醫(yī)學科研設計實驗研究設計

1、實驗設計,天津醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院衛(wèi)生統(tǒng)計學教研室蘆文麗,異丙酚對小白鼠胃腸道蠕動功能的影響,目的　觀察異丙酚對小白鼠胃腸蠕動功能的影響。方法　48只小白鼠隨機平均分為口服生理鹽水組(NO)、口服異丙酚組(PO)和靜注生理鹽水組(NI)、靜注異丙酚組(PI)，用藥量均為0.02ml/g。分別于口服給藥20分、靜脈給藥10分后，經口灌入亞甲藍液0.2ml；經30分后，采用頸椎脫臼法將小白鼠處死；打開腹腔，剪開腸系膜，將腸管輕拉成直線

2、，以幽門為起點測量：(1)亞甲藍在腸管內移動距離D；(2)小腸全長L(幽門～回盲部)。計算：移動率(MR)%＝D(cm)/L(cm)。結果　MR(%)分別為NO組8.8±0.5(8.2～9.7)，PO組19.8±2.0(15.0～24.0)，NI組6.4±0.6(5.4～7.5)，PI組14.7±1.5(11.7～17.2)；試驗組非常顯著地高于各自對照組(P＜0.01)。結論　異丙酚無論口服

3、還是靜注，對小白鼠胃腸道蠕動都具有一定促進作用。,朱科明等. 中華麻醉學雜志 1999,19（2）,住院廣泛性焦慮障礙患者音樂療法效果分析,目的  探討音樂療法在廣泛性焦慮障礙治療中的應用效果。方法  將80例廣泛性焦慮障礙患者按就診順序隨機分為觀察組和對照組，每組各40例，對照組給予常規(guī)藥物治療和護理，觀察組在此基礎上配合音樂治療，療程1月，兩組患者在治療前和療程結束后分別應用焦慮自評量表（SAS）和漢密爾頓焦慮

4、量表（HAMA）評定療效。結果  療程結束后，兩組患者SAS和HAMA評分較治療前具有顯著性差異(P<0.001)，但觀察組較對照組分值下降有顯著性差異(P＜0.001)。結論  音樂治療是調節(jié)精神心理狀態(tài)和改善情緒的最佳手段之一，對廣泛性焦慮障礙患者的情緒改善有明顯的促進作用，通過利用音樂的節(jié)奏、曲調、和聲，結合患者的文化程度、病情、愛好、欣賞水平等制作個體化的音樂處方，能夠縮短療程，緩解患者癥狀帶來的痛

5、苦，促使患者早日達到臨床康復，值得在臨床中推廣應用。,康建華  張帆.中外健康文摘.2009,主要內容,實驗性研究與觀察性研究的界定科研設計的內容實驗設計的基本要素受試對象處理因素實驗效應實驗設計的基本原則對照隨機重復,常用的實驗設計方法完全隨機設計配對設計交叉設計隨機區(qū)組設計析因設計正交設計拉丁方設計,科研設計,良好的科研設計是順利進行研究和數(shù)據(jù)分析的先決條件，也是獲得預期結果的保證專業(yè)設計

6、從各專業(yè)角度考慮研究（實驗或調查）的科學安排；包括選題，建立假說，確定研究對象和技術方法。統(tǒng)計設計從統(tǒng)計學角度考慮設計的科學性和邏輯性，是研究結果具有重現(xiàn)性、更可靠、更科學，經得起時間的考驗是對資料收集、整理和分析全過程的設想和安排包括確定設計類型、估計樣本含量、選定統(tǒng)計指標和統(tǒng)計分析方法,醫(yī)學科學研究,實驗性研究?實驗研究設計研究者能人為的給予干預措施；研究者能人為的設置處理因素受試對象接受何種處理因素和水平是由隨機分

