医药数理统计学实验设计课件.ppt

1、主要内容主要内容1. 统计工作基本步骤统计工作基本步骤 2.实验设计实验设计统计工作的基本步骤 统计设计 搜集资料 整理资料 分析资料 运用资料“反应停”事件上世纪60年代前后，欧美至少15个国家的医生都在使用这种药治疗妇女妊娠反应，很多人吃了药后的确就不吐了，恶心的症状得到了明显的改善，于是它成了“孕妇的理想选择”（当时的广告用语）。于是，“反应停”被大量生产、销售，仅在联邦德国就有近100万人服用过“反应停”，“反应停” 每月的销量达到了1吨的水平。在联邦德国的某些州，患者甚至不需要医生处方就能购买到“反应停”。但随即而来的是，许多出生的婴儿都是短肢畸形，形同海豹，被称为“海豹肢畸形”。1

2、961年，这种症状终于被证实是孕妇服用“反应停”所导致的。于是，该药被禁用，然而，受其影响的婴儿已多达1.2万名。经过媒体的进一步披露，人们才发现，这起丑闻的产生是因为在“反应停”出售之前，有关机构并未仔细检验其可能产生的副作用。记者的发现震惊了世界，引起了公众的极大愤怒，并最终迫使沙立度胺的销售者支付了赔偿。这个例子说明：已经通过批准投放市场的新药，在若干年内仍需密切检测与研究它的不良反应实验设计简介实验设计简介 1935年年, Fisher 系统介绍研究系统介绍研究设计，首次提出研究设计的基设计，首次提出研究设计的基本原则。本原则。 The Design of Experiments.RA

3、 Fisher(18901962) R.A. Fisher:生於伦敦，卒於生於伦敦，卒於 澳洲。英国澳洲。英国统计与遗传学家，现代统计科学的奠基人之一，统计与遗传学家，现代统计科学的奠基人之一，并对达尔文演化论作了基础澄清的工作。并对达尔文演化论作了基础澄清的工作。 1925:系统介绍近代统计学方法系统介绍近代统计学方法The Statistical Methods for Research Workers 1.1 研究设计的意义研究设计的意义 (1) 合理安排试验因素，提高研究质量。合理安排试验因素，提高研究质量。 如规定实验组的条件，配置适当的对照组，选如规定实验组的条件，配置适当的对照组

4、，选择研究方法等。择研究方法等。(2) 控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。控制误差，使研究结果保持较好的稳定性。 如对混杂因素的处理，对不同来源变异的分析，如对混杂因素的处理，对不同来源变异的分析，维护必要的均衡性等。维护必要的均衡性等。(3) 用较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。用较少的观察例数，获取尽可能丰富的信息。 如采用定量指标，选择线性或非线性回归分析，如采用定量指标，选择线性或非线性回归分析，为使用高效率设计创造条件等。为使用高效率设计创造条件等。 调查（调查（survey） 实验实验 (experiment) 1.2 研究设计的类型研究设计的类型 基本原则之一：基本原则之

5、一：对照对照 基本原则之二：基本原则之二：随机随机 基本原则之三：基本原则之三：重复重复2. 实验设计的基本原则实验设计的基本原则研究设计的基本原则研究设计的基本原则 对照对照(control) 随机随机(randomization) 重复重复(replication)对照的作用对照的作用对照的种类对照的种类对照组形式对照组形式随机化的作用随机化的作用随机的含义随机的含义分层随机、分段随机分层随机、分段随机重复的作用重复的作用重复的次数重复的次数2.1 基本原则之一：对照基本原则之一：对照(control)均衡性均衡性(1)(1)对等对等 除处理因素外，对照组具备与实验组对除处理因素外，对照组

6、具备与实验组对等的一切等的一切非处理因素非处理因素。(2)(2)同步同步 对照组与实验组设立之后，在整个研究对照组与实验组设立之后，在整个研究进程中始终处于同一空间和同一时间。进程中始终处于同一空间和同一时间。(3)(3)专设专设 任何一个对照组都是为相应的实验组专任何一个对照组都是为相应的实验组专门设立的。不得借用文献上的记载或以门设立的。不得借用文献上的记载或以往的结果或其它研究的资料作为本研究往的结果或其它研究的资料作为本研究之对照。之对照。(1)(1)消除干扰因素的影响；消除干扰因素的影响； (2)(2)给一个被比较的标准，使处理因素和非处给一个被比较的标准，使处理因素和非处理因素的差

