期 N個個 隨隨機(jī)機(jī)化化 甲甲組組 a1 空空白白 a2 受受試試者者 乙乙組組

59、a2 空空白白 a1 時時間間 圖圖 完完全全隨隨機(jī)機(jī)分分組組兩兩階階段段交交叉叉設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)示示意意圖圖 常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 如果用軟件計(jì)算，數(shù)據(jù)矩陣只需在隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)的數(shù)如果用軟件計(jì)算，數(shù)據(jù)矩陣只需在隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)矩陣中增加一列，用來表示處理。如本例，數(shù)據(jù)矩陣為據(jù)矩陣中增加一列，用來表示處理。如本例，數(shù)據(jù)矩陣為2424行行4 4例，各列分別為觀察指標(biāo)、受試者、階段和處理。例，各列分別為觀察指標(biāo)、受試者、階段和處理。 雖然交叉設(shè)計(jì)在形式上與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相近，但與隨雖然交叉設(shè)計(jì)在形式上與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相近，但與隨機(jī)單位組設(shè)計(jì)相區(qū)別的顯著特征是，交叉設(shè)計(jì)的處理是按不機(jī)單位組設(shè)計(jì)相區(qū)別的

60、顯著特征是，交叉設(shè)計(jì)的處理是按不同時間階段分別安排的，因而可以大大減少受試者的數(shù)目。同時間階段分別安排的，因而可以大大減少受試者的數(shù)目。 對于三階段或三階段以上的交叉設(shè)計(jì)，可將受試者看作對于三階段或三階段以上的交叉設(shè)計(jì)，可將受試者看作行單位組、試驗(yàn)階段看作列單位組，處理用拉丁字母表示，行單位組、試驗(yàn)階段看作列單位組，處理用拉丁字母表示，用重復(fù)拉丁方安排試驗(yàn)和進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。用重復(fù)拉丁方安排試驗(yàn)和進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析。常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型和方法 試驗(yàn)階段 處理組 受試者 step1 step2 step3 受試者n A C B A C B B A R C C B A C A B C B A