7、配決定的觀察性研究?調查研究設計研究者不能人為的施加干預措施，同時研究對象接受何種處理因素或統(tǒng)一處理因素的不同水平也不是由隨機化決定的,學習要求,實驗性研究與觀察性研究的界定科研設計的內容實驗設計的基本要素受試對象處理因素實驗效應實驗設計的基本原則對照隨機重復,常用的實驗設計方法完全隨機設計配對設計交叉設計隨機區(qū)組設計析因設計正交設計拉丁方設計,實驗研究的基本要素,實驗研究是在受試對象（動物、人體、器

8、官、組織）身上，施加某些因素（如藥物、手術或其他治療手段），通過對某些指標的觀察，最后得到實驗結果，找到所要闡明的問題。實驗研究的目的就是要闡明某種或某些處理因素對受試對象產生的效應,實驗設計的基本要素,受試對象處理因素實驗效應,異丙酚對小白鼠胃腸道蠕動功能的影響,目的　觀察異丙酚對小白鼠胃腸蠕動功能的影響。方法　48只小白鼠隨機平均分為口服生理鹽水組(NO)、口服異丙酚組(PO)和靜注生理鹽水組(NI)、靜注異丙酚組(PI)，

9、用藥量均為0.02ml/g。分別于口服給藥20分、靜脈給藥10分后，經口灌入亞甲藍液0.2ml；經30分后，采用頸椎脫臼法將小白鼠處死；打開腹腔，剪開腸系膜，將腸管輕拉成直線，以幽門為起點測量：(1)亞甲藍在腸管內移動距離D；(2)小腸全長L(幽門～回盲部)。計算：移動率(MR)%＝D(cm)/L(cm)。結果　MR(%)分別為NO組8.8±0.5(8.2～9.7)，PO組19.8±2.0(15.0～24.0)，N

10、I組6.4±0.6(5.4～7.5)，PI組14.7±1.5(11.7～17.2)；試驗組非常顯著地高于各自對照組(P＜0.01)。結論　異丙酚無論口服還是靜注，對小白鼠胃腸道蠕動都具有一定促進作用。,朱科明等. 中華麻醉學雜志 1999,19（2）,受試對象(Subject),受試對象是處理因素作用的客體，根據(jù)研究目的確定。受試對象的選擇:種類,營養(yǎng)狀態(tài),數(shù)量實驗研究根據(jù)研究對象的不同，分為三類：動物實驗（

11、animal experiment)臨床試驗(clinical trial)社區(qū)干預試驗(community intervention trial),處理因素（treatment),處理因素根據(jù)研究目的而施加的特定試驗措施。[受試因素、處理、因素]每個因素在量和強度上的不同稱為水平(level)。單因素單水平：單因素多水平：在單因素的實驗中，因素的某一個水平就是一種處理；多因素多水平：在多因素實驗中，多個因素不同水平的組合是

12、不同的處理表現(xiàn)為實驗對象在實驗過程中所具體接受的某個因素或多個因素不同水平的組合。,確定處理因素要注意：,要抓住實驗中的主要因素要分清處理因素和非處理因素非處理因素：與處理因素相對應并同時存在、能使受試對象產生效應的因素，可干擾所研究因素與實驗效應間關系的觀察及分析。[混雜因素 confounder]處理因素應當標準化處理因素在整個實驗中應始終保持不變，包括處理因素的施加方法、強度、頻率和持續(xù)時間等。,實驗效應（experim

13、ent effect）,處理因素作用下受試對象所引起的反應（response）和結局（outcome）稱為實驗效應，通常通過實驗指標（統(tǒng)計學指標-變量 variable）來反映。,觀察指標的選擇,指標種類：定量指標定性指標等級指標一般情況下應首選定量指標作為實驗觀察指標。,客觀性：,觀察指標有主觀指標和客觀指標之分。主觀指標：被觀察者主觀感覺、記憶、陳述或觀察者主觀判斷的結果——隨意性、偶然性客觀指標：借助測量儀器或實驗室檢

