常用实验设计方法2013pdf.ppt

1、常用的实验设计类型和数据分析方法，山东大学公共卫生学院卫生统计系，常用的实验设计类型：单因素实验设计：完全随机设计、配对设计、相容组设计、交叉设计、拉丁方设计、多因素实验设计：析因设计、正交设计、均匀设计、分裂设计、序贯实验设计，不同的研究目的应采用不同的设计方法来安排实验。2、山东大学公共卫生学院，单因素设计，不考虑个体差异的影响，只涉及一个治疗因素，但可以有两个或两个以上的水平。在设计过程中，受试者根据随机化原则被分配到不同的治疗组(或从不同人群中随机抽样进行比较研究)。每组中的样本数可以相等也可以不同，但在总样本含量不变的情况下，当每组中的样本数相等时，效率最高。三一。完全随机设计，山东

2、大学公共卫生学院，(1)确定研究因素和水平的设计步骤；确定研究对象和实验效果指标；根据专业和研究目的，选择研究对象，要求有较好的同质性。随机分组；随机数表、随机排列表、计算机软件生成随机数测试；数据的统计分析。4，完全随机设计，山东大学公共卫生学院，示例1。按照完全随机设计的方法，将10只小鼠随机分为A组和B组。随机分组：首先对受试者进行编号，根据预先规定，用随机排列表(或随机数表)中的随机数将受试者随机分配到每组。山东大学公共卫生学院，5岁，用随机排列表分组时，各组病例数相等；当用随机数表分组时，每组中的病例数通常是不相等的。完成随机设计，随机分组，用随机数字表分组，先将小鼠按体重从小到大编

3、号；然后从“随机数表”中任意指定一行和一列。例如，从第31行和第13列开始，将10个两位数的随机数复制到右边，并依次记录在鼠标数字下；根据预先规定，奇数被分配到A组，偶数被分配到B组.山东大学公共卫生学院，6岁，完全随机设计，用随机数字表分组，先按小鼠体重从小到大进行编号；然后从“随机数表”中任意指定一行和一列。例如，从第31行和第13列开始，将10个两位数的随机数复制到右边，并依次记录在鼠标数字下；根据预先规定，奇数被分配到A组，偶数被分配到B组.分组条件如下：7 .分组结果A组：4号、6号、7号和10号小鼠B组：1号、2号、3号、5号、8号和9号小鼠调整至85/6=14(剩余1只)，B组第

4、一只小鼠转入A组.山东大学公共卫生学院，完全随机设计，首先，小鼠按体重从小到大进行编号；然后，从“随机排列表”中随机指定一行，如第三行，并在鼠标数字下依次记录09之间的随机数(9以上的数字应丢弃)；根据预先规定，奇数被分配到A组，偶数被分配到B组.山东大学公共卫生学院，8岁，完全随机设计，用随机排列表分组，先按小鼠体重从小到大进行编号；然后，从“随机排列表”中随机指定一行，如第三行，并在鼠标数字下依次记录09之间的随机数(9以上的数字应丢弃)；根据预先规定，奇数被分配到A组，偶数被分配到B组.分组条件如下：9 .分组结果甲组：1、4、6、8、9号小鼠；B组：山东大学公共卫生学院2、3、5、7、

5、10号小鼠，完全随机设计，用随机排列表分组，用随机数字表分组，先按患者就诊顺序编号；然后，从当n较大时(如n100)，随机数的序号r可以由计算机来排列。15例患者按照完全随机设计方法随机分为3组。完全随机设计，随机分组，山东大学公共卫生学院，先按患者就诊顺序编号；然后，从“随机排列表”中随机指定一行，如第21行，依次记录每个患者编号下014之间的随机数(14以上的数字应丢弃)；根据预先规定，将随机抽取的04例患者分为甲组，59例患者分为乙组，1014例患者分为丙组.结果如下：11。分组结果甲组：4、6、8、11、15，乙组：3、5、9、12、14，丙组：1、2、7、10、13，山东大学公共卫生

