科研设计例题分析.doc

科研设计 问答和改错两种题型，无名词解释，不会简单的考条理清晰的几条，基本都要结合实验方法，所以要求大家看每项内容时联系例子。近几年过的分数线在5060之间，要求不要空题。改错题;基本方法是根据三大要素和四大原则一条一条去对应改。对照的类型题还要举出例子。每道实验设计的题都要写出是怎么体现四大原则的。涉及方差分析的不考公式考填上数后说明什么意义。有可能考涉及四格表的内容如为减轻病人痛苦用免疫组化测酶含量的方法替代病理学检验如何设计，划表用x=（b-c）/b+c。随机数表的应用如提供一些样本，把他们分几组的问题怎么分。掌握单组，组间、配伍、配对、拉丁方、析因、正交等设计的使用条件，根据给出的研究因素和影响因素等信息正确选用。析因设计中的主效应和交互作用的求法（可参见流病和统计书）。正交表的表示形式和意义，给出一个表会用直观法和极差法确定出最优方案，实验设计的基本原理例题1：某药预防肠道传染病的效果观察显示：甲幼儿园100名儿童服药后发病率下降，乙幼儿园100名儿童不服药发病率上升，于是得出结论：该药有预防效果错误！因为两个幼儿园的卫生条件不一定相同，应该分别设计对照：甲幼儿园 50名儿童给药 50名不给药乙幼儿园 50名儿童给药 50名不给药例2：四种处理后，受试者皮肤温度恢复的冷水实验实验日期受访者数处理第一天A第二天B第三天C第四天D把室温这个非处理因素分层，见下表：实验日期处理ABCD第一天第二天第三天第四天分别求出四种处理的实验效应再比较例3：医大一教授长期从事蛇毒研究，于1987年在医大一院、二院、瑞金医院给100名脑血栓患者服用了蛇毒，一个月后，86%患者有改善，因此认为蛇毒对治疗脑血栓有显著疗效，建议科研处尽快组织专家予以认定。请问：从实验设计方面考虑一下该实验研究有无缺陷？（1） 受试对象100名患者的同质性差（年龄，病程等不一定相同）（2） 处理因素蛇毒未经标准化（成分，剂量，类型，是否需经灭活）（3） 实验效应不准确，不具有客观性（4） 没有设立对照组（5） 不符合随机原则（6） 不符合均衡原则（7） 不符合重复原则例4：有人设计某杀虫剂对粮食污染的动物实验，观察污染因素对某些指标的影响，效应指标是动物体重：1组：污染米作饲料，2组：污染米带糠皮，3组：非污染米，请问:这样设计的缺陷1，2组有差异可说明糠皮有作用2，3组有差异不能说明问题1，3组有差异说明污染的作用应增加一组非污染带糠皮的饲料例5：为研究某药的催眠作用，应如何进行实验设计及资料分析方法一：成组设计 实验组：20名患者，给某药 对照组：20名患者，给安慰剂然后进行两个样本均数的t检验方法二：配对设计安眠药：给药前，给药后，求出d1值，然后进行t检验安慰剂：给药前，给药后，求出d2值，然后进行t检验如果已经进行了配对t检验，得到这样的结论：安眠药服用前后相比，差别显著，安慰剂服用前后相比，差别也显著。此时难以说明究竟是安眠药还是心理作用影响了睡眠时间，因此需要设立平行对照！失眠患者服药后的睡眠时间（h）：安眠药安慰剂前后差值前后差值.-.合计 . .将d1和d2进行方差分析 安眠药延长的睡眠时间 安慰剂延长的睡眠时间Ni 10 10xi 15.8 10.5Xi平均值 1.58 1.05x2 38.58 16.51SS总=x2 （x）2/N=38.5+16.51（15.8+10.5）2/20=20.4255总=201=19SS组间=（xi）2/ni（x）2/N24.964+11.02534.5845=1.4045组间=21=1MS组间=1.4045SS组内=SS总SS组间=19.021组内=202=18MS组内=1.0567F= MS组间/ MS组内=1.3291，查表得F（1，18）=4.41，故P0.05，差别无统计学意义。