7、异有一个理因素的差异有一个科学科学的的对比对比。对照组的作用对照组的作用对照组的作用对照组的作用处理组处理组 处理因素处理因素+非处理因素非处理因素 处理效应处理效应+非处理效应非处理效应对照组对照组 (无无) 非处理因素非处理因素 (无无) 非处理效应非处理效应比较结果比较结果 处理因素处理因素 处理效应处理效应排除排除“非处理因素非处理因素”的影响，从而衬托出的影响，从而衬托出 “处理因素处理因素”的作用。的作用。对照组的作用对照组的作用 处理组处理组 处理因素处理因素+非处理因素非处理因素 处理效应处理效应+非处理效应非处理效应 比较结果比较结果 非处理因素非处理因素 处理因素处理因素

8、非处理效应非处理效应处理效应处理效应常用对照种类：常用对照种类：（1 1）空白对照）空白对照 对照组不施加任何处理因素对照组不施加任何处理因素（2 2）实验对照）实验对照 对照组不施加处理因素，但施加某种实验因素。对照组不施加处理因素，但施加某种实验因素。（3 3）标准对照）标准对照 不设立专门的对照组，而是用现有标准值不设立专门的对照组，而是用现有标准值/ /正常值正常值作对照。作对照。实验研究实验研究一般不用标准对照，因为实验条件一般不用标准对照，因为实验条件不一致。不一致。（4 4）自身对照）自身对照 对照与实验在同一受试者身上进行对照与实验在同一受试者身上进行（5 5）相互对照）相互对

9、照 各实验组间互为对照，如比较新药与旧药的疗效各实验组间互为对照，如比较新药与旧药的疗效（6 6）历史对照）历史对照 以本人过去的研究以本人过去的研究/ /他人研究结果与本次研究结果他人研究结果与本次研究结果作对照作对照2.2 基本原则之二：随机基本原则之二：随机(random)客观性客观性(1) (1) 抽样随机抽样随机 每一个符合条件的实验对象参加实每一个符合条件的实验对象参加实 验的机会相同，即总体中每个个验的机会相同，即总体中每个个 体有体有相同相同的的机会机会被抽到样本中来；被抽到样本中来；(2) (2) 分组随机分组随机 每个实验对象分配到不同处理组的每个实验对象分配到不同处理组的

10、机会相同机会相同；(3) (3) 实验顺序随机实验顺序随机 每个实验对象接受处理先后的每个实验对象接受处理先后的机会相同机会相同。随机与随意随机与随意 随机随机：random 机会均等，机会均等， 客观性客观性 随意随意：as will 随主观意愿，主观性随主观意愿，主观性 随机化分组，不仅能控制已知的混杂因素随机化分组，不仅能控制已知的混杂因素(非研究因素非研究因素)，而且还能控制未知的混杂，而且还能控制未知的混杂因素。因素。 简单随机简单随机随机分组随机分组随机排列随机排列 分层随机分层随机随机的方法随机的方法(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)

11、 简单随机分组示意136 643 557 604 384 708 218 061 555 871136 643 557 604 384 708 218 061 555 871ABBBABAAAB(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) A组B组随机排列示意(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10) 136 643 557 604 384 708 218 061 555 871排列排列(8)(1)(7)(5)(9)(3)(4)(2)(6)(10) 2.3 基本原则之三：重复基本原则之三：重复(repeated)可靠性可靠性(1) 整个实

12、验的重复。整个实验的重复。 确保实验的重现性，以提高实验的可靠性；确保实验的重现性，以提高实验的可靠性；(2) 用多个实验单位进行重复用多个实验单位进行重复(样本含量样本含量)。 避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或避免把个别情况误认为普遍情况，把偶然性或巧合的现象当作必然的规律，通过一定数量的巧合的现象当作必然的规律，通过一定数量的重复，使结论可信；重复，使结论可信；(3) 同一实验单位的重复观察。同一实验单位的重复观察。 保证观察结果的精度。保证观察结果的精度。影响样本含量的因素影响样本含量的因素 数据的种类数据的种类 个体的变异个体的变异 组间的差别组间的差别 指标间的相关程度指标间

