统计研究设计陆new

1、医学研究设计： 实验设计 Experimental Design南京医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系研究设计实验设计简介n1935年,Fisher 系统介绍研究设计，首次提出研究设计的基本原则。nThe Design of Experiments.RA Fisher(18901962)nR.A. Fisher(1925)系统介绍近代统计学方法nThe Statistical Methods for Research Workers研究设计研究分类n实验研究(experiment)n临床试验(clinical trial)n现场调查(survey)研究设计实验设计内容提要：n概述n实验设

2、计的基本原则n常用的实验设计方法End研究设计1 概述n1.1 研究设计的作用n1.2 研究设计的形式n1.3 研究因素与混杂因素n1.4 研究指标研究设计1.1 研究设计的作用 (1) 合理安排试验因素，提高研究质量。如规定实验组的条件，配置适当的对照组，选择研究方法等。(2) 控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。如对混杂因素的处理，对不同来源变异的分析，维护必要的均衡性等。(3) 通过较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。如采用定量指标，选择线性或非线性回归分析，为使用高效率设计创造条件等。 研究设计1.2 研究设计的形式n前瞻性与回顾性n试验研究与调查研究n前瞻性试验研究n前瞻性调查研

3、究n回顾性试验研究n回顾性调查研究研究设计例:Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究 (19481952年)n回顾性病例-对照研究n 组别 不吸烟 吸烟 合计 OR Pn男病例 649 2 647 14.043 0.000n 对照 649 27 622n女 病例 60 19 41 2.466 0.026n 对照 60 32 28研究设计例:Doll和Hill关于吸烟与肺癌关系的研究n前瞻性研究(19511976年)n 4次阶段小结：1954,1956,1964,1976n n共随访59600位医生，得到40701位的满意答复。n 吸烟者肺癌死亡率0.9，n 不吸烟者肺癌死亡率0.07， n

4、 RR12.86。 n 研究设计1.3 研究因素与混杂因素n研究因素：主要研究指标，n 与研究结果(效应)相联系。n混杂因素：干扰研究结果的指标。研究设计研究设计的三个要素n处理 n对象 n效应n观察某药物的降压效果,采用阳性对照n处理: 服用试验药、对照药(一个处理因素,两个水平)n对象: 原发性，轻、中度高血压 n效应: 收缩压、舒张压的下降值n Experimental UnitsTreatmentMeasure Response研究设计nA factor is a variable that the experimenter has selected for investigation

5、.nA treatment is a level of a factor.nExperimental units are the objects of interest in the experiment.研究设计的三个要素研究设计1.3 研究因素与混杂因素n研究因素：主要研究指标，n 与研究结果(效应)相联系。n混杂因素：干扰研究结果的指标。研究设计例：电针引产n研究因素：产妇状况。n产妇状况 成功 失败 合计 成功率 n 初产 428 176 604 70.9%n 经产 128 39 167 76.6% n n P=0.145 研究设计例：电针引产n混杂因素：胎膜状况。n胎膜状况 成功 失

6、败 合计 成功率 n 已破 318 80 398 79.9%n 未破 238 135 373 63.8% n n P=0.000 研究设计例：电针引产n混杂因素在两组的分布n 胎膜n产妇状况 已破 未破 已破率 n 初产 331 273 54.80% n 经产 67 100 40.12% n n P=0.001研究设计例：电针引产n混杂因素不同状态时，研究因素的分析。n胎膜 产妇状况 例数 成功 成功率 Pn已破 初产 331 258 77.9% 0.030 n 经产 67 60 90.0%n未破 初产 273 170 62.3% 0.332 n 经产 100 68 68.0% n 研究设计常

7、见的混杂因素n年龄、性别n病程、病情n疾病史、家族史、伴发疾病n职业、工种n年龄、性别、种系、体重、窝别研究设计对混杂因素的处理：采用良好的设计：排除，平衡；将混杂因素作为一个实验条件加以控制，即把它控制在不起作用的水平上或使各组处于同一水平上。平衡法，如患者的病情严重程度常常是影响药物疗效判定的一个混杂因素，若试验组与对照组患者的病情严重程度分布是均衡的，则两者在病情严重程度这个因素上就是可比的。转为实验因素，有时将明显的混杂因素就作为一个实验因素来对待。研究设计对混杂因素的处理：设计时考虑：改为修饰因素(协变量)。在资料分析阶段用统计学手段控制：在实验中无法控制的混杂因素，可先记录下来，在

