第十章常用實驗設(shè)計方法（教學(xué)時數(shù)：6h）1處理因素(treatment，studyfactor)實驗對象(subject)實驗效應(yīng)

(experimentaleffect)（實驗因素）非處理因素，混雜因素(confoundingfactor)[實驗單位(experimentunit)、研究對象或研究單位]例：用某種降壓藥治療高血壓模型小鼠，觀察其血壓值的下降情況實驗設(shè)計的基本要素2實驗設(shè)計的基本原則

1、對照原則

2、隨機原則

3、重復(fù)原則

條件：對等、同步、專設(shè)(1)抽樣、分組隨機(2)實驗順序的隨機

(1)結(jié)論的重復(fù)

(2)用多個實驗對象進行重復(fù)

(3)同一實驗對象的重復(fù)觀察4、盲法原則5、均衡原則31、完全隨機設(shè)計

2、配對設(shè)計

3、交叉設(shè)計

4、配伍組設(shè)計5、拉丁方設(shè)計6、析因設(shè)計常用實驗設(shè)計方法4第一節(jié)完全隨機設(shè)計

（completelyrandomizeddesign）

一、概念與特點又稱單因素設(shè)計,或成組設(shè)計，將同質(zhì)的受試對象隨機地分配到各處理組中進行同期平行觀察,或從不同總體中隨機抽樣進行對比研究。（1）動物（2）人：健康人、病人1.概念52.特點優(yōu)點：1)適用面廣（最適宜小樣本探索性研究）；2)簡單易行；3）不受組數(shù)的限制；4)各組的樣本含量可以相等,也可以不相等；

注意:在總樣本量不變的情況下，各組樣本量相同時設(shè)計效率最高5）統(tǒng)計分析方法相對簡單。缺點：1）只能作單一因素的比較；2）組間平衡性差，實驗誤差偏大；3）效率較低。6第一節(jié)完全隨機設(shè)計二、應(yīng)用范圍

凡兩組實驗無法配對或多組實驗無法配伍時，均可選用完全隨機設(shè)計：臨床科研中，這種設(shè)計主要適于非?？撇∈业膶Ρ妊芯繉嶒炇已芯恐?，這種設(shè)計主要用于大動物及珍貴動物的比較實驗7第一節(jié)完全隨機設(shè)計三、模式N為受試對象的總體；Ne為納入實驗的受試對象R為隨機；I、II、…K為分組；D為實驗數(shù)據(jù)；C為對照；T為被試因素；CI：D1ID2ITaNNeRII：D1IID2IIK：D1KD2KTj………注：有些實驗無法取得處理前數(shù)據(jù)，只有處理后數(shù)據(jù)8【例10-1】取體重為18-22克健康小鼠20只，隨機分為四組，用巴豆油造成人工創(chuàng)面，分別用八寶丹、生肌散、凡士林紗條及生理鹽水外敷用藥10天，觀察創(chuàng)面恢復(fù)情況并比較之。具體分組方法是:先將小鼠按體重編號(1~20號)，查隨機排列表（種子數(shù)從25行第1列開始，具體方法見第5章），將動物編號與表中隨機數(shù)字相對應(yīng)，將數(shù)字0~4編入八寶丹組，5~9編為生肌散組，10～14編為凡士林紗條組，15～19編入生理鹽水組（表10-1）。9例10-2試將15只動物隨機分配到甲、乙、丙三組（其他教材方法）（最小的5個隨機數(shù)對應(yīng)的動物分為甲組，中間5個隨機數(shù)對應(yīng)的動物分為乙組，最大的5個隨機數(shù)分為丙組。）587196302418462334278513994449丙丙甲丙甲乙乙甲丙乙甲甲丙乙乙種子數(shù)：10行1列開始動物編號12345678隨機數(shù)字組別排序11121464293動物編號9101112131415隨機數(shù)字組別排序751311581010具體步驟：1）受試對象編號；2）設(shè)置種子數(shù)；3）找隨機數(shù)字；4）隨機數(shù)字排序；5）將隨機數(shù)字對應(yīng)的動物分至每一組。11第一節(jié)完全隨機設(shè)計四、樣本含量估計與統(tǒng)計方法計量資料在組間樣本含量相等時，每組樣本含量（n）的計算公式如下：n=2[(s/D)(Zα＋Zβ)]2

(10-1)式中s為標(biāo)準(zhǔn)差，D為預(yù)定差數(shù)，Zα與Zβ分別為規(guī)定的α與β在正態(tài)分布曲線下面積的正Z值與負(fù)Z值，計算時均取絕對值。12第一節(jié)完全隨機設(shè)計四、樣本含量估計與統(tǒng)計方法計數(shù)資料在n1=n2條件下，每組樣本含量的計算公式如下：n=(p1q1＋p2q2)[(Zα＋Zβ)2/(p1－p2)]2(10-2)若多組共用一個對照組，則共用對照組的樣本含量（nc）應(yīng)當(dāng)隨處理組數(shù)擴大而增加，通常應(yīng)是：K為處理組組數(shù)（不含對照組）13第一節(jié)完全隨機設(shè)計四、樣本含量估計與統(tǒng)計方法統(tǒng)計分析方法依資料性質(zhì)而異：1）計數(shù)資料（無序分類變量資料）用χ2或u檢驗2）等級資料（有序分類變量資料）用秩和檢驗3）計量資料兩組比較用t檢驗或秩和檢驗4）計量資料多組用方差分析或秩和檢驗14第一節(jié)完全隨機設(shè)計五、注意事項