13、的相关程度 设计方法设计方法 各组例数的分配各组例数的分配 I I型错误和型错误和IIII型错误型错误 研究的质量研究的质量（2 2）查表）查表（1 1）公式计算）公式计算例：两均数比较时的样本含量估计例：两均数比较时的样本含量估计(两组相等两组相等) ：I 类误差，常取类误差，常取0.05 ：II 类误差，常取类误差，常取0.20，0.10 1- ：把握度：把握度 ：标准差，个体变异：标准差，个体变异 ：两个总体的差值：两个总体的差值(专业认可专业认可)212()2uunn 例：降血脂 =20mg/L； =30mg/L；=0.05 1-=90%时 Q1:Q2 N 1:1 78 4:6 82

14、3:7 92 2:8 122 1:9 216 1:19 406 N78时时 Q1:Q2 1- (%) 1:1 90.0 4:6 88.9 3:7 85.0 2:8 75.6 1:9 54.4 1:19 35.6 例： n1 固定， n2 增加时，Power的变化趋势 n1=20 Q1:Q2 PowerQ1:Q2 Power 1:1 0.5589 1:6 0.7882 1:2 0.6824 1:7 0.7960 1:3 0.7330 1:8 0.8026 1:4 0.7601 1:9 0.8074 1:5 0.7769 1:10 0.8113 =20mg/L； =30mg/L；=0.05图 n1

15、固定，n2增加时，Power的变化趋势( r = n2:n1 )powerr12345678910.5.6.7.8.9试验组和对照组样本含量不等 两组的比例不超过 1:4 4:1样本含量的影响因素：样本含量的影响因素： 数据的种类：数据的种类：定量等级定性 个体的变异：个体的变异：变异小，样本含量少 组间的差别：组间的差别：差别大，容易鉴别，n少 指标间的相关程度：指标间的相关程度： 相关大，n少 设计方法：设计方法： 各组例数的分配：各组例数的分配：均衡时，n少 I型错误和型错误和II型错误：型错误： 小，n大 研究的质量：研究的质量：实例实例1 规定实验组适应症为：破膜和总产程都不超过24

16、小时，无感染(无阳性体征，血常规正常)以及第一胎产后本人同意放置宫内节育器者。 另将筛选剩下的827例作为对照组，不放置宫内节育器。 本例，两组除处理因素(放置节育环)不同，受试对象的基本条件也不同，试验组较好，而对照组差，缺乏可比性。 中华妇产科杂志，1985；20(1)：4950。 剖腹产同时放置宫内节育器735例的初步观察将施行剖腹产手术1562例中的735例作为实验组，在剖腹产的同时放置宫内节育器。比较两组被观察对象的术后出血、恶露干净时间和术后副反应等情况。实例2 乳腺癌发病危险因素的研究研究采用病例 对照方法调查607对病例与对照，配对的条件是年龄相仿，上下不超过5岁。原文在未作假

17、设检验的情况下，认为“两组年龄相仿”。 年龄 病例组人数 对照组人数20 3 630 72 8440 193 24450 228 19960 101 67 70 10 7中华流行病学杂志，1981;2(4):2532=17.25，P=0.004问题所在 对照组缺乏均衡性！讨论讨论1 欲观察丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床疗效，以某西药作为对照组。将64例符合入组和排除标准的病例按诊疗次序交替分组，即单号为中药组，双号为西药组。 请讨论： 该分组方法是否符合随机原则？n 丹栀逍遥散治疗混合性焦虑抑郁障碍的临床研究(河南中医2004年第24卷第8期第62页)讨论讨论2 通过回顾分析某院199

18、0年1 月至1998 年3 月期间28例单宫颈双子宫畸形早孕人工流产的结果，发现人流术前先给予米索前列醇素制剂可使流产更容易、安全，减少病人痛苦且可避免并发症的发生。 两组的分组方法为：所有病例按就诊先后顺序分组，1995年10月以后为A组，1995年10月以前为B组。A组(米索组)于术前3小时顿服米索600g或术前1小时后穹窿放置米索200g，然后进行人工流产吸宫术，共14例；B组(对照组)单纯采用常规流产术机械扩张宫颈后吸宫。作者认为该法“符合随机分配法则”。 请讨论：对照组的设置是否合适？n单宫颈双子宫畸形28例人工流产分析(中国实用妇科与产科杂志1999年3月第15卷第3期172页)讨

19、论讨论3 作者对30例疑为食管原性胸痛患者的24小时食管pH值监测，其中16例昼夜均异常，8例白天异常，2例夜里异常，18例胸痛与酸暴露相关。得出食管pH监测是诊断胃食管反流所致的食管原性胸痛的有效方法之结论。 请讨论：该文结果是否成立？n用24小时食管pH监测法诊断食管原性胸痛(中华外科杂志1995年33卷第2期第69页)问题所在问题所在不符合研究设计三原则！不符合研究设计三原则！3 实验设计实验设计3.1实验设计的特点实验设计的特点（1）研究者能人为设置处理因素）研究者能人为设置处理因素（2）受试对象接受何种处理因素）受试对象接受何种处理因素/水平是由水平是由 随机分配而定的。随机分配而定

