1、文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。实验设计实验设计（Design of Experiment，DOE）顺利进行科学研究和数据统计分析的先决条件顺利进行科学研究和数据统计分析的先决条件获得预期结果的重要保障获得预期结果的重要保障设设计计专业设计专业设计：统计设计统计设计：从从各专业角度各专业角度考虑考虑实验的科学安排实验的科学安排。选题、建立假说、确定研究对象选题、建立假说、确定研究对象和技术方法等。和技术方法等。从从统计学角度统计学角度考虑考虑资料的搜集、整理资料的搜集、整理和分析的设计和分析的设计。设计类型、样本含量、统计分析设计类型、样本含量、统
2、计分析指标及统计分析方法。指标及统计分析方法。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。医学科学研究方法分类：医学科学研究方法分类：研究是以客观、真实的观察为依据，对观察结果研究是以客观、真实的观察为依据，对观察结果进行对比分析进行对比分析 不能人为地施加干预措施（即处理因素）；不能人为地施加干预措施（即处理因素）；受试对象接受何种处理因素或同一处理因素的不受试对象接受何种处理因素或同一处理因素的不同水平不是由随机化而定的。同水平不是由随机化而定的。1. 观察性研究观察性研究（Observational study）：又称又称非实验性研究非实验性研究（Non
3、-experiment study）； 对比研究对比研究（Comparative study）；是以客观、真实；是以客观、真实的观察为依据，对结果进行对比分析。的观察为依据，对结果进行对比分析。举例：举例：1. 研究吸烟与肺癌的关系。研究吸烟与肺癌的关系。 2. 研究母乳喂养和人工喂养儿童的生长发育情况。研究母乳喂养和人工喂养儿童的生长发育情况。特点：特点：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2. 实验性研究实验性研究（Experiment study）：从指研究者能够人为给予干预措施的研究。从指研究者能够人为给予干预措施的研究。它的设计叫作实验设计，
4、包括专业设计和统计设计它的设计叫作实验设计，包括专业设计和统计设计两部分。两部分。举例：举例： 1. 研究健康教育能否预防控制小学生意外伤害的发生。研究健康教育能否预防控制小学生意外伤害的发生。 2. 两种毒物致畸变作用的研究两种毒物致畸变作用的研究 - 大白鼠染毒实验。大白鼠染毒实验。优点：可以较好地控制处理因素，排除干扰，使比优点：可以较好地控制处理因素，排除干扰，使比较组间有较好的均衡性和可比性。较组间有较好的均衡性和可比性。缺点：样本量较小时，均衡性和可比性难以保证；缺点：样本量较小时，均衡性和可比性难以保证；伦理学方面的问题。伦理学方面的问题。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿
5、；如有不当之处，请联系网站或本人删除。举例：拟考察一种新药举例：拟考察一种新药“A脂脂”降血脂的疗效。拟选择降血脂的疗效。拟选择40只小鼠作为研究对象，考察只小鼠作为研究对象，考察A脂与脂与“洛伐他仃洛伐他仃”降血脂之降血脂之间的差别，以低密度脂蛋白（间的差别，以低密度脂蛋白（LDL）作为疗效判断的指标。）作为疗效判断的指标。随机分组随机分组估计样本量估计样本量造动物模型造动物模型A脂组脂组洛伐洛伐他仃组他仃组选择受试对象选择受试对象处理处理测测LDL改变量改变量统计统计处理处理结论结论 实验设计实验设计三大支柱三大支柱三要素三要素四原则四原则实验设计类型实验设计类型文档仅供参考，不能作为科学
6、依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。实验设计 教学内容12.1 12.1 实验设计的概念实验设计的概念 。12.2 12.2 实验设计的三要素实验设计的三要素12.3 12.3 实验设计的四原则实验设计的四原则12.4 12.4 实验设计的类型实验设计的类型 。 12.2 12.2 实验设计的三要素实验设计的三要素文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。实验设计的三要素：实验设计的三要素：受试对象受试对象（object）实验效应实验效应（Experimental effect）实验因素实验因素（Treatment）受试对象受试对象处理因素处