14、查手段獲得的結果因此應盡量選用易于量化的客觀指標作為實驗觀察指標。如實驗室檢查化驗數(shù)據(jù)。,準確度和精密度,精密度precision: 是指對同一對象同一指標重復測量時，觀察值與均數(shù)的接近程度，其差值受隨機誤差影響。準確度accuracy:是指觀察值與真值的吻合程度，主要受系統(tǒng)誤差的影響。實驗效應指標應該即準確又精密。,特異性和敏感性,特異性specificity:表示該指標能鑒別真陰性的能力，特異性高的指標最易揭示處理因素的作用，

15、不易受混雜因素的干擾。敏感性sensitivity:則是表示該指標檢出真陽性的能力。敏感性高的指標可減少假陰性率，對外界刺激反應靈敏，即若處理因素發(fā)生了較小的變化，則該觀察指標也能相應地發(fā)生變化。,觀察指標的選擇,指標種類：觀察指標可分為定量指標、定性指標和等級指標，一般情況下應首選定量指標作為實驗觀察指標?？陀^性精確性靈敏性和特異性可操作性 可操作性越強的指標，越易為人們所接受，所獲得的數(shù)據(jù)就有可能越準確。,指標的觀察-控制

16、誤差的產生,分析結果與真實值之間的差值稱為誤差。一、系統(tǒng)誤差 systematic errors系統(tǒng)誤差是由某種固定的因素造成的，在同樣條件下，重復測定時，它會重復出現(xiàn)，其大小、正負是可以測定的，最重要的特點是“單向性”。系統(tǒng)誤差可以分為(根據(jù)產生的原因)：,(一)方法誤差,是由于分析方法不夠完善所引起的，即使仔細操作也不能克服，如：選用指示劑不恰當，使滴定終點和等當點不一致，,(二)儀器和試劑誤差,儀器誤差來源于儀器本身不

17、夠精確如砝碼重量,容量器皿刻度和儀表刻度不準確等，,試劑誤差來源于試劑不純，基準物不純。,(三)操作誤差,分析人員在操作中由于經驗不足，操作不熟練，實際操作與正確的操作有出入引起的，如器皿沒加蓋，使灰塵落入，滴定速度過快，坩堝沒完全冷卻就稱重，沉淀沒有充分洗滌，滴定管讀數(shù)偏高或偏低等，初學者易引起這類誤差。,（四）主觀誤差,另一類是由于分析者生理條件的限制而引起的。如對指示劑的顏色變化不夠敏銳，先入為主等。以上誤差均

18、有單向性，并可以用對照、空白試驗，校準儀器等方法加以校正。,系統(tǒng)誤差的控制,對照試驗校準儀器,二、偶然誤差 Random error,又稱隨機誤差，是由一些隨機的偶然的原因造成的(如環(huán)境，濕度，溫度，氣壓的波動，儀器的微小變化等)，其影響時大時小，有正有負，在分析中是無法避免的，又稱不定誤差，偶然誤差的產生難以找出確定的原因，難以控制，似乎無規(guī)律性，但進行多次測定，便會發(fā)現(xiàn)偶然誤差具有很多的規(guī)律性(象核外電子運動一樣)，概率統(tǒng)

19、計學就是研究其規(guī)律的一門學科，后面會部分的講授。特點：?,a:正負誤差出現(xiàn)的概率相等。b:小誤差出現(xiàn)的機會大，大誤差出現(xiàn)的概率小。,在實際分析中，真實值難以得到，常以多次平行測定結果的算術平均值代替真實值。絕對偏差(d)=個別測得值x－測得平均值 相對偏差＝{絕對偏差/平均值} ×1000‰有正負號，偏差的大小反映了精密度的好壞，即多次測定結果相互吻合的程度，而準確度的好壞可用誤差來表示。標準差 & 變異系數(shù)

