科研設(shè)計(jì)概述、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),一種研究要最有效的實(shí)行，需要科學(xué)的設(shè)計(jì)方法，才能得出客觀和有效的結(jié)論。,上海第二軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室 孟 虹,本次課程內(nèi)容重點(diǎn),一、實(shí)驗(yàn)研究的對照問題 二、樣本例數(shù)及把握度（power） 三、常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的選擇,醫(yī)學(xué)研究,疾病的病因?qū)W、危險(xiǎn)因素研究 藥物療效或治療方法比較研究 疾病的現(xiàn)況、疾病的預(yù)后研究 診斷方法試驗(yàn)研究 應(yīng)采用什么設(shè)計(jì)和如何設(shè)計(jì)？應(yīng)如何控制研究誤差和偏倚？ 數(shù)據(jù)采用回顧性（已有資料），還是重新收集數(shù)據(jù)？,研究設(shè)計(jì)類型,設(shè)計(jì)類型 性質(zhì) 隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)（試驗(yàn)） 前瞻性 隊(duì)列研究 前瞻性隊(duì)列 （或回顧隊(duì) 列） 病例對照研究 回顧性 橫斷面調(diào)查研究 橫斷面 資料的敘述性報(bào)告 回顧 回答研究的問題，采用哪個(gè)設(shè)計(jì)？,實(shí)例,例：一項(xiàng)“硝普鈉、多巴胺、多巴酚丁胺聯(lián)合治療難治心力衰竭療效”研究，對59例難治心力衰竭患者按血壓高（A組）低（B組)分為2組，兩組均在原始治療基礎(chǔ)是給予硝普鈉、多巴胺、多巴酚丁胺聯(lián)合治療。 結(jié)果：A組有效率為86.7，B組有效率為65.5，兩組有效率比較 p0.05。 結(jié)論：1.硝普鈉、多巴胺、多巴酚丁胺聯(lián)合治療難治心力衰竭有良好效果；2.血壓高的患者比血壓低的心衰控制效果好。,問題討論,問： 1.研究目的是多藥聯(lián)合治療難治心力衰竭療效”，結(jié)論成立嗎？ 2.該設(shè)計(jì)能否達(dá)到研究目的？主要的問題是什么？ 3. 文中A組有效率為86.7，B組有效率為65.5，兩組有效率比較 p0.05，回答什么問題？,一 、 科研設(shè)計(jì)概述,醫(yī)學(xué)研究設(shè)計(jì)類型：根據(jù)是否給予干預(yù)因素 觀察性研究：描述性研究 分析性研究 類型 實(shí)驗(yàn)性研究：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究 臨床試驗(yàn)研究 現(xiàn)場人群試驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)研究（experimental study）,特點(diǎn)：研究者能主動(dòng)對研究對象 1）進(jìn)行隨機(jī)分組 2）施加某種干預(yù)（處理）因素 3)控制組間的條件，觀察不同處理因素組間的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。 目的：了解干預(yù)（處理）是否有作用 研究時(shí)序：先因 - 后果,觀察性研究（observation study ）,觀察性研究可以前瞻觀察和回顧性觀察。 特點(diǎn)：研究者不能人為對研究對象施加某種干預(yù)措施或隨機(jī)分組、控制某些影響因素對結(jié)果的影響，只是客觀記錄某因素存在與否對疾病的危害或轉(zhuǎn)歸情況。 。 例：了解吸煙組和不吸煙組人群患肺癌情況,研究設(shè)計(jì)的內(nèi)容 （事先的計(jì)劃）,分專業(yè)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)兩部分。 專業(yè)設(shè)計(jì): 主要是選題，建立假說、確定研究對象、指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)方法等。 統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì): 則是圍繞專業(yè)設(shè)計(jì)，安排設(shè)計(jì)類型、估計(jì)樣本大小、控制影響因素，如何顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)作用：保證結(jié)果科學(xué)性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。