8、资料分析时采用统计学手段来调整。标准化法分层分析协方差分析多元回归分析等。研究设计1.4 研究指标n客观指标与主观指标n定量指标与定性指标n指标的连续性与非连续性研究设计例：小儿成长过程之免疫水平变化组 序： 1 2 3 4 5 6年龄段：03月6月1岁3岁7岁14岁每组设计10名小儿，检测其IgA、IgG等免疫抗体的滴度，并分别计算6组的均数，再通过方差分析比较6个均数。缺点： (1) 6个均数，未能形成免疫水平动态变化的完整概念； (2) 各组确切年龄分布不规范； (3) 免疫水平的变化趋势不是简单的线性趋势，如IgG先降后升；分段不恰当可能看不到这种趋势。 (4) 总例数60名，而只得到

9、了6个均数，设计效率低。研究设计2 研究设计的基本原则n对照(control)n随机(randomization)n重复(replication)q对照的作用q对照的形式q对照组设置的要求q随机化的作用q随机的含义q分层随机、分段随机q重复的作用q重复的次数 A group of individual in the experiment that is not tested, but is used for comparison as a reference for what “normal” would be like. A control group is a group of subje

10、cts left untreated for the treatment of interest but otherwise experiencing the same conditions as the treated subjects Example: If you tested different pollutants to see their affect on plant growth, the control would only receive water.2.1 基本原则之一：对照(control)n对照的定义研究设计2.1 基本原则之一：对照(control)n对照组的作用处

11、理组 处理因素+非处理因素 处理效应+非处理效应对照组 (无) 非处理因素 (无) 非处理效应比较结果 处理因素 衬托处理因素的作用。处理效应处理效应研究设计设置对照的基本要求n均衡性均衡性n(1) 对等对等 除处理因素外，对照组具备除处理因素外，对照组具备与实验组对等的非处理因素。与实验组对等的非处理因素。n(2) 同步同步 对照组与实验组设立之后，对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。同一时间。n(3) 专设专设 任何一个对照组都是为相应任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的实验组专门设立的。不得借用文献

12、上的记载或以往的结果或其它研究的资料的记载或以往的结果或其它研究的资料作为本研究之对照。作为本研究之对照。研究设计 Randomization is the random assignment of treatments to units in an experimental study Breaks the association between potential confounding variables and the explanatory variables2.2 基本原则之二：随机(Randomization)研究设计2.2 基本原则之二：随机(random)n客观性客观性n(1

13、) 抽样随机抽样随机 每一个符合条件的实验对象每一个符合条件的实验对象参加实验的机会相同，即总体中每个个体有参加实验的机会相同，即总体中每个个体有相同的机会被抽到样本中来；相同的机会被抽到样本中来；n(2) 分组随机分组随机 每个实验对象分配到不同处每个实验对象分配到不同处理组的机会相同；理组的机会相同；n(3) 实验顺序随机实验顺序随机 每个实验对象接受处理每个实验对象接受处理先后的机会相同。先后的机会相同。CONsolidated Standards of Reporting TrialsCONsolidated Standards of Reporting Trials2.2 基本原则之

14、二：随机基本原则之二：随机(random)论文部分/主题项目编号应检查的项目文题和摘要1a标题中须有“随机化”字样1b 采用结构式摘要，包括试验的设计、方法、结果和结论引言 背景和目的2a科学背景和原理的阐释2b阐明研究目的或假说方法 试验设计3a描述试验的设计(例如平行组设计、析因设计)，包括分组比例3b试验开始后的重要变更(如纳入和排除标准)及其理由 受试者4a受试者的纳入和排除标准4b资料收集的设置条件（如受试者的来源，卫生保健机构的社会、经济、文化环境等）和地点 干预措施5应充分、详细地描述各组的干预措施,便于重复，包括如何及何时实施干预 结局6a明确定义预先指定的主要和次要结局变量的

