【设计方案】医学院实验设计方案(45页）ppt课件

1、引见内容 完全随机设计 配对设计 配伍组设计 析因设计 反复丈量设计完全随机设计完全随机设计完全随机设计完全随机设计概念概念完全随机设计(completely random design)亦称单要素设计。将受试对象随机分到各处置组中进展实验察看。它适用于两个或两个以上样本的比较。各组间样本量可相等，也可不相等。样本相等时统计分析效率较高。完全随机设计完全随机设计随机分组随机分组 样本均数与总体均数或配对比较 完全随机设计完全随机设计随机分组随机分组 完全随机设计完全随机设计随机分组随机分组本例从第5行第17、18列起向下读取15个随机数字 表表 2 15 头头动动物物完完全全随随机机分分三三组

2、组结结果果 动动物物编编号号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 随随机机数数字字 04 76 96 61 77 34 94 72 33 63 02 67 06 38 68 序序号号（R） 2 12 15 7 13 5 14 11 4 8 1 9 3 6 10 处处理理组组 A C C B C A C C A B A B A B B 注注： 随随机机数数字字 06 之之后后随随机机数数字字为为 02，但但前前面面已已经经出出现现过过，可可舍舍去去，也也可可事事先先确确定定为为：先先出出现现者者序序号号排排前前。 完全随机设计完全随机设计随机分组随机分组 随机

3、分组应留意 ：1、随机数的位数不应小于N的位数；2、假设科研上需求各组例数不等可利用序号R调整各组例数。如在例2中要求A组6例，B组5例，C组4例，可规定R=16者为A组，R=711者为B组，R=1215者为C组。完全随机设计完全随机设计随机分组随机分组 统计假设检验方法计量资料：t检验、方差分析或秩和检验等。计数资料：卡方检验等完全随机设计完全随机设计 优缺陷：优点：设计及统计分析简单，缺陷：实验效率不高，只能分析单要素。完全随机设计完全随机设计配对设计配对设计 将受试对象按某些特征或条件配成对子，然后分别把每对中的两个受试对象随机分配到实验组和对照组，再给予每对中的个体以不同处置，延续实验

4、假设干对，察看对子间的差别有无意义。配对设计配对设计(paired design)概念概念 配对设计配对设计(paired design)概念概念配对的特征或条件：动物实验：常以种属、品系、性别一样，年龄、体重相近的两只动物配成对子；临床疗效察看常将病种、病型、族别、性别一样，年龄相差不超越23岁，生活习惯、任务环境等类似的病人配成对子；进展配对设计时应留意不要进展配对设计时应留意不要“配对过头。配对过头。 例如，研讨高血压与钠盐摄入量的关系，假例如，研讨高血压与钠盐摄入量的关系，假设将高血压患者与非高血压患者按饮食习惯配对设将高血压患者与非高血压患者按饮食习惯配对后比较钠盐摄人量，由于饮食习

5、惯与钠盐摄入量后比较钠盐摄人量，由于饮食习惯与钠盐摄入量关系亲密，能够会掩盖病例与对照在钠盐摄人量关系亲密，能够会掩盖病例与对照在钠盐摄人量上的差别；上的差别；实验者必需在整个研讨过程中，一直能识别属于实验者必需在整个研讨过程中，一直能识别属于同一对子的是哪两只动物。因此，动物编号是非同一对子的是哪两只动物。因此，动物编号是非常重要的；常重要的；记录实验数据应坚持每对的一一对应关系，不能记录实验数据应坚持每对的一一对应关系，不能错乱或缺失。计算每对实验数据的差值时，顺序错乱或缺失。计算每对实验数据的差值时，顺序该当一致。该当一致。配对设计配对设计(paired design)留意的问题留意的问

6、题例：例： 取取2020只小白鼠，按性别、体重、窝别配成只小白鼠，按性别、体重、窝别配成1010对，试将其分配到实验组与对照组中去。对，试将其分配到实验组与对照组中去。 先按配对条件配对，并将对子编号，如先按配对条件配对，并将对子编号，如1.11.1、 1.2 1.2 、2.12.1、 2.2 .10.1 2.2 .10.1、 10.2 10.2然后再在随机数字表然后再在随机数字表上，恣意指定行列及查找方向，将随机数字依次上，恣意指定行列及查找方向，将随机数字依次誊写在誊写在“对子号下。对子号下。 事先规定，遇单数定为事先规定，遇单数定为ABAB顺序，遇双数定为顺序，遇双数定为BABA顺序顺序

7、 , ,或每一研讨对象对应一随机号，在各对或每一研讨对象对应一随机号，在各对子中，规定小随机数对应的研讨对象被分到子中，规定小随机数对应的研讨对象被分到A A或或B B，另一个到，另一个到B B或或A A配对设计配对设计(paired design)随机分组随机分组常用统计假设检验方法计量资料：配对t检验、配对符号检验、wilcoxon符号秩检验计数资料：卡方检验、一致性检验等配对设计配对设计(paired design)优点配对设计可做到严厉控制非处置要素对实验结果的影响，同时使受试对象间的平衡性增大，因此可提高实验效率,减少样本含量。 配对设计配对设计(paired design)随机区组

8、设计随机区组设计亦称配伍组设计。它是对完全随机设计的改良。 随机区组设计是将几个条件类似的受试对象配成一个区组。好像种属、同窝别、同性别的动物，批号一样试剂，体重相近的受试者等，然后在各区组内按随机原那么分组，每组分别予以不同的处置。随机区组设计随机区组设计(randomized block design)_概念概念例 将16头动物按体重配伍随机分为4组先将16头动物称重后，按体重由小到大依次为1、216号，再把体重相近的4头动物作为一个区组，即等分成4个区组。从随机数字表中恣意一行一列作起点顺序取4个随机数字，取两位随机数字，对应于第一个区组的4个动物，然后将随机数字由小到大顺序陈列后得序号