,二、 實(shí)驗(yàn)研究(Experimental study),實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)的主要任務(wù) 人為施加干預(yù)因素于受試對象，同時(shí)控制非實(shí)驗(yàn)因素的影響，顯示干預(yù)（實(shí)驗(yàn)）因素的效果 。 明確實(shí)驗(yàn)研究的三要素： 實(shí)驗(yàn)因素 實(shí)驗(yàn)對象 實(shí)驗(yàn)效應(yīng),根據(jù)研究目的確定實(shí)驗(yàn)因素,實(shí)驗(yàn)因素和水平 實(shí)驗(yàn)因素是研究者需闡明因素，因素的分類稱為水平。由實(shí)驗(yàn)水平數(shù)組成研究的處理組數(shù)。 例 實(shí)驗(yàn)因素 水 平 溫度 20 25 30 用藥 試驗(yàn)藥 對照藥,實(shí)驗(yàn)對象或?qū)嶒?yàn)單位,實(shí)驗(yàn)對象：是實(shí)驗(yàn)因素的承受者，可以為動(dòng)物、人或標(biāo)本。 實(shí)驗(yàn)對象應(yīng)有特點(diǎn)和條件： 1.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)具有同質(zhì)性和入選條件（納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)）。 2.對處理因素的反應(yīng)，應(yīng)具有敏感性 。,實(shí)驗(yàn)效應(yīng),根據(jù)實(shí)驗(yàn)因素作用機(jī)制，明確效應(yīng)指標(biāo)，指標(biāo)應(yīng)具有客觀性和敏感性。 實(shí)驗(yàn)效應(yīng)或結(jié)局指標(biāo)： 一般確定12個(gè)主要效應(yīng)指標(biāo)，其他作為次要效應(yīng)指標(biāo)。 主要效應(yīng)指標(biāo)有統(tǒng)計(jì)意義，說明處理有作用 。（主要效應(yīng)指標(biāo)也是計(jì)算樣本例數(shù)的依據(jù)）,明確和記錄研究中的非處理因素,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素很多，包括：,研究對象方面：人口特征（年齡，性別等）；基線特征 (病程、嚴(yán)重程度、治療前指標(biāo)),研究者方面：對象的選擇和分配 實(shí)施階段：觀察指標(biāo)的測量方法 研究對象：失訪或不依從。,系統(tǒng)誤差或偏倚,影響因素或非處理因素,實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)目的：消除或減少非處理因素作用，顯示處理效應(yīng)。 試驗(yàn)組 T，對照組C，e=試驗(yàn)效應(yīng) 試驗(yàn)結(jié)果 T（處理組）S1（非處理） e1+s1 C（對照組）S2（非處理） e2+s 2 要求：理論上 S1= S2 統(tǒng)計(jì)分析： 處理效應(yīng)：差值d=（e1+s1）- （e2+s2）,為得到恰當(dāng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)，對照設(shè)置要求: (1)專設(shè)； (2)同步或平行； (3)條件對等,實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)遵循原則 對照、隨機(jī)、重復(fù)三原則,（一）設(shè)立對照組（control group） 目的： 抵消非處理因素作用，顯示處理效應(yīng)。 處理因素效應(yīng)的大小相對對照組而言。,對照的類型和目的,對照的類型 正常對照 模型對照 劑量對照 自身對照 安慰劑對照 陽性（藥物、方法）對照,比較的目的 實(shí)驗(yàn)因素是否有效？ 實(shí)驗(yàn)因素是否優(yōu)于陽性對照？或等效于陽性對照?,實(shí)驗(yàn)研究目的和注意問題,劑量探索實(shí)驗(yàn)：劑量的設(shè)置應(yīng)包括 0、低、中、高劑量。說明指標(biāo)隨劑量變化。 時(shí)間點(diǎn)探索實(shí)驗(yàn)：應(yīng)包括基線（0點(diǎn)）和不同時(shí)間點(diǎn)。說明指標(biāo)隨時(shí)間的變化。 干預(yù)因素實(shí)驗(yàn)：應(yīng)同時(shí)設(shè)置陽性對照和正常對照，說明效應(yīng)變化的程度。 造模實(shí)驗(yàn)：自備的動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)設(shè)置正常對照，說明模型是否成功。,實(shí)驗(yàn)研究的對照設(shè)置（可設(shè)置多個(gè)對照）,例：40只動(dòng)物隨機(jī)分為4組（每組10只），其中3組建立為某疾病動(dòng)物模型。 