15、测量方法，包括如何及何时进行评价测量6b试验开始后结局指标的任何变更及其理由 样本量7a样本量是如何确定的7b如涉及，解释期中分析和终止试验的准则 随机化 8a产生随机分配序列的方法 顺序产生8b随机化方法；各种限制条件的细节(例如区组和区组大小) 分配保密机制 9用于实施随机分配序列的装置（如编好号的容器），说明分配干预实施前采取的任何保密措施 实施 10谁产生的分配顺序，谁登记的受试者，谁将受试者分组 盲法11a如果采用盲法，分组后干预过程中谁处于盲态(例如，受试者、实施治疗者、评估结果者) ，如何实施的11b如可能，描述不同干预间的相似性（如安慰剂和试验药物在味道、颜色、剂型等方面的相似

16、性） 统计分析方法12a主要、次要结局变量组间比较的统计学方法12b附加分析的方法，如亚组分析和调整分析结果 受试者流程13a各组随机分配、接受意向治疗及参与主要结果分析的受试者人数 (强力推荐采用流程图)13b随机化分组后，各组失访和剔除人数及其理由 招募14a界定招募和各次随访的时间14b试验结束和终止的理由 基线资料15用统计表列出各组的基线人口统计学和临床特征 分析的人数16各组各分析集的受试者人数（分母），分析是否基于原分配 结果和估计17a各组每个主要和次要结果指标评估效应大小和精确度（如95%可信区间）17b对二分类指标，建议同时给出绝对和相对的效应大小 辅助分析18其他分析的结

17、果，包括亚组分析和调整分析，指出哪些是预定的，哪些是探索性的 不良事件19各组的所有重要的不良事件或非预期的效应讨论 局限性20试验的局限性；说明潜在的偏倚来源；测量误差以及多重比较问题（如涉及） 可推广性21试验结果的可推广性（外部有效性，适用性） 解释22解释应与结果一致，权衡利弊，并综合考虑其他证据其他信息 注册23注册号和注册名 方案24如果可能的话，哪里可以溯源方案 资助25基金来源和其他资助(例如，药品供应)，资助者在本研究中的角色论文部分/主题项目编号应检查的项目 随机化 8a产生随机分配序列的方法 顺序产生8b随机化方法；各种限制条件的细节(例如区组和区组大小) 分配保密机制

18、9用于实施随机分配序列的装置（如编好号的容器），说明分配干预实施前采取的任何保密措施 实施 10谁产生的分配顺序，谁登记的受试者，谁将受试者分组2.2 基本原则之二：随机基本原则之二：随机(random)Experimental unitsConfounding variableExperimental unitsConfounding variableTreatmentsExperimental unitsConfounding variableTreatmentsWithout randomization, the confounding variable differs among tr

19、eatments.Experimental unitsConfounding variableTreatmentsExperimental unitsConfounding variableTreatmentsWith randomization, the confounding variable does not differ among treatments.研究设计随机与随意n随机：random 机会均等， 客观性n随意：as will 随主观意愿，主观性n随机化分组，不仅能控制已知的混杂因素(非研究因素)，而且还能控制未知的混杂因素。研究设计n简单随机n随机分组n随机排列n分层随机随机

20、的方法研究设计(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 简单随机分组示意136 643 557 604 384 708 218 061 555 871136 643 557 604 384 708 218 061 555 871ABBBABAAAB(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) A组B组研究设计随机排列示意(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 136 643 557 604 384 708 218 061 555 871排列排列(8)(1)(7)(5)(9)(3)(4)(2)(6

21、)(10) Example20 male mice and 20 female mice.Half to be treated; the other half left untreated.Can only work with 4 mice per day.Question:How to assign individuals to treatmentgroups and to days?41An extremely bad designExampleRandomizedExampleA stratified designExamplenIf you can (and want to), fix

22、 a variable.ne.g., use only 8 week old male mice from a single strain.nIf you dont fix a variable, stratify it.ne.g., use both 8 week and 12 week old male mice, and stratify with respect to age.nIf you can neither fix nor stratify a variable, randomize it.45Example研究设计2.3 基本原则之三：重复(Replication)n可靠性可

