第三章常用的幾種試驗(yàn)設(shè)計(jì)措施基本類型1.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)2.配對(duì)設(shè)計(jì)3.配伍組設(shè)計(jì)（隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)）4.本身比較設(shè)計(jì)5.交叉設(shè)計(jì)6.拉丁方設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)1.根據(jù)試驗(yàn)的目的選擇試驗(yàn)方案。2.擬定處理原因和處理水平。3.擬定試驗(yàn)類型。4.根據(jù)試驗(yàn)效應(yīng)的類型和處理原因的情況選擇統(tǒng)計(jì)措施。5.擬定樣本量。6.擬定分組方案。1.完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（comletelyrandomdesign）（屬于單原因試驗(yàn)設(shè)計(jì)）（1）分組方式完全隨機(jī)設(shè)計(jì)有兩種分組方式：1．將受試對(duì)象隨機(jī)分配到各處理組中；2．分別從不同總體中進(jìn)行隨機(jī)抽樣，獲取代表各不同總體的隨機(jī)樣本。（2）應(yīng)用根據(jù)實(shí)用效應(yīng)（指標(biāo)）的不同均數(shù)的比較率的比較構(gòu)成比（分布）的比較危險(xiǎn)度的比較生存資料的比較能夠是多種效應(yīng)的比較。（3）優(yōu)缺陷優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)分析比較簡(jiǎn)樸；缺陷：只能分析比較一種原因的試驗(yàn)效應(yīng)，總的效率不高。(4)特點(diǎn)受試對(duì)象有相同的機(jī)會(huì)被分配到不同的處理水平或不同的處理水平的組合中。試驗(yàn)的誤差一般體現(xiàn)為組內(nèi)誤差（個(gè)體差別）。

（5）實(shí)施方案1.擬定處理水平和不同處理原因水平的組合。2.隨機(jī)選擇一定數(shù)量的受試對(duì)象。3.將選定的受試對(duì)象隨機(jī)地分配到不同處理水平和不同處理原因水平的組合（處理組）。

實(shí)際工作中考慮到有些試驗(yàn)的工作量很大，可能使得某些原因或環(huán)境發(fā)生了變化，因?yàn)檫@種變化可能破壞組間的均衡性，所以盡管使用的是完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，在試驗(yàn)設(shè)計(jì)的隨機(jī)化時(shí)增長(zhǎng)一種Block以盡量地糾正這種影響。如：臨床試驗(yàn)的病人入組，伴隨時(shí)間的推移操作的熟練程度。（6）統(tǒng)計(jì)分析計(jì)量資料根據(jù)合用條件可采用t檢驗(yàn)，方差分析或秩和檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料根據(jù)合用條件可采用u檢驗(yàn)，卡方檢驗(yàn)。10FOREXAMPLE例3．完全隨機(jī)設(shè)計(jì)也能夠用于從不同總體中進(jìn)行隨機(jī)抽樣獲取隨機(jī)樣本進(jìn)行對(duì)比觀察。某醫(yī)院給190名慢性胃炎病人做胃粘膜活體組織檢驗(yàn)，并用一樣措施檢驗(yàn)10名健康人作對(duì)照。擬從慢性胃炎病人190例胃粘膜活體組織檢驗(yàn)標(biāo)本中隨機(jī)抽取10份，與健康人的10份標(biāo)本比較T淋巴細(xì)胞含量。先將190名慢性胃炎病人依次編為l、2、…190號(hào)，等分為10段，每段19人。再從附表1隨機(jī)數(shù)字表上隨機(jī)地指定從第10行第1列相交處的“58”開始，向右記10個(gè)數(shù)字，并以19分別除各段的隨機(jī)數(shù)，記余數(shù)，除盡則記除數(shù)(19)，不不小于19的隨機(jī)數(shù)，不必除19，該隨機(jī)數(shù)即為余數(shù)。然后將各段的起始病例號(hào)加上“余數(shù)”減去“1”即為該段抽到的病例號(hào)。例如．第1段的隨機(jī)數(shù)是58，除19，余1，病例號(hào)1被抽到；第2段的隨機(jī)數(shù)是71，除19，余14，第2段的起始病例號(hào)是20，20+14-1＝33，病例號(hào)33號(hào)被抽到；余類推。2.配對(duì)設(shè)計(jì)（matchedpairdesign）

