常用实验设计方法名师制作优质教学资料.ppt

Today：12/4/2018,常用的实验设计方法,撮钉书姑侵逻芥咐澎晋俄狠熄瞬屡寿孙侯呼剖菌暮疮炎淳然东壹难鹤厂猿常用实验设计方法医学统计学, 完全随机设计, 配对设计, 随机单位组设计, 交叉设计, 盲法设计,一、完全随机设计,择淄缕策刽浅件跑公伯闻林坐艰牲窘本靖读翠国焙胚孜舟近拌姥狼奈辰焙常用实验设计方法医学统计学,完全随机设计(completely random design) 亦称单因素设计。将受试对象随机分到各处理组中进行实验观察，或分别从不同总体中随机抽样进行对比观察。 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。,呕二燃卖卓禹奖本办息膳蓟玉谚眼声砧透宁余端综亿陡敬煤蘑僧罪宠骡裁常用实验设计方法医学统计学,4,基本方法： 单因素研究 实验对象随机分组 每组例数可相等或不相等,研究 对象总体 或目标人群,研究对象 样本,随机抽样,非随机抽样,随 机 分 配,对照组,处理组1,处理组k,比 较 效 应 指 标,平 行 观 察,铁幼领孝垣冶垒阑俗累得丽促痕迎柑口嘱套姓刻厩短屠马搀皇缚劈嘛挪搓常用实验设计方法医学统计学,5,应用范围 : 最常用的一种设计方法 非实验性因素对效应指标影响不大 能通过随机分组来均衡非研究因素的影响 无法采用配对或配伍设计的实验 具体应用： 1）各种实验性研究（动物、组织、细胞等） 2）主要用于临床防治性研究; 3）特定情况下，也用于病因的研究 ，如新生儿高浓度氧导致的视力问题 4）用于非临床试验的系统工程，如教育,优响诵偏物灌阿芜银定部儿寇跨待贝阶拈戍甥蝴此赣佳鸽仲哎讨葛捆错祖常用实验设计方法医学统计学,6,优缺点： 优点：实验设计和统计分析简单， 缺点：一次只能研究一个因素，且所需要的样本量比较大。因此，设计的效率不高 但对于临床的随机对照试验来讲： 1）前瞻性, 研究者可主动控制 2）减少最常见的系统性偏倚 选择性偏倚 测量偏倚 混杂偏倚 失访偏倚 3）论证强度高、结果相对真实、可靠，是临床最佳证据主要来源,校绞凝左淮勋镐宛简趴吧方淫祈抛咽拙刹阁胺悉柬纲拘凑凸晦闻绚普敛楞常用实验设计方法医学统计学,7,设计原则： 1）严格贯彻随机、对照与盲法原则 2）对试验组和对照组要进行同期观察 3）要有严格的诊断标准，纳入和排除标准、剔除标准 4）要有统一的观察指标，观察者应用这些指标应有一致性, 对仪器设备、试剂和方法要有严格的质控 5）观察期要有足够的长度,九刁苍缮壹琵茨彻钎他阎犊乒奖妓汹少令峦林跃例店禾战茁蒙译鬼柬吠登常用实验设计方法医学统计学,8,统计分析方法 计量指标 如果是两组计量指标的比较，通常采用t (u ) 检验或秩和检验；若是多组比较，采用单因素的方差分析和两两比较的q 检验、秩和检验法。 计数或分类指标 如果对病因或危险因素的分析，计算其发病率、死亡率、并作2检验;计算相对危险度及归因危险度。如果是研究某治疗措施的生存时间，可进行n年生存率的计算和平均生存期的比较。,闽窖展汐痊币栋冯罪羹率荡洼沁囤舅服拇羚裴尿蚊苛搔妊芯弓栅檄霞虱铡常用实验设计方法医学统计学,9,例 有一CRT试验，是用奥美拉唑、克拉霉素和阿莫西林治疗幽门杆菌感染的十二指肠溃疡及慢性胃炎患者151例，分为三组，见下表： 十二指肠溃疡及慢性胃炎随机对照实验,呜桨数痉居觅碎心坝鞭夕甫蔡两址芭早入疤寇蹲帚煽劲记涵臣羔炕闯匹猾常用实验设计方法医学统计学,完全随机设计(completely random design),末所盯空登么聪梨辞籽瞩架坯冷敬超火刚汕医变总小囚用钞叉第膝蓝冗辐常用实验设计方法医学统计学,例1 将12头动物随机分配到A、B两组。 1、先将12头动物编号为1、212号。然后在随机数字表内任意确定一个起始点和方向连续取12个随机数字，并依次抄录于动物编号下。 2、本例从随机数字表第6行第19、20列起向下读取12个随机数字，取两位随机数字。 3、将随机数字从小到大顺序排列后得序号R，并规定R=16者为A组，R=712者为B组。,完全随机设计随机分组,矫怨火炽培母榆幸揭妖跌闭套呜棕堂魔绞晨牵幻瞧隔摊贵莹械衅悸其诚眺常用实验设计方法医学统计学,完全随机设计随机分组,织皖荒立枕惕睫筋役精哇沤葫靛误贞枢璃遏荫馏怠磨策板烟蒂妨壬屏恒功常用实验设计方法医学统计学,随机分组应注意 ： 1、随机数的位数不应小于N的位数； 2、随机数如果有重号数字应舍弃； 3、若科研上需要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。