各組給予的處理： 正常對照（給予生理鹽水） 模型組（給予生理鹽水） 實(shí)驗(yàn)組（給予實(shí)驗(yàn)藥物某劑量） 陽性對照組 （給予某陽性對照藥） 或?qū)嶒?yàn)組藥物分低劑量、中劑量、高劑量進(jìn)行劑量探討。,對照組的問題,18只動(dòng)物隨機(jī)分3組，假手術(shù)組，模型組（某疾?。?，模型藥物組。模型組和給藥組分別在2小時(shí)和24小時(shí)測定血中ALT指標(biāo)。結(jié)果如下：,如果做統(tǒng)計(jì)分析,組別 均數(shù) 假手術(shù)組（0h） 28.67 模型組（2h） 39.33 模型組（24h） 126.0 給藥組（2h） 35.0 給藥組（24h） 68.0,組間可比嗎？缺少陽性對照。,補(bǔ)充基線后的結(jié)果,模型組,藥物組,正常組,不同劑量輻射后第3d、40d大鼠體重情況,* p 0.05 vs 假照射組；* p 0.01 vs假照射組,這個(gè)設(shè)計(jì)有問題？設(shè)置對照組全面嗎？統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)與那組比？,茵陳蒿湯對肝硬化大鼠模型肝功能的影響,（二）重復(fù)原則和樣本含量估計(jì),重復(fù)的意義： 實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)有一定數(shù)量重復(fù)數(shù)。避免把個(gè)體結(jié)果認(rèn)為普遍規(guī)律，同時(shí)估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差。 重復(fù)原則概念：在相同實(shí)驗(yàn)條件下，不同受試者獨(dú)立接受某實(shí)驗(yàn)處理。不同受試者重復(fù)次數(shù)為樣本含量。 樣本例數(shù)估計(jì)方法 1.經(jīng)驗(yàn)估計(jì)（來自文獻(xiàn)，前人經(jīng)驗(yàn)，常規(guī)量） 2.統(tǒng)計(jì)公式估計(jì)樣本例數(shù)。,例： 用種不同劑量毫米波輻射小鼠后，觀察小鼠肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化，對同一小鼠的肝制成5張切片觀察肝細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)。共觀察了15只小鼠的75張切片。 本研究的實(shí)驗(yàn)對象是哪個(gè)？ 本研究的總樣本含量（重復(fù)數(shù)）是多少？ 比較種處理間的差異應(yīng)在什么對象間比較？ 目前的樣本含量是否能得到有差異？,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)與樣本例數(shù)的關(guān)系,1.指標(biāo)差值()=12 2.指標(biāo)變異()大小 3.t (檢驗(yàn)水準(zhǔn)=0.05) 或假陽性率。 4.樣本例數(shù)（n）,統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)（t）與有統(tǒng)計(jì)意義（p）的相關(guān)因素,公式法樣本例數(shù)確定需要的參數(shù)估計(jì),1.比較組差值（）實(shí)驗(yàn)組均數(shù)對照組均數(shù) 2.犯1型錯(cuò)誤概率（檢驗(yàn)水準(zhǔn)=0.05） 3.把握度（1）：為犯型錯(cuò)誤的概率。 4.研究指標(biāo)變異（標(biāo)準(zhǔn)差）。 信息：變異或差值信息來自文獻(xiàn)或預(yù)實(shí)驗(yàn)。,檢驗(yàn)效能（power）,c,檢驗(yàn)效能（power of test）,含義：如H1為真（兩比較指標(biāo)有差別），在給定的n和和條件下，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)出兩者有差別的概率。一般要求檢驗(yàn)效能70 樣本含量估計(jì)含義：按事先規(guī)定犯兩型錯(cuò)誤概率的前提下，估計(jì)需要的最少例數(shù)。,兩樣本均數(shù)比較的例數(shù)估計(jì)公式,兩樣本均數(shù)比較的樣本例數(shù)估計(jì),例：一項(xiàng)關(guān)于降血壓的臨床試驗(yàn)隨機(jī)分為新藥組和常規(guī)藥。如果新藥比常規(guī)藥平均降壓高出0.8kpa可以考慮推廣。據(jù)以往資料，個(gè)體降壓的標(biāo)準(zhǔn)差為1.2kpa，如果檢驗(yàn)水準(zhǔn)0.05，檢驗(yàn)效能為90，估計(jì)研究的樣本例數(shù)為多少？ 解：本例=0.8，=1.2，=0.05，=0.1 本研究的檢驗(yàn)假設(shè)： H0：新=常規(guī) H1：新常規(guī)（單側(cè)）,樣本例數(shù)估計(jì)公式,正式研究每組樣本例數(shù)至少為38例，共76例。