20、,隨機誤差的估計,指標的觀察,指標觀察過程中的偏性(bias,偏倚）問題盲法[blind method]為避免研究中來自受試對象和觀察者、統(tǒng)計分析人員等主觀因素的影響，采取是其不了解受試對象的分組情況。Single blind methodDouble blind methodTriple blind method,實驗設計的基本原則,對照的原則 （control)隨機的原則（randomization)重復的原則

21、 (replication),對照的原則—對照的意義,只有正確的設立對照，才能平衡非處理因素對實驗結果的影響，從而把處理因素的效應充分暴露出來。有比較才有鑒別，對照是比較的基礎設立對照是控制混雜因素和偏倚不可取少的手段,對照設置的原則,對照的基本要求是實驗組與對照組除處理因素不同外，其它條件應盡量保持一致，即所謂的保持實驗條件的均衡性或齊同條件可比的原則——均衡的原則。 常常是實驗成敗的關鍵,對照的分類,空白對照

22、安慰劑對照實驗對照標準對照自身對照相互對照歷史對照,空白對照[blank control],空白對照指對照組不接受任何處理因素在動物實驗中常見，用來評價測量方法的準確度、觀察試驗是否處于正常狀態(tài)。本底值檢測社區(qū)干預試驗,,可行性,偏性,安慰劑對照[placebo control],安慰劑[placebo]是一種無藥理作用的“假藥”或稱“偽藥物”其外觀如劑型、大小、顏色、重量、氣味及口味等與試驗藥物一致，它不含藥物的有效

23、成分，不能為受試對象所識別。設置安慰劑的目的在于克服研究者、受試對象、評價者等由于心理因素所形成的偏倚。,實驗對照[experimental control],對照組不施加處理因素，但施加某種與處理因素有關的實驗因素,,實驗組,對照組,賴氨酸,,,Bread,Bread,實驗對照[experimental control],,實驗組,對照組,,,Greentea,,water,,,,自身對照[self control],對照和試驗在

24、同一受試對象身上進行實驗前后比較,,,,標準對照[standard control],用現(xiàn)有標準方法和常規(guī)方法，或者用標準值和參考值做對照,常見錯誤分析,未設對照對照不當對照不足，應補加對照樣本太小配對過頭多余對照,隨機化（randomization),隨機原則的含義隨機抽樣隨機分組實驗順序隨機化,隨機化的方法抽簽法隨機數(shù)字表隨機排列表,隨機化是采用隨機的方式，使每個受試對象都有同等的機會被抽到或分到不同的實驗組

25、和處理組,完全隨機化（completely randomization): 直接對受試對象進行分組，分組后各組受試對象的例數(shù)不一定相等。步驟：編號：受試對象按一定順序編號，動物可按體重；患者可按就診順序；取隨機數(shù)：隨機數(shù)字表；計算機確定組別：可按事先設定規(guī)則；奇偶；隨機數(shù)/K后按余數(shù),隨機化（randomization),隨機化（randomization),完全隨機化（completely randomization): 直接

26、對受試對象進行分組，分組后各組受試對象的例數(shù)不一定相等。實例：,分層隨機化（stratified randomization):事先按可能影響實驗過程或結果的主要混雜因素對受試對象分層，然后在每一層內進行完全隨機化。步驟分層編號排序：將受試對象按主要混雜因素相近的原則分層；編號取隨機數(shù)：隨機數(shù)字；計算機確定組別：奇偶；隨機數(shù)/K取余數(shù),隨機化（randomization),隨機化（randomization),分層隨機化（s

27、tratified randomization):事先按可能影響實驗過程或結果的主要混雜因素對受試對象分層，然后在每一層內進行完全隨機化。實例,重復的原則,重復的原則的兩層含義重復觀察與實驗次數(shù)樣本含量的大小,重復是指在相同的實驗條件下，進行多次研究或多次觀察，以提高實驗的可靠性和科學性。,影響樣本含量估計的因素—估計樣本含量的先提條件,實驗允許的第一類錯誤的概率[α]提出所期望的檢驗效能 [1-β] 對實驗精度的要求，即