例6：50年代用E治疗婴儿晶状体后纤维增生症，治愈率为75%，治疗前后比较差别显著，但后来证实此病与高氧环境有关，不做治疗也可康复，请问：应如何进行实验设计才具有可比性？实验一： 有效 无效高氧+E 75 25高氧 70 30进行x2检验实验二： 有效 无效高氧普通氧进行x2检验实验三： 治愈 未治愈E安慰剂进行x2检验例7：欲比较三种抗癌药物对小白鼠肉瘤抑瘤效果,如何进行实验设计?(考虑配伍因素) 配伍 A药 B药 C药 合计12345进行方差分析：变异来源 自由度 SS MS F P总变异处理间配伍间误差07年第二题：方法一：将20只兔子编号：1、2、3、20 查随机数字表任意行或列，规定单数分入1组，双数分入2组方法二：将20只兔子编号，然后查随机数字表任意行或列，将得到的20个随机数字排序，规定前10个随机数字相对应的兔子分入1组，后10个分入2组。第三题：配伍设计将相同种系，相同体重的豚鼠配成一个伍，共5个伍，分别用5种提取液进行处理，即配伍 A B C D E12345第四题：欲观察免疫组化法与传统病理检查方法的优劣，可按下表设计实验 免疫组化法 阳性 阴性 阳性 a b病理法 阴性 c d第五题：按照性别和肿瘤分层，性别：男，女肿瘤：大，中，小 男 女 大 中 小 大 中 小1 A B B A B B2 A B A A B A3 B A B B A B4 B A A B A A5 A A B A A B6 B B A B B A7 A A A A A A8 B B B B B B各层之间形成对照，满足对照原则每组接受A方法或B方法的几率相同，满足随机原则每种处理在每层出现的次数相同，均为4次，满足均衡原则每层设置多名病例，以满足重复原则第六题：（1）第1组观察不给处理，第2组观察给处理（2）第1组给a处理，第2组给b处理（3）交叉设计，第1组给a处理，第2组给b处理，经过洗脱后，第一组再给b处理，第2组再给a处理第七题： A营养素 B营养素 使用前体重 使用后体重 d1 使用前体重 使用后体重 d208年答案：第一题：（1）去掉空白组，（2）去掉观察0天，（3）每组至少观察8只兔子（812只）第二题：应使用配对设计 免疫组化 阳性 阴性阳性 a b病理阴性 c dX2 =（b-c）2/（b+c），如果p值0.05则两种方法没有显著差异，即免疫组化法可以代替病理切片法；如果p值0.05则当免疫组化的阳性率高于病理切片时，可以代替第三题：为研究不同饲料对兔子体重的影响，选择年龄、性别、体重相同的兔子20只，配成五个伍，编号1，2，3，4，5，查随机数字表第22行，其中第一伍的四只编号40，76，66，26，按照随机数字大小分入ABCD四种处理，即为BDCA，其他各伍均按照此法进行随机分配。即可满足随机原则。使用四种饲料可满足对照原则，分为5伍满足重复原则，每个处理因素在每伍出现的次数相同满足均衡原则四题：方法一：成组设计（交叉均衡）选择年龄、职业、病程相同的乳癌患者50名，随机分为两组，每组25人，分别采用A、B两种治疗方案，观察疗效。此设计中每种治疗方案在每组中使用的次数相同，满足均衡原则方法二：配对设计（交叉均衡）选择两个年龄、职业、病程相同的乳癌患者配成一个对子，共40对，分别采用A、B两种治疗方案，每对患者接受A或B治疗的几率相同此设计中每种处理方案在每对中各使用一次，满足均衡原则方法三：分层设计（分层均衡）将年龄和病程两个非处理因素分层，分别分为40y和40y两层，病程1y和1y两层，分别用AB两种治疗方法，即 A B40y 病程1y 8 8 1y 8 840y 1y 8 8 1y 8 