一般再增加10-20例數(shù)。 該n的含義：各組用38例時(shí)，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)在0.05檢驗(yàn)水準(zhǔn)，有90%的把握度查出兩組的差別。,檢驗(yàn)效能（power of test）估計(jì),例：某醫(yī)院用新藥和常規(guī)藥治療嬰幼兒貧血，20名貧血患兒隨機(jī)分成兩組，測得血紅蛋白增加量如下，問兩組療效有無差別？ 新藥組n=10 常規(guī)組n=10 經(jīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)： 問題：此結(jié)果是假陰性結(jié)果或是新藥不比常規(guī)藥更優(yōu)？檢驗(yàn)效能為多少？,SAS軟件計(jì)算,Group 1 Mean = 23.6 Group 2 Mean = 20.9 =2.7 Standard Deviation = 5 Alpha = 0.05 2-Sided Test N 檢驗(yàn)效能 檢驗(yàn)效能 N t值 10 0.208 0.700 44 2.13 20 0.383 0.800 55 2.39 30 0.538 0.900 74 2.77 40 0.664,各組至少要44例時(shí)，有70%的把握檢驗(yàn)出二者差別,關(guān)于樣本例數(shù)的問題,目前醫(yī)學(xué)期刊上發(fā)表的研究論文，絕大多數(shù)沒有在試驗(yàn)前進(jìn)行樣本量估計(jì)。 問題： 如果兩個(gè)指標(biāo)確實(shí)有差別，樣本例數(shù)少時(shí)，可能得到 P 0.05結(jié)果，得到假陰性的結(jié)果。 盡管有的研究的p0.05（0.048）. 重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有統(tǒng)計(jì)意義的可能性低。應(yīng)報(bào)告檢驗(yàn)效能(power)。,(三)研究對象的隨機(jī)化分組,隨機(jī)化分組 受試對象以同等機(jī)會(huì)別分到實(shí)驗(yàn)或?qū)φ铡?目的：使對比組之間基線均衡可比, 是減少選擇對象偏倚的最佳方法。 真正的隨機(jī)化應(yīng)符合下列原則: 研究者和受試對象不能事先知道將分配到哪組,也不能推測下個(gè)對象將分配的組。,實(shí)驗(yàn)研究的隨機(jī)化方法 （應(yīng)事先確定樣本例數(shù)）,完全隨機(jī)化分組（簡單隨機(jī)分組，對研究對象無限制） 配對或區(qū)組隨機(jī)化分組（事先確定配對或區(qū)組對象）,隨機(jī)化分組方法：主要通過隨機(jī)數(shù)來實(shí)現(xiàn)。,獲得隨機(jī)數(shù)的方法： 1.隨機(jī)數(shù)字表（統(tǒng)計(jì)教材后附表），適用小樣本實(shí)驗(yàn)的分組。 2.計(jì)算機(jī)的軟件產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，適合大樣本分組。優(yōu)點(diǎn)是方便和可重現(xiàn)。,1.完全隨機(jī)化分組（簡單隨機(jī)化方法）,例：動(dòng)物20只分為4組，按體重（影響因素）編號 編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 隨機(jī)數(shù) 41 82 98 99 23 77 42 60 22 91 序號R 9 16 19 20 5 15 10 11 4 17 編號 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 隨機(jī)數(shù) 68 36 92 34 02 06 67 30 03 70 序號R 13 8 18 7 1 3 12 6 2 14 將隨機(jī)數(shù)排序（R），規(guī)定R為1-5為A組，6-10為B組，11-15為C組， 6-0為組。,2.配對設(shè)計(jì)的隨機(jī)分組方法 (C:對照組,T:實(shí)驗(yàn)組),特點(diǎn)：在每個(gè)對子（區(qū)組）內(nèi)簡單隨機(jī)化分組。隨機(jī)方法同前。,三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型,選擇合理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型, 控制實(shí)驗(yàn)誤差，達(dá)到高效、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化目的。 1.應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)因素的多少和目的，確定采用單因素或多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。 