20、的。（3）能使多种实验因素包括在较少次数的）能使多种实验因素包括在较少次数的 实验中，更有效地控制误差，达到高效实验中，更有效地控制误差，达到高效 的目的。的目的。3.2 实验设计的分类实验设计的分类根据受试对象不同，分为：根据受试对象不同，分为：（1 1）动物实验）动物实验（2 2）临床试验）临床试验 通常局限在患病人群中通常局限在患病人群中（3 3）社区干预试验）社区干预试验 在某个地区的所有人群在某个地区的所有人群中进行，持续时间一般较长，目的是通过中进行，持续时间一般较长，目的是通过干扰某些危险因素或施加某些保护性措施，干扰某些危险因素或施加某些保护性措施，然后了解它们在人群中产生的预

21、防效果，然后了解它们在人群中产生的预防效果，例在饮水中加氟防龋齿的人群试验。例在饮水中加氟防龋齿的人群试验。3.3 3.3 实验设计的基本要素实验设计的基本要素 1 1 处理因素处理因素 (treatment)(treatment) 2 2 受试对象受试对象 (object)(object) 3 3 实验效应实验效应 (effect)(effect)1 1 处理因素处理因素 （study factor,treatmentstudy factor,treatment） 研究者根据研究目的欲施加或欲观察的研究者根据研究目的欲施加或欲观察的 能作用于受试对象并引起直接或间接效能作用于受试对象并引起直

22、接或间接效 应的因素，称为处理因素。应的因素，称为处理因素。研究因素与混杂因素研究因素与混杂因素 研究因素：主要研究指标，研究因素：主要研究指标， 与研究结果与研究结果(效应效应)相联系。相联系。 混杂因素：干扰研究结果的指标。混杂因素：干扰研究结果的指标。例：电针引产例：电针引产 研究因素：产妇状况。研究因素：产妇状况。产妇状况产妇状况 成功成功 失败失败 合计合计 成功率成功率 初产初产 428 176 604 70.9% 经产经产 128 39 167 76.6% P=0.145 例：电针引产例：电针引产 混杂因素：胎膜状况。混杂因素：胎膜状况。胎膜状况胎膜状况 成功成功 失败失败 合计

23、合计 成功率成功率 已破已破 318 80 398 79.9% 未破未破 238 135 373 63.8% P=0.000 例：电针引产例：电针引产 混杂因素在两组的分布混杂因素在两组的分布 胎膜胎膜产妇状况产妇状况 已破已破 未破未破 已破率已破率 初产初产 331 273 54.80% 经产经产 67 100 40.12% P=0.001例：电针引产例：电针引产 混杂因素不同状态时，研究因素的分析。混杂因素不同状态时，研究因素的分析。胎膜胎膜 产妇状况产妇状况 例数例数 成功成功 成功率成功率 P已破已破 初产初产 331 258 77.9% 0.030 经产经产 67 60 90.0%

24、未破未破 初产初产 273 170 62.3% 0.332 经产经产 100 68 68.0% 常见的混杂因素常见的混杂因素 年龄、性别年龄、性别 病程、病情病程、病情 疾病史、家族史、伴发疾病疾病史、家族史、伴发疾病 工作性质、工作环境工作性质、工作环境 生活习惯、条件生活习惯、条件考核某种药物考核某种药物/ /治疗方法的疗效治疗方法的疗效药物与疗法属处理因素；药物与疗法属处理因素；影响疗效的一些影响疗效的一些非处理因素非处理因素，如病人的性别、，如病人的性别、年龄、病型、病程、病情、健康、营养状况、年龄、病型、病程、病情、健康、营养状况、医护人员的照护等等；医护人员的照护等等；在病人分组试

25、验中，各组病人除处理因素不同在病人分组试验中，各组病人除处理因素不同之外，各组病人非处理因素应通过之外，各组病人非处理因素应通过随机化随机化尽量尽量加以控制，使之加以控制，使之均衡均衡一致。一致。对混杂因素的处理：对混杂因素的处理： 采用良好的设计：采用良好的设计：排除，平衡；排除，平衡； 严格的质量控制：严格的质量控制：减少干扰减少干扰 设计时考虑：改为修饰因素设计时考虑：改为修饰因素观察和记录混杂因素的强度，并考虑用统计学观察和记录混杂因素的强度，并考虑用统计学方法进行修饰、控制。方法进行修饰、控制。处理因素标准化就是保证处理因素在整个实验处理因素标准化就是保证处理因素在整个实验的过程中始