28、容許誤差 [δ]觀察指標的變異程度，即標準差[σ],參數(shù)獲得途徑預試驗文獻檢索專家意見,確定樣本含量的用途,估算達到有統(tǒng)計學意義的最低樣本含量 估計檢驗效能 對于現(xiàn)有的實驗結果，已知樣本含量，可以根據(jù)總體的差值估計實驗的檢驗效能是否夠大。測量容許誤差 按已知樣本含量，估計有1- β的把握發(fā)現(xiàn)多大的差異。,單個樣本均數(shù)和配對檢驗,,兩個樣本均數(shù)比較,Sample size,Two sampl

29、e randomized parallel design2-sided testα = 0.05, 1-β = 90%σ = 2hrδ = 1 hr,,,,樣本率與總體率的比較,,兩樣本率的比較,,,,配對計數(shù)資料,,,,,,,，,，,,多個樣本均數(shù)比較,,多個樣本率比較,,,完全隨機設計,[Completely random design]定義設計模式優(yōu)缺點統(tǒng)計方法實例分析,完全隨機設計,不考慮個體差異的影響，僅涉及

30、一個處理因素，但可以有兩個或多個水平，所以亦稱單因素實驗設計。該設計常用于將受試對象按隨機化原則分配到處理組和對照組中，各組樣本例數(shù)可以相等，也可以不等，但相等時效率高。,完全隨機設計,優(yōu)點：對比分明；設計簡便；統(tǒng)計分析比較簡單；缺點：只能依靠隨機化的方法減少混雜因素的干擾；處理因素單一；統(tǒng)計分析方法：t檢驗；方差分析；秩和檢驗；卡方檢驗,完全隨機設計,設計：先將實驗對象編號，按預先規(guī)定，利用隨機排列表或隨機數(shù)字表產生的隨機數(shù)字

31、將實驗對象隨機分配到各組中去（用隨機排列表進行分組時，各組例數(shù)相等；用隨機數(shù)字表進行分組時，各組例數(shù)常不相等，故常用前者）。,配對設計與配伍組設計,[paired design; randomizedblock design ]先按配比條件將受試對象配成對子或區(qū)組，再將各對或各區(qū)組中的個體按隨機分配的原則給予不同的處理。該類設計考慮了個體差異的影響，可分析處理因素和個體差異對實驗效應的影響，所以又稱兩因素實驗設計，比完全隨機設計的檢

32、驗效率高。,隨機區(qū)組設計,配對設計（paired design）,配對設計是將受試對象按配對條件配成對子，每對中的個體接受不同的處理。配對設計一般以主要的非處理因素作為配比條件，而不能以處理因素作為配比條件。動物實驗中，常將同性別、同窩別、體重相近的兩個動物配成一對；人群試驗中，常將性別和年齡、生活條件、工作條件相同或相近的兩個人配成對子，再按隨機化原則把每對中的受試對象分別分配到實驗組和對照組，或不同處理組。,配對設計（pai

33、red design）,某些醫(yī)學實驗研究中的自身對照也可看作是配對設計如某指標治療前后的比較；同一受試對象不同部位、不同器官的比較；同一標本不同檢測方法的比較。,配伍組設計 （randomized block design）,配伍組設計亦稱隨機區(qū)組設計，是配對試驗的擴大。該設計是將受試對象先按配比條件配成配伍組，每個配伍組有三個或三個以上受試對象，再按隨機化原則分別將各配伍組中的受試對象、分配到各個處理組。,配對設計與配伍組

34、設計優(yōu)點：,該類設計是按配比條件將受試對象配成對子或配伍組，從而排除了諸多非處理因素對實驗的影響，保證了各組間的可比性，減少了抽樣誤差；該類設計增加了區(qū)組信息，可以減少樣本含量，提高統(tǒng)計效率。,配對設計與配伍組設計缺點：,由于受配對或配伍條件的限制，有時難以將受試對象配成對子或配伍組，從而損失部分受試對象的信息；即使區(qū)組內有一個受試對象發(fā)生意外，也會使統(tǒng)計分析較麻煩；自身配對時，2種處理施加于受試對象的順序效應會混雜在實驗效應中。