8每种处理方法在每层中出现的次数相同，故满足均衡原则五题：实验对照：对照组施加部分实验因素，但不是所研究的处理因素，如 实验组：给与赖氨酸面包 对照组：给与普通面包相互对照：几种处理互为对照，如： 1组：给高血压患者心得安 2组：给倍它乐克 3组：给降压灵六题：将受试对象随机分为2组，第1组给与A处理，第2组给与B处理，经过洗脱后，第1组给与B处理，第2组给与A处理，分别把A处理和B处理的效果求出来 第一阶段 第二阶段1组 A B2组 B A统计学分析表变异来源 SS MS F P总变异处理阶段个体误差七题：（1）L8（424）正交设计，共5个研究因素，第一个研究因素分为4个水平，后四个研究因素均为2个水平，共做8次试验（2）直观法：2号和7号抑癌效果最好，即A1B2C2和A4B1C2 极差法： A B CK1 11.8 23.2 26.7K2 11.4 17.7 15.6K3 7.8 K4 9.3R 4 5.5 13.1得出最佳设计为C1B1A1科研设计整理第一节：实验设计的三大要素和四大原则1. 实验设计的三大要素：受试对象，这里是指实验的承受者。要注意受试对象的同质性，所谓的同质性也即指的是各个受试对象之间除了要接受的实验处理不同之外，其它方面比如人群特征方面要尽可能的相同或者相近，目的就是为了增加彼此之间的可比性。处理因素，也即研究因素，这里要注意处理因素的标准化。所谓的标准化指的就是本次实验所采取的处理因素要符合当前公认的国际化标准，或者是符合当前公认的标准来处理的，而不是实验者人为的所采取的处理措施，其目的即是增加不同实验者所得出的实验结论的可比性。另外还要注意处理因素与非处理因素和混杂因素的区别。 实验效应，重点要掌握其观测指标的六个特性即：a. 指标客观性 b.指标特异性 c.指标关联性 d. 指标灵敏性 e. 指标精确性 f. 指标稳定性2. 实验设计的四大原则： A. 对照原则 即要设立对照组 目的是使得处理因素与非处理因素的差异有科学的对比。 处理因素效应的大小重要性并不在一起本身，而是通过对比得出的结论才有意义。 常见的实验对照有六种形式： 空白对照 所谓的空白对照即是指对照组不施加任何处理。 安慰剂对照 所谓的安慰剂对照就是指在实验过程中为消除研究对象的心理作用对实验结果的影响，通常对对照组给予安慰剂处理（安慰剂即是指在外观上与实验组所服用的的药物完全相同，但其中不还有任何药物成分），已增加实验结果的科学性和可比性。 实验对照 所谓的实验对照就是对对照组施与部分实验因素，但不是所要研究的处理因素。 标准对照 所谓标准对照即是将要研究的处理因素与传统的标准处理因素的实验效果进行比较，以评价该种新的处理因素实验效果的优劣。 相互对照 所谓的相互对照即是研究因素的几种不同水平之间形成对照。 自身对照 所谓的自身对照即是实验处理与对照处理都在同一个实验对象进行。另外常见的对照形式还有历史对照（以病例对照为例，该对照方法在流行病学的病例对照研究中常用）B. 均衡原则 所谓均衡原则是指在处理组与对照组之间除了处理因素不同之外，要使其它因素尽可能的相同或相近。常用的均衡原则有交叉均衡和分层均衡两种形式。交叉均衡原则在单组比较的交叉设计中经常用到。分层均衡原则即使在实验过程中为有效避免除处理因素之外其它对实验结果可能产生影响的混杂因素的干扰，而采取的设计原则。C .随机原则 所谓随机原则即是指每个受试对象都有平等的机会被抽到样本中来，同时又都均等的机会被分到实验组或者是对照组。随机原则在具体的运用中主要是通过随机数表的运用来实现的。（具体的应用举例将在后续的实验设计一节中具体说明。）D. 重复原则 所谓重复原则简单的来说就是实验结果的可再现性，即是指在不同的时间地点给与相同的实验条件再次进行实验时仍可得出相同的结论。