醫(yī)學科研設計總復習題答案

1、實驗設計一、簡答題1.交叉設計和拉丁方設計的適用條件和優(yōu)缺點各是什么？答：交叉設計適用條件：（1）處理因素只有2水平（A、B），且兩個非處理因素（試驗階段、試驗順序）與處理因素間無交互作用。（2）試驗要求兩個階段之間必須安排一定的間隔時間，以便消除前階段治療措施的殘留效應保證兩階段的起始條件一致。（3）兩次觀察的時間不能過長，處理效應不能持續(xù)過久。（4）為消除患者的心理作用或防止研究者的暗示，一般多采用盲法。（6）交叉設計應盡量避免受試者的失訪(lost of follow up)。（7）資料分析中，同樣要考慮基線的影響。 拉丁方設計適用條件（特點）：（1）必須是三因素的實驗，且因素水平數相等

2、。（2）三因素是相互獨立的，均無交互作用 。（3）各行、列、字母所得實驗數據的方差齊。交叉設計優(yōu)缺點：優(yōu)點：（1）具備自身配對的全部優(yōu)點，如減少個體差異對處理因素的影響，節(jié)省樣本含量等； （2）能控制時間因素（試驗階段）對處理方式的影響，因而優(yōu)于自身對照設計；（3）各試驗對象皆接受了試驗因素和對照，符合醫(yī)德要求。缺點：處理時間不能太長；受試對象中途推出造成數據缺失。限于慢性病的對癥治療，有時停藥的間歇期不能為病人接受。拉丁方設計優(yōu)缺點：（1）優(yōu)點是大大減少了實驗次數，用較少的實驗次數獲得較多信息，尤其適用于動物實驗和實驗室研究;（2）雙向控制誤差,可以減少實驗誤差,比配伍組設計優(yōu)越.（3）可以

3、考核3個因素，也可以考核1或2個處理因素，可同時控制兩個因素缺點：（1）是要求處理數必須等于拉丁方的行（列）數，一般的試驗不容易滿足此條件（2）數據缺失會增加統計分析的難度;(3)重復少,對差別估計不夠精確。2.析因設計的優(yōu)缺點。 優(yōu)點：實驗效率高:比單處理因素設計能提供更多的試驗信息，可用來分析全部因素主效應，以及因素間各級的交互作用，在醫(yī)學上可用于篩選最佳治療方案、藥物配方、實驗條件等研究。缺點：當因素增加時，實驗組數呈幾何倍數增加，所需試驗的次數很多;不但計算復雜，而且給眾多交互作用的解釋帶來困難。因此，當因素及水平數較多時，一般不采用完全交叉分組的析因設計，而采用正交設計。 析因設計資

4、料分析：應先分析交互效應。若交互效應有統計學意義，要逐一分析各因素的單獨效應，即固定一個因素對其他因素進行分析；反之，若交互效應無統計學意義，則因素間的作用相互獨立，直接分析各因素的主效應。3.用正交表安排試驗的基本步驟是什么？有交互作用的正交試驗應如何安排，試驗結果又如何分析？有交互作用的正交試驗和無交互作用的正交試驗的結果分析有何共同點和不同點？答：1明確試驗目的，確定試驗指標，挑因素，選水平；2用正交表安排試驗：選合適的正交表，表頭設計，水平翻譯，列出試驗方案表3按試驗方案進行試驗：試驗安排好后，嚴格按各號試驗的條件進行試驗。4試驗結果的分析：計算各因素的水平總和，計算各因素的極差，選取

5、較優(yōu)條件。5驗證試驗：通過驗證試驗，找出比較穩(wěn)定的較優(yōu)條件。有交互作用的正交實驗安排實驗時除了挑選正交表以外，還要挑選相應的交互作用表，將交互作用當成一個因素，根據交互作用表安排交互作用。結果分析可以有方差分析法和直觀法兩種（共同點）。當交互作用有意義時，要優(yōu)先分析交互作用，然后再分析主效應（不同點）。4.什么是重復測量設計？與隨機區(qū)組設計有何不同？答：重復測量是指對同一觀察對象的同一觀察指標在不同時間點上進行的多次測量，用于分析該觀察指標在不同時間上的變化特點。1 隨機區(qū)組設計處理只能在區(qū)組內隨機分配，每個實驗單位接受的處理是不相同的。重復測量設計中“處理”是在區(qū)組（受試者）間隨機分配(即一