35、要避免這一情況，可采用交叉設計。,交叉設計（cross-over design）,概念設計模式特點 應用范圍 統(tǒng)計分析 注意事項,交叉設計（cross-over design）,將研究樣本隨機分組，各組分別先后接受兩種或多種處理方式，只是順序不同，即在前一種處理效應完全消失后，給予下一種處理；對兩組接受兩種或多種處理的不同效應進行比較。 二處理、二階段交叉設計 多處理、多階段交叉設計,設計模式,兩處理兩階段交叉試驗設計

36、,研究樣本2n,,,B,A,STAGE I,,??? ???,??? ???,,A,B,,,STAGE II,,DATA I,,DATA II,,DATA III,,DATA IV,AB組,BA組,WASH OUTSTAGE,交叉設計（cross-over design）,是在自身配對設計基礎上發(fā)展起來的。該設計考慮了一個處理因素（A、B兩水平），兩個與處理因素無交互作用的非處理因素（試驗階段和受試對象）對試驗結果的影響。,

37、交叉設計因素分析,按研究目的講，兩處理兩階段交叉試驗設計是一個兩水平的單因素設計一個因素（藥物）?兩個水平（A,B）從分析角度講，兩處理兩階段交叉試驗實際上是一個有三個因素的多因素試驗。因素1：處理因素（藥物）因素2：處理順序（受試對象個體差異）因素3：試驗階段（階段I和階段II）,交叉設計（cross-over design）,優(yōu)點： （1）具備自身配對的全部優(yōu)點，如減少個體差異對處理因素的影響，節(jié)省樣本含量等； （2）

38、能控制時間因素（試驗階段）對處理方式的影響，因而優(yōu)于自身對照設計；（3）各試驗對象皆接受了試驗因素和對照，符合醫(yī)德要求。,析因實驗設計 （factorial experimental design）,是一種將兩個或多個因素的各水平交叉分組，進行實驗（或試驗）的設計。它不僅可以檢驗各因素內部不同水平間有無差異，還可檢驗兩個或多個因素間是否存在交互作用（interaction）。若因素間存在交互作用，表示各因素不是獨立的，一個因

39、素的水平發(fā)生變化，會影響其它因素的實驗效應；反之，若因素間不存在交互作用，表示各因素是獨立的，任一因素的水平發(fā)生變化，不會影響其它因素的實驗效應。,析因實驗設計 （factorial experimental design）,設計常見的設計模型有2×2析因實驗設計2×2×2析因實驗設計2×2×3×2析因實驗設計,析因實驗設計 （factorial exper

40、imental design）,2×2析因設計是指有兩個因素，每個因素各有兩個水平，共有4個組合。設A1代表A因素1水平，A2代表A因素2水平；設B1代表B因素1水平，B2代表B因素2水平，交叉組合后的2×2析因設計模型如下：,析因實驗設計 （factorial experimental design）,例 某醫(yī)師欲研究A、B兩藥是否有治療缺鐵性貧血的作用，以及兩藥間是否存在交互作用。用何試驗設計可達到研究者

41、的研究目的，并做出設計分組。第一組（A1B1）：A藥 + B藥 + 一般療法第二組（A1B2）：A藥 + 一般療法第三組（A2B1）：B藥 + 一般療法第四組（A2B2）：一般療法,,實例1：甲乙兩藥治療高膽固醇血癥的療效（膽固醇降低值mg％），問①甲乙兩藥是否有降低膽固醇的作用（主效應）？②兩種藥間有無交互作用,,完全隨機的兩因素2×2析因設計,析因設計的4個實例,,實例2：小鼠種別A、體重B和性別C對皮內移植SRS

