生物統(tǒng)計(jì)學(xué)第十一章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第一頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)計(jì)劃書的編制格式:國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)?zāi)康念A(yù)期結(jié)果實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的選擇：因素及水平；響應(yīng)量；設(shè)計(jì)方法實(shí)驗(yàn)方法的確定田間計(jì)劃實(shí)驗(yàn)記錄第二頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則對照(control)隨機(jī)化(randomization)重復(fù)(replication)

第三頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則對照原則目的：顯露處理因素的效應(yīng)；控制混雜因素和偏倚；判斷不良反應(yīng)。第四頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則對照的形式：(1)安慰劑對照(placebocontrol)(2)空白對照(blankcontrol)

(3)實(shí)驗(yàn)對照(experimentalcontrol)

(4)自身對照(selfcontrol)

(5)標(biāo)準(zhǔn)對照(standardcontrol)

第五頁，共三十一頁，2022年，8月28日空白對照：對照組不施加任何處理因素。安慰劑對照:對照組采用一種無藥理作用的假藥，它在藥物劑型或處置上不能為受試者識別，稱安慰劑。實(shí)驗(yàn)對照：對照組不施加處理因素，但施加某種與處理因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)因素。標(biāo)準(zhǔn)對照：用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)方法或常規(guī)方法做對照。這種對照在臨床試驗(yàn)中用得較多，因?yàn)楹芏嗲闆r下不給病人任何治療是不符合醫(yī)德的。另外，還可用于某種新的檢驗(yàn)方法是否能代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的研究。自身對照：對照與實(shí)驗(yàn)在同一受試對象進(jìn)行，如以病人用藥前后的血壓值作對比。相互對照：幾種處理（或水平）互為對照。第六頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則隨機(jī)化原則隨機(jī)化是使每個(gè)受試對象都有同等的機(jī)會被抽取或分到不同的實(shí)驗(yàn)組和對照組。隨機(jī)化形式(1)抽樣的隨機(jī)(2)分組的隨機(jī)(3)實(shí)驗(yàn)順序的隨機(jī)

第七頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則完全隨機(jī)化(1)編號將n個(gè)受試對象編號，動(dòng)物可按體重大小，患者可按就診順序。(2)取隨機(jī)數(shù)可從隨機(jī)數(shù)字表或計(jì)算器或計(jì)算機(jī)獲得。每個(gè)受試對象獲得的隨機(jī)數(shù)可是一位數(shù)，也可是兩位數(shù)或三位數(shù)，一般要求與n的位數(shù)相同。(3)確定組別根據(jù)受試對象獲得的隨機(jī)數(shù)決定受試對象在哪一組。分兩組可按隨機(jī)數(shù)的奇偶；分k組可按隨機(jī)數(shù)除以k后的余數(shù)進(jìn)行分組。

第八頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則例8-1試將同性別、體重相近的30只動(dòng)物分到A、B、C三組。先將動(dòng)物按體重編號，再從本書后面所附隨機(jī)數(shù)字表中任一行如第16行最左開始連續(xù)取30個(gè)兩位數(shù)字。最后將這30個(gè)兩位數(shù)字分別除以3，余數(shù)0、1、2分別對應(yīng)于A、B、C三組

第九頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則分層隨機(jī)化分層隨機(jī)化步驟：(1)編號排序?qū)⒚繉拥氖茉噷ο缶幪柵判?，如體重從輕到重，時(shí)間由前至后等。(2)取隨機(jī)數(shù)從隨機(jī)數(shù)字表或計(jì)算器或計(jì)算機(jī)獲得。每個(gè)受試對象可取兩位數(shù)。

(3)確定組別根據(jù)每層受試對象獲得的隨機(jī)數(shù)的大小順序決定受試對象在哪一組。對每個(gè)處理也可規(guī)定順序，如處理A,B,C,…分別對應(yīng)于序號1,2,3,…。

第十頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則重復(fù)原則重復(fù)是指在相同實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行多次研究或多次觀察。重復(fù)的情形：

(1)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)（2）用多個(gè)受試對象進(jìn)行重復(fù)有足夠的樣本含量(samplesize)，（3）同一受試對象的重復(fù)觀察重復(fù)最主要的作用是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差。

第十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素：受試對象(object)處理因素(treatment)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)(experimentaleffect)第十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素

受試對象受試對象或稱研究對象是處理因素作用的客體，是根據(jù)研究目的確定的研究總體。研究目的不同,醫(yī)學(xué)研究的對象可以是人、動(dòng)物和植物，也可以是某個(gè)器官、細(xì)胞和血清等生物材料。第十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素按試驗(yàn)對象，實(shí)驗(yàn)可以分為三類：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(animalexperiment),其受試對象為動(dòng)物；臨床試驗(yàn)(clinicaltrial),其受試對象通常為患者；現(xiàn)場試驗(yàn)(fieldtrial),其受試對象通常為正常人群。第十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素受試對象作嚴(yán)格的規(guī)定，以保證其同質(zhì)性(homogeneity)和代表性