1.盡量注意各組樣本間的均衡性，縮小抽樣誤差可能條件下，先按非被試影響因素分層，而后在分層基礎(chǔ)上隨機分配樣本，必要時前面85%左右樣本完全按隨機分配，而后大約15%樣本按非被試因素均勻分配，使組間不平衡指數(shù)達(dá)到最小。2.盡量使每組間樣本數(shù)相等或接近在N不變的條件下，n1=n2設(shè)計效率較高，一般認(rèn)為可升高10%～15%。15第一節(jié)完全隨機設(shè)計五、注意事項

3.根據(jù)科研目的，合理確定實驗組數(shù)例如研究某種實體瘤切除后中藥與化學(xué)療法的效果：若中藥與化療對該類型腫瘤的療效尚未確定，則應(yīng)設(shè)中藥組、化療組與空白組。假使已知中藥與化療都有一定的療效，研究目的僅僅是比較兩者療效的優(yōu)劣，則設(shè)中藥與化療2組即可。但若還需探索中藥與化療在療效上是否有疊加或交互作用，則應(yīng)設(shè)4組，即空白組、中藥組、化療組和中藥加化療組，應(yīng)按2×2析因設(shè)計進行分析。16第二節(jié)配對設(shè)計

（matched-pairsdesign）

一、概念與特點

指先將條件相同（或相似）受試對象配成對子，而后按隨機原則給予每對中的個體施以不同處理。

1.概念172.特點1）最大限度地排除非處理因素的干擾，減

少抽樣誤差；

2）處理組間有較好的齊同可比性；

3）試驗效率高，所需樣本含量較少。

缺點：

1）配對條件不能過嚴(yán)、過多，否則難以配對；2）有一定的局限性。優(yōu)點：18二、分類1）自身配對(同源配對)2）異體配對自身前后配對自身左右配對19第二節(jié)配對設(shè)計（一）自身對照設(shè)計1.自身前后對照設(shè)計（1）定義：指觀察同一個體在處理前后某些指標(biāo)變化的一種設(shè)計。（2）模式：20第二節(jié)配對設(shè)計例如，有人觀察中草藥降低SGPT的含量，用藥一段時間后，再測定該病人血清SGPT的含量，進行前后對照比較。自身前后對照設(shè)計的樣本含量（n）按下式進行估算：n=[(s/d)(Zα+Zβ)]2

(10-4)式中s為標(biāo)準(zhǔn)差，d為預(yù)定的平均差數(shù)，Zα與Zβ分別為規(guī)定的α與β在正態(tài)分布曲線下面積的正Z值與負(fù)Z值，計算均取絕對值。（3）樣本含量估算：21第二節(jié)配對設(shè)計（4）注意事項：（一）自身對照設(shè)計1.自身前后對照設(shè)計1）控制實驗條件，保證處理前后其他條件具有可比性，避免時間過長的實驗；2）應(yīng)設(shè)立平行對照觀察（空白組或?qū)嶒瀸φ战M）；（5）應(yīng)用：主要應(yīng)用于急性與短期的實驗。22第二節(jié)配對設(shè)計

（一）自身對照設(shè)計2.自身左右對照設(shè)計（1）定義：指2種不同處理分別施加于同一個體左右兩部分的設(shè)計。

（2）模式：NNe1/21/2左C右TR左T右C23第二節(jié)配對設(shè)計

（一）自身對照設(shè)計2.自身左右對照設(shè)計（3）特點：優(yōu)點：可比性強缺點：所用的處理均必須是局部性的，而不能通過神經(jīng)反射或體液途徑引起全身反應(yīng)。（4）應(yīng)用：只適用于局部作用因素的研究。如擴瞳藥，局部反應(yīng)藥等。24第二節(jié)配對設(shè)計（一）自身對照設(shè)計2.自身左右對照設(shè)計應(yīng)用

用中藥膏劑（以凡士林為調(diào)料）治療家兔股骨骨髓炎。在雙后肢制造模型后，按隨機原則分別在左、右病變部位涂上中藥膏劑或凡士林，用藥兩周后觀察兩側(cè)恢復(fù)情況，比較兩者對骨髓炎的治療效果。與前后配對設(shè)計相同。（5）樣本含量估計：25第二節(jié)配對設(shè)計1）一個體左右兩個部位必須對稱，病理條件應(yīng)當(dāng)相同。2）必須保證被試因素的觀察效應(yīng)是局部性的，不致通過反射方式或體液途徑影響對側(cè)。3）處理組和對照組的左右分配可用簡單隨機方法決定。（一）自身對照設(shè)計2.自身左右對照設(shè)計（6）注意事項（7）統(tǒng)計分析：自身配對的實驗結(jié)果用配對t檢驗26第二節(jié)配對設(shè)計（二）異體配對對照設(shè)計1.定義將受試對象按照一定的條件（依專業(yè)知識確定），將條件相同的個體配成對子，然后在對子內(nèi)部按照隨機方法，將一個分配至實驗組，另一個分配到對照組，最后對其結(jié)果以配對分析的統(tǒng)計方法加以處理。