23、靠性n(1) 整个实验的重复。确保实验的重现整个实验的重复。确保实验的重现性，以提高实验的可靠性；性，以提高实验的可靠性；n(2) 用多个实验单位进行重复用多个实验单位进行重复(样本含样本含量量)。避免把个别情况误认为普遍情况，。避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合的现象当作必然的规律，把偶然性或巧合的现象当作必然的规律，通过一定数量的重复，使结论可信；通过一定数量的重复，使结论可信；n(3) 同一实验单位的重复观察。保证观同一实验单位的重复观察。保证观察结果的精度。察结果的精度。 Experimental unit: the individual unit to which trea

24、tments are assignedExperiment 1Experiment 2Experiment 3Tank 1Tank 2All separate tanks2 Experimental Units2 Experimental Units8 Experimental Units2.3 基本原则之三：重复(Replication) Experimental unit: the individual unit to which treatments are assignedExperiment 1Experiment 2Experiment 3Tank 1Tank 2All separ

25、ate tanks2 Experimental Units2 Experimental Units8 Experimental Units2.3 基本原则之三：重复(Replication)PseudoreplicationWhy is pseudoreplication bad? problem with confounding and replication! Imagine that something strange happened, by chance, to tank 2 but not to tank 1 Example: light burns out All four li

26、zards in tank 2 would be smaller You might then think that the difference was due to the treatment, but its actually just random chanceExperiment 2Tank 1Tank 2Why is replication good? Consider the formula for standard error of the mean:sSEnLarger n Smaller SE研究设计影响样本含量的因素n数据的种类n个体的变异n组间的差别n指标间的相关程度n

27、设计方法n各组例数的分配nI型错误和II型错误n研究的质量研究设计例：两均数比较时的样本含量估计(两组相等)n：I 类误差，常取0.05n：II 类误差，常取0.20，0.10n1- ：把握度n：标准差，个体变异n：临床上能接受的最小差别221)(2 + + uunn研究设计例：两均数比较时的样本含量估计(两组不等)1 , 0, )(11212122121 + + + + + + +QQQQuuQQnn 221)(2 + + uunn研究设计例：降血脂n=20mg/L； =30mg/L；=0.05n1-=90%时n Q1:Q2 N n 1:1 96 n 4:6 100n 3:7 114n 2:

28、8 150n 1:9 270n 1:19 500 nN96时时n Q1:Q2 1- (%)n 1:1 90.0 n 4:6 89.2n 3:7 85.1n 2:8 74.0n 1:9 51.4n 1:19 30.6 研究设计例： n1 固定， n2 增加时，Power的变化趋势nn1=20n Q1:Q2 PowerQ1:Q2 Power n 1:1 0.5589 1:6 0.7882n 1:2 0.6824 1:7 0.7960 n 1:3 0.7330 1:8 0.8026n 1:4 0.7601 1:9 0.8074 n 1:5 0.7769 1:10 0.8113n=20mg/L； =3

29、0mg/L；=0.05研究设计图 n1固定，n2增加时，Power的变化趋势( r = n2:n1 )powerr12345678910.5.6.7.8.9研究设计试验组和对照组样本含量不等n两组的比例不超过n 1:4 4:1研究设计例：两个率比较时样本含量的估计212212()(1)2()CCuuppnnpp+两个率比较的样本含量估计n=0.05, =0.20, power=80%np0=0.2np1=0.8, N=n1+n2=32np1=0.7, N=n1+n2=46np1=0.6, N=n1+n2=70np1=0.5, N=n1+n2=116np1=0.4, N=n1+n2=238np1

30、=0.3, N=n1+n2=824np1=0.25, N=n1+n2=3008研究设计两个率比较的样本含量估计n=0.05, =0.20, power=80%np1-p0=0.2np1=0.5, p0=0.3, N=n1+n2=268np1=0.4, p0=0.2, N=n1+n2=238np1=0.3, p0=0.1, N=n1+n2=92np1=0.25, p0=0.05, N=n1+n2=75研究设计研究设计例：相关与回归分析时的样本含量估计 2431ln1 + + + + + + uun研究设计例：相关与回归分析时的样本含量估计0.05；0.10 相关系数 n 0.1 10470.22