7、理因素实验效应实验效应其它因素其它因素其它效应其它效应举例举例：研究某药对研究某药对2型糖尿病患者的降糖效果型糖尿病患者的降糖效果文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1.1.受试对象受试对象（Object）： 可是生物体和非生物体，前者可是人或动物。实验可根可是生物体和非生物体，前者可是人或动物。实验可根据对象不同分据对象不同分动物实验动物实验、 临床实验临床实验、现场实验现场实验三大类。三大类。动物选择：动物选择：种类、品系、年龄、体重、窝别、营养等种类、品系、年龄、体重、窝别、营养等保证其同质性和代表性保证其同质性和代表性明确其纳入标准和排除标准明
8、确其纳入标准和排除标准病例选择：病例选择：诊断明确、依从性好、年龄性别、病情病程等诊断明确、依从性好、年龄性别、病情病程等现场人群：现场人群：正常人，注意性别、年龄、民族、职业、文化正常人，注意性别、年龄、民族、职业、文化 程度、经济状况等。程度、经济状况等。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 抓住主要处理因素；抓住主要处理因素； 区分处理因素与非处理因素；区分处理因素与非处理因素； 处理因素标准化，且实施中恒定不变。处理因素标准化，且实施中恒定不变。2.实验因素实验因素（Treatment）： 研究者希望着重考察的某些实验条件，能引起受试对研究者希
9、望着重考察的某些实验条件，能引起受试对象直接或间接反应的因素。象直接或间接反应的因素。 非实验因素非实验因素：与处理因素同时存在，能使受试对象：与处理因素同时存在，能使受试对象产生效应的因素，叫产生效应的因素，叫，因其常常干扰效应与所研究因，因其常常干扰效应与所研究因素间的观察与分析，又常叫素间的观察与分析，又常叫混杂因素混杂因素（Confounder）。举例：举例：药剂、手术方法、药剂、手术方法、射线、射线、毒物等等毒物等等研究中注意：研究中注意：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。肺肺癌癌？年龄举例：举例：考察吸烟与肺癌的关系考察吸烟与肺癌的关系文
10、档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3.实验效应实验效应（ Experimental effect ）： 是实验因素作用于受试对象的作用（是实验因素作用于受试对象的作用（response）和结）和结局（局（outcome），通过观察指标来体现的。），通过观察指标来体现的。指标选择：指标选择：包括客观、主观指标；关键是选择好的指标。包括客观、主观指标；关键是选择好的指标。 准确性（准确性（accuracy） 精密性（精密性（precision） 特异性（特异性（specificity） 灵敏性（灵敏性（sensitivity）指标的选择：指标的选择：n 指
11、标的观察：单盲、双盲、三盲指标的观察：单盲、双盲、三盲n 客观性客观性四四性性12.3 12.3 实验设计的四原则实验设计的四原则文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。四原则：四原则：对照原则对照原则重复原则重复原则随机原则随机原则英国统计学家英国统计学家 R.A.Fisher 提出实验设计三原则：提出实验设计三原则：均衡原则均衡原则文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。12.3.1 对照原则对照原则（Control） 对照是比较的对象；设置的目的是控制混杂因素和偏对照是比较的对象；设置的目的是控制混杂因素和偏倚，
12、以减少实验误差和系统误差。倚，以减少实验误差和系统误差。同期对照同期对照（concurrent control）：在整个实验过）：在整个实验过程中，实验组与对照组始终处于同时同地。程中，实验组与对照组始终处于同时同地。基线比较基线比较（baseline）：对照组设置后，应检验两）：对照组设置后，应检验两组开始时的状态是否均衡。组开始时的状态是否均衡。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。常用的对照形式：常用的对照形式： 安慰剂对照安慰剂对照（Placebo controlPlacebo control）对象对象 I处理效应处理效应其它因素其它因素其它效应
13、其它效应处理因素处理因素对象对象 II效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应安慰剂安慰剂实验组：实验组：对照组：对照组：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 安慰剂安慰剂（Placebo ）无药理作用的无药理作用的“假药假药”或或“伪药伪药”(dummy medication)外观（剂型、大小、顔色）、重量、气味及口味等与外观（剂型、大小、顔色）、重量、气味及口味等与试验药物一致。试验药物一致。目的目的：克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所克服研究者、受试对象、评价者等由于心理因素所造成的偏倚；造成的偏倚；消除疾病自然进程的影响，分离出由于试