6、個個體的 m 個時間點的 m 個數據組成一個區(qū)組)，區(qū)組內的各時間點是固定的，不能隨機分配。2隨機區(qū)組設計則要求每個區(qū)組內實驗單位彼此獨立。2重復測量設計區(qū)組內（同一受試者）實驗單位（不同時間點的數據）彼此不獨立。二、分析論述題1、分析回答下列問題利血平（A藥）可以使小鼠腦中去甲腎上腺素（NE）等遞質下降，現考察某種新藥MWC（B藥）是否具有對抗利血平使遞質下降的作用，將24只小鼠隨機等分為四組，并給予不同處理后，測定腦中NE的含量，結果如下：表1.小鼠經不同處理后腦中NE的含量蒸餾水組利血平組MWC組利血平MWC組630181715407760103663397687138638378676

7、141887363892197625438523193648412表2 方差分析結果 試回答：1）資料采用的設計類型是什么？（2x2析因）2）通過方差分析結果可以看出哪些因素對NE含量有影響？（A、B及AB的交互，答題時具體要說出因素名稱）3）對本資料如何下結論？（A因素之間、B因素之間及AB的交互作用對NE含量的影響不同，答題時具體要說出因素名稱）2、為了研究某個化療輔助藥（簡稱輔助藥）提升白細胞計數的療效，采用2周治療為一個療程后停藥1周作為一個治療周期，共治療兩個周期。收集200名術后腫瘤患者，隨機分成兩組，第一組在第一治療周期采用化療藥輔助藥，在第二治療周期僅用化療藥，第二組在第一治療

8、周期僅用化療藥，在第二治療周期采用化療藥輔助藥，兩組在兩個治療周期所用的化療藥均是相同的，并且劑量相同。以血常規(guī)中的白細胞計數作為該輔助藥的療效評價指標，并且分別在治療前、第一個治療周期結束時和第二個治療周期結束時化驗受試者的白細胞計數，試分析該輔助藥提升白細胞的療效。研究者對白細胞計數資料進行對數變換，然后分別對第一治療周期和第二治療周期白細胞計數的對數資料用成組設計定量資料t檢驗，比較用試驗藥和不用試驗藥的平均水平差異，結果下表表3 白細胞計數取對數后的統計描述組別第一治療周期第二治療周期用試驗藥8.415 4（4 516）±0.181 88.340 3（4 189）±

9、0.180 4未用試驗藥8.375 6（4 340）±0.181 48.301 9（4 032）±0.194 0t =1.547 0, P =0.123 5t =1.446 9, P =0.149 5研究者認為：基于所述統計結果，沒有足夠的證據認為該藥物可以提升白細胞計數。請回答：1） 基于上述研究背景可以判斷該資料屬于什么設計類型？（2x2交叉）2） 能否認為該研究者用成組t檢驗進行統計分析是合適的或最佳的？（不能）3） 如果不合適或不是最佳的，則又該如何進行統計分析？（交叉設計方差分析：總變異、自由度分解等）3研究蛇毒的抑瘤作用,擬將四種瘤株勻漿接種小白鼠,一天后分別用

10、不同的蛇毒成份,各取四種不同的劑量腹腔注射,每日一次,連續(xù)10天,停藥一天,解剖測瘤重.實驗結果如下表。問不同蛇毒峰，蛇毒劑量抑瘤作用以及不同瘤株對蛇毒作用反應是否不同。 蛇毒分離毒抑瘤實驗結果劑量（mg/kg） 峰 合計 0000 A 0.80 B 0.74 C 0.31 D 0.48 2.330030 B 0.50 A 0.36 D 0.18 C 0.20 1.24 0050 C 0.35 D 0.44 A 0.17 B 0.42 1.380075 D 0.22 C 0.25 B 0.36 A 0.25 1.08 合計 1.87 1.79 1.02 1.35 6.03A;1.58 B;2.

11、02 C;1.11 D;1.32 (A B C D 為各自的合計值) 方差分析表 變異來源 SS總 V MS F P總 0.5179 15 行 0.2369 3 0.0789 9.987 P>0.05列 0.1184 3 0.0395 5.000 P<0.05 字母 0.1152 3 0.0389 4.861 P<0.05誤差 0.0476 6 0.00791） 基于上述研究背景可以判斷該資料屬于什么設計類型？（4階拉丁方）2） 完成方差分析表。3） 寫出假設檢驗的步驟并下結論？答： 1） 建立假設并建立檢驗水準5對于藥物間： H0： 5個總體均數全相等 H1：5個總體均數不

12、等或不全相等對于家兔間： H0：5個總體均數全相等 H1：5個總體均數不等或不全相等對于部位間： H0：5個總體均數全相等 H1：5個總體均數不等或不全相等=0.05（2）計算檢驗統計量F值（3） 確定P值，做出統計推斷F處理 F0.05(3，6) P 0.05，在=0.05水準拒絕H0，認為4種蛇毒間差別有統計學意義. F劑量間F0.05(3，6) P 0.05，在=0.05水準不拒絕H0，認為4種劑量間差別無統計學意義F瘤株 F0.01(3，6) P 0.05，在=0.05水準拒絕H0，認為4種瘤株間差別有統計學意義.三.練習（以下研究說出設計類型）4） 1. 為研究12名高血壓病人采用A