31、59 0.31130.4620.5380.6250.7170.8120.980.957Correlations, r.1.2.3.4.5.6.7.8.9 .95Sample Size, n0020040060080010001200PASS (Power and Sample Size)研究设计研究设计决奈达隆片治疗房颤决奈达隆片治疗房颤/ /房扑的房扑的有效性及安全性临床试验的样本含量估计有效性及安全性临床试验的样本含量估计 PASS操作：Survial Analysis and Reliability(+号展开)Logrank Tests（+号展开）Logrank Tests（Lakato

32、s）using Median Surival Time（双击）研究设计研究设计主要疗效指标：从开始用药后到首次房颤/房扑复发的时间；（1）Error Rates： = 0.20；power为0.8； = 0.05；（2）Sample SizeN1：对照组(安慰剂组)样本量；N2：试验组样本量；N：总样本量；（3）Effect SizeT1（M1）：对照组中位生存时间，53天，约为1.77月；T2（M2）：试验组中位生存时间，116天，约为3.87月；（4）DurationACCRUAL TIME：病例入组时间（the number of time periods (months, years,

33、 etc.) during which subjects are entered into the study.），设为2个月；TOTAL TIME：研究总时间（the number of time periods (months, years, etc.) in the study.），30周，约为7个月；TREATMENT GROUP PARAMETER：治疗组参数，选择：T2中位生存时间。（5）Proportion of LostCtrl Loss，PROPORTION LOST TO FOLLOW UP：对照组脱落率；Trt Loss，PROPORTION LOST TO FOLLOW

34、 UP：试验组脱落率；This is the proportion of subjects in this group that disappear from the study during a single time period (month, year, etc.).每组每月脱落率设为10%；研究设计结论：采用双侧结论：采用双侧logranklogrank检验，效能为检验，效能为80%80%，检验水准为，检验水准为0.05,0.05,对对照组的中位生存时间为照组的中位生存时间为1.771.77个月，试验组的中位生存时间为个月，试验组的中位生存时间为3.873.87个月，研究总时间为个月

35、，研究总时间为7 7个月，其中入组时间为个月，其中入组时间为2 2个月，各个病例各个月，各个病例各个时间段均匀入组，各组脱落率各为个时间段均匀入组，各组脱落率各为10%10%，经，经PASS 2008PASS 2008采用生存采用生存分析分析logranklogrank检验的检验的LakatosLakatos方法估算样本含量，对照组需要例数方法估算样本含量，对照组需要例数为为4141例，试验组例数为例，试验组例数为4242例，总共估计需例，总共估计需8383例。例。Example: Tests for Proportions (differences) 研究设计Example: Tests f

36、or Proportions (differences) 研究设计研究设计实例1n规定实验组适应症为：破膜和总产程都不超过24小时，无感染(无阳性体征，血常规正常)以及第一胎产后本人同意放置宫内节育器者。n另将筛选剩下的827例作为对照组，不放置宫内节育器。n本例，两组除处理因素(放置节育环)不同，受试对象的基本条件也不同，试验组较好，而对照组差，缺乏可比性。 中华妇产科杂志，1985；20(1)：4950。 剖腹产同时放置宫内节育器735例的初步观察将施行剖腹产手术1562例中的735例作为实验组，在剖腹产的同时放置宫内节育器。比较两组被观察对象的术后出血、恶露干净时间和术后副反应等情况。研

37、究设计实例2 乳腺癌发病危险因素的研究研究采用病例 对照方法调查607对病例与对照，配对的条件是年龄相仿，上下不超过5岁。原文在未作假设检验的情况下，认为“两组年龄相仿”。 年龄 病例组人数 对照组人数20 3 630 72 8440 193 24450 228 19960 101 67 70 10 7中华流行病学杂志，1981;2(4):2532=17.25，P=0.004研究设计实例3 对治疗炎症的某注射液作临床试验，以另一注射液为对照。 适应症为生殖道感染疾病或口腔感染疾病。 研究者设计了3个组： 试验组：30例生殖道感染，30例口腔感染 对照组：30例生殖道感染，30例口腔感染 开放组