14、验药物引消除疾病自然进程的影响，分离出由于试验药物引起的真正反应。起的真正反应。注意：注意：慎用，以不影响人的健康为前提。慎用，以不影响人的健康为前提。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 空白对照空白对照（Blank control）对象对象 I处理效应处理效应其它因素其它因素其它效应其它效应处理因素处理因素对象对象 II效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应不处理不处理实验组：实验组：对照组：对照组：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 空白对照空白对照（Blank control） 对照组不施加任何措施
15、，反映研究对象在实验过程对照组不施加任何措施，反映研究对象在实验过程中的自身变化。中的自身变化。 由于处理手段非常特殊，安慰剂盲法试验无法执行，由于处理手段非常特殊，安慰剂盲法试验无法执行， 或执行起来非常困难；如放射治疗或手术治疗。或执行起来非常困难；如放射治疗或手术治疗。 试验药的不良反应非常特殊，以至无法使研究者处于试验药的不良反应非常特殊，以至无法使研究者处于盲态（盲态（blindness），用安慰剂意义不大，这时采用空），用安慰剂意义不大，这时采用空白对照。白对照。一般物理化学实验中扣除本底值的差异；一般物理化学实验中扣除本底值的差异；临床试验中，可用于不适合安慰剂对照或慢病研究中。
16、临床试验中，可用于不适合安慰剂对照或慢病研究中。 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 标准对照标准对照（Standard control）：实用现有的标准方法实用现有的标准方法或常规方法，或现有的标准值或参考值作对照。或常规方法，或现有的标准值或参考值作对照。对象对象 I新效应新效应其它因素其它因素其它效应其它效应新处理新处理对象对象 II标准效应标准效应其它因素其它因素其它效应其它效应实验组：实验组：对照组：对照组： 标准处理标准处理注意：注意：用现有的标准值或参考值作对照用现有的标准值或参考值作对照-不好！不好！文档仅供参考，不能作为科学依据，请
17、勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。自身对照自身对照（Self control）：实验和对照在同一受试对实验和对照在同一受试对象身上进行，如身体对称部分或前后接受两不同处理。象身上进行，如身体对称部分或前后接受两不同处理。对象对象 IA效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应A对象对象 IIB 效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应B实验组：实验组：对照组：对照组：举例：举例：研究某治疗烧伤新药的疗效。研究某治疗烧伤新药的疗效。同个体某部位同个体某部位同个体对称的部位同个体对称的部位文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。举例：举例：研究盐酸西布
18、曲明的减肥效果研究盐酸西布曲明的减肥效果-前后对照前后对照 注意注意：单一的前后对照是不提倡的；要设对照组。：单一的前后对照是不提倡的；要设对照组。 前后对照不是同期对照；前后对照不是同期对照； 在实验中同样需要另设一个对照组，用处理前后效在实验中同样需要另设一个对照组，用处理前后效应的差值来比较实验组和对照组。应的差值来比较实验组和对照组。 西布曲明西布曲明肥胖患者体重肥胖患者体重（服药前）（服药前）肥胖患者体重肥胖患者体重（服药后）（服药后）自身对照自身对照（Self control）文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 相互对照相互对照（Mutu