27第二節(jié)配對設(shè)計（二）異體配對對照設(shè)計2.特點由于異體配對設(shè)計實驗是同期平行進行，可以排除時間、大自然條件改變與醫(yī)療條件等因素對療效的干擾，因此異體配對試驗結(jié)論的可靠性大于自身前后配對設(shè)計。1）急性實驗2）慢性實驗3）較長期觀察3.應(yīng)用28第二節(jié)配對設(shè)計

4.模式二、異體配對對照設(shè)計29第二節(jié)配對設(shè)計【例10-2】現(xiàn)有病情、病種與年齡相近的男病人4對，女病人4對，查隨機數(shù)字表，從11行第1個數(shù)字開始自左向右，則隨機分配如下（表10-2）：（二）異體配對對照設(shè)計30第二節(jié)配對設(shè)計（二）異體配對對照設(shè)計5.注意事項1）對子本身的齊同（齊同性要求P>0.2）；2）在慢性實驗中或長期觀察過程中應(yīng)設(shè)法保持非被試因素的可比性。31第二節(jié)配對設(shè)計（二）異體配對對照設(shè)計

6.統(tǒng)計處理首先應(yīng)將每組（Ｄ1－Ｄ２）i進行前后配對t檢驗；然后著重分析每個對子前后變化的差值，即將兩組各對的[（Ｄ1

－Ｄ２）Ⅰ

－（Ｄ1

－Ｄ２）Ⅱ]i進行配對t檢驗，若單純比較Ｄ２Ⅰ與Ｄ２Ⅱ，這是不妥的。3233配對t檢驗

34【例10-3】8對受試者，試將其隨機分入甲乙兩處理組。（其他教材方法）（單數(shù)－甲乙，雙數(shù)－乙甲）受試者號5.15.26.16.27.17.28.18.2隨機數(shù)字05693016乙甲甲乙乙甲甲乙受試者號1.11.22.12.23.13.24.14.2隨機數(shù)字73373204處理處理甲乙乙甲乙甲甲乙種子數(shù)：5行6列開始編號5678

編號123435第三節(jié)配伍組設(shè)計

(completelyrandomizedblockdesign)

又稱隨機區(qū)組設(shè)計，是配對設(shè)計的擴大，它是按照一定的條件，將幾個條件相同的受試對象劃成一個配伍組或區(qū)組，而后在每個區(qū)組內(nèi)部按隨機原則，將每個受試對象分配到各組，對每組分別予以不同處理，然后對其結(jié)果進行分析。區(qū)組化的目的：對一些已知的非處理因素進行控制,以提高組間的均衡性,減少實驗誤差。

一、含義與特點1.含義36【例10-4】

16名高血壓患者，按年齡分成4個年齡段：25～、36～、46～、56～，每年齡段各4人，欲觀察某降壓藥的降壓效果，請將其分成四組進行試驗?！纠?0-5】

現(xiàn)有來自6個不同窩別的雄性小鼠各5只，共30只。欲將30只小鼠隨機分配到

A，B，C，D，E5個處理組中去。要求每個處理組6只，且來自不同的窩別。

37隨機化區(qū)組步驟：（參考書）0）劃分區(qū)組；1）每個區(qū)組編號；2）每個區(qū)組中的小鼠編號；3）找隨機數(shù)字（確定種子數(shù)第1行第1個開始，獲取30個隨機數(shù)字）；4）賦予每只小鼠隨機數(shù)字；5）每只小鼠分配給每個處理組。隨機數(shù)字表找隨機數(shù)字38隨機化區(qū)組步驟：（參考書）0）劃分區(qū)組；1）每個區(qū)組編號；2）每個區(qū)組中的小鼠編號；3）找隨機數(shù)字（確定種子數(shù)第1行第1個開始，獲取30個隨機數(shù)字）；4）賦予每只小鼠隨機數(shù)字；5）每只小鼠分配給每個處理組。隨機排列表找隨機數(shù)字39（1）按規(guī)定條件劃分區(qū)組

若每個區(qū)組內(nèi)含例數(shù)是處理組數(shù)（K）的倍數(shù)，則應(yīng)將條件非常接近的受試對象按組數(shù)分為若干小區(qū)組。（2）將每個區(qū)組受試對象統(tǒng)一編號（3）對每個區(qū)組（或小區(qū)組）進行隨機分配

從隨機數(shù)字表任意一行任意一項任意方向開始順查隨機數(shù)字表，每次順查（K-1），余此類推。視其余數(shù)決定分組。例如四組實驗，若第一個余數(shù)為1，分在甲組；第二余數(shù)為2，由剩下的在該區(qū)組中居第二者為丙，分為丙組；第三個余數(shù)仍為2，則剩下的在該區(qū)組中居第二者為丁，分在丁組；第四個（未查隨機數(shù)字）分在剩下的乙組。（4）將隨機數(shù)字對應(yīng)的對象分至每一組。隨機化區(qū)組步驟：（教材步驟如下）40【例10-6】設(shè)有27個胃潰瘍患者，中醫(yī)辯證分為脾胃虛寒、中氣下陷與肝胃不和三型，現(xiàn)以三種方劑、（保和丸、六君子湯、吳茱萸湯）比較療效（即設(shè)三個處理組）。P85將每個型劃為一個區(qū)組，在每型中按病情與年齡將病人編號，然后把三個鄰近的病人劃為一個小區(qū)組，再查隨機數(shù)字表進行分組。若從隨機數(shù)字表第21行第1個數(shù)目起自左向右進行每次取2個隨機數(shù)，分別以3（組數(shù)）、2（組數(shù)）除之，而后視其余數(shù)編組。如脾胃虛寒型第一個小區(qū)組第1號病人的余數(shù)為2，則分至乙組；第2號病人的余數(shù)亦為2，由于乙組已分，此時剩下的第二是丙組，故2號分在丙組；該區(qū)組內(nèi)第3號病人則必分在甲組。余此類推（見表10-3）。4142【例10-6】分配結(jié)果第三節(jié)配伍組設(shè)計

