第十四章实验设计
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完全随机设计 随机区组设计 拉丁方设计 交叉设计 析因设计 正交设计
第十四章实验设计
一.交叉设计(cross-over design)
在交叉设计时可以采用完全随机设计或随机区组设计 方法来安排受试对象。
– 选取n（n为偶数）个受试对象，随机地使半数受试者先接受A 处理，后接受B处理，而另一半受试者则正好相反，即先接受 B处理再接受A处理。
1.2 2.2 3.2 4.2 5.2 6.2 7.2 8.2 9.2 10.2 随机数字 9 3 0 2 1 5 8 6 4 7 用药顺序 AB AB BA BA AB AB BA BA BA AB
BA BA AB AB BA BA AB AB AB BA
第十四章实验设计
优点： 1.平衡了实验顺序的影响，避免了时间上的误差，而且能将 实验处理之间的差异和时间先后之间的差异分开； 2.获得了同一个体先后比较的好处，缩小了实验误差； 3.减少了被试的数目。
指处理因素作用于实验对象的反应。这种效 应通过某些观测指标数值的大小来体现。
第十四章实验设计
指标的选择应当注意以下几点：
–选用客观性较强的指标； –注意指标的合理性； –选用灵敏度较高的指标。 –选用精确性较强的指标。
第十四章实验设计
二. 实验设计的4个基本原则
重复、随机、对照、均衡是实验设计的4个基 本原则。
缺点： 1.至少需要增加一倍的时间，因此不适用于急性疾患； 2.要求当前一个处理停止时，没有残留效应。
甲 乙甲 丙 丙 甲 甲 甲 丙 乙 乙 乙 丙 乙 乙 甲 乙 甲
丙
丙
第十四章实验设计
二.区组随机排列方法
第十四章实验设计
例26-2
区组
1 2 3 4 5 … n
随机数 患者 患者
12 69 01 18 65 85 22 88 50 05 87
90 64
表26-2 n个区组随机排列结果
随机数序号
（t/2+t）S
]2
第十四章实验设计
例 用两种处理做动物冠状静脉窦的血流量实验。A处理平 均血流量增加1.8ml/min，B处理平均血流量增加2.4ml/min 。设两处理的标准差相等，均为1.0 ml/min，=0.05， =0.10，若要得出有统计学意义的结论，需多少实验动物？
解：
（1.96+1.282）1
第三节 几种简单的样本含量估计 方法
第十四章实验设计
一.决定样本含量的参数
1.设定检验的第I类错误概率，即检验水准。 2.设定检验的第II类错误概率。 3.总体平均数（或总体率）、总体标准差 。 4.处理组间的差别。
第十四章实验设计
二.样本含量估计方法
第十四章实验设计
1.两样本均数比较
n1=n2=2[
– 或选取n（n为偶数）个受试对象，按某属性将受试对象配成 n/2对，用随机的方法决定每对中的一个受试对象接受两种处 理的先后顺序，让该对中的另一个受试对象接受处理的顺序 相反。
两种处理先后作用于同一批受试对象，并且以同等的 机会出现在两个试验阶段中，故称为两阶段交叉设计。
第十四章实验设计
例 现有20例（10对）实验对象，将其按交叉设计的要求进行 A、B两种处理方式的随机分配。 受试者号 1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1
第二段随机分组结果 受试者序号 随机数 R
1
421
8
B
1
391
6
2
333
3
A
2
910
9
3
459
9
B
3
351
4
4
418
7
B
4
024
1
5
384
4
A
5
425
7
6
400
6
B
6
293
3
7
213
1
A
7
361
5
8
391
5
A
8
660
8
9
754
10 B
9
081
2
10
318
2
A
10
911
10
第十四章实验设计
处理 B B A A B A A B A B
n1=n2=2[
0.6
]2
=58.4 每组需59只动物。
第十四章实验设计
2.两组样本率比较
n1=n2=
1 2
u/2+u sin-1 p1 –sin-1 p2
2
例26-3
1
1.96+1.282
2
n1=n2=2 sin-1 0.60 –sin-1 0.85 =63.864
第十四章实验设计
第四节 实验设计的方法
第十四章实验设计
3.均衡的原则
就是要设法使各条件下的受试对象受到非实验 因素的干扰和影响的机会和数量基本相等。
第十四章实验设计
4.重复的原则
就是实验因素各水平组合下要有足够的样本含 量。
第十四章实验设计
第二节 随机化分组方法
第十四章实验设计
一.完全随机分组
第十四章实验设计
（1）编号；
（2）取随机数； （3）求余数； （4）分组； （5）调整。
例26-1
编号 随机数 余数 组别 调整
表26-1 随机数余数分组法的分组结果
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
79 83 07 00 42 13 97 16 45 20 44 71 96 77 53 67 02 79
121331113 2 2 2 3 2 2 1 2 1
第十四章实验设计
1.对照的原则
就是要设立参照物 对照有多种方式
–空白对照 –安慰剂对照 –实验对照 –标准对照 –自身对照
第十四章实验设计
2.随机化的原则
就是每一个实验单位都有同等的机会被分配到任何一个组中去， 分组的结果不受人为因素的干扰和影响。
例 将实验对象随机的分配到甲、乙两组。 对象编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 随机数字 6 1 5 4 0 7 8 3 9 2 所属组别 甲 乙 乙 甲 甲 乙 甲 乙 乙 甲
第十四章 实验设计
第十四章实验设计
第一节 实验设计的要素和原则
