3 配伍设计与分析-贺版本-吕.ppt

1,随机区组设计与分析,卫生统计学教研室：吕军城E-mail:cheng_chinaTel:152696598100536-8462425(o),2,学习目的,掌握随机区组设计的定义；熟悉随机区组设计的设计步骤；掌握随机区组设计的特点；熟悉随机区组设计的实验结果分析方法（双因素方差分析）。,3,随机区组设计与分析,一、实验设计方法知识回顾：配对设计：是把条件相同（或相近）的两个受试对象配成一对，然后把这一对随机分到处理组和对照组中，按受不同处理的设计。,4,概念：随机区组设计（randomizedblockdesign）:是先按照主要非处理因素相同或相近原则将受试对象配成几个区组或配伍组；然后再按照随机化原则，将每个区组的n个受试单位随机地分配到n个处理组的设计方法。又称配伍组设计，是配对设计的扩展。,5,例1:比较A、B、C、D4种剂量雌激素对未成年大白鼠子宫重量的影响，每组用5只雌白鼠。试用5个区组、共20只大白鼠进行随机区组设计。,6,设计步骤：1.先按实验对象的主要非处理因素配区组。本例按同种属、同窝、都是雌性、体重相同（或相近）的大白鼠每4只为一区组，共配成5个区组。,2.按窝别的鼠重编号，规定一区组的为14号、二区组的为58号、五区组的编为1720号。,7,设计步骤：,3.查随机数字表，将20个随机数字抄于动物号下。,4.将每区组的四个随机数从小到大编序号R，并规定R=1者分入A组，R=2者分入B组，R=3者分入C组，R=4者分入D组。,8,5、然后根据A、B、C、D四组动物，分别给予不同剂量的雌激素，进行实验观察即可。,10,SAS程序进行随机区组设计,Procplanseed=20090620;outputout=a;Factorsblock=5subjects=4;Run;Datab;Seta;no=_N_;Ifsubjects=1thentreat=“A”Ifsubjects=2thentreat=“B”Ifsubjects=3thentreat=“C”Ifsubjects=4thentreat=“D”Run;Procprintdata=b;varnoblocktreat;Run;,11,例2：欲研究不同染尘对大白鼠全肺湿重的影响，以模拟实验说明接触不同粉尘工人肺功能有无差别。准备分对照、SiO2、SiC、SiC+SiO2四个组，现有纯品系、杂交两种不同窝别大鼠24只，应如何设计分组？（1）每4只品系同、同窝、性别同体重近的配一个区组，共配6个区组。（2）按同窝鼠重编号，并定14号为一区组，58号为二区组，2124号为六区组。,12,例2：欲研究不同染尘对大白鼠全肺湿重的影响，以模拟实验说明接触不同粉尘工人肺功能有无差别。准备分对照、SiO2、SiC、SiC+SiO2四个组，现有纯品系、杂交两种不同窝别大鼠24只，应如何设计分组？（3）查随机数字表：指定从第二行第一列向右查24个数，依次抄于各动物号下。（4）预先规定每区组数字从小到大编号为R,R=1则分入A组，为2则分入B组，为3则分入C组，为4则分入D组。,13,随机区组设计表,14,随机区组设计续表,15,16,三、优缺点,1、可分析两个因素：处理因素和区组因素。既能同时分析各处理组间有无差别，又能分析各配伍组间有无差别。2、每个区组内受试对象都要进行随机分组，即随机分配要重复多次。3、要求各处理组例数相同，各配伍组例数也相等，达到了区组内平衡。,17,三、优缺点,4、每个区组内有较好的同质性（均衡性好）减少了实验误差，提高了检验效率。5、要求各组具有配伍条件，若有缺失值，统计分析较麻烦。,18,四、注意事项,1、配伍组设计效率取决于非处理条件选择，应抓主要非处理因素配伍，即抓干扰最大的因素配伍。2、区组内差异越小越好，区组间差异越大越好。3、受试对象少时，不宜设处理组数太多;不容易配伍。4、采用配伍设计时，最好应用计量指标，因计量指标效率高。5、对每区组、每处理组的受试对象观察分析时，其对应关系不可错乱、缺失。