2.根據(jù)需控制的重要非實(shí)驗(yàn)因素或研究對象（動(dòng)物或人），以及實(shí)施時(shí)的可操作性，選擇實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型。 3. 不同設(shè)計(jì)類型對應(yīng)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法,實(shí)驗(yàn)因素個(gè)數(shù),單因素實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)中研究對象被干預(yù)的因素只有一個(gè)，因素包括g（g2）個(gè)水平，目的：分析不同水平對實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有差別。 多因素實(shí)驗(yàn)：指實(shí)驗(yàn)中研究對象被干預(yù)的因素不只一個(gè)，各因素的水平為2，可分析某因素不同水平的結(jié)果有無差別，分析多因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有無交互作用。,例： 研究一種降血脂新藥的臨床療效,研究對象：高血脂病人 處理因素：降血脂藥 因素水平：服降血脂新藥分為2.4g組， 4.8g組， 7.2g組， 安慰劑組 試驗(yàn)效應(yīng)指標(biāo)：低密度脂蛋白 特點(diǎn)：每個(gè)研究對象只接受該處理的一個(gè)水平。,兩因素實(shí)驗(yàn),例：研究蛋白含量因素（A）和脂肪含量因素（B）缺乏時(shí)對大鼠營養(yǎng)狀況的聯(lián)合作用。因素（A）分為正常（a1）和缺乏（a2）組，因素（B）分為正常（b1）和缺乏（b2）組。16只大鼠隨機(jī)分為4組，試驗(yàn)結(jié)果如下。 4種處理組某營養(yǎng)指標(biāo)結(jié)果 a1b1 a1b2 a2b1 a2b2 15 18 20 25 21 23 28 37 25 28 19 35 32 35 26 40,常用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 使用 對象數(shù) 誤差控制 1.完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì) 多 多 低 2.隨機(jī)配對或區(qū)組設(shè)計(jì) 較多 較少 優(yōu)于上者 3.拉丁方設(shè)計(jì) 少 少 優(yōu)于上者 4.交叉設(shè)計(jì) 少 較少 優(yōu)于上者 多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 使用 對象數(shù) 1.析因設(shè)計(jì) 較多 多 2.正交設(shè)計(jì) 較多 較少 3.重復(fù)測量設(shè)計(jì) 多 較少 回答問題:兩個(gè)及以上因素及交互作用,1.完全隨機(jī)化分組設(shè)計(jì) （completely random design）,一組同質(zhì)合格研究對象,隨機(jī)化,實(shí)驗(yàn)組,對照組,完全隨機(jī)化分組方法特點(diǎn)： 設(shè)計(jì)簡單，易于實(shí)施。 比較組2，各組例數(shù)可等或不等。 局限性：樣本量少時(shí)易出現(xiàn)組間影響因素不均衡。,單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),某藥物對低密度脂蛋白測定結(jié)果（mmol/L）,對照組 2.4g組 4.8g 組 7.2g 組 3.53 2.42 2.86 0.89 4.59 3.36 2.28 1.06 4.34 2.66 2.34 2.39 . n 30 30 30 30 3.43 2.72 2.70 1.97 102.91 81.46 80.94 58.99 367.85 233.00 225.54 132.13,單因素完全隨機(jī)化分組設(shè)計(jì),2.配對或區(qū)組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) （異體配對組間比較）,將實(shí)驗(yàn)對象按一定條件配成對子或組成配伍組（block ），配對或配伍因素為影響結(jié)果的非處理因素。在各對子組（或區(qū)組）內(nèi)隨機(jī)分配處理水平的設(shè)計(jì)。 配對設(shè)計(jì)：處理水平=2 區(qū)組設(shè)計(jì)：區(qū)組內(nèi)對象數(shù)=處理水平數(shù) 共有n個(gè)對子或區(qū)組數(shù),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方案示意圖,受試對象,按條件配對或配伍,區(qū)組1,區(qū)組2,區(qū)組3,區(qū)組n,2 1 3,隨機(jī)化分組,3 2 1,1 2 3,2 1 3,區(qū)組內(nèi)個(gè)對象數(shù)處理組數(shù),不同飼料大鼠肝中維生素A含量,編號 正常飼料 缺乏維生素E 差值 1. 