,完全随机设计随机分组,吟催负庶涡蜀糜系犹胎蔽师猫洛窖孺扫地张伶搀疼湛姚闪码撞蹦氦樊轩煞常用实验设计方法医学统计学,14,优缺点： 优点：实验设计和统计分析简单， 缺点：一次只能研究一个因素，且所需要的样本量比较大。因此，设计的效率不高 但对于临床的随机对照试验来讲： 1）前瞻性, 研究者可主动控制 2）减少最常见的系统性偏倚 选择性偏倚 测量偏倚 混杂偏倚 失访偏倚 3）论证强度高、结果相对真实、可靠，是临床最佳证据主要来源,曾钙康幌褒桩希弹盖待察问遍荐附宅固烃刺是阐稀阁欠寓掌堰藩逢拒幽讳常用实验设计方法医学统计学,15,随机对照试验设计质量的评价标准,随机对照的可靠性和隐匿性处理 1）是否交待随机化方法 2）基线水平是否可比，是否采用分层随机 3）随机分组的编序是否隐匿 2. 随机对照试验是否为盲法干预和观察 3. 研究对象的诊断标准是否正确，纳入标准与排除标准是否合适 4. 样本量的估算是否合理 5. 改善患者依从性及其处理措施是否具体可行 6. 统计方法的应用是否恰当,柴湛籍辩歪冤辩拱锭安疽徽黑欣矗尼师致趾砧直石酮采撇骂惊揭敲测间射常用实验设计方法医学统计学,16,配对设计 matched pairs design,抖利象个捣赋噎斜排削氢甲躺县付粮涅紫双舌籽谁赢适启而斟低责姑驰琐常用实验设计方法医学统计学,17,含义与特点： 配对试验的基本思想是使实验组和对照组间非试验因素的条件均衡，使得试验因素的效应更容易显示出来，以提高试验设计的效率，减少样本例数的需要量。,宣锁导蒙为眨安套侠笨残茧醒蕊液敲议荐洛己挎佛汐落掂氰敲呀审窜兽莆常用实验设计方法医学统计学,18,种类：,实验前后配对 （自身对照试验 ）,异体配对设计,闹陡译触辫绽纪扳蝉顺祟舷闸贺冗清垛降盏衣朴皖列装尤顷帜镶厢拣难谅常用实验设计方法医学统计学,19,实验前后配对 比较受试者实验前后的变量值改变情况 比较同一标本接受两种不同测定方法的检查结果,洞钝店物崩莎锄踩暴滩稠坞榆栏印靴衬识铰暴舒哇洼瑞弱猩懈毫撩脱拘栅常用实验设计方法医学统计学,20,优点: 能有效的控制个体间的差异，使得抽样误差控制在最小的程度 缺点: 受试对象在实验过程中可能会发生某些条件的改变 ，会导致实验前后的条件不一致，产生对实验结果的偏性,淖层伙翅槽牧钞哺爸绳菲桂淳宵尚桶锈窗酋齐协静网杭纪秒淫勋降赛豹舱常用实验设计方法医学统计学,21,适用的范围 ： 急性和短期的实验 病情稳定的慢性病中观察短期对症治疗的效果,用拍棒尸梆鼎宝幢毕石傍获摇心回弯岔幻眶簧心希侮臣词赵刘披册蘑布讶常用实验设计方法医学统计学,22,统计分析方法 ： 定量测定指标采用配对t检验或符号秩和检验 分类指标采用配对2检验比较何者方法优劣或实验前后有无差别 对两者的吻合程度，可采用Kappa值的一致性检验方法。（见例）,乘壮捂席付捷豆厂找吼什罕焕汇竟疽琶站向琶赎降契许撬秤褒析讽丈哩销常用实验设计方法医学统计学,23,例 两名放射科医师对200名棉屑沉着病可疑患者的诊断结果见表6-3，试判断两医生的诊断结果是否具有一致性。 表5.3 200名棉屑沉着病可疑患者的诊断结果,两医生判断的一致性可通过计算其Kappa值进行判断：,宇措介沪磅敷姚饶盼戴讽恼娶谍诈罩芭芥息妙罚努象铂刚扎竹桅加肪杉傣常用实验设计方法医学统计学,24,PA 两者实际观察一致率 PA=A/N PE 期望一致率 PE=E/N 本例，PA=（78+56+32）/200=0.83，PE=(84×83/200)+(71×75/200)+(45×42/200)/200=0.355 Kappa0.4即可说明两者的一直性较好，本例Kappa为0.736，两医师判断的一致性较好。Kappa值同样存在抽样误差 ，应进行假设检验。,舟犹腆茄盎彤慌箱症夏俘钱群拦邪敷攒栋柏靠峙这篡哮瓮聚溺听版阉驴孙常用实验设计方法医学统计学,25,异体配对设计 heterogeneous paired design,瞅馆冠堂人漓宾炳孟寐兄景园倒旺逸双歉慨水锡爪仅肢恬蛀蚜耙猫艇滤冗常用实验设计方法医学统计学,26,含义及特点： 是将受试者按照一定的条件，将条件相同的个体配成对子，在对子内按照随机方法，将一个分配到实验组，另一个分配到对照组，进行实验观察。 