38、：外科感染疾病28例，滴虫性阴道炎15例。 开放组为了增多试验组病例，研究者将试验组和开放组合并，并与对照组作比较。研究设计问题所在 对照组缺乏均衡性！研究设计讨论1n欲观察丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床疗效，以某西药作为对照组。将64例符合入组和排除标准的病例按诊疗次序交替分组，即单号为中药组，双号为西药组。n请讨论：n 该分组方法是否符合随机原则？n 丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床研究(河南中医2004年第24卷第8期第62页)研究设计讨论2n利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究目的是观察定量手控雾化吸入利多卡因治疗激素抵抗型(SR)哮喘的疗效。受试者吸入利多卡

39、因3个月，观察治疗前后临床疗效和口服激素减停剂量的情况。 n利多卡因手控定量雾化吸入治疗激素抵抗型哮喘的研究(临床内科杂志2004年6月第21卷第6期415页)研究设计讨论3n通过回顾分析某院1990年1 月至1998 年3 月期间28例单宫颈双子宫畸形早孕人工流产的结果，发现人流术前先给予米索前列醇素制剂可使流产更容易、安全，减少病人痛苦且可避免并发症的发生。n两组的分组方法为：所有病例按就诊先后顺序分组，1995年10月以后为A组，1995年10月以前为B组。A组(米索组)于术前3小时顿服米索600g或术前1小时后穹窿放置米索200g，然后进行人工流产吸宫术，共14例；B组(对照组)单纯采

40、用常规流产术机械扩张宫颈后吸宫。作者认为该法“符合随机分配法则”。n请讨论：对照组的设置是否合适？n单宫颈双子宫畸形28例人工流产分析(中国实用妇科与产科杂志1999年3月第15卷第3期172页)研究设计讨论4n作者对30例疑为食管原性胸痛患者的24小时食管pH值监测，其中16例昼夜均异常，8例白天异常，2例夜里异常，18例胸痛与酸暴露相关。得出食管pH监测是诊断胃食管反流所致的食管原性胸痛的有效方法之结论。n请讨论：该文结果是否成立？n用24小时食管pH监测法诊断食管原性胸痛(中华外科杂志1995年33卷第2期第69页)研究设计问题所在不符合研究设计三原则！EXPERIMENTAL DESI

41、GNSPre-Experimental DesignTrue Experimental DesignQuasi-Experimental DesignPresence of a control group?In some cases, but usually notAlwaysOftenRandom selection of subjects from a population?NoYesNoRandom assignment of subjects to groups?NoYesNoRandom assignment of treatments to groups?NoYesNoDegree

42、 of control over extraneous variables?NoneYesSome研究设计设计方法分类 单因素 多因素 不控制完全随机设计 析因设计 正交设计 单向区组控制 配对设计随机区组设计 裂区设计(重复区组) 双向区组控制拉丁方设计交叉设计(重复拉丁方) 三向区组控制希腊-拉丁方设计 不完全设计 正交设计 平衡不完全区组设计 不完全交叉设计 不完全拉丁方设计 均匀设计 研究设计研究设计(1): 完全随机设计n完全随机设计(completely randomized design)：nCompletely Randomized Design all the experim

43、ental units are allocated at random among all the levels of one treatment.n 单向分组，单因素，多水平n n In a completely randomized design, the treatments are assigned to all the experimental units completely by chance.Some experiments may include a control group that receives an inactive treatment or an existin

44、g baseline treatment. Experimental UnitsRandom AssignmentGroup 1Group 2Treatment 1Treatment 2Compare ResultsTreatment CTreatment BCompletely randomized designRandomly assign experimental units to treatmentsTreatment ATreatment D研究设计完全随机设计例n四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值(%) ABCDX2.622.822.913.922.232

45、.763.023.022.362.433.283.302.402.733.183.04所有数据所有数据n444416均均 数数2.40252.68503.09753.32002.8763标准差标准差0.16210.17410.16460.41982.8074SS0.0788750.0909000.0812750.5288002.8073750.7798521(2.6850)jiSSX21(2.4025)jiSSX21(3.0975)jiSSX21(3.3200)jiSSX21(2.8763)jiSSX研究设计组间变异 SS组间22()XX 21()XX 23()XX 1X2X3XX2()Bet