1.07 0 .74 0.33 2 0.60 0 .72 - 0.12 3 0.90 0 .54 0.36 4 1.19 0. 96 5 1.14 0. 98 6 1.13 0. 81 7 1.04 0. 75 8 0.92 0. 53 均數(shù) 0.9988 0.7538 差值均=0.2450,配對差值t=4.208， SE=0.0582,兩均數(shù)比較t=2.735，SE=0.0896,配對設(shè)計(jì),醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究下列情況適合采用配對設(shè)計(jì),同體配對設(shè)計(jì)：方法學(xué)比較、干預(yù)前后比較。 異體配對設(shè)計(jì)：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究（試劑、動(dòng)物模型貴、少）。 優(yōu)點(diǎn)：控制重要的影響因素，節(jié)約樣本例數(shù)，統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效率高于完全隨機(jī)分組。,配對設(shè)計(jì)例數(shù)估計(jì),非配對設(shè)計(jì)例數(shù)估計(jì),設(shè)計(jì)實(shí)例,題目：研究不同劑量的重組人腫瘤壞死因子對傷口愈合的比較 研究因素：腫瘤壞死因子 因素的水平：5個(gè)劑量（0，25，50，100，200） 實(shí)驗(yàn)對象：家兔 實(shí)驗(yàn)效應(yīng)指標(biāo)：傷口愈合張力強(qiáng)度 采用完全隨機(jī)分組或區(qū)組設(shè)計(jì)如何設(shè)計(jì)？,3.拉丁方設(shè)計(jì) （ Latin-square design）,拉丁方是用拉丁字母排列安排為K K 方陣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。拉丁字母的個(gè)數(shù)代表某處理因素的水平數(shù)。 例： 列 1 2 3 1 A B C 行 2 B C A 3 C A B,處理水平數(shù)=3,是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，通過行和列兩個(gè)方向的區(qū)組，控制兩個(gè)已知影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果變異的因素，縮小實(shí)驗(yàn)誤差，能更好提高統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)效率。 節(jié)約樣本例數(shù)。 比較適合實(shí)驗(yàn)對象為動(dòng)物和標(biāo)本。,優(yōu)點(diǎn)：,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,行和列安排兩個(gè)需控制的非處理因素。 特點(diǎn)：處理的水平數(shù)=行數(shù)=列數(shù)，處理的每個(gè)水平在行或列中只出現(xiàn)一次。 使用時(shí)：選擇與處理因素水平數(shù)相等基本拉丁方表，可使用基本拉丁方或重新隨機(jī)化分配處理。 列 1 2 3 1 A B C 行 2 B C A 3 C A B,處理水平數(shù)=3的基本拉丁方表,研究不同劑量的重組人腫瘤壞死因子對傷口愈合的比較,研究的主要影響“傷口愈合張力強(qiáng)度”的因素 1.不同試驗(yàn)的對象（家兔） 2.不同部位的傷口 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)安排： 取家兔5只，在每只5個(gè)不同部位做切口（每只家兔切口部位相同）。 采用5 5的基本拉丁方表，分配處理的劑量。,5 5基本拉丁方排列表,行區(qū)組 傷口部位（列區(qū)組） 家兔編號 1 2 3 4 5 1 A B C D E 2 B C D E A 3 C D E A B 4 D E A B C 5 E A B C D,處理因素水平：用A，B，E表示,例：家兔傷口用不同劑量的rh-TNF后的張力強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)結(jié)果,傷口編號 家兔編號 1 2 3 4 5 小計(jì) 1 A9.83 B6.34 C7.03 D4.40 E9.18 43.48 2 B3.75 C7.52 D7.64 E5.51 A7.60 36.95 3 C6.27 D8.34 E8.80 A9.91 B2.55 42.50 4 D5.54 E3.86 A5.55 B7.88 C5.94 39.18 5 E5.73 A3.22 B3.63 C7.12 D8.90 28.60 列小計(jì) 38.46 38.18 39.81 39.27 36.65,拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析,數(shù)據(jù)變異分解： 處理因素（不同劑量+誤差) 總變異 行區(qū)組變異(家兔間+誤差） 列區(qū)組變異（不同部位+誤差） 誤差變異（隨機(jī)誤差）,比較兩種神經(jīng)縫合方法（A）和在不同時(shí)間（B）對神經(jīng)損傷軸突通過率（y）的情況。 