432.特點優(yōu)點：1）每個配伍組內(nèi)的受試對象有較好的同質(zhì)性（齊同），更易獲得不同處理間的差別2）均衡性好，誤差減低3）效率較高，可分析處理組間和配伍組間兩因素的影響4）統(tǒng)計分析較簡單第三節(jié)配伍組設(shè)計

(completelyrandomizedblockdesign)

一、含義與特點442.特點缺點：

1）不能分析交互作用；2）如果某一區(qū)組內(nèi)的受試對象發(fā)生意外，則只好放棄整個區(qū)組或采用缺項；3）分組較繁。第三節(jié)配伍組設(shè)計

(completelyrandomizedblockdesign)

一、含義與特點45二、應(yīng)用范圍凡實驗?zāi)康氖腔卮饍煞N因素（被試因素、配伍組因素）各自的差異有無統(tǒng)計學(xué)意義的情況，不管是兩個或多個處理組，均可采用配伍組設(shè)計如研究老年性病癥的治療，除比較不同藥物療效，還需觀察不同年齡段對效應(yīng)的影響，就應(yīng)采用配伍組設(shè)計如中西醫(yī)結(jié)合研究不同方劑對乙型肝炎的不同證型的療效，可以將不同方劑作為第一因素，不同證型作為第二因素。第三節(jié)配伍組設(shè)計

46第三節(jié)配伍組設(shè)計

三、模式若以N代表總體，Ne代表納入的受試對象，B代表劃分區(qū)組，R代表在區(qū)組內(nèi)隨機，I，II，…K為處理組，D為反應(yīng)數(shù)據(jù)，則配伍組設(shè)計模式為：I：D1ID2IT1NNeBRII：D1IID2IICK：D1KD2KTK………47四、樣本含量估計與統(tǒng)計分析

n=2(MSe/D2)(Q＋Zβ)2

(10-5)式中n為每組所需樣本數(shù)，Mse為誤差的均方，D為組間差值，Zβ意義同前，Q值指兩組均數(shù)在P=0.05時應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)誤的倍數(shù)；詳細(xì)計算方法見第5章。

統(tǒng)計分析方法：一般選用方差分析（秩和檢驗）第三節(jié)配伍組設(shè)計

48【例10-7】

為控制年齡因素對治愈某病所需時間的影響，采用配伍組設(shè)計，選定5個年齡區(qū)組(配伍組)，每組3個病人，隨機分配到3個治療組，治愈所需天數(shù)如表10-4，分析三種療法治愈該病所需時間是否相等。配伍組設(shè)計資料49五、注意事項配伍組設(shè)計，第一因素應(yīng)當(dāng)安排主要因素，第二因素相對次要。正確規(guī)定劃分區(qū)組的條件?？偟脑瓌t：將對實驗結(jié)果有明顯影響的非處理因素列為劃分區(qū)組的條件，要求區(qū)組間差異越大越好，區(qū)組內(nèi)差異越小越好。第三節(jié)配伍組設(shè)計

若每一區(qū)組為一受試對象，處理之間應(yīng)有足夠的間隔期。由于配伍較配對要求條件相同的樣本含量為多，并不是任何情況下都可以做到的。50在實驗中主要用于小動物實驗臨床上主要用于?？漆t(yī)療單位六、應(yīng)用第三節(jié)配伍組設(shè)計

51一、含義與特點

1.含義

又稱交叉配對設(shè)計，指樣本分配按異體配對方式，但2種處理先后交叉進行觀察，即在前一處理作用完全消失之后接受另一處理，最后對兩種處理的效應(yīng)進行比較分析。第四節(jié)交叉設(shè)計（cross-overdesign）52優(yōu)點：1）兼有異體與自身配對的優(yōu)點，又平衡了實驗順序?qū)?/p>

結(jié)果的影響；2）能控制時間因素及個體差異對處理因素的影響；3）節(jié)約樣本數(shù)；

4）實驗效率較高：該設(shè)計用方差分析，可得到處理

間、階段間、個體間的信息;5）每個實驗對象同時接受兩種處理(如藥物和安慰劑)，從醫(yī)德角度均等地考慮了每一個患者的利益。缺點：要求受試者在兩種處理前后的其他條件應(yīng)保持一致，這使該設(shè)計的應(yīng)用受到一定限制。一、含義與特點