46、weeniiSSn XX nSum of squares between groupsn1 n2 n3 n43X24()XX 研究设计方差分析表变异来源变异来源SS MSFP总变异总变异2.80737515组间组间2.02752530.675810.400.2研究设计两两比较： q检验 DCq=1.745a=2P0.05CBq=4.980a=3P0.05q=3.235a=2P0.05BAq=7.196a=4P0.05q=5.452a=3P0.05 D C B A 3.3200 3.0975 2.6850 2.4025研究设计结论：n方差分析(ANOVA)及SNK两两比较结果表明，四种饲料喂养大

47、白鼠后的肝重比值不完全相同(F=10.40,P0.01)，喂养A、B饲料的大白鼠肝重比值比喂养C、D者低(P0.05)。研究设计完全随机设计例2 高粘综合症患者的血沉较快，某大夫观察A、B两个降粘药物对血沉(mm/h)的影响，结果如下，试作统计分析。 A药组病例号12345678910疗前40433641403738383539疗后36353029302828302730差值4861210910889B药组病例号12345678910疗前39403943383640414045疗后20253023242024202528差值1915920141616211517研究设计A、B两个降粘药物对血沉

48、(mm/h)的影响 疗前 疗后 差值A药组 38.72.406 30.32.946 8.42.221 B药组 40.12.514 23.93.381 16.23.425 研究设计分析思路：1.疗前两组比较，以分析可比性；2.各组疗前疗后差值分别比较，分别确定各自的变化值；3.两组疗前疗后差值相互比较，分析两组的效果是否相同？研究设计分析结果：(1) 疗前两组比较：t=1.2721，P=0.2195； 可以认为两组具有可比性。(2) A组疗前疗后比较：td=11.9594，P=0.0000； 可以认为A药治疗后血沉减慢。 B组疗前疗后比较：td=14.9556，P=0.0000； 可以认为B药治

49、疗后血沉减慢。(3) 两组治疗前后差值相互比较： t=6.0419，P=0.0000； 可以认为B药降低血沉的效果优于A药。研究设计结论：n统计分析结果表明，两组疗前具有可比性(t=1.2721, P=0.2195)；无论是A药还是B药，治疗后均使血沉减慢(td=11.9594,P=0.0000; td=14.9556, P=0.0000)，B药降低血沉的效果优于A药(t=6.0419, P=0.0000)。研究设计完全随机设计例3 研究中药骨碎补对高脂血症的治疗和预防作用。取家兔44只，随机分成四组，每组11只。每间隔5周测定血清胆固醇一次，共测四次（包括给药前一次），整个实验期为15周。各

50、组处理如下：造型组：每日以0.3g胆固醇灌胃；治疗组：每日以0.3g胆固醇灌胃，于实验开始的第5 周起每日肌注100%骨碎补液1.7ml/kg；预防组：每日以0.3g胆固醇灌胃，于实验开始之日起 即每日肌注100%骨碎补液0.8ml/kg；对照组：每日肌注生理盐水0.8ml/kg。研究设计血清胆固醇含量，mg% 组别实验前实验后0周5周10周15周造型组885691792132672129064553811008403108195552883001205291963461496424724113691112702043611037592301031102641987101311312310治疗

51、组7679559064801268611752922411072949194300208269182217523612298656869330791246200122103112119491015606028741278318预防组60828179156132731387761771128712095360192114200656610666847711397210701088280662587070809936841216921074对照组56104707569100686170645482794591149279310871821037671928884671201336610479714

52、4783610059905976研究设计各组平均血清胆固醇含量，mg%group实验时间Total051015188.36324.00484.90750.50404.05279.45323.00252.55140.90200.33390.09140.09 94.27108.00108.11475.55 88.09 77.90 73.5078.90Total83.36216.35224.83264.32195.59研究设计各组各时点平均血清胆固醇含量图示造型组治疗组预防组对照组研究设计分析思路： 1. 四组是否具有可比性？2. 造型是否成功？3. 对照组是否稳定？4. 骨碎补对高脂血症的预防和治

53、疗效果如何？5. 预防和治疗的显效时间？6. 预防和治疗的持续时间？研究设计(1) 给药前四组的比较 预防组造型组 治疗组 对照组均数： 90.09 88.36 79.45 75.55方差： 444.25 390.47 333.47 290.69方差分析 F=1.474, P=0.2360服从齐性检验 2=0.489, P=0.9213说明4个组的初始条件一致。研究设计(2) 造型是否成功？以实验时间为X（周）以对应时间点的胆固醇含量之均数为Y造型组的直线回归分析： X： 0 5 1015 Y：88.36324.00484.90 750.50 t = 15.855,P 0.5 说明对照组在实验