,19,如有缺项时按下式填补：式中：T为缺项处理组中现有观察值之和；B为缺项配伍组中现有观察值之和；S为现有观察值之总和；t为处理组数；b为配伍组数（每组受试例数）,xe为缺项值。,20,如不同大白鼠染尘后称得肺湿重（g）,21,本例T=55+58+46+52+62=273B=18+50+60=128S=10+15+-+58=959t=4b=6补进缺项作方差分析时，需从处理的平方和中减去偏大值K加以校正，并将总变异及误差的自由度各减去1。K的计算见下式。,22,五、实验结果分析,计量资料（定量资料）（1）正态分布，且方差齐-双因素方差分析ANOVA；无法控制基线指标时候，可以将基线指标作为协变量，进行协方差分析。（2）不满足正态分布和/或方差齐时：对数据进行转换后采有双因素方差分析ANOVA，或者。组数=3用Friedman秩和M检验，组数=2,Wilcoxon秩和检验。,23,五、实验结果分析,等级资料采用秩和检验计数资料（定性资料）Mantel-Haenszel分层分析，将区组因素作为分层因素，进行不同组间率和构成比的比较。,24,六.SAS软件实现,1、建立数据集Dataeg3_6;inputabx;.;Run;,25,六.SAS软件实现,2.多个样本的正态性检验Procunivariatenormaldata=eg3_6;varx;byab;Run;,26,六.SAS软件实现,3.方差齐性检验-Bartlett检验Procanovedata=eg3_6;classab;modelx=ab;meansa/hovtest=bartlett;Run;,27,六.SAS软件实现,4.方差分析及多重比较Procanovadata=eg3_6;classab;modelx=ab;meansa/dunnett(1);Run;,28,六.SAS软件实现,5.Friedman秩和M检验Procfreqdata=eg3_6;tablea*b*x/scores=rankcmh2;Run;,29,七、试验结果分析,1、多组比较,正态分布,方差齐：F检验方差不齐：F检验,非正态分布：秩和检验M(Friedman),2、多组间两两比较,正态、方差齐：q检验(SNK-q),3、多组与同一对照组比较,正态、方差齐：Dunnett-t检验,非正态或方差不齐：秩和检验q(Wilcoxon),非正态或方差不齐：秩和检验(Nemenyi法),30,1.双因素方差分析的要求条件,(1)各样本是独立的随机样本；(2)各样本来自正态总体；(3)各总体方差相等。,31,把所有观察值总变异，分解成三部分：SS总=SS处理+SS区组+SS误差，V总=V处理+V区组+V误差V总=N-1，V处理=k-1，V区组=b-1，V误差=N-k-b+1处理组间变异(处理因素的影响)，用MS处理表示。区组间变异(区组因素的影响)，用MS区组表示。误差变异(个体变异等的影响)，用MS误差表示。,2、双因素方差分析的基本思想,32,如果处理(或区组)因素无效的话，则F1如果处理(或区组)因素有效的话，则F1F值越大，P值越小，越有理由认为处理(区组)因素对实验效应产生影响。,33,(1)建立假设，确定检验水准处理间：H0：k种处理的效果相同。H1：k种处理的效果不同或不全相同。a=0.05区组间：H0：b个区组的总体均数相等。H1：b个区组的总体均数不等或不全相等a=0.05,3、双方差分析的基本步骤,34,(2)选择方法并计算检验统计量F,35,(2)选择方法并计算检验统计量F,36,对处理组：以V处理、V误差查F界值表，比较P值与检验水准a的大小。从而判断K种处理组的总体均数是否相同。对区组：以区组自由度V区组、误差项自由度V误差查F界值表，比较P值与检验水准a的大小。从而判断b个区组的总体均数是否相同。,(3)确定p值，作出推断结论,37,总体均数间的两两比较-Dunnett-t检验,适用于：多个试验组与一个对照组比较。,38,小结,随机区组设计的概念设计步骤：1.先按实验对象的主要非处理条件配区组。2.按窝别的鼠重编号3.查随机数字表4.预先规定每区组数字