19、al control）对象对象 IA 效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应处理处理A对象对象 IIB 效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应处理处理B实验组：实验组：对照组：对照组：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 实验对照实验对照（Experimental control）：对照组不施加对照组不施加处理因素，但施加与处理因素有关的实验因素。处理因素，但施加与处理因素有关的实验因素。对象对象 IA+B 效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应A+B对象对象 IIB 效应效应其它因素其它因素其它效应其它效应B实验组：实验组：对照组：对照组：举例
20、：举例：赖氨酸添加实验，考察补充赖氨酸对儿童发育的影响赖氨酸添加实验，考察补充赖氨酸对儿童发育的影响赖氨酸赖氨酸 + + 面包面包面包面包赖氨酸赖氨酸 + + 面包面包面包面包文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 历史对照历史对照（Experimental control）：）： 拿当前的实验结果与历史上的同类实验结果拿当前的实验结果与历史上的同类实验结果相比较，即为相比较，即为 ，一般不宜采用。，一般不宜采用。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。n 安慰剂对照安慰剂对照n 空白对照空白对照n 标准对照标准对照
21、 n 自身对照自身对照n 相互对照相互对照n 实验对照实验对照n 历史对照历史对照对 照对 照文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。A.实验对照实验对照 B.空白对照空白对照 C.安慰剂对照安慰剂对照 D.相互对照相互对照 E.自身对照自身对照1.为研究某新药治疗胃溃疡的效果，对照组选用雷尼为研究某新药治疗胃溃疡的效果，对照组选用雷尼替丁治疗，这属于替丁治疗，这属于 。2.为明确某食物疗法对贫血的疗效，选用治疗前、后为明确某食物疗法对贫血的疗效，选用治疗前、后血红蛋白量作为疗效观察指标，这属于血红蛋白量作为疗效观察指标，这属于 。3.为研究某感冒药物疗效
22、，实验组服用该新药，对照为研究某感冒药物疗效，实验组服用该新药，对照组不使用任何药物，这属于组不使用任何药物，这属于 。4.若上题，对照组服用感冒通胶囊，则属于若上题，对照组服用感冒通胶囊，则属于 。 练习题：练习题：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 12.3.2 重复原则重复原则 在相同的实验条件下，进行多次研究或多次观察，在相同的实验条件下，进行多次研究或多次观察，以提高实验的可靠性和科学性。以提高实验的可靠性和科学性。重复实验重复实验：相同条件下，独立重复观测多个样品，或相同条件下，独立重复观测多个样品，或受试对象，目的是降低以个体差异为主的
23、各种实验误差。受试对象，目的是降低以个体差异为主的各种实验误差。关键：要有足够的样本含量。关键：要有足够的样本含量。重复取样重复取样：同一时间点从同一受试对象或样品中取多同一时间点从同一受试对象或样品中取多个样本，目的是看受试对象身上某定量观测指标含量的个样本，目的是看受试对象身上某定量观测指标含量的分布情况。分布情况。重复测量重复测量：保证了观察结果的精度保证了观察结果的精度包括：包括：目的：目的：估计实验误差、降低实验误差。估计实验误差、降低实验误差。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。12.3.3 随机原则随机原则（Randomization ）
24、（一）目的：使实验组与对照组之间在非实验因素的分（一）目的：使实验组与对照组之间在非实验因素的分布尽量保持均衡一致，统计学上常采用随机化的方法。布尽量保持均衡一致，统计学上常采用随机化的方法。抽样的随机抽样的随机：每个附合条件的受试对象被抽取的机：每个附合条件的受试对象被抽取的机 会均等。会均等。分组的随机分组的随机：每个受试对象被分到各组的机会均等。：每个受试对象被分到各组的机会均等。实验顺序的随机实验顺序的随机：每个受试对象先后接受处理的机：每个受试对象先后接受处理的机 会均等。会均等。随机化应贯穿研究设计和实施的全过程，包括：随机化应贯穿研究设计和实施的全过程，包括：文档仅供参考，不能作
25、为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。抽样方法抽样方法概率抽样概率抽样非概率抽样非概率抽样单单纯纯随随机机抽抽样样整整群群抽抽样样分分层层随随机机抽抽样样系系统统抽抽样样雪雪球球抽抽样样定定额额抽抽样样立立意意抽抽样样偶偶遇遇抽抽样样随机抽样随机抽样抽样的随机：抽样的随机：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。【例例1】 某班有学生某班有学生100名，采用单纯随名，采用单纯随机抽样的方法抽取机抽样的方法抽取15人参加英语口语考试。人参加英语口语考试。 单纯随机抽样（单纯随机抽样（simple random sampling）文档仅供参
