拉丁方设计和交叉设计定量资料的假设检验

拉丁方设计与交叉设计

定量资料的假设检验医学统计学教研室柳伟伟讲师一、拉丁方设计观察A、B、C三种中药的促凝作用，以生理盐水作对照(D)，假定每种药物作用的时间很短，观测指标的值很快便能恢复到原先的水平，即可以用同一只动物重复做此试验。现取品种相同、体重接近的雄性白兔4只，每只白兔以不同的顺序接受不同的药物，以血浆复钙凝固时间(秒)为指标，设计和资料见表1。请辨析所采用的试验设计类型拉丁方设计的定义及特点当试验中只考察一个k水平的试验因素，但同时又涉及两个都具有k水平的区组因素，且它们之间的交互作用无统计学意义时所采用的一种试验设计类型叫拉丁方设计拉丁方设计的定义及特点一个具有k水平的试验因素，两个均具有k水平的区组因素具有单个体型区组因素的拉丁方设计：一个单个体型区组因素；一个重复测量因素，即顺序因素拉丁方设计的定义及特点试验因素的k个水平被随机化排成k行k列的方阵两个区组因素的水平均按自然顺序排列，分别位于方阵的左边和上边拉丁方设计定量资料的方差分析现取品种相同、体重接近的家兔5只，给每只家兔静脉注射浓度分别为A（1%）、B（2%）、C（4%）、D（8%）和E（16%）的NaCl溶液，记录家兔的血压升高值，见表3。试比较不同浓度的NaCl溶液对家兔血压影响之间的差别有无统计学意义

TheGLMProcedure

DependentVariable:xSourceDFSumofSquaresMeanSquareFValuePr

>

FModel1248.290440004.02420333160.14<.0001Error120.301560000.02513000

CorrectedTotal2448.59200000

R-SquareCoeffVarRootMSET

Mean0.9937948.7776550.1585241.806000

SourceDFTypeISSMeanSquareFValuePr

>

Frab40.075400000.018850000.750.5767ord40.140120000.035030001.390.2941ther448.0749200012.01873000478.26<.0001

SourceDFTypeIIISSMeanSquareFValuePr

>

Frab40.075400000.018850000.750.5767ord40.140120000.035030001.390.2941ther448.0749200012.01873000478.26<.0001

Alpha0.05ErrorDegreesofFreedom12ErrorMeanSquare0.02513

NumberofMeans2345CriticalRange0.21844780.26746840.29765130.3195632

MeanswiththesameletterarenotsignificantlydifferentSNK

GroupingMeanNtherA4.27405EB2.26605D

C1.36005C

D0.69405B

E0.43605A

统计学与专业结论统计学结论：家兔的个体差异对血压的影响无统计学意义(F=0.75，P=0.5767)；实验顺序对血压的影响无统计学意义(F=1.39，P=0.2941)；溶液浓度对血压的影响有统计学意义(F=478.26，P<0.0001)专业结论：不同浓度的NaCl溶液对家兔的作用存在差别，结合两两比较的结果来看，任意两种浓度之间都有所不同二、交叉设计二阶段交叉设计三阶段交叉设计3×3交叉设计二阶段交叉设计考察两种不同配方的减肥药物A和B，拟用12名患有肥胖症的受试者来进行一项试验用随机的方法将12名受试者均分成甲、乙两组，并规定甲组受试者前4周服用A药、后4周服用B药，记为AB；乙组受试者前4周服用B药、后4周服用A药，记为BA。每次服药后都以体重下降量作为评价药物疗效的指标。设计和格式见表4，请问：这是什么试验设计类型？

二阶段交叉设计的定义及特点当试验中涉及到一个具有2水平的试验因素，根据专业知识的需要，希望该试验因素的两个水平要先后作用于同一个受试对象，并且，希望试验因素的两个水平要么在条件相近的同一对受试者中交叉实施，就称为配对二阶段交叉设计；要么在两组受试者中交叉实施，就称为成组二阶段交叉设计又被称为一次交叉设计或2