26、终如一，保持不变的过程中始终如一，保持不变如不同批号的同种种药物如不同批号的同种种药物手术开始阶段不熟练，后期熟练手术开始阶段不熟练，后期熟练2 受试对象受试对象（1）动物选择）动物选择种系的选择（种类、品系）种系的选择（种类、品系）动物个体的选择（如年龄、性别、体重、窝别、动物个体的选择（如年龄、性别、体重、窝别、营养状态等）营养状态等）（2）病例选择）病例选择正确诊断正确诊断纳入标准纳入标准排除标准排除标准 例例 在考核抗菌药物疗效时，病人入选标准是：在考核抗菌药物疗效时，病人入选标准是： （1 1）成年人：）成年人：18186565岁，男女不限；岁，男女不限； （2 2）经临床确诊，患有

27、急性细菌感染需要进行全）经临床确诊，患有急性细菌感染需要进行全身抗菌药物治疗的患者；身抗菌药物治疗的患者； （3 3）细菌学证实，即致病菌培养阳性；）细菌学证实，即致病菌培养阳性； （4 4）病人无严重肝、肾、心脏及造血系统疾病；）病人无严重肝、肾、心脏及造血系统疾病； （5 5）病人需知情同意等。）病人需知情同意等。病人的排除标准是：病人的排除标准是：（1 1）药物或食物过敏史者；）药物或食物过敏史者；（2 2）过敏状态，如过敏性疾患合并感染；）过敏状态，如过敏性疾患合并感染；（3 3）造血功能障碍（特殊情况例外）；）造血功能障碍（特殊情况例外）；（4 4）妊娠及哺乳期妇女；）妊娠及哺乳期妇

28、女；（5 5）精神状态不能很好合作者；）精神状态不能很好合作者；（6 6）正在应用其它抗菌类药物者等。）正在应用其它抗菌类药物者等。3 实验效应实验效应 关联性关联性 客观性客观性 准确性与精确性准确性与精确性 敏感性与特异性敏感性与特异性 指选用的指标必须与研究目的有指选用的指标必须与研究目的有本质联系本质联系，主要通过查文献、预备试验和理论分析等主要通过查文献、预备试验和理论分析等提出的提出的关联性关联性客观性客观性n客观指标是测量和检验的结果，是借助仪客观指标是测量和检验的结果，是借助仪器来回答的；能够重复。器来回答的；能够重复。n主观指标是由受试者回答主观指标是由受试者回答/医生自己判

29、断。医生自己判断。化验室的检查结果；化验室的检查结果；物理学检查结果；物理学检查结果；病理学的诊断意见；病理学的诊断意见；细菌学培养结果细菌学培养结果如某药治疗慢性胃炎的疗效，选用胃镜下活如某药治疗慢性胃炎的疗效，选用胃镜下活体组织的病理学诊断结果，作为判断治疗效体组织的病理学诊断结果，作为判断治疗效果的观察指标更为客观可靠。果的观察指标更为客观可靠。准确性与精确性准确性与精确性 准确度是指观察值与真值的接近程度，主准确度是指观察值与真值的接近程度，主要受系统误差的影响。要受系统误差的影响。 精密度是指重复观察时，观察值与其平均精密度是指重复观察时，观察值与其平均数的接近程度，其差值属于随机误

30、差。数的接近程度，其差值属于随机误差。敏感性与特异性敏感性与特异性 如研究某药治疗缺铁性贫血的效果，可选用如研究某药治疗缺铁性贫血的效果，可选用临床临床症状症状，体征体征及及血红蛋白血红蛋白，也可选用，也可选用血清铁旦白含血清铁旦白含量量的变化作为观察指标；的变化作为观察指标； 但前三者作为观察指标不够灵敏只有在缺铁较为但前三者作为观察指标不够灵敏只有在缺铁较为严重的情况下才会出现血红蛋白的变化和贫血的严重的情况下才会出现血红蛋白的变化和贫血的症状，体征；症状，体征； 若选用若选用血清铁旦白血清铁旦白的含量作为观察指标，则可敏的含量作为观察指标，则可敏锐地反映处理因素的效应。锐地反映处理因素的