26、考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 【例例2】如要在如要在1000名新生中抽取名新生中抽取50人作人作样本，其抽样间隔为样本，其抽样间隔为100050=20；若随；若随机抽取的第一号为机抽取的第一号为8，则抽取的个体号依，则抽取的个体号依次为次为8，28，48，68，88文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2. 系统抽样系统抽样 (systematic sampling)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 【例例3】如调查某县农村妇女下生殖道感染情况，可如调查某县农村妇女下生
27、殖道感染情况，可按乡镇分层（如好、中、差三层），在各个乡镇再随按乡镇分层（如好、中、差三层），在各个乡镇再随机抽样，各个乡镇可以独立分析。机抽样，各个乡镇可以独立分析。 分层抽样（分层抽样（stratified sampling）：先将总体全部个体按某种特征分成若干层，再从每：先将总体全部个体按某种特征分成若干层，再从每一层内随机抽取一定数量的个体合起来组成样本。一层内随机抽取一定数量的个体合起来组成样本。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 【例例4】如调查某县农村儿童贫血状况，可按乡镇如调查某县农村儿童贫血状况，可按乡镇分群体，再随机抽取几个乡镇，
28、对其中的全部儿童分群体，再随机抽取几个乡镇，对其中的全部儿童进行调查。进行调查。 整群抽样（整群抽样（cluster sampling）：先将总体分成若干群，形成一个抽样框；从中随：先将总体分成若干群，形成一个抽样框；从中随机抽取几个群体组成样本；对抽中群体的全部个体机抽取几个群体组成样本；对抽中群体的全部个体进行调查，称为整群抽样。进行调查，称为整群抽样。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。4. 整群抽样整群抽样 Cluster samplingSection 4Section 5Section 3Section 2Section 1文档仅供参考，不
29、能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。1. 抽签或掷硬币抽签或掷硬币2. 随机数字表随机数字表 （Table of random number）3. 计算机的伪随机数发生器计算机的伪随机数发生器（Pseudo random number，PRN） 或：或：专业化软件专业化软件RandA1.0（二）随机化的方法（二）随机化的方法软件软件种子数种子数 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。（三）常用的两种随机化方法（三）常用的两种随机化方法 完全随机化完全随机化（Complete randomization）： 直接将受试对象进行随机
30、化分组。直接将受试对象进行随机化分组。步骤：步骤： 编号：动物按体重大小、患者按就诊次序编号：动物按体重大小、患者按就诊次序 取随机数（与取随机数（与n的位数相同）的位数相同） 确定组别确定组别文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 举例：试将同性别、体重相近的举例：试将同性别、体重相近的 30只动物分只动物分 到到A、B、C三组。三组。 编号编号 取随机数取随机数 定组别定组别文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。表表5-1 随机数字表（随机数字表的一部分）随机数字表（随机数字表的一部分） 文档仅供参考，不能作为
31、科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 采用完全随机化进行分组，通常得到不同组的观察采用完全随机化进行分组，通常得到不同组的观察单位数不同。在实验设计时若希望各组的单位数相同单位数不同。在实验设计时若希望各组的单位数相同,可采用对随机数排秩的办法，此时检验效能最高。可采用对随机数排秩的办法，此时检验效能最高。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。配对随机化配对随机化(Paired randomization)：以：以“对子对子”为为层层区组随机化区组随机化(Block randomization)： 以以“区组区组”为为层层步骤：步骤：
