完全隨機設(shè)計

1、完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計概念概念完全隨機設(shè)計(completely random design)亦稱單因素設(shè)計。將受試對象隨機分到各處理組中進行實驗觀察，或分別從不同總體中隨機抽樣進行對比觀察。它適用于兩個或兩個以上樣本的比較。各組間樣本量可相等，也可不相等。樣本相等時統(tǒng)計分析效率較高。 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計隨機分組隨機分組 樣本均數(shù)與總體均數(shù)（或配對）比較 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計隨機分組隨機分組 將15頭動物隨機分成三組。將動物編號如1、215號，然后在隨機數(shù)字表內(nèi)從某行某列起向某方向讀取15個隨機數(shù)字，取兩位隨機數(shù)字，依次抄錄于動物編號下。將隨機數(shù)字從小到大順

2、序排列后得序號R。規(guī)定R=15者為A組，R=610者為B組，R=1115者為C組。 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計隨機分組隨機分組本例從第5行第17、18列起向下讀取15個隨機數(shù)字 完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計隨機分組隨機分組 隨機分組應(yīng)注意 ：1、隨機數(shù)的位數(shù)不應(yīng)小于N的位數(shù)；2、隨機數(shù)如果有重號數(shù)字應(yīng)舍棄；3、若科研上需要各組例數(shù)不等可利用序號（R）調(diào)整各組例數(shù)。如在例2中要求A組6例，B組5例，C組4例，可規(guī)定R=16者為A組，R=711者為B組，R=1215者為C組。完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計隨機分組隨機分組 統(tǒng)計假設(shè)檢驗方法計量資料：t檢驗、方差分析或秩和檢驗等。計數(shù)資料：卡方檢驗等完全隨機設(shè)計

3、完全隨機設(shè)計 優(yōu)缺點：優(yōu)點：設(shè)計及統(tǒng)計分析簡單，缺點：試驗效率不高，只能分析單因素。完全隨機設(shè)計完全隨機設(shè)計配對設(shè)計配對設(shè)計 將受試對象按某些特征或條件配成對子，然后分別把每對中的兩個受試對象隨機分配到試驗組和對照組，再給予每對中的個體以不同處理，連續(xù)試驗若干對，觀察對子間的差別有無意義。配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)概念概念 配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)概念概念配對的特征或條件：動物實驗：常以種屬、品系、性別相同，年齡、體重相近的兩只動物配成對子；臨床療效觀察常將病種、病型、族別、性別相同，年齡相差不超過23歲，生活習(xí)慣、工作環(huán)境等相似的病人配成對子；進行配

4、對設(shè)計時應(yīng)注意不要進行配對設(shè)計時應(yīng)注意不要“配對過頭配對過頭”。例如，。例如，研究高血壓與鈉鹽攝入量的關(guān)系，如果將高血壓研究高血壓與鈉鹽攝入量的關(guān)系，如果將高血壓患者與非高血壓患者按飲食習(xí)慣配對后比較鈉鹽患者與非高血壓患者按飲食習(xí)慣配對后比較鈉鹽攝人量，由于飲食習(xí)慣與鈉鹽攝入量關(guān)系密切，攝人量，由于飲食習(xí)慣與鈉鹽攝入量關(guān)系密切，可能會掩蓋病例與對照在鈉鹽攝人量上的差異；可能會掩蓋病例與對照在鈉鹽攝人量上的差異；實驗者必須在整個研究過程中，始終能辨認(rèn)屬于實驗者必須在整個研究過程中，始終能辨認(rèn)屬于同一對子的是哪兩只動物。因此，動物編號是非同一對子的是哪兩只動物。因此，動物編號是非常重要的；常重要的

5、；記錄實驗數(shù)據(jù)應(yīng)保持每對的一一對應(yīng)關(guān)系，不能記錄實驗數(shù)據(jù)應(yīng)保持每對的一一對應(yīng)關(guān)系，不能錯亂或缺失。計算每對實驗數(shù)據(jù)的差值時，順序錯亂或缺失。計算每對實驗數(shù)據(jù)的差值時，順序應(yīng)當(dāng)一致。應(yīng)當(dāng)一致。配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)注意的問題注意的問題例： 取20只小白鼠，按性別、體重、窩別配成10對，試將其分配到實驗組與對照組中去。 先按配對條件配對，并將對子編號，如1.1、 1.2 、2.1、 2.2 .10.1、 10.2然后再在隨機數(shù)字表上，任意指定行列及查找方向，將隨機數(shù)字依次抄寫在“對子號”下。 事先規(guī)定，遇單數(shù)定為AB順序，遇雙數(shù)定為BA順序 配對設(shè)計配對設(shè)計(paired

6、design)隨機分組隨機分組 配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)隨機分組隨機分組常用統(tǒng)計假設(shè)檢驗方法計量資料：配對t檢驗、配對符號檢驗、wilcoxon符號秩檢驗計數(shù)資料：卡方檢驗、一致性檢驗等配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)優(yōu)點配對設(shè)計可做到嚴(yán)格控制非處理因素對試驗結(jié)果的影響，同時使受試對象間的均衡性增大，因而可提高試驗效率。它與成組的完全隨機設(shè)計相比較，可克服受試對象間由于遺傳素質(zhì)的差異所引起的偏差，同時還可以減少樣本含量。 配對設(shè)計配對設(shè)計(paired design)隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計亦稱配伍組設(shè)計。它是對完全隨機設(shè)計的改進。 隨機區(qū)組設(shè)計是將幾個條件

