医学统计学：常用实验设计方法

常用实验设计方法
配对设计（paired design） ：
配对设计是处理数为 2 的随机区组设 计。其优点是结果分析简单，试验误 差通常比非配对设计小，但由于试验 对象配对要求严格，不允许将不满足 配对要求的试验对象随意配对。
常用实验设计方法
流行病与卫生统计学研究所
常用实验设计方法
医学实验设计必须遵循对照、随机、重复和均衡的 基本原则。不同的研究目的应采用不同的设计方法 安排实验。医学研究中常用的实验设计方法有：
1. 完全随机设计 2. 配对设计 3. 配伍组设计 4. 交叉设计 5. 析因试验设计 6. 拉丁方设计 7. 正交试验设计 8. 均匀设计
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
设计方法
• 先将实验对象编号，按预先规定，利用随机排 列表（或随机数字表）的随机数字将实验对象 随机分配到各组中去（用随机排列表进行分组 时，各组例数相等；用随机数字表进行分组时， 各组例数常不相等，故常用前者）。

某些医学实验研究中的自身对照也可看作是配对设计，如 某指标治疗前后的比较（平行样本）；同一受试对象不同 部位、不同器官的比较；同一标本不同检测方法的比较。
常用实验设计方法
配对设计（paired design） ： 设计方法
•例
试将已配成10对的20只小鼠随机分 配到甲、乙两组。
பைடு நூலகம்
• 先将小鼠编号，如第一对第一受试者编号为1.1， 第二受试者编号为1.2，余仿此。再从随机排列 表中随机指定某行，例如第6行，依次将0~9之 间的随机数字录于受试者编号下，舍去10~19 之间的数字，并规定随机数字为奇数时取甲乙 顺序，偶数时取乙甲顺序。
分组结果
甲组：1.2、2.2、3.1、4.2、5.1、6.2、7.1、 8.2、9.1、10.1 乙组：1.1、2.1、3.2、4.1、5.2、6.1、7.2、 8.1、9.2、10.2
配对设计（paired design） ：
自身配对：试验前后比较；左右侧比较；…… 异体配对：同窝动物；病情、年龄等相同的病人，…… 步骤：配对；同一对的两个体随机分到两组中。 受试者号 1.1 1.2 2.1 2.2 3.1 3.2 4.1 4.2 5.1 5.2 随机数字 8 7 6 2 5 处 理 乙甲 甲乙 乙甲 乙甲 甲乙 受试者号 6.1 6.2 7.1 7.2 8.1 8.2 9.1 9.2 10.1 10.2 随机数字 9 0 1 4 3 处 理 甲乙 乙甲 甲乙 乙甲 甲乙 优点：减少了个体差异对比较的影响；样本量可以少一些。 缺点：有时配对有困难 （配对 t 检验，符号秩和检验）
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
完全随机设计是根据试验处理数将全部受 试对象随机地分成若干组，然后再按组实施不 同处理的设计。这种设计保证每个受试对象都 有相同机会接受任何一种处理，而不受试验人 员主观倾向的影响。 在医学研究等试验中，当试验条件特别是 受试对象的初始条件比较一致时，可采用完全 随机设计。这种设计应用了重复和随机两个原 则，因此能使试验结果受非处理因素的影响基 本一致，真实反映出试验的处理效应。
完全随机设计的优缺点
完全随机设计是一种最简单的设计方法，主要优缺点如下：
完全随机设计的主要优点 1、设计容易 处理数与重复数都不受限制，适用于试 验条件、环境、试验动物差异较小的试验。
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
2、统计分析简单 进行统计分析。
• 例：按完全随机设计方法将10只小鼠随机分 配到甲、乙两组。
完全随机设计（completely random design） ：
常用实验设计方法
二、试验结果的统计分析
对于完全随机试验的统计分析，由于试验 处理数不同，统计分析方法也不同。 （一）处理数为2 两个处理的完全随机设计 也就是非配对设计，对其试验结果采用非配对 设计的 t 检验法进行统计分析。
无论所获得的试验资料各
处理重复数相同与否，都可采用 t 检验或方差分析法
（二）完全随机设计的主要缺点
1、由于未考虑非试验因素的影响，将其归入试
验误差，试验误差较大，试验的精确性较低。
2、在试验条件、环境、试验动物差异较大时， 不宜采用此种设计方法。
常用实验设计方法
配对设计（paired design） ：
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
（二）处理数大于2 若获得的资料各处理重复数相等， 则采用各处理重复数相等的单因素试验资料方差分析法分析； 若在试验中，因受到条件的限制或受试动物出现疾病、死亡， 或病人中途退出等使获得的资料各处理重复数不等，则采用 各处理重复数不等的单因素试验资料方差分析法分析。
常用实验设计方法
完全随机设计（completely random design） ：
• 不考虑个体差异的影响，仅涉及一个处理因素， 但可以有两个或多个水平，故亦称单因素实验设 计。 • 该设计常用于将受试对象按随机化原则分配到处 理组和对照组中，各组样本例数可以相等，也可 以不等，但相等时效率高。 • 优点：设计和统计分析方法简单易行； • 缺点：只分析一个因素，不考虑个体间的差异， 因而要求各观察单位要有较好的同质性，否则， 需扩大样本含量。

将受试对象按配对条件配成对子，再按随机化原则把每对 中的两个个体分别分配到实验组或对照组。常用于动物实 验。 配对条件：一般以主要的非实验因素作为配比条件。动物 实验中，常将同性别、同窝别、体重相近的两个动物配成 一对；人群试验中，常将性别和年龄、生活条件、工作条 件相同或相近的两个人配成对子。

常用实验设计方法
配对设计（paired design） ： 设计方法
小鼠编号 随机数字 处 理 1.1 1.2 2 乙 甲 2.1 2.2 8 乙 甲 3.1 3.2 1 甲 乙 4.1 4.2 4 乙 甲 5.1 5.2 3 甲 乙 6.1 6.2 0 乙 甲 7.1 7.2 9 甲 乙 8.1 8.2 6 乙 甲 9.1 9.2 7 甲 乙 10.1 10.2 5 甲 乙