32、 编号；编号； 取随机数；取随机数； 确定组别确定组别2.分层随机化分层随机化（Stratified randomization）： 先对可能影响实验过程和结果的混杂因素分层，然先对可能影响实验过程和结果的混杂因素分层，然后在每一层内进行完全随机化，即是分层随机化。后在每一层内进行完全随机化，即是分层随机化。常用的有常用的有:文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 举例：为比较四种抗癌新药的疗效，将小白鼠体举例：为比较四种抗癌新药的疗效，将小白鼠体重作分层或区组因素，试分配处理。重作分层或区组因素，试分配处理。 分层编号分层编号 取随机数取随机数 定组别
33、定组别分层分层随机数随机数随机数序号随机数序号随机排列结果随机排列结果鼠鼠1鼠鼠2鼠鼠3鼠鼠4鼠鼠1鼠鼠2鼠鼠3鼠鼠4鼠鼠1鼠鼠2鼠鼠3鼠鼠41814677610132DACB2083974002301BCDA3992472480132DACBb337215992310BCAD表表8-2 小白鼠区组随机化的结果小白鼠区组随机化的结果文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 12.3.4 均衡原则均衡原则 所谓均衡就是指实验组与对照组之间在非实所谓均衡就是指实验组与对照组之间在非实验因素方面应力求均衡一致。验因素方面应力求均衡一致。 主要作用：是确保实验因素
34、各水平组间不受主要作用：是确保实验因素各水平组间不受其他实验因素或重要的非实验因素的不平衡的影其他实验因素或重要的非实验因素的不平衡的影响。响。 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 为最大限度的减少偏倚，在临床试验设计中还为最大限度的减少偏倚，在临床试验设计中还常采用盲法的原则，特别是临床药物实验：常采用盲法的原则，特别是临床药物实验：12.4 12.4 实验设计类型方法实验设计类型方法文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。常用的实验设计方法：常用的实验设计方法：单因素设计单因素设计两两/ /多因素设计多因素设
35、计单组设计单组设计配对设计配对设计成组设计成组设计单因素多水平设计单因素多水平设计分类分类随机区组设计随机区组设计交叉设计交叉设计析因设计析因设计重复测量设计重复测量设计文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。总体总体1总体总体2样本样本1样本样本2随机抽样随机抽样随机抽样随机抽样研究对象研究对象总体总体样本样本随机抽样随机抽样随机分组随机分组样本样本1样本样本2方案方案 1 方案方案 2 1. 成组设计：成组设计：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。2. 配对设计配对设计（Paired design） 将受试对象
36、按一定条件配成对子，再随机分配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的处理组。每对中的两个受试对象到不同的处理组。 配对因素配对因素：可能影响实验结果的主要混杂因素：可能影响实验结果的主要混杂因素u 同源配对设计同源配对设计u 条件相似者配对设计条件相似者配对设计u 自身配对设计自身配对设计 包括：包括：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。A B配对设计配对设计：文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。配对设计配对设计的主要形式有：的主要形式有：将两条件相同或相近的受试对象配成对子（含同
37、一个将两条件相同或相近的受试对象配成对子（含同一个体两对称器官或组织），分别接受两种不同的处理。体两对称器官或组织），分别接受两种不同的处理。如：小鼠配对实验。如：小鼠配对实验。同一受试对象（人或标本）分别接受两种不同处理。同一受试对象（人或标本）分别接受两种不同处理。前后配对：同一受试对象接受一种处理前后。前后配对：同一受试对象接受一种处理前后。优点优点：抽样误差小；抽样误差小； 实验效率较高；实验效率较高； 所需样本含量较小。所需样本含量较小。缺点缺点：配成对子比较困难；配成对子比较困难； 丢失对子丢失对子 配对欠佳或配对失败时，反而降低效率。配对欠佳或配对失败时，反而降低效率。文档仅供参