7、相似的受試對象配成一個區(qū)組。如同種屬、同窩別、同性別的動物，批號相同試劑，體重相近的受試者等，然后在各區(qū)組內(nèi)按隨機原則分組，每組分別予以不同的處理。隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計(randomized block design)_ )_概念概念例 將16頭動物按體重配伍隨機分為4組先將16頭動物稱重后，按體重由小到大依次為1、216號，再把體重相近的4頭動物作為一個區(qū)組，即等分成4個區(qū)組。從隨機數(shù)字表中任意一行一列作起點順序取4個隨機數(shù)字，取兩位隨機數(shù)字，對應(yīng)于第一個區(qū)組的4個動物，然后將隨機數(shù)字由小到大順序排列后得序號(R)，再按序號的大小依次排列組別。隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計_ _隨機分組隨機分

8、組本例 從隨機數(shù)字表中第6行第9、10列起向下讀取4個隨機數(shù)為39、74、00、99，排列后的序號(R)為2、3、1、4，則第一個區(qū)組4個處理的組別隨機排列的順序為B、C、A、D。 其余三個區(qū)組的隨機分組方法類推。 隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計_ _隨機分組隨機分組 隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計_ _隨機分組隨機分組常用統(tǒng)計假設(shè)檢驗方法：F檢驗(方差分析)、非參數(shù)檢驗等隨機區(qū)組設(shè)計隨機區(qū)組設(shè)計優(yōu)缺點優(yōu)點：把條件一致的研究對象編入同一區(qū)組并分配于各研究組，使各研究組之間的可比性更強，能改善組間均衡性，既縮小了誤差，又可分析出處理組間和配伍組間兩因素的影響，試驗效率較高。缺點：是分組較繁。 隨機區(qū)組設(shè)計隨

9、機區(qū)組設(shè)計析因設(shè)計析因設(shè)計 析因設(shè)計析因設(shè)計(factorial design)一種多因素的交叉分組設(shè)計，是對各因素各水平的所有組合都進行實驗的設(shè)計方法，它即可分析各因素的主效應(yīng)，又可分析各因素的交互作用，（interaction），是一種高效的實驗設(shè)計。析因設(shè)計析因設(shè)計_概念概念交互作用各因素所產(chǎn)生的效應(yīng)之間的相互影響情況，如兩因素間存在交互作用，表示他們不是獨立的，隨著一個因素的改變，另一個因素的效應(yīng)也改變；交互作用分為：協(xié)同作用和拮抗作用協(xié)同作用：一種因素可增強另一因素或多種因素的效應(yīng)。拮抗作用：一種因素可減弱另一因素或多種因素的效應(yīng)。 析因設(shè)計析因設(shè)計_概念概念優(yōu)缺點：優(yōu)點：1）它的試

10、驗結(jié)果可運用方差分析，把總變異分解為眾多個因素變異、因素間交互作用的變異以及誤差變異。因此，它不僅可以作每個因素各水平間的比較，而且還可以進行各因素間交互作用的分析。因此,析因設(shè)計是一種高效率的試驗方法，對各種組合的交互作用具有獨特的分析功能，同時又具有直觀表達分析結(jié)果的優(yōu)點;）析因設(shè)計還可以節(jié)約樣本含量析因設(shè)計析因設(shè)計缺點：1）統(tǒng)計分析計算較復(fù)雜; 2）因素及水平數(shù)均不宜過多，否則實驗量太大，而且對比分析過于繁瑣。 析因設(shè)計析因設(shè)計假設(shè)檢驗方法：對于計量資料，析因試驗的結(jié)果可用方差分析進行假設(shè)檢驗，推斷處理因素作用及交互作用。 析因設(shè)計析因設(shè)計 析因設(shè)計析因設(shè)計 析因設(shè)計析因設(shè)計結(jié)論:A、B

11、兩因素各水平間差別有統(tǒng)計學(xué)意義，P均小于.0001，A、B間有交互作用，從A1B1（0.8）、A1B2(1.0)、A2B1(1.2)、A2B2(2.1)各自均值的關(guān)系可知：A、B間有協(xié)同作用。 析因設(shè)計析因設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計 例：為研究Nm23H1基因AN：對肝癌細(xì)胞SMMC-7721增殖和轉(zhuǎn)移的影響，將46周齡雌性裸鼠10只隨機等分為兩組。一組接種蛋白高表達細(xì)胞克隆AN2，另一組未轉(zhuǎn)染細(xì)胞SMMC-7721作對照，測定癌細(xì)胞計數(shù)，以光密度吸收值A(chǔ)595nm來反映，試分析轉(zhuǎn)移基因AN2是否對肝癌細(xì)胞有抑制作用。 重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計 重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計 顯著特點: 同一實驗單位(如人、

12、動物、實驗室樣品)的某一觀察指標(biāo)在不同的場合(最常見的場合是時間)多次被反復(fù)觀測。 按重復(fù)測量設(shè)計進行實驗而獲得的數(shù)據(jù)被稱為重復(fù)測量數(shù)據(jù)(repeated measures data)，如果重復(fù)測量的場合是幾個不同的時間點，則重復(fù)測量數(shù)據(jù)又稱為追蹤數(shù)據(jù)或縱向數(shù)據(jù)(longitudinal data)，醫(yī)學(xué)科研中經(jīng)常遇到的便是這種重復(fù)測量數(shù)據(jù)。重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計_概念概念 由于重復(fù)測量結(jié)果即使不施加干預(yù)也會隨時間的推移產(chǎn)生自然變化，如疾病的自愈或癥狀的減輕等，故重復(fù)測量設(shè)計試驗必須設(shè)立平行對照。重復(fù)測量設(shè)計試驗一般需考慮兩個實驗因素，一個因素是處理分組因素，可施加干預(yù)和隨機化分組；另一個因素是測量時間，由研究者根據(jù)專業(yè)要求確定。為