54、期内血清胆固醇含量不随时间而改变，是稳定的。81.2110-0.3268YX 研究设计(4) 第5周时四组均数的比较 n 造型组 治疗组预防组 对照组n均数：324.00 323.00140.09 88.09n F=5.45, P0.005n 第5周时预防组与造型组的均数间差别有统计学意义，而与对照组差别无统计学意义。说明在第5周时已有预防作用。研究设计(5) 第10周时四组均数的比较 n 造型组 治疗组 预防组 对照组n均数： 484.90 252.55 94.27 77.90n F=9.78, P0.001n n 第10周时治疗组与造型组的均数间差别有统计学意义，与预防组、对照组差别无统计

55、学意义。说明治疗已起效，预防组有持续效果。研究设计(6) 第15周时四组均数的比较 n 造型组 治疗组 预防组 对照组n均数：750.50 140.90 108.00 73.50nF=9.78, P (A-0)+(B-0)(AB-0) (A-0)+(B-0)，存在协同作用；存在协同作用； 如果如果(AB-0) (A-0)+(B-0)(AB-0) (A-0)+(B-0)，存在拮抗作用；存在拮抗作用； 主效应主效应 该因素的各个水平在其他因素的所有水该因素的各个水平在其他因素的所有水平上的平均数的差异。平上的平均数的差异。 某因素各水平的平均差别。某因素各水平的平均差别。 Main effectM

56、ain effect The main differences among the The main differences among the levels of one factor are called the levels of one factor are called the main effect of that factor.main effect of that factor.研究设计(2)：析因设计研究设计研究设计p 主效应：该因素的各个水平在其他因素的所有水平上的平均数的差异。p 在22析因设计中，如果A的主效应有统计学意义，就意味着A1在B1和B2水平下的平均数，与A2

57、在B1和B2水平下的平均数的差别有统计学意义。研究设计研究设计研究设计No Main Effect for Setting. No Main Effect for Time. 研究设计No Main Effect for Setting. Main Effect for Time. 研究设计Main Effect for Setting. No Main Effect for Time. 研究设计Main Effect for Setting. Main Effect for Time. 研究设计研究设计Main Effect for Setting. Main Effect for Time

58、. 研究设计No Main Effect for Setting. No Main Effect for Time. 研究设计研究设计22析因设计例n 观察两种药物对大白鼠子宫兴奋的作用。nA药：0剂量，0.1mgnB药：0剂量， 1mgn观察指标：子宫收缩描记高度(mm)。研究设计22析因设计第一组: (0)A药0剂量B药0剂量第二组: (b)A药0剂量B药1mg剂量第三组: (a) A药0.1mg剂量B药0剂量第四组: (ab) A药0.1mg剂量B药1mg剂量2因素2水平的四种组合研究设计子宫收缩描记高度(mm)ABB0B1A020.822.218.518.620.122.319.221

59、.10b A126.827.717.828.618.628.719.028.5aab研究设计各组子宫收缩描记高度(mm)的均数AB0B1A019.6520.55A121.0528.3815202530A0ABB研究设计22析因设计的方差分析变异来源变异来源SSdfMSFPA85.1006185.100615.620.0019B67.6506167.650612.410.0042AB41.2806141.2806 7.570.0175Residual65.3975125.4498Total259.42941517.2953研究设计结论： 22析因设计的方差分析结果表明，A药和B药均有兴奋子宫的作

60、用(P=0.0019, P=0.0042)；两者同时使用有协同作用(P=0.0175)。研究设计党参党参()党参党参() 考的松考的松(+)考的松考的松()考的松考的松(+)考的松考的松() 26.6131.842.7101.6 55.2123.730.267.2 70.2320.1102.9138.7 67.9177.957.6170.5 25.5136.1104.1123.4 35.1224.978.790.6 128.3361.483.2145.0 79.3183.566.3 186.1188.4 105.285.6 61.0195.171.3117.7( )34.1285.2228.8