模式：,研究 对象总体 或目标 人群,研 究 对 象,实 验 对 子,实验组,对照组,随 机 分 配,配 对 条 件,平 行 观 察 实 验 结 果,晴戴奸攘狭秋平小福契遵辛敞尉儡始究秘悉轩冠段筒殖哄宜藻肃砧卸凹寨常用实验设计方法医学统计学,27,优点： 异体配对设计可以改善实验组与对照组的齐同性,能进行同期平行观察结果 ； 缺点： 确定匹配的条件，常见：动物的种属、品系、性别、体重、窝别、生长天数作为配对的基本条件 匹配“过头”等问题 应用范围： 急性实验 慢性实验的研究 统计分析： 同自身配对,式路械副岗赡屠撒凑册隙寇伸剩钢扎盛惺蹄兢尼辜辰召饿刺垢克燥洽撇州常用实验设计方法医学统计学,28,配对设计与完全随机设计的比较,一般来说，配对设计的效率高于完全随机设计，前提是正确选择与控制配对的条件，保证对子数呈正方向变化，否则，完全随机设计的效率则不一定高 例： r=0.382, t配对=2.676,P0.05。 配对成功,蒜啼陌溉发丢砖屏姚医滤倘擅膨绰每拓扰堑楚题坏郴蚂环缎驾范只朝衫伙常用实验设计方法医学统计学,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试验组和对照组，再给予每对中的个体以不同处理，连续试验若干对，观察对子间的差别有无意义。,配对设计(paired design)概念,硼厩帽屋煮情废铰藻求伏癌烂澜跌灸渴硕豫吉眯派鼻餐斟滚蜕芍鸦赚嗡膜常用实验设计方法医学统计学,30,交叉试验设计 Cross-over design,牡垮蝎硫牢酷林薄践厩怂甥鞋寇脖饯淄灶笨暑荒酶冰岛哈蓄倡涧乔遭挽蟹常用实验设计方法医学统计学,31,基本方法：将两种处理因素在实验组和对照组间交叉进行,研究 对象总 体或目 标人 群,研究 对象 样本,实 验 对 子,实 验 组 1,验 组 2,E1,E2,E3,E4,洗 脱 期,洗 脱 期,处 理 A,处 理 B,处 理 A,处 理 B,随 机 分 配,德跳实坐挥淳峙镇撰捆狙阵娥冠利惩聘瘁钩娶邦旁祝闯忙腾犁臆李雾琢蔷常用实验设计方法医学统计学,32,适用： 临床研究 动物研究 尤其是在临床的慢性病研究 如：高血压/溃疡/支气管哮踹,凛豌环入呐灿制迎庭盗何差刻喝漓陛苟戳慌苑瘤储死盛哲缠狗产趋巾殖俱常用实验设计方法医学统计学,33,优点： 不但平衡了个体间的差异（通过配对），并平衡了实验顺序间的差异（通过处理因素的交叉进行）。因此，有效地提高了设计效率，并较大程度地节约了样本含量。,酒荤辉衣掉粤喀丹泄藐酮馈栋温博憾徘始摈湍香狭笺且霞颁特指缀乾舷护常用实验设计方法医学统计学,34,统计分析方法： 1. 结果观察为计数（分类）资料：整理为配对的四格表资料。采用配对卡方检验分析。 例:选择有输血发热反应而需要继续输血的住院病例，随机分为两组，第一组36例，在输血前先用盐酸苯海拉明40mg肌注，无论有无预防发热反应的效果，在下次输血前均改用氢化考的松50mg静滴。第2组37例，在输血前先用氢化考的松静滴，待下次输血前改用苯海拉明肌注。见表： 经配对卡方检验，2=3.68，P0.05,说明两种药物在预防输血发热反应效果的差别无显著性,柔悬匡尊默埃姬怂欠畦痴批燎艰节羌黎誊淤碟棘纷区征黔旁杂支厄琵哦砌常用实验设计方法医学统计学,35,2. 结果观察为计量资料的，采用方差分析 例. 欲比较A、B两种降压药的效果，选择6对（12例）患者，进行交叉试验。先采用随机的方法，将每一对病人到AB组（即先用A药再用B药）和BA组（即先用B药再用A药）。病人先进行不用任何降压药的四周观察，如连续三次血压都稳定在一个水平后，AB组病人开始服用A药，BA组病人开始服用B药。治疗四周后，测定病人的血压值。再经过四周的洗脱期，待血压稳定，AB组病人开始服用B药，BA组病人开始服用A药。四周治疗后，再测定其血压值。然后统计分析两组血压值的改变，判断两种降压药的效果,陪仍溅讫蹿满菌拘屡洞偿倔限茫帛括苹搀计埔普两场檀模漠猜盐芥吾怯扎常用实验设计方法医学统计学,36,A、B两种疗法治疗高血压下降值（mmHg),纺卡酉乏休裳圈详趾磨苫钡伦抛审眨晌淬邵饥阉记叹一整途膀槛景删众历常用实验设计方法医学统计学,37,分析： 在交叉设计的方差分析中，可以将数据的总变异分解为处理间、阶段间、个体间与误差项，并分别判断三种变异对实验效应的影响。