同質(zhì)性：動(dòng)物的種類、品系、年齡、性別、體重、窩別和營養(yǎng)狀況等。人群的性別、年齡、民族、職業(yè)、文化程度和經(jīng)濟(jì)狀況、病情和病程等。

代表性：隨機(jī)抽樣第十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素

處理因素處理因素或受試因素：根據(jù)研究目確定的欲施加或欲觀察的、并能引起受試對象直接或間接效應(yīng)的因素，簡稱處理或因素(factor)。是根據(jù)研究目的確定的主要因素，處理因素在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)始終要保持不變

非處理因素：與處理因素可能同時(shí)存在的能使受試對象產(chǎn)生效應(yīng)的非研究因素。非處理因素干擾效應(yīng)與所研究因素間關(guān)系的觀察與分析，常常又稱混雜因素(confounder)。

第十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素處理因素種類：生物性、化學(xué)性、物理性處理因素水平：每個(gè)因素在數(shù)量上或強(qiáng)度上可有不同。

單因素單水平：研究某藥物對原發(fā)性高血壓患者的降壓作用；

單因素多水平：研究某藥不同劑量的降血糖作用；

多因素單水平：比較不同藥物或不同療法對某病的治療效果；

多因素多水平：臨床上探索某腫瘤的聯(lián)合化療方案等。

第十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是處理因素作用于受試對象的反應(yīng)(response)和結(jié)局(outcome)，它通過觀察指標(biāo)(統(tǒng)計(jì)學(xué)常將指標(biāo)稱為變量)來體現(xiàn)。

觀察指標(biāo)應(yīng)具有客觀性、精確性、特異性和靈敏性。

第十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素客觀性：客觀指標(biāo)則是借助測量儀器和檢驗(yàn)等手段來反映的觀察結(jié)果，客觀指標(biāo)具有較好的真實(shí)性和可靠性。主觀指標(biāo)是受試對象的主觀感覺、記憶、陳述或?qū)嶒?yàn)者的主觀判斷結(jié)果；而。主觀指標(biāo)具有隨意性和偶然性。第十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素精確性：包括準(zhǔn)確度(accuracy)和精密度(precision)兩層含義。準(zhǔn)確度指觀察值與真值的接近程度，主要受系統(tǒng)誤差的影響；精密度指重復(fù)觀察時(shí)，觀察值與其均數(shù)的接近程度，其差值屬于隨機(jī)誤差。第二十頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素特異性和靈敏性：某指標(biāo)的特異度(specificity)反映其鑒別真陰性的能力，靈敏度（sensitivity）則反映其檢出真陽性的能力。特異度高的指標(biāo)不易受混雜因素的干擾；靈敏度高的指標(biāo)能將處理因素的效應(yīng)更好地顯示出來。

第二十一頁，共三十一頁，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素4)指標(biāo)的盲法觀察：為消除或最大限度地減少主觀偏性，在設(shè)計(jì)時(shí)常采用盲法(blindmethod)。

單盲法(singleblindmethod)：受試對象不知道自己分在哪一組；

雙盲法(doubleblindmethod)：受試對象和實(shí)驗(yàn)執(zhí)行者均不知道受試對象分在哪一組

三盲法(tripleblindmethod)：受試對象、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行者和統(tǒng)計(jì)分析人員三者均不知道受試對象分在哪一組第二十二頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案方案:完全隨機(jī)設(shè)計(jì)配對設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì)析因設(shè)計(jì)

第二十三頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案完全隨機(jī)設(shè)計(jì)

1、設(shè)計(jì)模式：目標(biāo)生物隨機(jī)抽樣研究對象試驗(yàn)組對照組隨機(jī)分配陽性陰性陽性陰性第二十四頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案成組比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1隨機(jī)化2設(shè)置對照和處理組3樣本含量4實(shí)驗(yàn)的誤差第二十五頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案配對比較實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1同窩2同枝第二十六頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案交叉設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)模式：陽性陽性甲組（方案A）洗方案B對象陰性脫陰性陽性期陽性乙組（方案B）方案A

陰性陰性第二十七頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)例4-3如何按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分配5個(gè)區(qū)組的15只小白鼠接受甲、乙、丙三種抗癌藥物？方法為先將小白鼠的體重從輕到重編號，體重相近的3只小白鼠配成一個(gè)區(qū)組，見表4-6。在隨機(jī)數(shù)字表（附表15）中任選一行一列開始的2位數(shù)作為1個(gè)隨機(jī)數(shù)，如從第8行第3列開始紀(jì)錄，見表4-6；在每個(gè)區(qū)組內(nèi)將隨機(jī)數(shù)按大小排序；各區(qū)組中內(nèi)序號為1的接受甲藥、序號為2的接受乙藥、序號為3的接受丙藥，常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案第二十八頁，共三十一頁，2022年，8月28日常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

第二十九頁，共三十一頁，2022年，8月28日樣本含量的估計(jì)

影響樣本含量估計(jì)的因素

1.第一類錯(cuò)誤概率的大小。越小所需樣本含量愈多，

2.檢驗(yàn)功效(1)或第二類錯(cuò)誤概率的大小檢驗(yàn)功效愈大，第二類錯(cuò)誤的概率愈小，所