31、效应。 处理因素处理因素 实验研究的基本要素实验研究的基本要素 受试对象受试对象 实验效应实验效应 降压药降压药 高血压病人高血压病人 血压值变化血压值变化 处理因素处理因素 受试对象受试对象 实验效应实验效应 4 常用的几种实验设计方法常用的几种实验设计方法 （一）（一） 完全随机设计完全随机设计 （二）（二） 配对设计配对设计 （三）（三） 配伍组设计配伍组设计（一）（一） 完全随机设计完全随机设计completely random design将受试对象按随机化的方法分配到各个处理将受试对象按随机化的方法分配到各个处理组中，观察实验效应。组中，观察实验效应。仅涉及一个处理因素，故又称单因

32、素设计。仅涉及一个处理因素，故又称单因素设计。不受组数的限制；不受组数的限制；各个处理组样本例数可以相等，也可以不等，各个处理组样本例数可以相等，也可以不等，但相等时效率较高。但相等时效率较高。A组组B组组完全随机设计例 四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值(%) ABCDX2.622.822.913.922.232.763.023.022.362.433.283.302.402.733.183.04所有数所有数据据n444416均均 数数2.40252.68503.09753.32002.8763标准差标准差0.16210.17410.16460.41982.8074

33、SS0.0788750.0909000.0812750.5288002.8073750.7798521(2.6850)jiSSX 21(2.4025)jiSSX21(3.0975)jiSSX21(3.3200)jiSSX21(2.8763)jiSSX组间变异组间变异 SS组间组间22()XX 21()XX 23()XX 1X2X3XX2()BetweeniiSSn XX Sum of squares between groupsn1 n2 n3 n43X24()XX 方差分析表方差分析表变异来源变异来源SS MSFP总变异总变异2.80737515组间组间2.02752530.675810.4

34、00.2两两比较：两两比较： q检验检验 DCq=1.745a=2P0.05CBq=4.980a=3P0.05q=3.235a=2P0.05BAq=7.196a=4P0.05q=5.452a=3P0.05 D C B A 3.3200 3.0975 2.6850 2.4025结论：结论： 方差分析方差分析(ANOVA)及及SNK两两比较结果表明，四两两比较结果表明，四种饲料喂养大白鼠后的肝重比值不完全相同种饲料喂养大白鼠后的肝重比值不完全相同(F=10.40,P0.01)，喂养，喂养A、B饲料的大白鼠肝重饲料的大白鼠肝重比值比喂养比值比喂养C、D者低者低(P0.05)。完全随机设计例完全随机设

35、计例3 研究中药骨碎补对高脂血症的治疗和预防作用。研究中药骨碎补对高脂血症的治疗和预防作用。取家兔取家兔44只，随机分成四组，每组只，随机分成四组，每组11只。每间隔只。每间隔5周测定血清胆固醇一次，共测四次（包括给药前一周测定血清胆固醇一次，共测四次（包括给药前一次），整个实验期为次），整个实验期为15周。各组处理如下：周。各组处理如下：造型组造型组：每日以：每日以0.3g0.3g胆固醇灌胃；胆固醇灌胃；治疗组治疗组：每日以：每日以0.3g0.3g胆固醇灌胃，于实验开始的第胆固醇灌胃，于实验开始的第5 5 周起每日肌注周起每日肌注100%100%骨碎补液骨碎补液1.7ml/kg1.7ml/k

36、g；预防组预防组：每日以：每日以0.3g0.3g胆固醇灌胃，于实验开始之日起胆固醇灌胃，于实验开始之日起 即每日肌注即每日肌注100%100%骨碎补液骨碎补液0.8ml/kg0.8ml/kg；对照组对照组：每日肌注生理盐水：每日肌注生理盐水0.8ml/kg0.8ml/kg。血清胆固醇含量，mg% 组别实验前实验后0周5周10周15周造型组885691792132672129064553811008403108195552883001205291963461496424724113691112702043611037592301031102641987101311312310治疗组7679559

37、064801268611752922411072949194300208269182217523612298656869330791246200122103112119491015606028741278318预防组60828179156132731387761771128712095360192114200656610666847711397210701088280662587070809936841216921074对照组5610470756910068617064548279459114927931087182103767192888467120133661047971447836100