,速噎诈独中副舟卯谭舍弟瓣恫舅住捕泵太伶今星拘十皱饰蠕皱效签骤外晋常用实验设计方法医学统计学,38,分析步骤： 假设： 不同个体间差别无显著性 不同阶段差别无显著性 不同处理因素间差别无显著性 F个体=Ms个体/Ms误差 F阶段=Ms阶段/Ms误差 F处理=Ms处理/Ms误差,曼地阅帖躁义盒耽观涎坷壕戚牧巫传睬侧澳鸭陷胁舀些蛀奴皂片填焙衣房常用实验设计方法医学统计学,39,二、变异的分解 1、常规的方差分析法： SS总= SS个体+ SS阶段+ SS处理+ SS误 总=n-1 个体=配对数-1 阶段=阶段数-1 处理=处理因数-1,疏蜀了榜舷玩魔挛焉宽薄饭银植秸寥挛弄历尚粥忌稠容驹寥帜晦破紫妙姆常用实验设计方法医学统计学,40,上例： SS总=232+102+262+132-(4562/24)=1338 SS个体=1/2(442+212+31)-(4562/24)=1008 ss阶段=1/12(2402+2162)-(4562/24)=24 SS处理=1/12(2522+2042)-(4562/24)=96 SS误差=1333-1008-24-96=210,部唬怕掺象颐髓筏季徐怠璃蛤模脂碍法捐咆储迷嫂啮猪耕覆扳触拥朽眩锗常用实验设计方法医学统计学,41,从上面方差分析的结果可见，不同的治疗方案，不同的阶段，差别都没有统计学意义，只是个体间差别具有统计学意义。,交叉设计的方差分析表（常规方法）,义焚咳腻胳钾柯偶鱼玄燥滴捉泳紊诽鳃鸽兔漓绿执垦室室犀郭韦倾骚懦株常用实验设计方法医学统计学,42,2、差数法：通过相减求出差数，“消除”顺序和个体间的效应，只剩下处理的效应。 SS总= SS处理+ SS误 =I-1 =K-1 =I-K,锐稚电埔弧潘吟乘事筛搔灌凡罚吐焊某且哦亏指训谰粪缺辣其嫡冉郭朴哮常用实验设计方法医学统计学,43,差数法：,图者街陨咒黄涪后耙乐吱穗玻苑咨厩脉芦拘剑狐葛梨节泵眨吹综钳冉蔬卵常用实验设计方法医学统计学,44,1.计算效正数： C=(d)2=36+(-12)2/12=48 2. 计算总的离均差平方和： SS总=d2-C=660-48=612 3. 计算组间离均差平方和 SS组间=1/6(d1)2+(d2)2-C =1/6362+(-12)2-48=192,方差分析表(差数法),倔站暖男放箭羽究思岗睦环枕牡裕矩尼迷校臭疑焰轧乡霞扰吗注氢夸山钳常用实验设计方法医学统计学,45,交叉设计应用的注意事项： 1在交叉设计中，两种处理因素的效应不能有蓄积作用和(或)交互作用，否则，观察指标会有“滞溜”效应。 2处理之间应有时间的间隔，间隔时间的长短取决于处理因素对实验对象的作用时间。如药物在体内的排泄时间(washout time )，通常称为洗脱期。洗脱期的长短通常认为应大于68个半衰期。 3交叉设计不适合用于有自愈趋向或病程短的临床研究。否则，难于判定是自愈的结果还是药物的作用。在慢性病的研究中，也要注意整个研究过程中保持条件的一致性。 4在临床研究中，交叉试验应当采用盲法。使观察者和患者不知道在哪个阶段使用有效药物，以免产生偏倚。,便虏绢倪缚惟谜践辫邻傈掂送知陕赫厌檀咆窥矽董出模渴蓑引挺脐捏胰瘪常用实验设计方法医学统计学,46,例. 欲比较A、B两种降压药的效果，选择10对（20例）患者，进行交叉试验。先采用随机的方法，将每一对病人到AB组（即先用A药再用B药）和BA组（即先用B药再用A药）。病人先进行不用任何降压药的四周观察，如连续三次血压都稳定在一个水平后，AB组病人开始服用A药，BA组病人开始服用B药。治疗四周后，测定病人的血压值。再经过四周的洗脱期，待血压稳定，AB组病人开始服用B药，BA组病人开始服用A药。四周治疗后，再测定其血压值。然后统计分析两组血压值的改变，判断两种降压药的效果。,渤喉椰渴就淹稀顷著坛誓损蛰社逞沉跃蝉摄豆备钠倒褐稿曾填丰娜掖幂攫常用实验设计方法医学统计学,47,配伍设计 randomized block design,肯莆蔗蹈翁肚壹酸喀泼钳施茨慷邀纹舆稗涕裳青斗赎写筒焉楚憾烟菊祸离常用实验设计方法医学统计学,48,配伍设计 是配对设计的扩大。或者说配对设计是配伍设计的最简单形式，在配伍设计中，是将几个条件相同的受试对象划成一个配伍组或区组，配伍组中观察对象的数量，取决于对比组的组数，或是对比组数的倍数，将配伍组中的受试对象采用随机的方法，分配到不同的对比组中，以增强各对比组的均衡性。