《三種常用實驗設(shè)計（第二次課）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《三種常用實驗設(shè)計（第二次課）（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué),北京師范大學(xué)資源藥物與中藥資源研究所,馬傳香,主要內(nèi)容,常用的實驗設(shè)計類型,實驗設(shè)計中的常見錯誤與辨析,三種常用實驗設(shè)計的特點與適用場合,1.單因素K水平設(shè)計,2.析因設(shè)計,3.重復(fù)測量設(shè)計,4.非平衡的多因素組合實驗,1.單因素K水平設(shè)計,1K=1，單組設(shè)計；,2K=2，可分為：,配對設(shè)計：自身配對、同源配對、,條件相近者配對,成組設(shè)計；,3單因素多水平K3設(shè)計,【例1.1】正常人乙酰膽堿脂酶的平均值為1.44單位，現(xiàn)測得13例慢性氣管炎患者的乙酰膽堿脂酶分別為：,1.50，2.19，2.3

2、2，2.41，2.11，2.54，2.20，2.36，1.42，2.17，1.84，1.96，2.39,問：慢性氣管炎患者與正常人的平均乙酰膽堿脂酶之間的差異有無顯著性意義?,1.1 單組設(shè)計,每個定量指標(biāo)只有一組觀測值，欲作假設(shè)檢驗，必須給出理論均數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)值；,單組設(shè)計的特點,僅考察某因素的一個特定水平，需要給出定量觀測值的標(biāo)準(zhǔn)值或理論值，方可進行假設(shè)檢驗。,單組設(shè)計適用場合,【例1.2】某醫(yī)院用中藥治療9例再生障礙性貧血患者，現(xiàn)將血紅蛋白(g/L)變化的數(shù)據(jù)列在下面，問：治療前后的差異是否具有顯著性意義?,患 者 編 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9,治療前血紅蛋白 68 65 55

3、 75 50 70 76 65 72,治療后血紅蛋白 128 82 80 112 125 110 85 80 105,1.2 配對設(shè)計K=2,【例1.3】從八窩大白鼠中分別選出同性別、體重相近的兩只，喂以水解蛋白和酪蛋白的飼料，四周后測定其體重增加情況，結(jié)果如下：,窩 編 號 1 2 3 4 5 6 7 8,含酪蛋白組 82 66 74 78 82 76 73 90,含水解蛋白組 15 28 29 28 24 38 21 37,問：兩種飼料對大白鼠體重增加量之間的差異的影響有無顯著性意義?,【例1.4】為研究三棱莪術(shù)液的抑瘤效果，將20只小白鼠按體重相近程度配成10對，然后把每對中的兩只動物隨

4、機分到實驗組和對照組中，兩組動物都接種腫瘤，實驗組在接種腫瘤三天后注射30的三棱莪術(shù)液0.5ml，對照組那么不加任何處理，瘤體改變量資料如下：,小白鼠對子號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10,對 照 組 3.6 4.5 4.2 4.4 3.7 5.6 7.0 4.1 5.0 4.6,注 射 藥 液 組 3.0 2.3 2.4 1.1 4.0 3.7 2.7 1.9 2.6 1.3,問：兩組瘤體大小的均值之間的差異是否有顯著性意義?,數(shù)據(jù)成對出現(xiàn)，每對數(shù)據(jù),測自同一個個體 自身配對設(shè)計,同一個來源的兩個個體同源配對設(shè)計,條件相近的兩個個體 條件相近者配對設(shè)計。配對的兩個數(shù)據(jù)分別在處理因素

5、的兩個不同水平作用下測得，用其差值的大小，反映兩種處理之間效應(yīng)之差的大小。,配對設(shè)計的特點,配對設(shè)計適用場合,一個因素具有兩個水平：,1不處理與處理時，適合用自身,配對設(shè)計；,2處理1與處理2,A：無創(chuàng)傷性處理，可用自身配對設(shè),計，也可用另兩種形式的配對設(shè)計；,B:有創(chuàng)傷性處理，只用于后兩種形式的,配對設(shè)計。,【例1.5】今測得12名正常人和15名病毒性肝炎患者血清轉(zhuǎn)鐵蛋白含量，結(jié)果如下：,正 常 人 265.4 271.5 284.6 291.3 254.8 275.9 281.7 268.6 264.1 273.2 270.8 260.5,病毒性肝炎患者 235.9 215.4 251.8