9、(R)，再按序号的大小依次陈列组别。随机区组设计随机区组设计_随机分组随机分组本例 从随机数字表中第6行第9、10列起向下读取4个随机数为39、74、00、99，陈列后的序号(R)为2、3、1、4，那么第一个区组4个处置的组别随机陈列的顺序为B、C、A、D。 其他三个区组的随机分组方法类推。 随机区组设计随机区组设计_随机分组随机分组 随机区组设计随机区组设计_随机分组随机分组常用统计假设检验方法：F检验(方差分析)、非参数检验等随机区组设计随机区组设计优点： 把条件一致的研讨对象编入同一区组并分配于各研讨组，使各研讨组之间的可比性更强，能改善组间平衡性，既减少了误差，又可分析出处置组间和配伍

10、组间两要素的影响，实验效率较高。随机区组设计随机区组设计析因设计析因设计一种多要素的交叉分组设计，是对各要素各程度的一切组合都进展实验的设计方法，它即可分析各要素的主效应，又可分析各要素的交互作用，interaction，是一种高效的实验设计。析因设计析因设计_概念概念单独效应(simple effect):是指其它要素程度固定在一个程度时，某一要素不同程度之间均数的差别。 主效应(main effect)：某一要素各个程度间的平均差别。 交互作用:各要素所产生的效应之间的相互影响情况，如两要素间存在交互作用，表示他们不是独立的，随着一个要素的改动，另一个要素的效应也改动析因设计析因设计_ _

11、概念概念交互作用分为：协同作用和拮抗作用协同作用：一种要素可加强另一要素或多种要素的效应。拮抗作用：一种要素可减弱另一要素或多种要素的效应。 析因设计析因设计_概念概念优缺陷：优点：1它的实验结果可运用方差分析，把总变异分解为众多个要素变异、要素间交互作用的变异以及误差变异。因此，它不仅可以作每个要素各程度间的比较，而且还可以进展各要素间交互作用的分析。因此,析因设计是一种高效率的实验方法，对各种组合的交互作器具有独特的分析功能，同时又具有直观表达分析结果的优点;析因设计还可以节约样本含量析因设计析因设计缺陷：1统计分析计算相对较复杂; 2要素及程度数均不宜过多，否那么实验量太大，而且对比分析

12、过于繁琐。 析因设计析因设计假设检验方法：对于计量资料，析因实验的结果可用方差分析进展假设检验，推断处置要素作用及交互作用。 析因设计析因设计 B 药合计未用（1）用（2）A 药未用（1）0.80.95.40.91.10.71.0用（2）1.32.19.91.22.21.12.0合计6.09.315.3析因设计析因设计 析因设计析因设计结论:A、B两要素各程度间差别有统计学意义，P均小于0.0001，A、B间有交互作用，从A1B10.8、A1B2(1.0)、A2B1(1.2)、A2B2(2.1)各自均值的关系可知：A、B间有协同作用。 析因设计析因设计反复丈量设计 例：为研讨Nm23H1基因A

13、N：对肝癌细胞SMMC-7721增殖和转移的影响，将46周龄雌性裸鼠10只随机等分为两组。一组接种蛋白高表达细胞克隆AN2，另一组未转染细胞SMMC-7721作对照，测定癌细胞计数，以光密度吸收值A595nm来反映，试分析转移基因AN2能否对肝癌细胞有抑制造用。 反复丈量设计反复丈量设计 反复丈量设计反复丈量设计 显著特点: 同一实验单位(如人、动物、实验室样品)的某一察看目的在不同的场所(最常见的场所是时间)多次被反复观测。 按反复丈量设计进展实验而获得的数据被称为反复丈量数据(repeated measures data)，假设反复丈量的场所是几个不同的时间点，那么反复丈量数据又称为追踪数

14、据或纵向数据(longitudinal data)，医学科研中经常遇到的便是这种反复丈量数据。反复丈量设计反复丈量设计_概念概念 随机化分组方法：按处置分组要素将N个受试对象随机(等)分为g个处置组(g2)；每个受试对象按反复丈量要素的程度变化固定顺序反复丈量t次(t2)。反复丈量设计反复丈量设计_实验设计方法实验设计方法 设计原理不同随机区组设计:是将受试对象按照一定的条件进展匹配，再将每一区组的受试对象随机分配到不同的处置组，在控制主要的非处置要素的根底上比较不同处置组间的效应；反复丈量设计:是先给予受试对象不同的处置，再反复观测每一受试对象某项察看目的，以察看不同处置组间随着反复丈量要素 时间的变化某项目的的变化趋势。 反复丈量设计与随机区组设计的区别反复丈量设计与随机区组设计的区别目的不同随机区组设计:配伍的目的主要是控制处置要素以外的其他要素对实验结果的影响，使各处置组间尽量做到平衡可比。在反复丈量的研讨设计中，研讨者往往更关怀各个处置组间随着时间的变化所观测目的的变动趋势。反复丈量设计与随机区组设计的区别反复丈量设计与随机区组设计的区别随机误差的分层不完全一样随机区组设计中的随机误差只需一层，即为各察看对象间的个体差别所引起的随机误差;反复丈量设计的随机误差至少可分为两层，一层为反复丈量变异引