38、考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。3. 随机区组设计随机区组设计（Randomized block design） 又称随机单位组设计，随机配伍组设计。又称随机单位组设计，随机配伍组设计。n b 个区组：个区组：A 和和 Bn 每个区组内：每个区组内：k 个受试对象个受试对象n k 个处理：有待比较个处理：有待比较特点：特点：将受试对象按性质（如动物按窝别、性别、体重；病将受试对象按性质（如动物按窝别、性别、体重；病人按病情、性别、年龄等非处理因素）相同或相近者人按病情、性别、年龄等非处理因素）相同或相近者组成组成b个区组（或称单位组、配伍组）；个区组（或称单
39、位组、配伍组）；每个区组中每个区组中k个受试对象随机分配到每个区组个受试对象随机分配到每个区组k个处理个处理组中去。组中去。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。随机区组设计随机区组设计（配伍组设计）配伍组设计） A B C D文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 举例举例： 30只实验用大白兔，按窝别同，体重近划分为只实验用大白兔，按窝别同，体重近划分为10个区组，每区组个区组，每区组3只大白兔随机采用只大白兔随机采用A、B、C三种处理方三种处理方案，问三方案处理后血白蛋白减少量有无不同？案，问三方案处理后血白
40、蛋白减少量有无不同？文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。随机区组设计：随机区组设计：优点优点：每个每个区组中区组中k个受试对象有较好的同质性个受试对象有较好的同质性 均衡性较好均衡性较好 易查出各处理间的差别易查出各处理间的差别缺点缺点：要求区组间受试对象数与处理数相等；要求区组间受试对象数与处理数相等； 若每区组试验过程中有一对象丢失，则若每区组试验过程中有一对象丢失，则整个区组就不能用了。整个区组就不能用了。 数据的丢失数据的丢失，统计麻烦，统计麻烦文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。4.4.交叉设计交叉设
41、计（Cross-over design） 是一种特殊的自身对照设计，按事先设计好的试验是一种特殊的自身对照设计，按事先设计好的试验次序，在各个时期对研究对象实施各种处理，比较各处次序，在各个时期对研究对象实施各种处理，比较各处理组间的差异。理组间的差异。 两种处理：两种处理：A 和和 B 两个阶段：两个阶段：I 和和 II 随机分为两组：随机分为两组： 组组1 先先 A 后后 B 组组2 先先 B 后后 A22 交叉：交叉：能够分析：处理因素之间的差别能够分析：处理因素之间的差别 时间先后顺序的差别时间先后顺序的差别双因素设计双因素设计两阶段两阶段两处理两处理文档仅供参考，不能作为科学依据，请
42、勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。组别组别受试对象受试对象阶段阶段I清除阶段清除阶段(wash out)阶段阶段II组组11处理处理A无处理无处理处理处理B2n1组组21处理处理B无处理无处理处理处理A2n1表8-3 二阶段交叉设计模式 某医生为研究某新药某医生为研究某新药A治疗哮喘的疗效，以旧药治疗哮喘的疗效，以旧药舒喘宁舒喘宁B为对照。将为对照。将40名哮喘者随机分为名哮喘者随机分为2组，按组，按22交叉设计模式给药，测服药交叉设计模式给药，测服药8小时的小时的PEF值。值。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。表表12-2 配对交叉设计考
43、察催醒宁和等量配对交叉设计考察催醒宁和等量NS对氟呱啶的作用对氟呱啶的作用 研究催醒宁对氟呱啶研究催醒宁对氟呱啶 的作用。用的作用。用 6 只大鼠作实只大鼠作实验，均于腹腔注射验，均于腹腔注射氟呱啶和硫酸阿托品，在大鼠入睡后氟呱啶和硫酸阿托品，在大鼠入睡后15min后再注射后再注射 0.5mg/kg 的催醒宁，并以等量的催醒宁，并以等量NS作对照作对照药品，以用药后动物出现蹲和走动作为观测指标。药品，以用药后动物出现蹲和走动作为观测指标。清醒时间清醒时间(min)清除阶段清除阶段清醒时间清醒时间(min)阶段阶段I阶段阶段II对子对子AA1催醒宁催醒宁(15)NS (27)A2NS (31)催