38、59905976各组平均血清胆固醇含量，各组平均血清胆固醇含量，mg%group实验时间Total051015188.36324.00484.90750.50404.05279.45323.00252.55140.90200.33390.09140.09 94.27108.00108.11475.55 88.09 77.90 73.5078.90Total83.36216.35224.83264.32195.59各组各时点平均血清胆固醇含量图示造型组治疗组预防组对照组分析思路：分析思路： 四组是否具有可比性？四组是否具有可比性？造型是否成功？造型是否成功？对照组是否稳定？对照组是否稳定？骨碎补

39、对高脂血症的预防和治疗效果如何？骨碎补对高脂血症的预防和治疗效果如何？预防和治疗的显效时间？预防和治疗的显效时间？预防和治疗的持续时间？预防和治疗的持续时间？(1) 给药前四组的比较给药前四组的比较 预防组预防组造型组造型组 治疗组治疗组 对照组对照组均数：均数： 90.09 88.36 79.45 75.55方差：方差： 444.25 390.47 333.47 290.69方差分析方差分析 F=1.474, P=0.2360服从齐性检验服从齐性检验 2=0.489, P=0.9213说明说明4个组的初始条件一致。个组的初始条件一致。(2) 造型是否成功？造型是否成功？以实验时间为以实验时间

40、为X（周）（周）以对应时间点的胆固醇含量之均数为以对应时间点的胆固醇含量之均数为Y造型组造型组的直线回归分析：的直线回归分析： X： 0 5 1015 Y：88.36324.00484.90 750.50 t = 15.855,P 0.5 说明对照组在实验期内血清胆固醇含量不随时间说明对照组在实验期内血清胆固醇含量不随时间而改变，是稳定的。而改变，是稳定的。81.2110-0.3268YX(4) 第5周时四组均数的比较 造型组造型组 治疗组治疗组 预防组预防组 对照组对照组 均数：均数：324.00 323.00 140.09 88.09 F=5.45, P0.005 第第5周时周时预防组与造

41、型组预防组与造型组的均数间差别有统的均数间差别有统计学意义，而与对照组差别无统计学意义。计学意义，而与对照组差别无统计学意义。说明在第说明在第5周时已有预防作用。周时已有预防作用。(5) 第第10周时四组均数周时四组均数的比较的比较 造型组造型组 治疗组治疗组 预防组预防组 对照组对照组 均数：均数： 484.90 252.55 94.27 77.90 F=9.78, P0.001 第第10周时周时治疗组与造型组治疗组与造型组的均数间差别有统计学的均数间差别有统计学意义，与意义，与预防组、对照组预防组、对照组差别无统计学意义。说差别无统计学意义。说明明治疗已起效治疗已起效，预防组有持续效果。，

42、预防组有持续效果。第15周时四组均数的比较 造型组造型组 治疗组治疗组 预防组预防组 对照组对照组 均数：均数： 750.50 140.90 108.00 73.50F=9.78, P0.001 结论同第结论同第10周时。周时。结论：结论： 对家兔肌注骨碎补液，预防组于用药第对家兔肌注骨碎补液，预防组于用药第5周周时已见防止血清胆固醇升高的作用，直至第时已见防止血清胆固醇升高的作用，直至第15周仍保持与对照组接近的水平。治疗组于周仍保持与对照组接近的水平。治疗组于用药第用药第5周周(即实验期第即实验期第10周周)时已见胆固醇时已见胆固醇下降，至用药第下降，至用药第10周周(即实验期第即实验期第

43、15周周)时降时降至与对照组接近的水平。说明骨碎补对家兔至与对照组接近的水平。说明骨碎补对家兔具有预防和治疗高血脂症的作用。具有预防和治疗高血脂症的作用。正确应用完全随机设计正确应用完全随机设计 完全随机设计是最常用的一种设计方法，完全随机设计是最常用的一种设计方法，不受组数的限制；不受组数的限制； 各组样本含量可以相等，也可以不等，但各组样本含量可以相等，也可以不等，但在总样本含量不变的情况下，各组样本含在总样本含量不变的情况下，各组样本含量相等时的设计效率最高；量相等时的设计效率最高； 对照组可以不止一个；对照组可以不止一个； 各组应达到均衡一致；各组应达到均衡一致； 各处理组应同期平行进