2.特點

53兩階段交叉設(shè)計：三因素方差分析，變異→處理間、階段間、個體間與誤差?！纠?0-8】某中藥（A）與胃泌素（B）對巴氏小胃鹽酸分泌量（mol/h）的影響，用12只小狗進行交叉設(shè)計，清洗期為兩天，試驗結(jié)果見表5-6：表10-612只小狗交叉設(shè)計試驗巴氏小胃鹽酸分泌量(mol/h)小狗編號123456789101112第一階段藥物ABBABAAAABBB結(jié)果1826233314242831881710清洗期第二階段藥物BAABABBBBAAA結(jié)果13262128272012201311141154二、應(yīng)用范圍

主要用于樣品來源較少且受試對象狀態(tài)比較恒定的情況。臨床上適用于目前尚無特殊治療而病情穩(wěn)定的慢性病患者的對癥治療效果觀察。實驗室研究中，這種設(shè)計適用于離體器官的研究。第四節(jié)交叉設(shè)計（cross-overdesign）55三、模式與流程1.模式以N代表總體，Ne代表納入的受試對象，P代表配成對子，R代表隨機，I、II代表兩組，D代表指標(biāo)數(shù)據(jù)，A、B代表兩個處理，G代表間歇期，則交叉設(shè)計基本模式是：第四節(jié)交叉設(shè)計I：D1ID2IGD3ID4IABNNePRII：D1IID2IIGD3IID4IIBA562.交叉試驗的流程（兩處理，兩組對象）

準(zhǔn)備期準(zhǔn)備期洗脫期洗脫期時期1處理A時期1處理B時期2處理B時期2處理A試驗對象經(jīng)過一段時間不加任何處理（停藥期）的觀察，確認(rèn)已進入自然狀態(tài)，可以進行試驗

按事先設(shè)計好的試驗順序,依次在各個試驗時期施加相應(yīng)的處理。

經(jīng)過第一階段的治療后，停藥一段時間，確認(rèn)前一階段的處理效應(yīng)已經(jīng)消失，試驗對象又回到自然狀態(tài)

57交叉對照試驗(Crossoverdesign)A藥A藥B藥B藥6W2W6W洗脫期V0V6V8V1458洗脫期（Washoutperiod）在前后兩個治療階段之間，需要根據(jù)前一階段所用藥物的半衰期6-8倍的時間停止給藥，然后開始第二階段的治療目的：使第一階段的作用不致于影響第二階段他汀類藥物氯沙坦（氯沙坦鉀,氯沙坦,蘆沙坦,洛沙坦）他達(dá)拉非孟魯斯特雙氯芬酸鈉59交叉設(shè)計的形式：簡單交叉

組間隨機交叉

二次隨機交叉設(shè)計

配對拉丁方交叉

6061626364【例10-9】現(xiàn)有8對(16例)患者，試用交叉設(shè)計方法進行A、B兩種處理方式的隨機分配。（單數(shù)－1A2B,雙數(shù)－1B2A）具體分組5行第1個數(shù)65【例10-10】某醫(yī)院觀察中藥“慢腎寶”與“六味地黃丸”對腎陰陽兩虛的的慢性腎炎的療效。選擇20例符合受試對象要求的腎陰兩虛的病人，按病種、病情、年齡、性別配對，在對子內(nèi)隨機將病人分為兩組。然后再按隨機原則決定甲組10例先A后B，而乙組10例先B后A。由于兩藥的半衰期約為16～24小時，故兩種藥使用間隔期為七天。第四節(jié)交叉設(shè)計（cross-overdesign）66樣本含量估計與異體配對設(shè)計相同，但實際上可略少一些統(tǒng)計分析一般采用秩和檢驗。對條件符合方差分析者應(yīng)用方差分析，其效率更高。第四節(jié)交叉設(shè)計（cross-overdesign）四、樣本含量估計與統(tǒng)計分析67五、注意事項樣本含量必須為偶數(shù)。進行交叉設(shè)計實驗的兩個被試因素必須沒有蓄積作用與交互效應(yīng)。為刪除兩個因素效應(yīng)彼此的相互影響，在兩個處理之間應(yīng)有足夠的間歇期。一般認(rèn)為間歇期應(yīng)大于6～8個半衰期。第四節(jié)交叉設(shè)計（cross-overdesign）不宜用于具有自愈傾向或病程短的病癥研究。六、應(yīng)用68第五節(jié)拉丁方設(shè)計

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1．概念在實驗設(shè)計中用拉丁方的行和列對應(yīng)兩個非研究因素的水平進行特殊的交叉分層，使處理因素的各個水平在這兩個分層因素各個水平中均勻分布，再隨機確定處理水平與拉丁方的字母對應(yīng)關(guān)系，由此確定分組。這種設(shè)計可以控制兩個非研究因素的混雜作用,并用隨機的方法平衡其他非研究因素的混雜作用。

用r個拉丁字母排成r行r列的方陣，使每行每列中每個字母都只能出現(xiàn)一次，這樣的方陣叫r階拉丁方或r×r拉丁方。692.