6、 224.7 228.3 231.1 253.0 218.8 233.8 230.9 240.7 221.7 256.9 260.7 224.4,問：患者和健康人的轉(zhuǎn)鐵蛋白之間的差異是否有顯著性意義?,1.3 成組設(shè)計K=2,實驗中僅涉及到一個具有兩水平的因素；獲得受試對象的方法有兩種：,其一，叫,組內(nèi)隨機選取,，即處理因素與受試對象的選取有直接關(guān)系。,其二，叫,完全隨機選取,，即處理因素與受試對象的選取無直接關(guān)系。,成組設(shè)計的特點,成組設(shè)計適用場合,在原本可以用配對設(shè)計的場合下，假設(shè)配對條件無法滿足，那么可改用成組設(shè)計。,【例1.6】研究3種單味中藥對小鼠細(xì)胞免役功能的,影響，并設(shè)一個空白對

7、照組，把40只小鼠隨機分為4組，每組10只，雌雄各半，用藥15天后，測定E-玫瑰結(jié)形成率%，結(jié)果如下，假設(shè)分析的目的是考察各組E-玫瑰結(jié)形成率%總體均數(shù)之間的差異有無統(tǒng)計意義，問此實驗研究所對應(yīng)的實驗設(shè)計類型是什么？,對照組：14 10 12 16 13 14 12 10 13 9,黨參組：21 24 18 17 22 19 18 23 20 18,黃芪組：24 20 22 18 17 21 18 22 19 23,淫羊藿組：35 27 33 29 31 40 35 30 28 36,1.4 單因素K水平設(shè)計K3,單因素K水平設(shè)計適用場合,實驗因素有K個水平K3；,1組內(nèi)完全隨機因素與受試對象

8、分組有直接聯(lián)系；,2完全隨機因素與受試對象分組無直接聯(lián)系。,對其他重要非試驗因素未加控制,2、析因設(shè)計,概念：當(dāng)實驗中涉及K個實驗因素時，假設(shè)將這K個因素的水平全面組合，設(shè)組合數(shù)為M即全部因素的水平數(shù)相乘，就說全部實驗有M個不同的實驗條件，在每個實驗條件下至少做2次獨立的重復(fù)實驗，這樣安排實驗的方案即稱K因素析因設(shè)計。,【例2.1】,某醫(yī)院用中藥復(fù)方治療高膽固醇血癥，把12例高膽固醇患者隨機分為四組，用不同療法治療。第一組用一般療法，第二組在一般療法上外加用甲藥，第三組在一般療法上外加用乙藥，第四組在一般療法上外加用甲藥和乙藥，一個月后觀察膽固醇降低數(shù)(mg)資料如下，問：甲、乙兩藥是否有降低

9、膽固醇的作用?兩藥之間的無交互作用是否有顯著性意義?,第1組 16，25，18 第2組 56，44，42 第3組 28，31，23 第4組 64，78，80,【例2.2】某醫(yī)科大學(xué)病理生理學(xué)教研室研究三種因素“小鼠種別A、體重B和性別C對皮下移植SRS瘤細(xì)胞生長特性影響的結(jié)果，A、B、C三因素各有兩個水平。A分為A1：昆明種、A2：滬白1號；B分為B1：2425克，B2：1315克；C分為C1：雄性、C2：雌性。共選了24只小鼠，在接種后第8天測得腫瘤體積見表，請問：這是一種什么設(shè)計類型?應(yīng)當(dāng)對此資料作怎樣的分析?,表14.7.1,三因素影響下小鼠第8天腫瘤體積,因素,腫瘤體積 (cm,3,)

10、,C 因素A與B：A,1,(B,1,B,2,)A,2,(B,1,B,2,),C,1,0.7069 1.0838 0.0628 0.4712,0.7854 0.9425 0.0942 0.0880,0.3581 0.3335 0.0471 0.1759,C,2,0.0785 0.5027 0.0126 0.2246,0.1885 0.9550 0.0126 0.2513,0.3403 0.9215 0.0094 0.3676,0.2503 0.8514 0.0125 0.1327,析因設(shè)計的特點,1、因素之間的交互作用比較復(fù)雜且必須考慮；,2、各因素的水平全面組合形成實驗條件，在每個實驗條件下至

11、少要做2次獨立重復(fù)實驗；,3、做實驗時，每次都涉及到全部因素，即因素是同時施加的；,4、因素之間在專業(yè)上是地位平等的。,優(yōu)點：可以用來分析全部,主效,應(yīng),和因素之間的,各級交,互作用,效應(yīng)的大??；,析因設(shè)計的優(yōu)點和缺點,缺點：所需要的,實驗次數(shù)很,多,，研究者常無法承,受。,析因設(shè)計適用場合,實驗因素在2,4個之間；,每次實驗時，各因素都將以某個水平的形式參與實驗；,需要考察因素之間的復(fù)雜交互作用；,進行較大量的實驗，在時間和費用上都是可以承受的。,此設(shè)計具有一個明顯的特點，即在不同條件下，從同一個受試對象身上觀測到K個數(shù)據(jù)K2。如果“不同條件僅與一個因素有關(guān)，就叫做“具有一個重復(fù)測量的M因素