44、行；各处理组应同期平行进行； 对个体间同质性要求较高。在个体同质性对个体间同质性要求较高。在个体同质性较差时，完全随机设计并不是最佳设计。较差时，完全随机设计并不是最佳设计。（二）（二） 配对设计配对设计 paired design 是将受试对象按一定条件配成对子，再是将受试对象按一定条件配成对子，再随机分配每对中的两个受试对象到不同随机分配每对中的两个受试对象到不同处理组，配对的因素是影响实验效应的处理组，配对的因素是影响实验效应的主要非处理因素。主要非处理因素。配对的原则 条件相近 对内同质正确应用配对设计 当实验对象的同质性欠佳时，采用配对设计可以提高处理组间的可比性和均衡性； 配对设计

45、的成败取决于配对的条件，只有当两组观察值间的相关大于0时，配对才是成功的，且能提高检验效能； 当采用左右配对设计时，实验因素的效应必须是局部的，不可以通过神经、体液等途径影响对侧； 采用自身前后配对设计时，应考虑到环境、气候或疾病的自然进展等引起的效应改变； 配对设计的资料结合相关或回归分析，有时能得到更丰富的结论。例题 高粘综合症患者的血沉较快，某大夫观高粘综合症患者的血沉较快，某大夫观察察A、B两个降粘药物对血沉两个降粘药物对血沉(mm/h)的影响，的影响，结果如下，试作统计分析。结果如下，试作统计分析。 A药组病例号12345678910疗前40433641403738383539疗后3

46、6353029302828302730差值4861210910889B药组病例号12345678910疗前39403943383640414045疗后20253023242024202528差值1915920141616211517A、B两个降粘药物对血沉(mm/h)的影响 疗前 疗后 差值A药组 38.7 2.406 30.3 2.946 8.4 2.221 B药组 40.1 2.514 23.9 3.381 16.2 3.425 分析思路：分析思路： 疗前两组比较，以分析可比性；疗前两组比较，以分析可比性； 各组疗前疗后差值分别比较，分别确定各各组疗前疗后差值分别比较，分别确定各自的变化值

47、；自的变化值； 两组疗前疗后差值相互比较，分析两组的两组疗前疗后差值相互比较，分析两组的效果是否相同？效果是否相同？分析结果：(1) 疗前两组比较：疗前两组比较：t=1.2721，P=0.2195； 可以认为两组具有可比性。可以认为两组具有可比性。(2) A组疗前疗后比较：组疗前疗后比较：td=11.9594，P=0.0000； 可以认为可以认为A药治疗后血沉减慢。药治疗后血沉减慢。 B组疗前疗后比较：组疗前疗后比较：td=14.9556，P=0.0000； 可以认为可以认为B药治疗后血沉减慢。药治疗后血沉减慢。(3) 两组治疗前后差值相互比较：两组治疗前后差值相互比较： t=6.0419，P

48、=0.0000； 可以认为可以认为B药降低血沉的效果优于药降低血沉的效果优于A药。药。结论：结论： 统计分析结果表明，两组疗前具有可比性统计分析结果表明，两组疗前具有可比性(t=1.2721, P=0.2195)；无论是；无论是A药还是药还是B药，药，治疗后均使血沉减慢治疗后均使血沉减慢(td=11.9594, P=0.0000;td=14.9556, P=0.0000)，B药降药降低血沉的效果优于低血沉的效果优于A药药(t=6.0419, P=0.0000)。（三）（三） 配伍组设计配伍组设计 randomized block design 亦称随机区组设计，是配对设计的扩充。亦称随机区组设

49、计，是配对设计的扩充。 是将几个受试对象按一定条件划分成配伍是将几个受试对象按一定条件划分成配伍组组/区组，再将每一配伍组的各受试者随机区组，再将每一配伍组的各受试者随机分配到各个处理组中去。分配到各个处理组中去。 总体同质性差，部分同质性好，总体同质性差，部分同质性好， 区组化区组化 区组控制，区组内随机区组控制，区组内随机随机区组设计区组内同质、随机单向区组控制示意区组处理处理水平1水平2水平3水平3123456配伍组设计例配伍组设计例1 将人的血滤液放置不同时间，测定其血糖浓度。放置时间分将人的血滤液放置不同时间，测定其血糖浓度。放置时间分4种种(0,45,90,135分钟分钟)，取八个

50、健康人的血液，各分成，取八个健康人的血液，各分成4份，按配伍组份，按配伍组设计，结果见下表。设计，结果见下表。受试者编号受试者编号放置时间放置时间合计合计0459013519595898336229594888436131061059790398498979590380510298978838561121121019441971051039788393895929080357合计合计808796754697 3055平均平均101 99.594.387.1标准差标准差6.326.74.684.52 配伍组设计的方差分析 变异来源变异来源SSdfMSFPtime943.63314.578.490