（1）概念

將受試對(duì)象按既定條件配成對(duì)子，再隨機(jī)分配每對(duì)中的兩個(gè)受試對(duì)象接受不同的處理。

（2）優(yōu)點(diǎn)

最大優(yōu)點(diǎn)是能夠改善處理組問的均衡性，提升試驗(yàn)效率。

（3）統(tǒng)計(jì)分析

計(jì)量資料可用t檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)；

計(jì)數(shù)資料可用卡方檢驗(yàn)。

FOREXAMPLE例1.擬將10對(duì)受試者隨機(jī)實(shí)施甲、乙兩處理，采用配對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每對(duì)中一種受試者接受甲處理，另一種則接受乙處理。先將受試者編號(hào)，第一對(duì)第一受試者編為1(1)，第二受試者編為1(2)，…，再按預(yù)先擬定的隨機(jī)化方案，從附表2隨機(jī)排列表第2行第1列開始，舍去10—19之間的數(shù)字，并要求單數(shù)取甲、乙順序，雙數(shù)(0作為雙數(shù))取乙、甲順序。3.隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（RandomizedblockDesign)配對(duì)設(shè)計(jì)是隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的的一種特殊形式，即每個(gè)區(qū)組內(nèi)只有兩個(gè)受試對(duì)象。配伍組設(shè)計(jì)是先將若干個(gè)受試對(duì)象按一定條件劃提成若干個(gè)區(qū)組。每一配伍組涉及的受試對(duì)象，隨機(jī)地分別接受不同處理，每個(gè)配伍組的例數(shù)等于處理組個(gè)數(shù)。配伍的條件是影響試驗(yàn)效應(yīng)的主要非處理原因。能夠按單一非處理原因分配伍組，也能夠按幾種非處理原因的組合分配伍組。例如試驗(yàn)動(dòng)物的種屬、窩別、性別。年齡、體重相同和相近的劃人一種配伍組或區(qū)組；臨床試驗(yàn)根據(jù)詳細(xì)要求可將性別、體重、年齡、職業(yè)、病情和病程等條件相同和相近的列入一種配伍組。分別將同一配伍組內(nèi)的受試對(duì)象隨機(jī)地分別分配到各處理組中去。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)能夠使各處理組中的受試對(duì)象的條件均衡，具有良好的可比性，因?yàn)榭刂屏朔翘幚碓虻挠绊?，使處理原因的效?yīng)能得到比較符合實(shí)際的客觀反應(yīng)，而且各處理組、各配伍組的樣本含量控制一致；使試驗(yàn)誤差減小，提升了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的效率。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)：1.擬定三個(gè)要素。2.擬定可能影響成果的非處理原因。3.根據(jù)處理組數(shù)擬定區(qū)組容量。4.按擬定的非處理原因劃分區(qū)組。5.將每個(gè)區(qū)組內(nèi)的受試對(duì)象分別隨機(jī)地分配接受不同的處理。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的特點(diǎn)：能夠控制一組非處理原因。區(qū)組容量等于處理組數(shù)。區(qū)組數(shù)量沒有明確的限制，所以能夠根據(jù)實(shí)際需要擬定區(qū)組數(shù)。處理原因與區(qū)組原因不應(yīng)有有交互作用。每個(gè)內(nèi)只有一種數(shù)據(jù)，不能計(jì)算組內(nèi)誤差。使用受試對(duì)象的數(shù)量等于處理數(shù)×區(qū)組數(shù)。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中，隨機(jī)化只在區(qū)組內(nèi)進(jìn)行，區(qū)組原因又是非處理原因，全部原則上只分析處理原因，而區(qū)組原因不具有分析的條件。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析：根據(jù)合用條件和分析目的，可用方差分析或秩和檢驗(yàn)。

27FOREXAMPLE例1.擬將已提成8個(gè)配伍組的32個(gè)受試者隨機(jī)分配到A、B、C、D四個(gè)處理組。

環(huán)節(jié)：1．將32個(gè)受試者按既定條件提成的8個(gè)配伍組進(jìn)行編號(hào)，1～4號(hào)為第一配伍組，5～8號(hào)號(hào)為第二配伍組，…。2．按預(yù)定的隨機(jī)化方案，從附表2隨機(jī)排列表上隨機(jī)指定第4～11行．共8行，從每行第1列(即第1個(gè)隨機(jī)效)開始，向右只取隨機(jī)數(shù)1～4，其他數(shù)舍去，將所取隨機(jī)數(shù)依次標(biāo)于各配伍組的受試者編號(hào)下。隨機(jī)數(shù)1、2、3、4依次分別代表A、B、C、D四種處理。4.本身比較設(shè)計(jì)