2交叉设计二阶段交叉设计的定义及特点可以考察一个具有两水平的试验因素和两个区组因素（即个体差异、测定顺序）对观测结果的影响试验因素的两个水平在两组受试对象中施加的顺序呈交叉状二阶段交叉设计的定义及特点对于每一个受试者而言，均有一个“洗脱期”，从而消除“携带效应”的影响在此设计中，试验因素和顺序因素均取2水平，而受试者应取偶数个，以便配对或均分成样本含量相等的两个组三阶段交叉设计研究A、B两种治疗高血压的方案的疗效之间的差别是否具有统计学意义，拟通过小规模的预试验来进行探索性研究从很多高血压患者中随机地选取12名，再用随机的方法让其中的6名患者在三个时期内按先A后B再A的顺序接受治疗，记为ABA；另外6名患者接受在三个时期内按先B后A再B的顺序接受治疗，记为BAB。观测的指标是血压下降值。设计与资料分别见表5。请问：它是什么试验设计类型？三阶段交叉设计的定义及特点当试验中涉及一个具有两水平的试验因素，设其水平为A、B。根据专业知识的需要，希望该试验因素的两个水平要在三个时期作用于同一个受试对象，其顺序要么是ABA、要么是BAB这两种顺序要么在条件相近的同一对受试者中交叉实施，此时，叫做配对三阶段交叉设计或配对二次交叉设计；要么在两个试验分组中交叉实施，此时，叫做成组三阶段交叉设计或叫做成组二次交叉设计三阶段交叉设计的定义及特点可以考察一个具有两水平的试验因素和两个区组因素（即个体差异、测定顺序）对观测结果的影响试验因素的两个水平在两组受试对象中施加的顺序呈交叉状三阶段交叉设计的定义及特点试验因素的两个水平在每个区组内出现的次数为2:1对于每一受试者而言，均有两个“洗脱期”，较二阶段交叉设计而言，携带效应可能更加突出3

3交叉设计研究三种药物A、B、C对高血压的治疗效果，特别希望考察三种药先后用于同一位患者身上会产生怎样的疗效从众多的高血压患者中随机地选取12名，再将他们随机地均分成6个组，每组患者接受药物的顺序依次为ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA，观测每次服药后的血压值，设计与资料见表6。请问：它是什么试验设计类型？3

3交叉设计的定义及特点将三种处理（或药物）分三个时期先后给予同一个受试者，观察受试者接受每种处理后的反应处理A、B、C施加的顺序共有6种排列方式，即ABC、ACB、BAC、BCA、CAB、CBA，故至少要将受试者分为6个组，每组中至少要有一位受试者3

3交叉设计的定义及特点可以考察一个具有三水平的试验因素和两个区组因素（即个体差异、测定顺序）对观测结果的影响试验因素的3个水平施加的顺序随机化排列，共有3!=6种排列方式3

3交叉设计的定义及特点受试对象的个数为6的倍数对于每一受试者而言，均有两个“洗脱期”，较二阶段交叉设计而言，携带效应可能更加突出交叉设计的优缺点优点节约样本含量能够控制个体差异和时间对处理因素的影响，故效率较高在临床试验中，每个受试对象均接受了各种处理（如试验药和对照药），因此均等地考虑了每个患者的利益交叉设计的优缺点缺点每个处理时间不能太长，因为在同一受试对象上作了多种处理，处理和洗脱阶段过长会导致整个试验周期过长，受试对象中断试验受试对象的状态发生根本变化时，如死亡、治愈等，后一阶段的处理将无法进行受试对象一旦在某一阶段退出试验，就会造成该阶段及其以后的数据缺失，增加统计分析的困难交叉设计的注意事项试验因素的两个水平不能相互影响尽可能采用盲法，以提高受试对象的依从性，避免偏倚该设计不宜用于具有自愈倾向或病程较短的疾病研究交叉设计定量资料的方差分析用A、B两种闪烁液分别测定血浆中的3H-cGMP。第一阶段1，3，4，7，9号用A液测定，2，5，6，8，10号用B液测定；第二阶段1，3，4，7，9号用B液测定，2，5，6，8，10号用A液测定。结果见表7，试比较A、B两种闪烁液测定结果之间的差别有无统计学意义注：计算SS受试者间时，由于每个受试者被重复观测两次，故第一部分除以2。方差分析结果变异来源自由度SSMSFP总变异19552194.95A、B处理间1198.45198.454.02>0.05Ⅰ、Ⅱ阶段间1490.05490.059.92<0.05受试者间9551111.4561234.611240.07<0.01误差8395.0049.38TheGLMProcedure

DependentVariable:XSourceDFSumofSquaresMeanSquareFValuePr

>

FModel11551799.950050163.63181015.97<.0001Error8395.00