常用的幾個基本拉丁方

ABCABCDABCDEABCDEF

BCABCDABCDEABCDEFA

CABCDABCDEABCDEFAB

DABCDEABCDEFABC

EABCDEFABCD3×34×45×56×6

FABCDE2×2

ABBA70【例10-11】觀察6只家兔在不同部位注射某種藥物后所生皰疹的大小。家兔共有六只，其編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ。注射部位有六處，其代號為A、B、C、D、E、F，其中A（背上）、B（背中）、C（背下）在脊椎附近，D（腹上）、E（腹中）、F（腹下）在兩側(cè)，注射次序用1、2、3、4、5、6來表示。

這個資料是按家兔編號、注射部位、注射次序三個標(biāo)志來分組的。6×6拉丁方3.設(shè)計分組71（1）基本拉丁方ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ1ABCDEF2BCDEFA3CDEFAB4DEFABC5EFABCD6FABCDEⅠⅡⅢⅣⅤⅥ2BCDEFA1ABCDEF6FABCDE5EFABCD3CDEFAB4DEFABC(2)首先對行隨機化

1行1列開始(一位數(shù))21653472(3)對列隨機化ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ2BCDEFA1ABCDEF6FABCDE5EFABCD3CDEFAB4DEFABC10行1列開始（一位數(shù)）隨機數(shù)ⅤⅠⅥⅢⅡⅣ2FBADCE1EAFCBD6DFEBAC5CEDAFB3ACBEDF4BDCFEA516324ⅤⅠⅥⅢⅡⅣ73(4)對拉丁字母與處理組的對應(yīng)關(guān)系進行隨機化ⅤⅠⅥⅢⅡⅣ2背上背中背下腹上腹下腹中1腹中背下背上腹下背中腹上6腹上背上腹中背中背下腹下5腹下腹中腹上背下背上背中3背下腹下背中腹中腹上背上4背中腹上腹下背上腹中背下（5行1列開始）ABCDEF326451CBFDEA背下背中腹下腹上腹中背上A（背上）、B（背中）、C（背下）、D（腹上）、E（腹中）、F（腹下）ⅤⅠⅥⅢⅡⅣ2FBADCE1EAFCBD6DFEBAC5CEDAFB3ACBEDF4BDCFEA74(5)規(guī)定行、列的因素和水平

注射次序123456家兔編號ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅤⅠⅥⅢⅡⅣ2背上背中背下腹上腹下腹中1腹中背下背上腹下背中腹上6腹上背上腹中背中背下腹下5腹下腹中腹上背下背上背中3背下腹下背中腹中腹上背上4背中腹上腹下背上腹中背下754.特點1）拉丁方的行與列皆為配伍組，可用較少的重復(fù)次數(shù)獲得較多的信息，同時分別研究三個因素；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(shè)計優(yōu)越。3）節(jié)約樣本量，效率高；優(yōu)點：第五節(jié)拉丁方設(shè)計

764.特點缺點：1）三因素實驗，其水平數(shù)相等；2）要求各因素間無交互作用；3）處理數(shù)只限于５-８個，少于５個時誤差大，多于８個時難于實現(xiàn)雙重局部控制。第五節(jié)拉丁方設(shè)計

775.應(yīng)用范圍凡三因素實驗，若每個因素的水平數(shù)能做到相等時，均可采用拉丁方設(shè)計。實驗室研究：條件相對容易控制，尤其是細(xì)胞培養(yǎng)的實驗，拉丁方設(shè)計有著廣泛的用途。臨床科研：不同中藥或復(fù)方對同一疾病不同證型和同一證型不同疾病的療效研究第五節(jié)拉丁方設(shè)計

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78如欲觀察不同中藥對兔血凝固時間的影響，由于血液與帶負(fù)電荷表面接觸的面積與時間不同，常是第一管凝固時間最短，最后一管凝固時間最長，為排除順序影響，將藥物作為第一因素，兔個體作為第二因素，順序作為第三因素。5.應(yīng)用范圍第五節(jié)拉丁方設(shè)計

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79例：研究不同瘤株對蛇毒的反應(yīng)，將四種瘤株勻漿接種小白鼠，一天后分別用4種不同的蛇毒成分，各取4種不同濃度進行腹腔注射，每日一次，連續(xù)10天，停藥一天，解剖稱瘤重。試作拉丁方設(shè)計。

實驗瘤株4種：⑴肉瘤180，⑵肝肉瘤，⑶艾氏腹水瘤，⑷網(wǎng)狀細(xì)胞瘤。

蛇毒成分4種：Ⅰ峰、Ⅱ峰、Ⅲ峰、Ⅳ峰。

蛇毒濃度4種：0.000mg/kg、0.030mg/kg、0.050mg/kg、0.075mg/kg。80㈠實驗設(shè)計方法1.按水平數(shù)選基本拉丁方r=4CDAB1.3行對調(diào)BCDAABCDDABCABCDBCDACDABDABC2.隨機排列拉丁方的行、列隨機數(shù)08763397行號1324ABCDBCDACDABDABCCBAD2.4列對調(diào)BADCADCBDCBA813.隨機分配處理瘤株：⑴肉瘤180，⑵肝肉瘤，⑶艾氏腹水瘤，⑷網(wǎng)狀細(xì)胞瘤。隨機分配處理：字母ABCD隨機數(shù)10478128序號1342瘤株肉瘤艾氏腹水瘤網(wǎng)狀細(xì)胞瘤肝肉瘤824.規(guī)定行、列的因素和水平濃度