（1）概念

這種在同一受試對(duì)象本身作對(duì)比的試驗(yàn)設(shè)計(jì)，統(tǒng)稱為本身比較設(shè)計(jì)或本身對(duì)照設(shè)計(jì)。

（2）特點(diǎn)

①因?yàn)橥慌湮榻M內(nèi)的樣品來自同一受試對(duì)象，

所以均衡性好；

②不需要尤其的隨機(jī)分配措施，操作簡(jiǎn)樸。

(3)體現(xiàn)形式①同一批受試對(duì)象處理前后的效應(yīng)指標(biāo)比較；②同一批樣品分別用兩種處理措施的比較，或分別用同一處理原因的A水平和B水平的比較；③同—批樣品分別用多種處理措施的比較，或分別用同一處理原因的多種水平的比較。（4）注意同體前后的比較，時(shí)間間隔不宜過長(zhǎng)，不然受試對(duì)象或樣品可能因時(shí)間間隔過長(zhǎng)，受到混雜原因影響或本身發(fā)生某種變化，失去同體比較的均衡性。5.交叉設(shè)計(jì)

（1）概念

交叉設(shè)計(jì)是將每個(gè)觀察對(duì)象在第一種時(shí)間階段(或療程)，隨機(jī)分配在試驗(yàn)組或?qū)φ战M然后在第二個(gè)時(shí)間階段交叉安排。

（2）優(yōu)點(diǎn)

1．節(jié)省樣本含量；

2．易控制條件，降低誤差

（3）合用條件兩次觀察的時(shí)間不能過長(zhǎng)，處理效應(yīng)不能連續(xù)過久。（4）注意處于第一階段的“處理”不能有連續(xù)作用而影響到第二階段的“處理”．不然將產(chǎn)生兩種處理的疊加而造成交互影響。（5）交叉設(shè)計(jì)對(duì)受試對(duì)象的要求與分配措施交叉設(shè)計(jì)對(duì)受試對(duì)象的要求與分配措施和配對(duì)設(shè)計(jì)類似，即盡量使相鄰的兩個(gè)受試對(duì)象的條件近似。（6）交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾種形式兩組A處理的成果作為A的效應(yīng)，兩組B處理的成果作為B的效應(yīng)。將A處理與B處理的效應(yīng)進(jìn)行比較。設(shè)計(jì)模式：陽性陽性甲組（方案A）洗方案B對(duì)象陰性脫陰性陽性期陽性乙組（方案B）方案A

陰性陰性3．配對(duì)“拉丁方”將受試者每?jī)衫涑梢环N區(qū)組，區(qū)組內(nèi)隨機(jī)地將兩例受試者的階段及處理順序相反安排，每個(gè)區(qū)組構(gòu)成2*2的“拉丁方”狀態(tài)。這么能夠使不同階段、不同區(qū)組中的受試對(duì)象接受A、B處理隨機(jī)均衡。4．配對(duì)雙交叉配對(duì)雙交叉設(shè)計(jì)是在簡(jiǎn)樸配對(duì)交叉設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上再增長(zhǎng)第三階段，受試者在第三階段隨機(jī)采用BAB或ABA處理順序。(7)試驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理舉例例1．在針刺麻醉研究中，為比較A、B兩種參數(shù)電針刺激后痛閾值上升情況，以條件近似的16只大白鼠作交叉試驗(yàn)。步驟：