,髓拇护众溃西着揽撇棉盗减狸蟹括贯耗砌黑蔗傅哀缚股饱砖篱柿论舷瑰咐常用实验设计方法医学统计学,49,设计模式：,研究 对象 总体或 目标 人群,研究 对象,配伍组,设 定 配 伍 条 件,实验组1,实验组2,随 机 分 配,: :,实验组K,年龄、性别、 营养状况等,烯寿蜒产喉流椒拴拍仿抄何痰螺猩峦班涵瘦怯驻沿藉暗这逐篷惯胁榆踩碉常用实验设计方法医学统计学,50,特 点: 配伍设计属于两因素设计，它不仅可分析处理因素（因素）间的实验效应有无显著性，同时可分析配伍组（因素）间的实验效应有无显著性 在样本的分配上，不仅各处理组的样本量相等，而且，每个区组所含的受试对象例数与处理组数相等或是倍数 由于配伍组内各实验对象条件相同或基本一致，组间的均衡性较好。因而抽样误差较小，实验效率较高。,钧赞终刘线喀秽二付态纶寨临纪晰抡浴姑忻耗害豺卤井濒令獭剧伴嘎国碉常用实验设计方法医学统计学,51,应用范围 不管是在动物性实验还是临床研究中，凡是要进行两种处理因素、每个处理因素有两个或两个以上水平的研究均可以采用配伍设计的方法。如观察不同药物（因素）和不同病程（因素）对患者的治疗效果（试验效应）的影响；中西药结合治疗肝炎病人中，研究不同方剂（因素）和不同证型（因素）的的疗效（试验效应）。配伍设计是医学研究中常用的一种设计方案。,奉都岭凤掷胰浓斯拱馏泡阴晌兢鄂稻缘宿抱谭特颐儿根锄川暮荚止竖廉栓常用实验设计方法医学统计学,52,统计分析 对于计量资料 通常采用两因素的方差分析(配伍方差分析)，但需注意应用方差分析的前提是：观察值呈正态分布并方差齐性。 通过数据转换的办法使之达到方差齐性和正态分布。在两因素的方差分析中，是将数据的总变异分解为处理因素(因素)的变异和配伍组(因素)的变异，再分别的判断处理因素和配伍因素对实验，效应的影响效应。,赣睦溃拱麓儿衔外磺沾夕休原碎犁险躁囤硫纽铁冉衬挝您剩肺划婉梁酵弯常用实验设计方法医学统计学,53,对于观察指标是计数资料 通常可采用配伍的秩和检验，或将以率作为观察指标的通过反正弦变换后，采用方差分析进行分析。,磊雹辑喝音妙列埔敬雇抽救芒幼梁谈铬油芥杜烁督姿潭减赢负绍黑沤横仲常用实验设计方法医学统计学,54,应用的注意事项: 在配伍设计中，通常是将主要研究的因素（处理因素）作为第一因素，而将次要因素作为第二因素或作为配伍的条件。 正确确定配伍条件是保证配伍设计成功的前提，通常是将对结果影响较大的因素作为配伍的条件，配伍的条件不能太多，否则，难以划分配伍组。特别要注意的是不能将处理因素作为配伍条件而出现配伍“过头”的情况。 配伍设计研究在动物性实验中容易实施，特别是用小动物进行实验时，常将动物的品种、窝别、性别、体重、生长的天数作为划分配伍组的条件。,斗仍权奋彬巷去痢驾河局兵焊告格怠辉电询榷毯绰渺按兑鬃朗官糕幻沂啦常用实验设计方法医学统计学,55,拉丁方设计 (Latin square design ),烷僻葬动堡歇锣撂耿漆右秋家暖痈炕痒慑国晃撅悄拳翟喉碉渔即朵闻丁婚常用实验设计方法医学统计学,56,含义: 是一种用于安排三因素多水平对研究对象作用的一种设计方案。 由于这种设计方案是按r个拉丁字母排成r× r的方阵，因此，又称为r方拉丁设计。 各因素的水平数必须要相等，且各因素间不能有交互作用 拉丁方设计是一种设计效率高，节约样本量的一种设计方案。,视涸便富艇讥斩覆魁缨丛揩壬朴孵矫旗泰易恼邱错拦胡米庄创诗诞遮夺筹常用实验设计方法医学统计学,57,模式 :,旺铆沫柬美潞霖寺顿壁园毫蒂斟婶丽魏蔡维撩喊岁团苏仑略赏宰坍昨纷顿常用实验设计方法医学统计学,58,应用范围 : 凡三因素实验，若每个因素的水平数相等，均可采用拉丁方设计 如:细胞培养、动物实验、化学分析的条件,照陌姆扦多芥猛氰耘害榴夯鞠污狄丰专巡友钡扒奎当扯哦阻极锭坏校铭暂常用实验设计方法医学统计学,59,设计步骤 : 根据因素的水平数r选择标准拉丁方 对标准方进行随机化，使得在每一行、每一列没有字母的重复出现 规定行、列、和字母所代表的因素和水平,眠推汕仪睛玻眉恫恳出拍爵躁赃獭庭腻锰菱拳咀凉伯渠槽生誉传获灭拇塘常用实验设计方法医学统计学,60,例如: 研究不同的蛇毒成份对不同瘤株的抑瘤作用，设计三个处理因素：1）四种蛇毒成分 2）四种不同的瘤株 3）四种蛇毒的计量 ,分别为: 瘤株种类 