成分（峰）

ⅠⅡⅢⅣ0.0000.0300.0500.075C(4)B(3)A(1)D(2)B(3)A(1)D(2)C(4)A(1)D(2)C(4)B(3)D(2)C(4)B(3)A(1)83比較F1—F5五種不同防護服對高溫作業(yè)工人脈博數(shù)影響是否不同，進行實驗設(shè)計。

題目分析：研究目的是比較5種不同防護服對高溫作業(yè)工人脈博數(shù)影響有無差別?？紤]到該研究中影響脈博數(shù)的因素還有不同受試者對高溫反應(yīng)不同，以及不同的受試期由于外界氣候條件不同，肌體對高溫的反應(yīng)也有所不同；因此，在比較防護服間的差別時，應(yīng)使這兩個條件對不同防護服的試驗影響均衡，即要求每套防護服給每個被試者各試一次，且每日每種防護服各試一次。由于是5套防護服，可用5個受試者在5個不同日期作實驗，因而可用5×5拉丁方設(shè)計。設(shè)計實例：84設(shè)計方法：1、按水平數(shù)選基本拉丁方r=52、隨機排列拉丁方的行、列隨機數(shù)6895239235序號35142BDCBAACDAEBBEEDCADCEEACBDDCBAECBAEDBAEDCAEDCBEDCBA3、5行對調(diào)BAEDCCBAEDDCBAEAEDCBEDCBA1、4列對調(diào)853、隨機分配字母（處理）防護服1.F12.F23.F34.F45.F5字母ABCDE隨機數(shù)9382536439序號54231防護服F5F4F2F3F1864、規(guī)定行、列的因素和水平試驗日期受試者甲乙丙丁戊1DBCAE2ECDBA3CABED4BEADC5ADECB876.模式與分析基本與配伍組設(shè)計相同，但每個區(qū)組所含單元隨機分到處理組后，其序列依工作（拉?。┓酱_定。在可能條件下，取前后變化值；若有困難時取處理施加后測定值。統(tǒng)計處理方法：選用方差分析。第五節(jié)拉丁方設(shè)計

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887．注意事項1）藥劑（或處理）數(shù)目不能太多或太少，太多難于實現(xiàn)雙重局部控制；太少則影響試驗的精確度，一般處理數(shù)5-8個為宜。2）樣本量應(yīng)取拉丁方階的倍數(shù)，并對應(yīng)取多個拉丁方重復(fù)實驗。3）除樣本分配需要在區(qū)組內(nèi)隨機外，處理因素諸水平與拉丁字母關(guān)系的確定也要隨機化。4）須明確三個因素彼此之間無交互作用。5）若一個受試對象作為一個區(qū)組時，應(yīng)當(dāng)在前一處理作用確實消失后，方可進行后一處理。89一、含義

指的是將兩個或多個因素的各個水平進行排列組合，交叉分組進行實驗，故又稱交叉組設(shè)計。第六節(jié)析因設(shè)計（factorialdesign）可以獲得三個重要信息：各因素不同水平的效應(yīng)大??；各因素間交互作用；通過比較各種組合，找出最佳組合。90常用的2×2析因設(shè)計就是選擇兩個最重要因素（甲、乙），各安排兩個水平進行實驗，實際上就是4個不同搭配的組，其安排如下：第六節(jié)析因設(shè)計（factorialdesign）二、安排及步驟91首先確定處理因素的個數(shù)及每個處理因素的水平，按交叉分組的原則將各因素各水平全部交叉組合，組合數(shù)即試驗組數(shù)；然后用隨機的原則將受試對象分組，分別施加各組合的處理因素。第六節(jié)析因設(shè)計（factorialdesign）二、安排及步驟92

【例10-12】觀察中藥補陽還五湯與腫瘤壞死因子對體外培養(yǎng)的血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的影響及兩者有無交互作用，即可采用2×2析因設(shè)計。如表10-4所示：本例經(jīng)交叉分組后，可分成：A組：補陽還五湯+腫瘤壞死因子；B組：補陽還五湯C組：腫瘤壞死因子；D組：空白對照組第六節(jié)析因設(shè)計（factorialdesign）93以N代表總體，Ne代表納入受試對象的樣本，R為隨機，I、II、III、IV為四組，D為實驗數(shù)據(jù)，A、B為兩因素，則2×2析因設(shè)計的模式即是：其它析因設(shè)計模式依此類推。數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理選用方差分析。第六節(jié)析因設(shè)計三、模式Ⅰ：D1ⅠD2ⅠA1B1NNeRⅡ：D1ⅡD2ⅡA1B2Ⅲ：D1ⅢD2ⅢA2B1Ⅳ：D1ⅣD2ⅣA2B294