44、醒宁催醒宁(25)对子对子BB1催醒宁催醒宁(17)NS (28)B2NS (30)催醒宁催醒宁(14)对子对子CC1NS (25)催醒宁催醒宁(18)C2催醒宁催醒宁(5)NS (26)文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。优点优点：不受个体差异的影响，适用于慢性病。不受个体差异的影响，适用于慢性病。 所需样本例数可少一些；所需样本例数可少一些；缺点缺点：处理时间不能太长；处理时间不能太长； 若患者治愈或死亡，则后一阶段无法进行。若患者治愈或死亡，则后一阶段无法进行。 受试对象在某一阶段退出实验，就会造成该阶段受试对象在某一阶段退出实验，就会造成该阶段
45、及以会数据的丢失。及以会数据的丢失。交叉试验：交叉试验：注意事项注意事项： 清除阶段旨在消除前一处理的剩余效应，其长短取决于清除阶段旨在消除前一处理的剩余效应，其长短取决于 药物在血清中衰减程度，一般大于药物在血清中衰减程度，一般大于68个半衰期。个半衰期。 盲法：以提高受试对象的依从性，避免偏倚。盲法：以提高受试对象的依从性，避免偏倚。 不宜用于有自愈倾向或病程较短的疾病研究。不宜用于有自愈倾向或病程较短的疾病研究。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。5. 析因设计析因设计（Factorial design） 又称又称完全完全交叉分组设计，是将两个或
46、多个实验因素的各交叉分组设计，是将两个或多个实验因素的各水平进行组合，对各种可能组合都进行实验，从而探讨：水平进行组合，对各种可能组合都进行实验，从而探讨： 各实验因素的主效应（各实验因素的主效应（main effect） 各因素间的交互作用（各因素间的交互作用（interaction）：当某一因素在）：当某一因素在各水平间变化时，另一个或多个因素各水平的效应也相应各水平间变化时，另一个或多个因素各水平的效应也相应地发生变化。地发生变化。表示方法：表示方法：1.等水平析因设计：等水平析因设计： m个因素、个因素、k个水平，记作：个水平，记作：mk2.不等水平析因设计：不等水平析因设计： 如如
47、3253表示：表示：3个因素个因素2个水平，个水平， 5个因素个因素3个水平个水平如如 32析因分析表示：析因分析表示：3个因素有个因素有2个水平个水平文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。 举例举例： 某研究人员要了解某升白细胞（某研究人员要了解某升白细胞（A）和纯苯）和纯苯（B）对大鼠吞噬指数的影响，以及两者同时使用时）对大鼠吞噬指数的影响，以及两者同时使用时的效应，测得吞噬指数结果如下：的效应，测得吞噬指数结果如下：用升白药物（用升白药物（a1, i=1）不用升白药物（不用升白药物（a2, i=2）用纯苯用纯苯 （ b1, j=1 ）不用纯苯不用纯
48、苯（ b2, j=1 ）用纯苯用纯苯 b1, j=1 ）不用纯苯不用纯苯 （ b2, j=1 ）Xijm1.943.801.853.882.503.902.013.842.034.062.103.962.103.851.923.922.083.842.043.80 各因素的各因素的主效应主效应（main effect） 各因素间的各因素间的交互作用交互作用（interaction）：当某一因素在各水）：当某一因素在各水平间变化时，另一个因素各水平效应也发生相应地变化。平间变化时，另一个因素各水平效应也发生相应地变化。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
49、析因设计：优点优点：全面高效性全面高效性 以最小实验次数探讨各因素的主效应，以最小实验次数探讨各因素的主效应， 同时获得各因素间的交互作用；同时获得各因素间的交互作用； 通过比较各种实验的组合，寻求最佳组合。通过比较各种实验的组合，寻求最佳组合。 缺点缺点：工作量大；工作量大； 统计分析复杂。统计分析复杂。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。6. 重复测量设计重复测量设计（Repeated measurement design） 按实验分组因素将受试对象分成若干个组，每一组按实验分组因素将受试对象分成若干个组，每一组受试对象接受一种特定的处理。受试对象
50、接受一种特定的处理。 之后，在几个不同的时间点从同一受试对象身体上重之后，在几个不同的时间点从同一受试对象身体上重复获得指标的观察测，即为复获得指标的观察测，即为。设计特点：设计特点：1.同一受试对象的数据高度相关；同一受试对象的数据高度相关；2.处理因素在受试对象间为随机分配的，但受试对处理因素在受试对象间为随机分配的，但受试对象内各时间点往往是固定的，不能随机分配；象内各时间点往往是固定的，不能随机分配；3.有专门用于重复测量资料的方差分析方法。有专门用于重复测量资料的方差分析方法。文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。举例：研究两种药物举例：研究两