6、学院，完全随机设计，随机分组表，proc计划种子=27371因子单位=10；治疗=10个周期(1 1 1 1 2 2 2 2 2)；跑；将10名受试者随机分为2组：12、山东大学公共卫生学院、13、山东大学公共卫生学院，以SPSS软件实现为例。将10名受试者随机分为2组：1、统计分析，14、比较两个样本(1)比较两个样本的均值，设计：个小样本分组。分组设计中比较两个样本平均值的t检验：分组设计中比较两个样本的秩和检验。(2)将：的大样本设计为一组，用U检验比较两个样本的均值。多样本比较完全随机设计数据的方差分析：山东大学公共卫生学院分组设计多样本比较的秩和检验，完全随机设计，*数值变量数据，1

7、5，山东大学公共卫生学院，完全随机设计，数据的统计分析，*分类变量数据，4双向排序不同属性数据的比较(1)在分析两个变量之间是否存在线性相关时，采用秩相关分析。(2)当分析两个变量是否存在线性变化趋势时，使用线性趋势检验。5.Kappa检验用于检验具有相同属性的双向有序数据的一致性。16，山东大学公共卫生学院，完全随机设计，数据统计分析，*分类变量数据，17，山东大学公共卫生学院，完全随机设计，优缺点和适用范围，简单设计方法，无限数量的治疗组和每个组的样本量；统计分析方法相对简单；在实验过程中，如果实验对象发生意外，信息损失相对小于其他类型的设计。在设计和实验中，各治疗组应均衡，同时平行进行。

8、然而，本设计仅依靠研究对象的随机分组来平衡组间的非研究因素，缺乏其他有效的控制，因此实验误差相对较高，准确性较低。因此，该设计适用于同质对象的研究。否则，可以考虑分层完全随机设计(即研究对象根据某一特征进行分层，然后随机分组)或其他设计方法。本设计中可以有多个对照组，如阳性对照组和空白对照组。原则：首先，根据匹配条件将被试配对，使同一对被试的条件相同或相似；然后每对中的两个受试者被随机分配到实验组和对照组(或不同的治疗组)接受不同的治疗。匹配条件：影响研究结果的主要非研究因素。例如，在动物实验中，物种、品系、巢、性别是相同的，年龄和体重是相似的；在临床试验中，相同的性别、年龄、职业、生活和工作

9、条件、疾病等相互匹配。一些医学实验研究中的自我控制也可视为配对设计，如治疗前后某项指标的比较(平行样本)；同一受试者不同部位和器官的比较；同一标本不同检测方法的比较。18，2。配对设计，“配对之间可以不一致，配对内部尽可能一致”，以确保群体之间的平衡，山东大学公共卫生学院，(1)确定研究因素和水平的设计步骤：一个因素和两个水平；确定资源，19岁，配对设计，山东大学公共卫生学院，示例3。将20只配对成10对的小鼠随机分为A组和B组。20，山东大学公共卫生学院，随机分组，配对设计，首先给小鼠编号，例如，第一对第一个受试者编号为1.1，第二个受试者编号为1.2。然后，从随机排列表中随机指定一行，例如

10、第6行。09之间的随机数依次记录在主题编号下，1019之间的数字被丢弃。根据规定，当随机数为奇数时，其顺序应为A和B的顺序，当随机数为偶数时，其顺序应为B和A的顺序。a组：1.2、2.2、3.1、4.2、5.1、6.2、7.1、8.2、9.1、10.1；b组：1.1，2.1，3.2，4.1，5.2，6.1，7.2，8.1，9.2，proc plan seed=654因子对=10有序处理=2随机；跑；PLAN Procedure Factor Select Levels Order pair 1010 Ordered treaty 2 2 Random pair-treaty-121231412

11、51617128191202121，山东大学公共卫生学院，22，(1)配对T检验(2)配对设计的Wilcoxon符号秩和检验，山东大学公共卫生学院，配对设计，数据统计分析， *数值变量数据，*分类变量数据，配对四格表2检验，23，山东大学公共卫生学院，配对设计，优缺点，适用范围，严格控制。与两组完全随机设计相比，可以减少受试者之间的个体差异，减少样本量。 缺点是对研究对象的需求很高，特别是在临床试验中，有时一些对象很难配对。此外，当匹配条件没有得到适当的控制和使用时，可能会导致匹配失败或不完全匹配。为了自我控制，有必要建立并行控制。也称为随机区组设计，是配对设计的延伸。原则：首先，根据某些特征