一般来说，重复原则是通过一定得样本量来满足的。例如：计量资料的样本量一般为8-12倍于研究因素；计数资料的样本量一般为计量资料的5倍。配对设计通常至少安排6个对子，配伍组设计通常至少安排5个配伍组。请分别具体说明配对设计和配伍组设计是如何满足实验设计的四大原则的：配对设计 每对对子内的不同受试对象分别接受不同的处理满足了对照原则，每对对子内的受试对象彼此之间除了接受的处理因素不同之外，其它方面都尽可能的相同或者相近满足了均衡原则，对子内的不同受试对象都有相等的几率接受不同的处理满足了随机原则，配对设计要求至少六个对子，这样的样本数量又保证了重复原则。配伍组设计 先按照影响实验结果的非处理因素将选中的受试对象配伍，这样即是分层设计的体现又很好的避免了混杂因素对实验结果的影响，并且要求至少五个伍，且每个伍内的受试对象数要和处理因素的水平数相等。每伍内的受试对象分别接受不同的处理，彼此之间形成了对照，满足了对照原则；每伍内的不同受试对象之间除了要接受得处理因素或者处理因素的水平不同之外，其它方面都尽可能的相同或者相近，满足了实验设计的均衡原则；每伍内的不同受试对象都有相同的机会或者机率去接受不同的处理，满足了实验设计的随机原则；另外配伍组设计要求至少五个伍，这样的样本量有很好的满足了实验设计的可重复原则。第二节：常用的实验设计方法3. 单组比较设计 （所谓的自身对照即是指实验与对照都在同一个个体上进行） 空白对照 是指对每个观察单位进行两次观察，第一次观察不给于任何处理，而第二次观察则是在处理之后进行的。 为比较两种处理因素的效果差异，选取一组研究对象之后，先对其施与A处理，并测量记录相关指标，经过洗脱期之后在给与B处理，同样测量并记录相关指标，最后比较两种处理因素的效果。实验的处理过程中要尤其注意两种处理因素之间的相互作用，即要注意避免药物的洗脱期和携带效应。 交叉设计 将受试对象随机分为两组，第一组先给予A处理经过洗脱期之后在给与B处理；第二组则是先给予B处理经过洗脱期之后再给予A处理，然后将两组中的A.B两种处理效应分别相加。此种方法的实验设计即为交叉设计。该种设计有效的避免了随机性差的缺点。单组比较设计的优缺点：优点：有效的节省样本量，容易控制实验条件，实验效率比较高。缺点：除了交叉设计外，其它设计方法随机性都比较差，急性病不能用，另外还要注意携带效应和洗脱期。4. 组间比较设计 是两组与多组间进行比较的设计方法 设计要求：实验组与对照组样本数量尽量相同，条件均衡。 优点：对比说明，设计简单，应用广泛。 缺点：处理因素单一，灵敏度低。5.配对设计 所谓配对设计即是指把实验对象按照一对一配成对子,随机将其中之一分到 实验组.另一个分到对照组的实验设计方法。通常所说的配对设计分为自身配对和异体配对，自身配对是指接受处理前为对照组，接受处理后为实验组。另外同一个体的不同指标也可以构成自身配对的例子，例如糖尿病患者的血糖值和尿糖值就是满足自身配对的例子。值得注意的是配对设计是以对子为观察单位的，一旦对子中的某一方脱离了实验观察，应该立即从观察中去除该对子。优点：a. 实验效率高，节省样本；b. 均衡性好，减少抽样误差。缺点: a.观察对象要经过挑选,易损失样本含量 b .延长实验时间,对子间的条件易发生变化配对设计适用条件: a.保证实验个体与对照个体没有相互干扰. 如:家兔双眼配对研究散瞳药，由于药物的扩散作用可能对对照一方的眼睛也产生影响。 b.自身配对试验适用于短期对比或急性实验 c.对人进行异体配对,所控制的条件不可能是 严格的来说，一般只能根据2-3个因素配对。因此,每对的配对条件尽限2-3项,若对比其它因素时,还需要重新进行配对。6. 