【例10-13】某醫(yī)生欲研究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？95A因素A1A2平均A1-A2B因素B12.11.01.1B21.20.80.4平均0.75B2-B10.90.20.55A的主效應(yīng)A的單獨效應(yīng)B的單獨效應(yīng)B的主效應(yīng)96單獨效應(yīng)(simpleeffect)：指其它因素的水平固定時，同一因素不同水平間的差別主效應(yīng)(maineffect)：某一因素各水平間的平均差別交互作用(interaction)：當(dāng)某一因素的各個單獨效應(yīng)隨另一因素的不同水平變化而變化時，則稱這兩個因素間存在交互作用971.在側(cè)重了解兩個因素的主次與交互作用時，應(yīng)注意設(shè)立“空白”對照組，沒有空白對照組很難說明前三組的作用是正性還是負(fù)性的。2.樣本分配方法是隨機的，但應(yīng)盡量保持組間樣本的均衡性。3.析因設(shè)計試驗結(jié)果的統(tǒng)計分析不宜采用成組t檢驗或配伍組F檢驗，因為這些檢驗無法分析交互作用。第六節(jié)析因設(shè)計四、注意事項98練習(xí)題1、為研究煤礦粉塵作業(yè)環(huán)境對塵肺的影響，用大鼠做實驗，選定3個處理環(huán)境（地面辦公樓、煤炭倉庫和礦井下）該如何設(shè)計，用何種統(tǒng)計學(xué)方法。2、某醫(yī)院用A、B兩種血紅蛋白測定儀器檢測16名健康男青年的血紅蛋白含量，以了解兩種儀器檢測結(jié)果是否有差異。屬于何種設(shè)計，用何種統(tǒng)計學(xué)方法？3、欲比較兩種抗癌藥物對小白鼠肉瘤抑瘤效果，選用何種設(shè)計為宜，用何種統(tǒng)計學(xué)方法分析？99練習(xí)題4、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(shè)計可達(dá)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）5、為比較A、B、C、D4四種降脂中藥對主動脈硬化斑塊面積（mm2）的影響，用拉丁方設(shè)計，在4窩大鼠中各取4只體重相近的雄鼠，結(jié)合甲、乙、丙、丁四種飼料進行觀察，請進行設(shè)計。1006、某研究者在針刺麻醉研究中，欲通過12只大白鼠研究A、B兩種參數(shù)電針刺激后痛域值上升情況，同時還考慮了個體差異與A、B順序?qū)ν从蛑档挠绊?。根?jù)此研究目的，用何種實驗設(shè)計方法為宜，并作分組設(shè)計。練習(xí)題101先將12只大白鼠按條件相近者配對并依次編號（1.1,1.2；2.1,2.2；3.1,3.2；……或1,2；3,4；5,6；……）；再任意指定隨機數(shù)字表中的任一行（如第6行），并規(guī)定隨機數(shù)字為奇數(shù)時，對子中的單號觀察單位先用A后用B，雙號觀察單位先用B后用A；隨機數(shù)字為偶數(shù)時，對子中的單號觀察單位先用B后用A，雙號觀察單位先用A后用B。ABBAABBABAABABBABAABABBA用藥順序073964532293隨機數(shù)字111291078563412大白鼠號102示例分析1：小劑量干擾素加二氮唑核苷治療流行性乙型腦炎99例分析

有人在一般治療的基礎(chǔ)上加用小劑量干擾索及三氮唑核苷治療流行性乙型腦炎99例，采用同期的、接受一般治療的73例該病患者作為對照。治療組中輕型29例，普通型40例，重型22例，極重型8例；對照組73例，輕型18例，普通型32例，重型17例，極重型6例。病情分配經(jīng)卡方檢驗，差別無統(tǒng)計學(xué)意義。兩組病人均采用傳統(tǒng)降溫、鎮(zhèn)靜、降顱內(nèi)壓、腎上腺皮質(zhì)激素及抗生素預(yù)防感染等對癥治療。在此基礎(chǔ)上治療組選擇發(fā)病在5d病人，加用干擾素和三氮唑核苷靜滴，療程5—7d。兩組比較療效差別具有統(tǒng)計學(xué)意義，結(jié)論是在一般治療的基礎(chǔ)上加用小劑量干擾素及三氮唑核苷治療流行性乙型腦炎的療效優(yōu)于一般治療的療效。103示例分析2：吡喃阿霉素在惡性腫瘤聯(lián)合化療方案中的療效

原作者采用國內(nèi)外常用的化療方案加以改良，即以吡喃阿霉素(THP)代替阿霉素(ADM)或表阿霉素(E-ADM)治療各種惡性腫瘤90例，其中初治病例43例，復(fù)治病例47例，肺癌46例，非霍奇金惡性淋巴瘤21例，乳腺癌l0例，食管癌13例。治療后完全緩解7例，部分緩解41例，無變化32例，進展l0例，總有效率53.3％。其主要毒副作用為骨髓抑制，主要表現(xiàn)為白細(xì)胞、血小板減少，尤以白細(xì)胞下降明顯，達(dá)62.2％，其他毒副反應(yīng)如肝腎功能損害、脫發(fā)、心臟毒性及胃腸道反應(yīng)發(fā)生率較低或程度較輕；尤其是脫發(fā)少見，僅有3例，明顯低于ADM及E-ADM療祛。104示例分析3：肝炎靈聯(lián)合丹參注射液治療慢性乙型肝炎60例

慢性乙型肝炎病人隨機分為兩組，治療組60例，接受肝炎靈與丹參注射液聯(lián)合治療，對照組44例，接受肌苷、維生素C的治療，兩組在性別、年齡、病程、病情等方面均無顯著性差異。比較兩組肝功能指標(biāo)恢復(fù)正常率，得出結(jié)論：兩藥聯(lián)合應(yīng)用治療慢性乙型肝炎有良好的協(xié)同作用。

105示例分析4：靜脈應(yīng)用維拉