13、、B兩方案療效的差別，隨即地讓其中6名病人先以A發(fā)治療，后以B法治療；另外6名病人先B法，后A法。記錄治療后血壓的下降值（kPa），結果列于表1。試分析A、B兩方案療效有無差別。（2x2交叉）表1 A、B兩方案治療高血壓病人后血壓的下降情況階段病人編號123456789101112BBABAAAABBBA3.071.334.401.873.203.734.131.071.072.273.472.40AABABBBBAAAB2.801.473.733.602.671.602.671.731.471.873.471.732. 下面的表2是家兔在不同部位注射某種藥物后所生皰疹的大小。家兔共有六只，其

14、編號為、。注射部位有六處，其代號為A、B、C、D、E、F，其中A、B、C在脊椎附近，D、E、F在兩側，注射次序用1、2、3、4、5、6來表示。該表的讀法是，第一次注射時1號兔在部位B處注射，所生皰疹大小為7.5平均厘米；號兔在部位E處注射，所生皰疹大小為8.5平方厘米；余類推。（5階拉丁方）表2家兔注射某種藥物后不同部位所生皰疹大?。╟m2）動物編號注射次序各動物小計各動物平均數123456B7.5C6.7A7.9D6.1F7.3E6.941.47.07E8.5D8.2B8.1C9.9A8.7F8.351.78.62C7.3F7.3E6.8A7.4B6.0D7.742.57.08A7.4E7.

15、7C6.4F5.8D7.1B6.440.85.80F6.4B6.2D8.1E8.5C6.4A7.142.77.12D5.9A8.2F7.7B7.5E8.5C7.345.17.52各次小計43.044.345.045.244.043.7265.2-部位小計ABCDEF-46.741.744.043.146.942.8-3.為了考察某藥物在療程為6個月中的持續(xù)減肥作用，現考察5個服用該藥的女性肥胖者并且身高為162cm的，這5名女性肥胖者在服用該藥前、服藥3個月和服藥6個月的體重測量值(kg)如下：（重復測量設計） 肥胖者編號服藥前3個月6個月148464225351473525248452514

16、855352494.為了比較A藥和B藥在療程為6個月中的持續(xù)減肥的療效，現有10個身高為160cm的女性肥胖者志愿參加這項研究。隨機分成2組，每組各5人。分別考察這2組肥胖者在服藥前、3個月和服藥6個月的體重變化。這2組肥胖者在服用該藥前、服藥3個月和的體重測量值(kg)如下：（兩因素重復測量設計）組別和肥胖者編號服藥前3個月6個月A藥組1號524942A藥組2號515046A藥組3號504941A藥組4號514944A藥組5號494740B藥組1號515453B藥組2號494746B藥組3號504744B藥組4號494841B藥組5號525048四實驗設計方案安排實例：1. 試驗不同配方的減

17、肥藥a1和a2，28名肥胖自愿者參與試驗。以服用減肥藥4周后體重下降值為觀察指標。采用何種設計方案？試述該設計步驟。（交叉）1.將肥胖自愿者編號2.給予隨機數字3.隨機數字小的14人先a1后a2，隨機數字大的14人先a2后a1，兩階段間有一定間歇期4.按方案進行試驗，收集數據。5.分析數據2比較5種不同劑量的甲狀腺素對豚鼠甲狀腺體重量的影響，考慮到豚鼠種系與體重對結果的影響。選用何種設計方案，請敘述設計步驟及應用條件，并回答統計分析后能獲得哪些結論？隨機區(qū)組設計。步驟：劃分區(qū)組，區(qū)組內隨機化，每個區(qū)組5個豚鼠；按隨機區(qū)組設計進行試驗；收集并分析數據。應用條件即方差分析的條件?？傻贸鰟┝俊⒎N系與

18、體重對甲狀腺重量的影響。3.某醫(yī)生欲比較飲食療法與某種藥物療法對降低血清膽固醇含量的療效，選擇40名高血脂病人，設立四個組：正常飲食飲食療法組藥物組藥物飲食療法組。問：該設計屬何種設計方案？2X2析因 其統計分析結果可以回答哪些問題？主效應、交互作用及最優(yōu)組合4.將20名藥物依賴患者隨機等分為兩組，分別用消癮扶正膠囊和可樂定治療，每位患者分別在治療前、治療后一天、2天、3天、4天、5天測量其舒張壓，該資料為何種設計？統計分析總變異如何劃分？重復測量設計；總變異分為： 5在某細胞實驗研究中，使用兩種濃度，兩種培養(yǎng)溫度，兩種培養(yǎng)時間，兩種培養(yǎng)基，若選擇最優(yōu)實驗條件，請回答：（1） 可采用何種實驗設