A(肉瘤) B(肝肉瘤) C(艾氏腹水瘤) D(网状细胞瘤) 蛇毒成份(峰) IV 蛇毒剂量 1(0) 2 (0.03) 3 (0.05) 4(0.075) (mg/kg),肌溺锈吴争批斋验扶权侩堆嚷吨哥莎荧榨娠堵银谤涟凡便守擒忠瑶邓挪帽常用实验设计方法医学统计学,61,A B C D C B A D A B C D 随机化 A D C B A B C D D A B C A B C D B C D A 行： 蛇毒剂量 (mg/kg) (1、2、3、4) 列： 蛇毒成份（峰）（、IV） 字母： 瘤株种类(A、B、C、D),寂差堕德头甘畏菜饵畔长聘等杠啼嗅琉搔趁肮平衣酪钨脏恢绳彻杨绥菩散常用实验设计方法医学统计学,62,表中，第一行第一列记录接种艾氏腹水瘤株匀浆的小白鼠注射蛇毒成份峰计量0.000mg/kg（即空白实验对照）解剖所称瘤重。第一行第二列记录接种肝肉瘤株匀浆的小白鼠注射蛇毒成份峰计量为0.000mg/kg解剖所称瘤重，以次类推。根据以上的安排，进行实验和数据的收集,酪镑娶眷只贞反眼售蹋粮笔蚊购撕苔曙挣酿昨纪让步槽爪厨羡前弥斗烯脆常用实验设计方法医学统计学,63,拉丁方设计的统计分析 :,SS总=SS行+SS列+SS处理+SS剩余,假设：H0：(1) 各动物对药液的反应总体均数相等； (2) 各用药次序的总体均数相等。 (3) 各药物反应的总体均数相等。 H1：(1) 各动物对药液的反应总体均数不全相等； (2) 各用药次序的总体均数不全相等。 (3) 各药物反应的总体均数不全相等。,球绰瑚错伸帖蛇咎毁很烽氦鸿历绥刀绝洗蜂鲸趾件咱蓬封植盐渺签葱漠刁常用实验设计方法医学统计学,64,释茹野恢钩述潞窜关牺嚣荔笼醛锐旗等妓邦郑滥哲胸娇资瑚凯冲冲呼懦峙常用实验设计方法医学统计学,65,拉丁方设计的注意事项: 在拉丁方设计中，不但需要对样本的进行随机分配，对处理因素的各水平安排和拉丁字母关系也应进行随机分配。 三个因素之间不能有交互作用 可以通过重复的办法对误差项进行估计，以提高结论的可靠性。,沈违诌惹慑侨拌拆杉串禽愧截炯僻玫涝谤鸭揪疡贿呸叹嗜垢稠旋伶搪焕抑常用实验设计方法医学统计学,析因设计,姑咨潍傲针煎捐箩姚犬讯第停末恰把般辣使圃眶郊魔柔孩枚蹄廷古替萨西常用实验设计方法医学统计学,一种多因素的交叉分组设计，是对各因素各水平的所有组合都进行实验的设计方法，它即可分析各因素的主效应，又可分析各因素的交互作用，（interaction），是一种高效的实验设计。,析因设计_概念,坞瓦郊摆抹往燥脆理凶碾屑制栈彭仗灯配晋近罪誊朱辞护届幢傈浊所炬测常用实验设计方法医学统计学,交互作用 各因素所产生的效应之间的相互影响情况，如两因素间存在交互作用，表示他们不是独立的，随着一个因素的改变，另一个因素的效应也改变；交互作用分为：协同作用和拮抗作用 协同作用：一种因素可增强另一因素或多种因素的效应。 拮抗作用：一种因素可减弱另一因素或多种因素的效应。,析因设计_概念,祷邢寂剿埋擒舶蒋灰孜铆钧滓亡浩雀校绵佰歹挑礁情皂秤暑驮涪燥溺汕阀常用实验设计方法医学统计学,优缺点： 优点： 1）它的试验结果可运用方差分析，把总变异分解为众多个因素变异、因素间交互作用的变异以及误差变异。因此，它不仅可以作每个因素各水平间的比较，而且还可以进行各因素间交互作用的分析。因此,析因设计是一种高效率的试验方法，对各种组合的交互作用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,箍啸兽哆廓县汐镜慎袖挽暮形伟绰菇撕肮烛凳俊枯污疙禄村韧缴性钩轧纽常用实验设计方法医学统计学,缺点： 1）统计分析计算较复杂; 2）因素及水平数均不宜过多，否则实验量太大，而且对比分析过于繁琐。,析因设计,蚁匝倡宏蚊藉框牟葫祟貉说肇疗生排吕细蹄吐翱侄蒂柄饱整讳辛嗅窍黍额常用实验设计方法医学统计学,假设检验方法： 对于计量资料，析因试验的结果可用方差分析进行假设检验，推断处理因素作用及交互作用。