42、瘤細胞生長特征影響的結果（腫瘤體積cm3）問①A、B、C各自的主效應如何？②三者間有無交互作用？,完全隨機的三因素2×2×2析因設計,,實例3：研究小鼠在不同注射劑量和不同注射頻次下藥劑ACTH對尿總酸度的影響。問①A、B各自的主效應如何？②二者間有無交互作用？,隨機區(qū)組的兩因素3×2析因設計,析因實驗設計 （factorial experimental design）,優(yōu)點：是一種高效率的實驗設計方

43、法，不僅能夠分析各因素內部不同水平間有無差別，還具有分析各種組合的交互作用的功能。缺點：與正交試驗設計相比，屬全面試驗。因此，研究的因素數(shù)與水平數(shù)不宜過多。,拉丁方設計 （Latin square design）,是按拉丁方陣的字母、行和列安排實驗（或試驗）的三因素等水平的設計。該設計同時考慮三個因素對試驗結果的影響 設計的基本要求：①必須是三個因素的實驗，且三個因素的水平數(shù)相等（若三因素的水平數(shù)略有不同，應以主要處理

44、因素的水平數(shù)為主，其它兩因素的水平數(shù)可進行適當調整）；②三因素間是相互獨立的，均無交互作用；③各行、列、字母所得實驗數(shù)據(jù)的方差齊。,拉丁方設計 （Latin square design）,利用拉丁方陣安排實驗（或試驗）。拉丁方陣亦稱γ階拉丁方或γ×γ拉丁方，是用γ個拉丁字母排成γ行γ列的方陣，每個字母在每行每列中只出現(xiàn)一次。如4×4拉丁方： A B C DB C D AC D A

45、BD A B C,拉丁方設計 （Latin square design）,例 某腫瘤研究所擬通過動物實驗研究四種抗癌藥物的抑癌作用，同時考慮四個不同劑量和不同瘤株對抗癌藥物的作用。用何實驗設計可達此研究目的？（實驗過程是用四種瘤株勻漿接種小白鼠，七天后分別用四種抗癌藥物，各取四種不同劑量腹腔注射，每日一次，連續(xù)10天，停藥1天，處死后解剖測瘤重）,拉丁方設計 （Latin square design）,設

46、計步驟： ①根據(jù)主要處理因素的水平數(shù)，確定基本型拉丁方，并從專業(yè)角度使另兩個次要因素的水平數(shù)與之相同；因三因素皆有四個水平，選用4×4基本型拉丁方。,A B C DB C D AC D A BD A B C,拉丁方設計 （Latin square design）,設計步驟：②先將基本型拉丁方隨機化，然后按隨機化后的拉丁方陣安排實驗?？赏ㄟ^對拉丁方的任兩列交換位置，或/及任兩行交換

47、位置實現(xiàn)隨機化；,拉丁方設計 （Latin square design）,設計步驟：③規(guī)定行、列、字母所代表的因素與水平，通常用字母表示主要處理因素。,拉丁方設計 （Latin square design）,（1）優(yōu)點：①拉丁方的行與列皆為配伍組，可用較少的重復次數(shù)獲得較多的信息；②雙向誤差控制，使觀察單位更加區(qū)組化和均衡化，進一步減少實驗誤差，比配伍組設計優(yōu)越。（2）缺點：①要求三因素的水平數(shù)相等且無交互作用

48、。雖然當三因素的水平數(shù)不等時，可以通過調整次要因素的水平數(shù)以滿足設計的要求，但有時無法達到；況且因素間可能存在交互作用，故在實際工作中有一定的局限性；②當因素的水平數(shù)（γ）較少時，易受偶然因素的影響。為了提高精確度，可應用m個γ×γ拉丁方設計,正交設計簡介 orthogonal design,當實驗涉及的因素有三個或三個以上，且因素間可能存在交互作用。正交設計的因素水平數(shù)可以相等，也可以不等。正交設計是利用一套規(guī)格化的正交