配伍组设计 是配对设计的扩展,先按影响实验结果的非处理因素将受试对象配伍(区组),再分别将各配伍组内的受试对象随机分配到各处理或对照组,配伍组内受试对象个数与处理水平数相等。方差分析表变异来源 自由度 SS MS F P总变异 14 0.53 处理间 2 0.23 0.11 11.88 0.01配伍间 4 0.23 0.06 5.95 0.05误差 8 0.08 0.01例2. 欲研究酵解作用对血糖浓度的影响,应如何进行实验设计?分析如下：本例预研究放置的不同时间对血糖浓度的影响，时间是要研究的主要处理因素，但同时考虑到不同的个体其血糖浓度的基础值可能不完全相同，这样在实验结果分析中可比性就很低，为有效避免血糖基础值不同这一混杂因素的干扰，则将来自于同一个体的血液样本分成四等份之后，安排在同一配伍组内，这样就很好的满足了均衡原则，同一配伍组内的四份血液样本只是在放置时间上不同。设计如下：放置不同时间血液所含血糖浓度(mg%)受试者编号 放置时间（分钟）123456780 4590135 例3. 某市为对比6台肺功能仪的性能,应如何设计? (提示: 选择一些健康人测试肺活量)分析如下：本例的设计方案基本与上例相同，同样考虑到不同个体之间由于生理上的差异，其肺活量之间可能存在着差异，为避免个体间差异对实验结果的影响，则安排每一个配伍组内只有一个受试对象，而是采取在不同的时间分别用六种不同的肺功能仪分别测量六次，然后将实验效应分别相加再进行分析。第三节 随机数表的应用7 配对设计 请结合以下配对设计的具体例子来说明随机数表的运用 例1. 为研究不同饲料对兔子体重的影响，选取体重和年龄基本相同的12只兔子配成对子，每对两只，共配成六个对子。分别编号1.2.3.4.5.6.为充分满足随机原则，查随机数表22行，并将随机数列于编号下方，规定对子编号对应的随机数为偶数组者，则该对子内的第一只兔子给予A饲料喂养，而另一支兔子则给予B饲料喂养；对子编号为奇数者，则该对子内的第一只兔子给予B饲料，第二只兔子给予A饲料。其结果分配如下表所示： 第1 2 3 4 5 6对随机数字 40 76 66 26 84 57第一号兔子 A A A A A B第二号兔子 B B B B B A例2. 现有10对高血压二期患者，问：如何保证随机原则？ 首先，把10对患者编成号，1、210，然后，查随机数字表或随机排列表，任意行或列，凡随机数字为双数者，该对子中第一个受试对象分入甲组，而同对子中的另一对象则分入乙组，反之亦然，查随机数表第16行开始：配对号：1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10 随机数字：88 56 53 27 59 33 35 72 67 47第一个对象：甲 甲 乙 乙 乙 乙 乙 甲 乙 乙第二个对象：乙 乙 甲 甲 甲 甲 甲 乙 甲 甲8 配伍组设计 请结合以下具体例子来说明随机数表的运用例：将病期、病程、年龄等相近似的高血压患者20人分别配成5个配伍组，问如何保证随机原则？第一伍受试对象编号：1、 2、 3、 4 查随机数表随机数： 88 56 53 27 丁 丙 乙 甲规定：按随机数字大小分入甲、乙、丙、丁四种处理。第二、三、四、五伍可按此法进行随机。（注意，在文字叙述随机化原则时一定要突出平等的机会等字眼）9. 组间设计中的随机数表的运用A 两组间比较设计例：将20名高血压患者随机分为两组，如何保证随机原则？方法一：将20名高血压患者编号：1、2、3、4、5、6、7、20，查随机数表任意行或列，规定单数分入甲组，双数乙组，88 56 53 27 59 33 3590 乙 乙 甲 甲 甲 甲 甲乙最后有9个分入乙组，11个分入甲组；（此方法虽然很好的满足了随机化原则，但是两组中的人数并非等分）方法二：为了等分两组，可先将随机数字排序，排20个，规定前10个随机数字相对应的将受试对象分入甲组，后10个分入乙组。