縫合方法：外膜縫合（A1），束膜縫合（A2） 縫合時(shí)間：1月（B1），2月（B2） 研究對象: 20只家兔 特點(diǎn)：兩因素同時(shí)施加研究對象 設(shè)計(jì)：析因設(shè)計(jì),研究實(shí)例,多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),是各因素和各水平的全面組合試驗(yàn)研究。多個(gè)因素同時(shí)施加于研究對象。 用途：比較各處理組合的效果，篩選最佳測定值。分析因素之間是否有交互效應(yīng)。 當(dāng)因素和水平多時(shí)，可采用正交設(shè)計(jì)。 22析因設(shè)計(jì)組合的處理數(shù) A因素 B因素 a1(低) a2(高) b1 (低) a1b1 a2b1 b2(高) a1 b2 a2b2,4.析因設(shè)計(jì)（factorial design）,1）將 22析因設(shè)計(jì)組合成4個(gè)處理組 2）采用完全（簡單）隨機(jī)化分組或隨機(jī)區(qū)組將實(shí)驗(yàn)對象分 配各處理水平組。 3）每個(gè)處理組例數(shù)至少2例 4）每組例數(shù)要相等 統(tǒng)計(jì)分析方法：兩因素的方差分析,22的析因設(shè)計(jì)方法和統(tǒng)計(jì)分析方法 標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),例11-1：比較兩種神經(jīng)縫合方法（A）和時(shí)間（B）對神經(jīng)損傷軸突通過率（y）的情況。 縫合方法：外膜縫合（A1），束膜縫合（A2） 縫合時(shí)間：1月（B1），2月（B2） 研究對象: 用20只家兔 設(shè)計(jì)方法 20只家兔采用完全隨機(jī)分組方法分為4組，分別給予4種處理，試驗(yàn)結(jié)果見表11-1.,表11-1 家兔神經(jīng)縫合后軸突通過率(%),外膜縫合(A1) 束膜縫合(A2) 1月 2月 1月 2月 (a1b1 ) (a1b2) (a2b1) (a2b2) 合計(jì) 10 30 10 50 10 30 20 50 40 70 30 70 50 60 50 60 10 30 30 30 24 44 28 52 120 220 140 260 740 4400 11200 4800 14400 34800,表11-5 析因試驗(yàn)方差分析表,變異來源 SS df MS F P 處理組間 2620 3 主效應(yīng) A（方法）180 1 180 0.6 0.05 B（時(shí)間）2420 1 2420 8.07 0.05 誤差 4800 16 300 總 7420 19,結(jié)論：不同時(shí)間對指標(biāo)差別有統(tǒng)計(jì)意義,兩藥對產(chǎn)婦分娩鎮(zhèn)痛時(shí)間比較，尋找最佳鎮(zhèn)痛時(shí)間的劑量,結(jié)論：A藥不同劑量鎮(zhèn)痛效果不同， B 藥不同劑量鎮(zhèn)痛效果不同， AB藥有交互作用，A為5mg，B為 30ug時(shí)鎮(zhèn)痛時(shí)間最長。,采用正交設(shè)計(jì)安排試驗(yàn)（略）,例： 研究雌螺產(chǎn)卵的最優(yōu)條件，并考慮AB一階交互作用。 雌螺產(chǎn)卵條件因素與水平 因素 水平1 水平2 A 溫度 （） 5 25 B 含氧量（%） 0.5 5.0 C 含水量 （%） 10 30 D PH值 6.0 8.0 全面組合實(shí)驗(yàn)有8個(gè)組合,6.重復(fù)測量數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì),研究目的：比較不同處理因素隨時(shí)間因素變化的研究設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)模式： 時(shí)間（t） A組 0 2 4 6 （周） N對象 Baseline 隨機(jī) B組 0 2 4 6 （周）,兩組在相同時(shí)間點(diǎn)測定某指標(biāo)值,重復(fù)測量設(shè)計(jì),定義:測量同一對象在不同時(shí)間點(diǎn)（t3）的觀察值,稱為重復(fù)測量設(shè)