19、計？正交實驗設計，可選用2水平的正交表。（2） 陳述該設計的步驟？1明確試驗目的，確定試驗指標，挑因素，選水平，列出因素水平表；2用正交表安排試驗：選合適的正交表，表頭設計，水平翻譯，列出試驗方案表3按試驗方案進行試驗：試驗安排好后，嚴格按各號試驗的條件進行試驗。4試驗結果的分析：計算各因素的水平總和，計算各因素的極差，選取較優(yōu)條件。5驗證試驗：通過驗證試驗，找出比較穩(wěn)定的較優(yōu)條件。（3） 該設計的統計分析可獲得哪些結論？主效應、交互作用及最優(yōu)組合6某醫(yī)生研究肺癌根治手術后采用化學療法和免疫療法是否可以提高療效？何者為優(yōu)？它們之間有無交互作用？采用何種設計方法？ 有交互作用可選擇2×

20、2析因設計；無交互作用可選擇完全隨機對照設計或者交叉實驗設計。7選擇20名支氣管哮喘現癥患者，比較舒喘平和舒喘寧的臨床平喘效果，用第一秒通氣量FEV為觀察指標，請問可用哪些設計方案，以何種方案為最理想。（1） 完全隨機設計：缺點：檢驗效能低；不滿足倫理學要求（2） 配對設計缺點：不滿足倫理學要求（3） 檢驗效能高；滿足倫理學要求，疾病特點等綜合考慮交叉設計8.某實驗擬采用拉丁方實驗設計探討5種心理訓練程序對某種技能學習成績的影響?，F從5個群體中分別隨機選取5名被試，并將實驗分別安排在星期一、二、三、四、五進行。要求： （1）以不同群體為行變量，實驗時間為列變量，設計出具體的實驗方案；1）根據處

21、理因素水平數，確定基本型拉丁方（5階拉丁方）。2）將基本型拉丁方隨機化。3）按隨機化后的拉丁方陣安排實驗：字母表示心理訓練程序，行、列代表群體和被試。4）根據設計進行試驗，把試驗結果記入相應位置。5）進行數據分析，得出結論。 （2）寫出方差分析的步驟； （總變異、自由度分解及假設檢驗的內容）n 變異的分解: 總自由度=橫行自由度+縱行自由度+處理自由度+誤差自由度n 總平方和 = 橫行平方和+縱行平方和+處理平方和+誤差平方和 （4） 說明拉丁方設計的特點。（見問答題1）補充練習：1.某醫(yī)師研究甲乙兩種藥物對糖尿病的療效，今欲了解兩種藥物各自的療效及有無協同作用，以治療前后血糖下降值為療效指標

22、。問：該研究用何種類型的實驗設計較好？并寫出其設計方案。（按2×2析因設計：甲、乙因素各兩水平有和無，隨機分為四組一般療法，乙藥一般療法，甲藥一般療法，甲藥乙藥一般療法）觀察結果用何種類型統計分析方法？（析因設計的方差分析）2.某醫(yī)生為了研究一種降血脂新藥的臨床療效，按統一納入標準選擇120名高血脂患者隨機等分為4組，進行雙盲試驗。6周后測得低密度脂蛋白作為試驗結果，問：該研究為何種類型的設計？（標準對照：常規(guī)降脂藥?？梢圆捎梦鲆蛟O計）該研究三要素是什么？（受試對象：高血脂患者；處理因素：藥物；實驗效應：低密度脂蛋白）該資料應選用何種統計分析方法？（析因設計的方差分析）3.有人用2%

23、碘化鉀注射天突穴治療地方性甲狀腺腫，每次1-3ml，每3天注射一次，6次為一療程，共治療1274例，有效率97.3%，結論：穴位注射碘化鉀療效甚佳。請對此報告加以評價。（缺乏對照）4.下列數據為某醫(yī)生的研究結果，乙 藥無有甲藥無400450有430560此研究為何種設計（2×2析因設計）分析并直觀判斷其交互作用屬何種類型。（協同作用）如果需進一步分析判斷，可用何種統計分析方法。（析因設計的方差分析）5.某藥物研究所研制了兩種治療高血壓藥物，今欲了解兩種藥物是否有降壓作用，兩種藥物何者療效好，兩種藥物之間是否有協同或拮抗作用。用這兩種藥物對32只高血壓模型的雄性家兔進行治療試驗，每藥設計兩個劑量水平，請問：（同1、2、4）此研究的實驗三要素是什么？ 該用何種統計學設計？并寫出其試驗方案。實驗結果應用何種統計分析方法分析？6.某研究室擬研究某