B 多组间比较设计例：将24人分为三组，如何保证随机原则？首先将24人编号：1、2、324，然后查随机数表的任意行或列，并将表中的随机数字写于对应的编号下方，如： 88、56、53、27、59、33、3570随后把查得的24个随机数字排序，规定前8个随机数字所对应的受试对象分入甲组，中间8个分入乙组，后8个分入丙组。这样就很好的将24个受试对象随机化分组。10. 均衡不完全配伍组设计 所谓的均衡不完全配伍组设计是指处理组数多于配伍组数所能容纳的个数。均衡不完全配伍组设计配伍组号 处理因素 1 A B C 2 A B D 3 A C D 4 B C D特点：1、每个处理因素出现的次数都相同；2、任意两个因素出现的次数都相同。因此，该设计是均衡的。由于每个配伍组不能安排所有的处理，因此是不完全的。 请说明均衡不完全配伍组设计是如何满足实验设计四大原则的？首先，每个配伍组内的三个受试对象都有均等的机会接受四种不同的处理，很好的满足了随机原则；每个处理因素出现的次数彼此相同，任意两个因素出现的次数也都相同，并且同一配伍组内的三个受试对象除了所接受的处理不同之外，其他特征方面都相同或者基本相近，很好的满足了均衡原则；每一个配伍组内的三个受试对象分别接受不同的处理，彼此之间形成了对照，满足了对照原则；另外，配伍组设计要求至少有五个配伍组，这样较大的样本量在一定程度上满足了重复原则。 掌握例题例1. 为研究A.B.C三种药物升血小板作用的差异，应如何设计该实验？要求用学过的两种方法来进行设计，并说明每种设计是如何满足实验设计的四大原则的。方法一：组间设计 选取30名年龄在30-35周岁的轻度贫血妇女，并将其随机分成三组，具体随机方法如下：将30名实验对象依次编号之后，查随机数表的任意行或任意列，并将查得的随机数列于编号之下，然后把查得的随机数按照从大到小的顺序依次排列，并规定前十位的对象接受A药物，中间的十位接受B处理，后十位接受C处理，一个月后求出各组的血小板数升高值，比较三组药物效果的差异，运用统计学方法进行数据处理。（满足原则略）方法二：配伍组设计选取30名中度贫血患者，并将年龄相近性别相同的每三名患者组成一个配伍组，共组成十个配伍组，按照随机原则，使得每配伍组内的三个受试对象分别接受三种不同的处理，具体随机方法如下：将每组内的三个受试对象分别编号1.2.3.然后查随机数表的任一行或列，并将查得的随机数写于对应编号下方，规定三个随机数中最大者所对应的受试对象接受A处理，最小的接受C处理，中间的接受B处理，一个月后将测得的数据记录下来，并将每种药物的实验效果分别相加处理，运用统计学方法进行分析并得出实验结论。（满足原则略）例2. 一研究者在研究过程中给一家兔服用麻古50克，在兔子半小时后死亡，给予另一只家兔服用同样剂量的药物，该兔子在24小时之后仍然活泼如常，为进一步研究麻古致死的影响因素，应该如何设计该实验？（以血药浓度为观察指标）分析如下：通过对题干的阅读我们知道该题目至少涉及到两个因素，首先该实验的研究目的即是研究麻古的致死因素，所以该研究中的处理因素肯定是药物的不同的剂量或者浓度。另外从题干的阅读中我们还得知另外一个重要的配伍组因素，即个体差异。因为在题干中两只家兔服用相同剂量的药物，一个致死而另一个却活泼如常，体现了个体差异的存在，所以在配伍时就要很好的考虑到该因素的作用。设计如下：选取20只家兔作为研究对象，将在性别，体重.种属等方面相同或相近的每4只兔子组成一个配伍组，共配成5个伍。然后将每配伍组内的四个受试对象采用随机化原则分别接受A.B.C.D四种不同的处理水平。