12、設(shè)計；如果“不同條件與兩個因素的水平組合有關(guān)，就叫做“具有兩個重復(fù)測量的M因素設(shè)計；這里，M指實驗中所涉及到的全部實驗因素的個數(shù)，包括與重復(fù)測量有關(guān)的實驗因素。,3重復(fù)測量設(shè)計,【例3.1】將15只家兔隨機地均分成3個組處理因素A，即A1適應(yīng)組、A2平原組、A3急性缺氧組。讓全部家兔處于缺氧狀態(tài)，對接受各種處理的每組家兔中的每一只，分別在缺氧的不同時間點時間因素T，h上觀測血漿K+含量ppm，即T1缺氧前、T2缺氧0.5h、T3缺氧1h、T4缺氧2h。設(shè)計格式和資料見表，試判斷此資料所取自的實驗設(shè)計類型，并對資料作相應(yīng)的統(tǒng)計分析。,表14.12.1 接受不同處理的家兔血漿中K+含量的測定結(jié)果,

13、處理組 家兔 血漿中K+含量 ppm,(因素A)編號 缺氧時間T(h：T10 T20.5 T31 T42,A1適應(yīng)組 1 154.5 129.8 122.7 171.7,2 173.0 124.0 170.4 168.6,3 186.0 131.0 137.0 138.0,4 161.0 154.0 178.0 128.0,5 187.0 158.0 162.0 152.0,A2平原組 6 144.4 135.5 149.9 129.1,7 147.1 134.2 138.3 146.1,8 183.6 189.3 190.5 227.3,9 181.7 160.3 163.3 163.3,1

14、0 166.7 136.8 134.6 142.5,A3急性缺 11 173.3 231.4 293.7 401.4,氧組 12 155.1 199.6 191.8 203.4,13 177.9 153.6 158.7 240.3,14 158.2 146.7 135.2 228.7,15 180.4 170.8 226.2 267.7,【例3.2】某研究者為了探討兩種不同處理因素A和不同劑量因素B作用下不同時間點因素T上NFS-60細(xì)胞凋亡情況，將全部樣品隨機地均分為6個組，每組含3個樣品。對各組中的每個樣品在處理后5個不同時間點上觀測200個細(xì)胞，數(shù)出凋亡細(xì)胞個數(shù)。因素A分為：即A1單純照

15、射、A2照射+過釩酸鈉(Perv)，各處理組的照射劑量(因素B，Gy)又分為0、3、10。設(shè)計格式和資料見表，試判斷此資料所取自的實驗設(shè)計類型，并對資料作相應(yīng)的統(tǒng)計分析。,表14.12.2 不同處理和不同劑量作用下不同時間點上NFS-60細(xì)胞凋亡情況,處理組 照射劑量 樣品 200個細(xì)胞中凋亡細(xì)胞數(shù),(因素A)(Gy)編號 時間T(h：T1(12)T2(24)T3(36)T4(48)T5(60),A1照射 0 1 3 7 7 10 17,2 5 3 5 7 18,3 5 6 8 14 14,3 1 4 7 10 20 33,2 3 4 14 22 37,3 3 5 9 19 31,10 1 6

16、 18 38 83 101,2 4 16 42 91 120,3 5 18 45 92 117,A2加Perv 0 1 4 6 4 12 14,2 2 4 6 14 17,3 3 7 3 11 19,3 1 5 7 7 14 17,2 3 5 9 12 19,3 7 6 6 15 16,10 1 5 10 16 33 49,2 4 12 12 37 44,3 3 9 14 36 52,【例14.12.3】用賁門癌患者的標(biāo)本制成液體，在三種不同處理條件下觀測雞胚背根神經(jīng)節(jié)與雞胚交感神經(jīng)節(jié)中長出突起的神經(jīng)節(jié)的比例?，F(xiàn)有賁門癌患者10例，將每人的標(biāo)本均分成三份，分別給予三種不同的處理因素A，即A1參加100ng/ml神經(jīng)生長因子、A2參加200ng/ml神經(jīng)生長因子和A3單用賁門癌培養(yǎng)液；并對每種處理后的標(biāo)本中的兩種類型的神經(jīng)節(jié)因素B，即B1背根神經(jīng)節(jié)與B2交感神經(jīng)節(jié)，觀測長出突起的神經(jīng)節(jié)的比例Y。設(shè)計格式和資料見表，試判斷此資料所取自的實驗設(shè)計類型，并對資料作相應(yīng)的統(tǒng)計分析。,表14.12.3 賁門癌患者的標(biāo)本經(jīng)三種處理后,兩種神經(jīng)節(jié)中長出突起的神經(jīng)節(jié)的比例,病例號 Y長出突起的神經(jīng)節(jié)的比