先將每?jī)芍粭l件相同的大白鼠配成一對(duì)，共8對(duì)；并將第一對(duì)編為1、2號(hào)．第二對(duì)編為3、4號(hào)，…直到第八對(duì)編為15、16號(hào)。擬定的順序是A—B。第1號(hào)是A—B，第2號(hào)即B—A，余類推。本例第1、3、6、8、9、12、14、15號(hào)的測(cè)試順序是A—B;第2、4、5、7、10、11、13、16號(hào)的測(cè)試順序是B—A。先進(jìn)行的屬第一階段，后進(jìn)行的屬第二階段。這么A、B兩種參數(shù)電針刺激在第一和第二階段達(dá)成了平衡。交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行的試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理可用方差分析，假如資料的性質(zhì)不合合用方差分析則可用秩和檢驗(yàn)。方差分析環(huán)節(jié)：秩和檢驗(yàn)1．處理間的比較(本例即A、B兩種參數(shù)電針刺激間的比較)環(huán)節(jié)：(1)先將同一大白鼠接受兩種刺激所得數(shù)據(jù)均按先后順序相減，并保存正負(fù)號(hào)，以差的代數(shù)值編秩號(hào)；(2)按兩種顧序(A—B和B—A)分別求秩和．進(jìn)行兩樣本秩和檢驗(yàn)本例，同一大白鼠兩次刺激痛閾上升值之差．按A—B的秩和為100，按B—A的秩和為36，n1＝n2=8；n2-n1=0，T＝36，查附表，得P<0.01，差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。能夠覺得A、B兩種參數(shù)電針刺激后痛閾值上升數(shù)的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，A高于B。2．順序問的比較(本例即第一和第二兩個(gè)階段的比較)環(huán)節(jié)：(1)將同一大白鼠接受兩種刺激所得數(shù)據(jù)相加，以其和編秩號(hào)；(2)按兩種順序(A—B和B—A)分別求秩和，進(jìn)行兩樣本秩和檢驗(yàn)本例，同一大白鼠兩次上升值之和，按A和B的不同順序：A-B的秩和為58.5，B-A的秩和為77.5，n1＝n2=8；n2-n1=0，T＝58.5,查附表得P＞0.01，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；能夠覺得測(cè)試順序?qū)ν撮撋仙禑o影響。秩和檢驗(yàn)6.拉丁方設(shè)計(jì)

(1)概念

拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)是三原因、等水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)。它是將r個(gè)拉丁字母排成r行r列的方陣，使每行每列中的每個(gè)字母均只出現(xiàn)一次，這么的方陣稱r階拉丁方，或r*r拉丁方；分別按拉丁字母、行和列安排處理原因及影響原因的試驗(yàn)(或試驗(yàn))稱拉丁方試驗(yàn)(或試驗(yàn))。(2)基本要求1．必須是三個(gè)原因的試驗(yàn)(或試驗(yàn))，且三個(gè)原因的水平數(shù)相等；2．行間、列間、處理間均無交互作用；3．各行、列、處理的方差齊。(3)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)1．根據(jù)原因的水平數(shù)r選定基本型拉丁方(也稱原則拉丁方)；2．將基本型拉丁方隨機(jī)化。使用基本型拉丁方時(shí)要加以隨機(jī)化，用列的重徘和行的重排來實(shí)現(xiàn)，行、列互換或移動(dòng)時(shí)必須整行(或列)進(jìn)行，不能將行或列拆開。例如5*5拉丁方的隨機(jī)化：3．要求行、列、字母所代表的原因和水平。(4)統(tǒng)計(jì)處理1．列出試驗(yàn)成果，進(jìn)行初步計(jì)算；2.按方差分析公式計(jì)算離均差平方和(ss)、自由度、均方(MS)與F值3．列方差分析表4．查附表6F界值表得P值，按所要求的檢驗(yàn)水準(zhǔn)作出推斷結(jié)論5．若檢驗(yàn)成果均數(shù)間有差別，需要時(shí)作均數(shù)的兩兩比較(5)特點(diǎn)1．縱橫兩向皆為配伍組，可用較少的反復(fù)次數(shù)，取得較多的信息2．雙向誤差控制，能夠降低試驗(yàn)誤差，比配伍組設(shè)計(jì)優(yōu)越。(6)缺陷1．要求各原因的水平數(shù)相等且無交互作用，在實(shí)際應(yīng)用中有一定的不足；2.反復(fù)數(shù)少，對(duì)差別的估計(jì)往往不夠精確，為了提升精確度，可將處理數(shù)相同的幾種拉丁方結(jié)合起來進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。FOREXAMPLE例1.研究蛇毒的抑瘤作用，擬將四種瘤株勻漿接種小白鼠；一天后分別用四種不同的蛇毒成份，各取四種不同的劑量腹腔注射，每日一次．連續(xù)10天