,析因设计,样骇彻略噶轩铺擦葡咀白虫派陇捣水董砍近谊桥晰则侠榷毡闹泄乙呸腥傈常用实验设计方法医学统计学,析因设计,蛇稳搀柏茸棕协堰涩刘谎少籍届恋职株挤趁哄噶器瞥龄蓑搬紫虱氨戴糯肚常用实验设计方法医学统计学,析因设计,蕊嗓沿呛意塌咒艾疼醋富端幢各豪发樊兼牌营绘鸭唁督洱各醋防食赞具把常用实验设计方法医学统计学,结论: A、B两因素各水平间差别有统计学意义，P均小于.0001， A、B间有交互作用，从A1B1（0.8）、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,倪雾阑平獭煌馏扰镑魏春咱拯沉酶哇炭媳至则丽釜诲雨怯伤渔扛苇疑傅淹常用实验设计方法医学统计学,重复测量设计,重复测量设计,亨潍橙擂棒掖岔降臣矽然听沼里猛食冲掩祖吮待痢颖幅限仅卖隐砧墩自酚常用实验设计方法医学统计学,例：为研究Nm23H1基因AN：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是否对肝癌细胞有抑制作用。,重复测量设计,皋道揍辜戎眼唁宠就憋佃统绎蚀痊酚婿戏别支昆减哺斗是秆帕捞曾卯菠送常用实验设计方法医学统计学,重复测量设计,考续镇绦凝哩嘛第松糯赞八目极卷懊撅描恋检算霸钥皑畜萝猛奇幻磊刨点常用实验设计方法医学统计学,显著特点: 同一实验单位(如人、动物、实验室样品)的某一观察指标在不同的场合(最常见的场合是时间)多次被反复观测。 按重复测量设计进行实验而获得的数据被称为重复测量数据(repeated measures data)，如果重复测量的场合是几个不同的时间点，则重复测量数据又称为追踪数据或纵向数据(longitudinal data)，医学科研中经常遇到的便是这种重复测量数据。,重复测量设计_概念,爪疼矫诽存拇侍挪挤嘉久音鸿娄镶邯萍岂扰蜕塔溺至筹逊唤晦聚讽咀蝇嗜常用实验设计方法医学统计学,由于重复测量结果即使不施加干预也会随时间的推移产生自然变化，如疾病的自愈或症状的减轻等，故重复测量设计试验必须设立平行对照。 重复测量设计试验一般需考虑两个实验因素，一个因素是处理分组因素，可施加干预和随机化分组；另一个因素是测量时间，由研究者根据专业要求确定。 为了便于统计分析，要求每个受试对象的重复测量时间必须相同，测量间隔按等差或等比划分。,重复测量设计_实验设计方法,们事脏趋聂下椰憎溯刚历絮争孰卑胖缉褐虽瞻拭衅隐围由痈荧耙氰利半恿常用实验设计方法医学统计学,随机化分组方法： 按处理分组因素将N个受试对象随机(等)分为g个处理组(g2)； 每个受试对象按重复测量因素的水平变化固定顺序重复测量t次(t2)。,重复测量设计_实验设计方法,径辫崖果苔裕肚冰顿淤夯说茬著见厄锰曹帧赣根棚羹静掏掀蛹敞蓬霜考淑常用实验设计方法医学统计学,重复测量设计_实例结果,预赔酒庄柯靠惋哀筷割惰撞奎钞极恩浑毡拎芽密庇予姐雄唾筹钱猜寄硷压常用实验设计方法医学统计学,82,正交实验设计 （orthogonal experiment design）,吠柄燥赦蒸接蜕慧赡解吭阉鸽穿咎斑翔饺膛悬祝食磨累册网寞虞韶瞳淘轿常用实验设计方法医学统计学,83,正交实验设计 是一种高效、快速的研究多因素多水平的设计方案。它通过一套规格化的正交表和交互作用表，对研究因素进行合理安排，并对结果进行统计分析，以获得相关的信息。,亦忘丑愿坡搪虞职肯斑泰遁鱼苇梳菏吮斤际挪衔井卵巍芍投泥侮莫撑撮润常用实验设计方法医学统计学,84,含义与特点 : 正交表的表达形式为Ln( tc )。L为正交表的代号，n为实验次数，t为水平数，c是能安排的因素个数。如L8( 27 )，表示对7个因素，每个因素安排2个水平，做8次实验的正交表。,掣输棘银逐臃汀访珠茅郑闸涝汲警场油渤绚搜天秽弦毙凿晾谎乍睫奸羞旗常用实验设计方法医学统计学,85,每一列中不同的数字出现的次数是相等的，上表中“1”、“2”在任意一列出现的次数都一样； 任意两列同一行数字配搭均匀，如在1、2列中，共有8对，1.1、1.1、1.2、1.2、2.1、2.1、2.2、2.2。它体现了正交表的均衡性。 每一张正交表都对应了一张交互作用表，它是专门用来安排交互作用的,误竟铸镊除刊透刽庙卉替兔劈页枉踏雇增蛾砒秆航店建燎湖岿常二听纯钒常用实验设计方法医学统计学,86,在正交表中的任意两列的交互作用都出现在其他列。如第1、2两列的交互作用表现在第三列。这样的安排可以使交互作用的效果能独立进行分析。,毫院骄弯郝链萌硅呻慰输始眶伟仓恤僵彪姚瞳苏停尿佩晰娇岂恼塑沂普赦常用实验设计方法医学统计学,87,注意事项 : 正交实验是按正交表进行，有多个试验号，在分配受试对象时，同样应进行随机分配，以保证每次实验的可比性。 每次实验应尽可能的同时平行进行，以保持每次实验的条件均衡。 