12、或性质(匹配条件：动物种类、性别、体重、年龄等非研究因素)将受试者分为相容组/组。)，每个块(3)中的受试者数量与治疗组相同；然后根据随机化原则将各组受试者分配到每个治疗组。目的是控制一些已知的非加工因素，以改善组间的平衡，减少实验误差。24，山东大学公共卫生学院，3。随机区组设计，(1)确定研究因素和水平的设计步骤：一个因素和多个水平；确定研究对象和匹配条件，并组成小组；随机分组：随机数表、随机排列表、生成随机数的计算机软件；测试；数据的统计分析。25岁，山东大学公共卫生学院兼容性组设计，示例4。根据体重和年龄，12只雌性小鼠被分成4组。每组随机分配三只小鼠，分别给予三种饲料，即甲、乙、丙。

13、26，配伍组设计，随机分组，先给动物编号：第一配伍组13号，第二配伍组46号，第三配伍组79号，第四配伍组1012号；然后，从随机排列表中，随机指定4个连续的行，例如行1215，其中在每行中仅取随机数13，其余的被丢弃，并依次列在每个兼容组的主题号下。规定随机编号1的小鼠饲喂饲料A，2只小鼠饲喂饲料B，3只小鼠饲喂饲料C.山东大学公共卫生学院，27，山东大学公共卫生学院，随机分组，相容性组设计。根据体重和年龄将12只小鼠分为4组，每组随机分配3只小鼠。，proc计划种子=1574638；因子块=4有序处理=3随机；跑；计划程序因素选择等级顺序块4 4顺序处理3 3随机块-处理-11323132

14、314123，28，山东大学公共卫生学院，29，(1)相容性组设计的方差分析(2)相容性组设计的秩和检验，山东大学公共卫生学院，数据统计分析，*数值变量数据，*等级分组数据，相容性组设计的秩和检验，30， 山东大学公共卫生学院，兼容群体设计，优势与劣势，适用范围，群体之间的良好平衡，同时反映不同地区和群体之间研究对象的一些差异，减少它们。 治疗因素和阻滞因素(主要是治疗因素)可以同时分析。缺点是对研究对象要求高，匹配和聚类复杂；而且，当实验结果中缺少观测值时，同一组中的其他数据就不能使用，信息损失大，统计处理麻烦。拉丁方设计是根据拉丁方矩阵的字母、行和列来安排实验(或实验)。拉丁方(也称为拉丁

15、方或拉丁方)是拉丁字母按行和列排列的正方形，每行和每列中每个字母只出现一次。31，山东大学公共卫生学院，4。拉丁方设计，如三阶和四阶拉丁方，根据拉丁方矩阵的字母、行和列来安排实验(或实验)，并考虑同一层次的三个因素对测试结果的影响，分析三个因素的不同内在层次。一般来说，拉丁字母代表不同的处理水平；行代表不同的块(行块)；列代表不同的块(列块)。32，山东大学公共卫生学院，拉丁方设计，双向分组，控制两个已知来源的变异。拉丁方矩阵的特点：每行(列)中的每个字母只出现一次，不重复。-确保平衡。每行(列)中的字母数量相同。-设计时，要求三要素水平相等的任意两行(列)互换位置，上述两个特征保持不变。随机选择合适的基本拉丁方，33，山东大学公共卫生学院，拉丁方设计，(1)确定研究因素和水平的设计步骤；这必须是一个三因素的实验，三个因素的水平数是相等的；这三个因素相互独立，没有相互作用。山东大学公共卫生学院拉丁方设计，34岁，选择基本拉丁方并随机化；根据主要加工因素的级别数，确定基本拉丁方，从专业化角度看，其他两个次要因素的级别数相同；随机化是通过交换任意两列或/和任意两行拉丁方的位置来实现的。确定研究对象；测试；指定由行、列和字母表示的