49、表，將各試驗因素、各水平之間的組合均勻搭配，合理安排，可以用較少的，有代表性的處理組合數(shù)，提供充分有效的信息，還可以找出較優(yōu)組合，用以指導實踐，因而是一種高效、快速的多因素實驗設計方法。,正交試驗設計,正交試驗設計的一般步驟為: (1)確定所研究的因素和水平; (2)選擇合適的正交表,安排試驗; (3)通過試驗獲得數(shù)據(jù); (4)對試驗結果用方差分析方法作出統(tǒng) 計推斷。,正交試驗設計,例 過氧乙酸是廣泛應用的一種殺滅病毒

50、性肝炎病毒的主要消毒劑,但其有效成分極不穩(wěn)定,以致影響其消毒效果,現(xiàn)對下列四個因素,每個因素2個水平進行研究,由放置24個小時后過氧乙酸殘存量(mg/3ml),分析哪些為主要影響因素。 A:穩(wěn)定劑, 水平1:加磷酸0.3%; 水平2:不加磷酸; B:水浴溫度,水平1:25-30℃; 水平2:35-40℃; C:浸泡口表,水平1:浸泡口表10支;水平2:不浸口表; D:加蓋與否,水平1:加蓋; 水平2

51、:不加蓋。,正交試驗設計,選用L8(27)正交表：──────────────────────試驗號 1 2 3 4 5 6 7────────────────────── 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 2 2 2 3 1 2 2

52、1 1 2 2 4 1 2 2 2 2 1 1 5 2 1 2 1 2 1 2 6 2 1 2 2 1 2 1 7 2 2 1 1 2 2 1 8 2 2 1 2 1

53、1 2──────────────────────,正交試驗設計,二列間交互影響：──────────────────── 列 1 2 3 4 5 6 7──────────────────── 1 3 2 5 4 7 6 2 1 6 7 4 5 3

54、 7 6 5 4 4 1 2 3 5 3 2 6 1────────────────────,第十節(jié) 正交試驗設計方差分析,選擇適當?shù)恼槐砗?需先作表頭設計；即哪一列安排哪個因素，哪一列為交互影響？必須剩下至

55、少一列為誤差項。本例可安排如下：列號 1 2 3 4 5 6 7因素 A B A×B C A×C B×C D C×D B×D A×D 如需考慮6個一級交互影響，則L8(27)正交表太小，要選更大的正交表。這里只考慮2個交互影響： A×B 和A×D。選用L8(27)作

56、如下表頭設計 列號 1 2 3 4 5 6 7 因素 A B A×B C A×D D,正交試驗設計,據(jù)L8(27)中的1,2,4,7列所示的因素水平進行試驗得:───────────────────────試驗號 A(1) B(2) C(5) D(7) 殘存量───────────────────────

57、 1 1 1 1 1 7.00 4.11 2 1 1 2 2 6.05 3.50 3 1 2 1 2 1.10 0.80 4 1 2 2 1 1.90 0.96 5 2 1 1 2 2.40 1.65

58、 6 2 1 2 1 4.00 1.50 7 2 2 1 1 0.35 0.30 8 2 2 2 2 0.30 0.90───────────────────────,實驗研究設計,-實習報告,閱讀一篇實驗研究文獻，分析其實驗要素和設計方案。,文獻出處： 朱科明等. 中華麻醉學雜志 1999,1

59、9（2） 題目：異丙酚對小白鼠胃腸道蠕動功能的影響研究目的：　觀察異丙酚對小白鼠胃腸蠕動功能的影響。實驗對象：小白鼠 樣本含量48只處理因素：異丙酚 對照 生理鹽水分組：4組 口服生理鹽水組、口服異丙酚組和靜注生理鹽水組、靜注異丙酚組設計類型：完全隨機設計實驗效應：胃腸蠕動功能 指標-亞甲藍移動率：以幽門為起點測量：(1)亞甲藍在腸管內移動距離D；(2)小腸全長L(幽門～回盲部)。計算：移動率(MR)%＝D(cm)