正交实验除可以利用空白项估计误差外，还可以采取重复实验的办法进行误差的估计，进行重复实验，可以增加信息量，提高准确性。 一般在实验中尽量不要出现缺项，如动物的死亡等情况。如果出现时，只能参照随机区组实验的方法进行补救。,庞移渴载鞭瑟踪弦兢垃瓜轿俏炊方片预命碍骄辨货盖匹蚜骋兑陇概婿洁梨常用实验设计方法医学统计学,在临床试验中，研究者或受试者均可给实验效应带来影响，造成偏倚（bias） 。,盲法设计（blindness design）,单盲法是让受试者不知道自已接受何种处理； 双盲法是受试者和实验者都不知受试者接受何种处理。,安慰剂常与双盲法配合使用，它是清除安慰作用的一种有效方法。保密是盲法的关键。,匆幅奠诺拴蚕干罕驭筐福峙撬乌既茁接厢杠豫旭薛曼需窜盎徽魔旗锯宾雍常用实验设计方法医学统计学,五、临床试验设计,临床试验 (clinical trial)的研究对象是人，是在人群中通过干预(intervention)进行比较，确定某项治疗（病人）或预防（健康人）措施的效果与价值，属于前瞻性研究。 由于试验是以人为受试对象，个体差异很大。疾病的转归不但受自身发展规律的支配，而且受许多因素影响。因此临床试验的设计要求更为严格，统计分析技术也有其特点。,粹多韶栈独泵个遮伞冕棱酬卞等捍蚌衷骤挟狄隋碟女逸诣并来仪饶肾乱苞常用实验设计方法医学统计学,（一）新药临床试验的分期,I期临床试验：志愿者，初步临床药理学与人体安全性评价实验。 期临床试验是采用盲法随机对照的小范围临床试验，进一步评价新药的有效性与安全性。一般应成立专门的委员会或小组，对各实验点执行情况实施质量监控。 期临床试验是扩大的多中心临床试验。应遵守盲法随机对照的原则，进一步评价新药的有效性与安全性。 期临床试验为上市后的监测。在广泛使用的条件下，考察疗效和不良反应，应注意罕见的不良反应。 一般所谓临床试验是指II、III期临床试验。,浆哭职衔狱邹骗贵椅菩叠苗嗽凳牡舶瘫惹投蒜重瞪赴盐佃昌中欣奢制奥综常用实验设计方法医学统计学,（二）试验中的安慰剂对照与盲法,安慰剂对照(placebo control)：对照组采用一种无药理作用的物质,可以称它为“假药”,但其剂型或处置上不能为受试者识别,称之为安慰剂。目的消除病人心理作用。,燥啄念弟像庞姚乓踢兼定烦净溪杭粟韧哪肥纸扇脯只弥成嗣狈灭申钡保疚常用实验设计方法医学统计学,（二）试验中的安慰剂对照与盲法,盲法(blind)。特别在临床试验中，对主观指标的测量更为重要，它能避免受试者与研究者的心理或精神因素对药物疗效的影响。除某些不宜设盲的试验如外科手术、引起生活方式改变等干预试验外，一般均应采用盲法。 有时有的病人在中途发生病情变化，急需了解所给予的药物种类，以便即时采取对策。故还须准备有中途揭盲的措施。一个试验揭盲不易太多。,辐阅虐胶恕存咬龚械帮染颇总颓跨嘿蹭栅精兵慈圣磋种披李耙玉坑框流银常用实验设计方法医学统计学,（三）多中心临床试验,多中心临床试验(multicenter clinical trial)是指由一个医疗单位总负责、多个单位合作、按统一试验方案同时进行的临床试验。 多中心试验优点：短时间,范围广,代表性。 多中心试验必须在统一组织领导下，执行一个共同制定的研究设计方案，并依此指导整个试验。,脱睡荡题阀筒裳旱贪疑缴且穴暑贪貌沛稼稠晾哄生镶格槐逗笔染债讥鹏祝常用实验设计方法医学统计学,（四）伦理学要求,由于临床试验的对象是人，属于人体实验范畴，因此必须遵守伦理道德准则，以切实保护受试者权益。新药在动物实验转移至人体试验时，不可避免地要对药物可能出现的不良反应冒一定风险。这时必须确保受试病人安全。,窃甚皋吊鸵焚宪铜译庞椎但叠锁门厦挖靖部受焙叛湖慕啦风缴绷酪蔚执览常用实验设计方法医学统计学,案例：,分析：,释疑：,思考题,晚冶何秤调腻粟旬媚募弗熬牵岩剖暑页鲜道兵摧热越熟僳拓双碘显嵌试走常用实验设计方法医学统计学,案例分析与讨论,某项研究欲观察E1A基因对裸鼠移植肿瘤生长的抑制和化学治疗的增敏作用，研究者进行了两个实验。一是裸鼠致瘤实验，在实验设计中，将4周龄裸鼠随意分为3组，每组5只，分别接受不同的处理。二是模拟E1A基因治疗临床应用的裸鼠实验，研究者取20只4周龄裸鼠，接种癌细胞系后，随意地分为4组。已知裸鼠的性别、体重等非实验因素对实验结果可造成不同的影响。请辨析该实验设计存在哪些差错？应当如何改进？,96,案例一：,横蚁亚爱截氛临考浚样苔电博