具体随机方法如下：查随机数表的任意行或任意列，将查的随机数字分别对应编号为1.2.3.4的兔子，并将随机数字按照由大到小的顺序排列并分别对应四种不同的处理水平。最后将每种处理的效应分别求和，用统计学方法处理有关数据，得出实验结论。11. 拉丁方设计 （三因素设计）所谓的拉丁方是用r个拉丁字母为排成r行r列的方阵，且每行每列中每个字母都只出现一次，这样的方阵叫rxr拉丁方。 拉丁方设计是利用拉丁方安排实验的设计，字母安排处理因素，行、列安排控制因素。它是配伍组设计的拓展，可同时研究三个因素。设计要求：（1）必须是三因素同水平数的试验；（2）设计时将拉丁字母安排处理因素行和列安排控制因素，并使行数、列数都相等（即水平数相同）；（3）任何两因素、三因素间均无交互作用。 交互作用：因素与因素间的相互作用称为交互作用。即因素不是独立的（类似拮抗或协同作用），一个因素改变时，另一个或几个因素的效应也相应改变。拉丁方的基本型： A B C A B C D 33拉丁方 B C A 44拉丁方 B C D A C A B C D A B D A B C拉丁方设计是如何满足实验设计的四大原则的？对照原则：各字母间体现各处理因素或水平间的相互对照，各行、列的水平数间体现相互对照；随机原则： 对拉丁方基本型，可进行任意整行或整 列的变换，体现了随机原则。如：A B C D B C D A B D C AB A D A 第1行与第 A B C D 第2列与第 A C B DC D A B 2行交换 C D B A 3列交换 C A D BD A B C D A B C D B A C均衡原则：每个字母在每一行每一列均出现一次，体现了均衡原则; 重复原则：每个格子可同时安排多个受试对象,体现了重复原则。 拉丁方设计的优缺点和使用条件优点：实验效率高，误差小，均衡性好。缺点：不能研究因素间的交互作用，三个因素水平数要求相同，一般的试验不容易满足此条件，在临床上只能用于慢性疾病不同处理后短期疗效的比较。适用条件：A、三因素研究，且各因素水平数相等。B、行间、列间、字母间均无交互作用。 C、各行、各列、字母间的方差齐。 拉丁方设计的应用举例例1. 应用蛇毒不同浓度、不同成份对不同瘤株的 抑制作用研究。瘤株：小白鼠肉瘤180。 小白鼠肝肉瘤 小白鼠艾氏腹水瘤 小白鼠网状细胞瘤浓度：0.00mg/Kg 0.03 mg/Kg 0.05 mg/Kg 0.075 mg/Kg成份(峰)：、 ； 每个因素都是4个水平，可选用44拉丁方通常可任取一个基本型，通过随机化得到某一拉丁方如何安排实验：动物造型：小白鼠； 根据所选拉丁方，确定字母为瘤株。行为浓度，列为成份。实验结果如下： 浓度峰合计0.00 A0.80B0.74C0.31D0.482.330.03 B0.50A0.36D0.18C0.201.240.05 C0.38D0.44A0.17B0.421.410.07 D0.22C0.25B0.36A0.281.11合计1.90 1.79 1.02 1.38 6.09 瘤株合计A1.61B2.02C1.41D1.32方差分析表变异来源 SS V MS F P总 0.5103 15浓度间 0.2287 3 0.00762 9.29 0.05峰间 0.1217 3 0.0406 4.95 0.05瘤株间 0.1106 3 0.0369 4.50 0.05误差 0.0493 6 0.0082例2. 为了解4种强度的噪声刺激是否使动物体内消耗VC量有所不同，考虑到不同动物试验日期也会影响结果，应如何设计？(字母为噪声)拉丁方设计为满足重复原则通常采取的措施是重复测量或则是在每个格子里面安排多个受试对象。该例的具体设计如下表所示： 动物编号 1 2 3 4 实 1 A B C D 验 2 B C D A 日 3 C D A B 期 4 D A B C例3. 补充例题：已知用超声乳化治疗白内障有如下影响因素影响治疗效果，a. 乳化时间 b. 乳化液的质量 c. 冲洗液的质量 问该实验应该如何设计？12. 析因设计 （要重点掌握方差分析表的分解项目） 它是一种交叉分组设计，可以进行因素各水平间的比较，也可进行分析因素间的交互作用。 判断是否有交互作用：看各因素合在一起的效应是否与它单独效应之和是否相同。可研究多因素多水平及其相互作用。这里需要了解两个重要概念：主效应：因素不同的水平之间所产生的平均效应之差。交互作用：是指在A因素存在的情况下，B效应所产生的效应与A因素不存在时B因素所产生的效应之差。22析因设计 即两因素、两水平的析因设计。 22析因设计列联表 A B B1 B2 A1 A1B1 A1B2 A2 A2B1 A2B2例题1.：12例缺铁性贫血病人的疗效观察，分为4组，给予不同治疗，一个月后检查各组病人红细胞增加数（百万/mm）第一组 一般疗法 第二组 一般疗法+叶酸第三组 一般疗法+铁剂 第四组 一般疗法+叶酸+铁剂设：叶酸为A因素，2水平，A1为不用，A2为用叶酸； 铁剂为B因素，2水平，B1为不用，B2为用铁剂；共有4个交叉组： 第一组：A1B1 第二组：A2B1 第三组：A1B2 第四组：A2B2每组观察三个病人，观察结果见下表：(表见下页)从结果可看出：不用B药时：用A药可平均增加红细胞1.2-0.8=0.4用B药时：用A药可平均增加红细胞2.1-1.0=1.1可看出B因素在不同水平下，用A药和不用A药平均增加红细胞数是不同的，其相差为：1.1-0.4=0.7这就是两药的交互作用,即协同作用,析因设计的统计分析总变异:A+B+AB+误差变异ss总x-c=3.0425 C=(x) =19.5075治疗缺铁性贫血四种疗法的红细胞增加数 A1B1 A2B1 A1B2 A2B2 合计 0.8 1.3 0.9 2.1 0.9 1.2 1.1 2.2 0.7 1.1 1.0 2合计 2.4 3.6 3.0 6.3 15.3均数 0.8 1.2 1.0 2.1 AB交互表A药 B药 合计 B1 B2A1 2.4 3.0 5.4A2 3.6 6.3 9.9 合计 6.0 9.3 15.3ssA=5.4+9.9c=1.6875ssB=6.0+9.3c=0.9075ssAB =（2.4+6.3）-（3.0+3.6） =0.3675VA=A的水平数-1 VB=B的水平数-1 VAB= VAVB 方差分析表 变异来源 SS V MS F P 总 3.0425 11 1.6875 168.75 A 1.6875 1 0.9075 90.75 0.01 B 0.9075 1 0.3675 36.75 0.01 AB 0.3675 1 0.01 0.01 误差 0.08 8结论： A.B两药均有效，且A.B之间有协同作用。例题2：欲比较不同缝合方法及缝合后时间对轴突通过率的影响，试做析因分析。A因素为缝合方法，有两水平 A1：外膜缝合 A2：束膜缝合B因素为缝合后时间，有两水平 B1：缝合后1个月 B2：缝合后2个月试验结果为：家免神经缝合后的轴突通过测量（计量资料）家免神经缝合后的轴突通过率（%）A缝合方法B缝合后的时间 外膜缝合（a1） 束膜缝合（a2） 1月（b1） 2月（b2） 1月（b1）2月（b2） 10 30 10 50 10 30 20 50 40 70 30 70 50 60 50 60 10 30 30 30Xi（均数） 24 44 28 522因素2水平析因试验的均数差别 A因素 B因素 平均 b2-b1 b1 b2 a1 24 44 34 20 a2 28