第十四章实验设计
一. 实验设计中的基本要素
实验因素（处理因素） 是根据研究目的而施加的特定实验措施。在选 择和确定处理因素时，应注意以下几个问题：
–分清处理因素和非处理因素； –处理因素应当标准化。
实验单位（受试对象） 实验效应
患者
患者 患者 患者
3
1
2
3
75
2
1
3
81
1
2
3
50
3
1
2
76
3
1
2
24
1
3
2
16
3
2百度文库
1
随机排列结果
患者 患者 患者
1
2
3
B
A
C
A
B
C
C
A
B
C
A
B
A
C
B
C
B
A
第十四章实验设计
三.分段（或分层）随机分组
第十四章实验设计
例26-4
表26-3 分段随机分组结果
第一段随机分组结果 受试者序号 随机数 R 处理
第十四章实验设计
一.交叉设计(cross-over design)
在交叉设计时可以采用完全随机设计或随机区组设计 方法来安排受试对象。
– 选取n（n为偶数）个受试对象，随机地使半数受试者先接受A 处理，后接受B处理，而另一半受试者则正好相反，即先接受 B处理再接受A处理。
1.2 2.2 3.2 4.2 5.2 6.2 7.2 8.2 9.2 10.2 随机数字 9 3 0 2 1 5 8 6 4 7 用药顺序 AB AB BA BA AB AB BA BA BA AB
BA BA AB AB BA BA AB AB AB BA
第十四章实验设计
优点： 1.平衡了实验顺序的影响，避免了时间上的误差，而且能将 实验处理之间的差异和时间先后之间的差异分开； 2.获得了同一个体先后比较的好处，缩小了实验误差； 3.减少了被试的数目。
指处理因素作用于实验对象的反应。这种效 应通过某些观测指标数值的大小来体现。
第十四章实验设计
指标的选择应当注意以下几点：
–选用客观性较强的指标； –注意指标的合理性； –选用灵敏度较高的指标。 –选用精确性较强的指标。
第十四章实验设计
二. 实验设计的4个基本原则
重复、随机、对照、均衡是实验设计的4个基 本原则。
缺点： 1.至少需要增加一倍的时间，因此不适用于急性疾患； 2.要求当前一个处理停止时，没有残留效应。
甲 乙甲 丙 丙 甲 甲 甲 丙 乙 乙 乙 丙 乙 乙 甲 乙 甲
丙
丙
第十四章实验设计
二.区组随机排列方法
第十四章实验设计
例26-2
区组
1 2 3 4 5 … n
随机数 患者 患者
12 69 01 18 65 85 22 88 50 05 87
90 64
表26-2 n个区组随机排列结果
随机数序号
（t/2+t）S
]2
第十四章实验设计
例 用两种处理做动物冠状静脉窦的血流量实验。A处理平 均血流量增加1.8ml/min，B处理平均血流量增加2.4ml/min 。设两处理的标准差相等，均为1.0 ml/min，=0.05， =0.10，若要得出有统计学意义的结论，需多少实验动物？
解：
（1.96+1.282）1
第三节 几种简单的样本含量估计 方法
第十四章实验设计
一.决定样本含量的参数
1.设定检验的第I类错误概率，即检验水准。 2.设定检验的第II类错误概率。 3.总体平均数（或总体率）、总体标准差 。 4.处理组间的差别。
第十四章实验设计
二.样本含量估计方法
第十四章实验设计
1.两样本均数比较
n1=n2=2[
– 或选取n（n为偶数）个受试对象，按某属性将受试对象配成 n/2对，用随机的方法决定每对中的一个受试对象接受两种处 理的先后顺序，让该对中的另一个受试对象接受处理的顺序 相反。
两种处理先后作用于同一批受试对象，并且以同等的 机会出现在两个试验阶段中，故称为两阶段交叉设计。
第十四章实验设计
例 现有20例（10对）实验对象，将其按交叉设计的要求进行 A、B两种处理方式的随机分配。 受试者号 1.1 2.1 3.1 4.1 5.1 6.1 7.1 8.1 9.1 10.1
第二段随机分组结果 受试者序号 随机数 R
1
421
8
B
1
391
6
2
333
3
A
2
910
9
3
459
9
B
3
351
4
4
418
7
B
4
024
1
5
384
4
A
5
425
7
6
400
6
B
6
293
3
7
213
1
A
7
361
5
8
391
5
A
8
660
8
9
754
10 B
9
081
2
10
318
2
A
10
911
10
第十四章实验设计
处理 B B A A B A A B A B
n1=n2=2[
0.6
]2
=58.4 每组需59只动物。
第十四章实验设计
2.两组样本率比较
n1=n2=
1 2
u/2+u sin-1 p1 –sin-1 p2
2
例26-3
1
1.96+1.282
2
n1=n2=2 sin-1 0.60 –sin-1 0.85 =63.864
第十四章实验设计
第四节 实验设计的方法
第十四章实验设计
3.均衡的原则
就是要设法使各条件下的受试对象受到非实验 因素的干扰和影响的机会和数量基本相等。
第十四章实验设计
4.重复的原则
就是实验因素各水平组合下要有足够的样本含 量。
第十四章实验设计
第二节 随机化分组方法
第十四章实验设计
一.完全随机分组
第十四章实验设计
（1）编号；
（2）取随机数； （3）求余数； （4）分组； （5）调整。
例26-1
编号 随机数 余数 组别 调整
表26-1 随机数余数分组法的分组结果
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
79 83 07 00 42 13 97 16 45 20 44 71 96 77 53 67 02 79
121331113 2 2 2 3 2 2 1 2 1
第十四章实验设计
1.对照的原则
就是要设立参照物 对照有多种方式
–空白对照 –安慰剂对照 –实验对照 –标准对照 –自身对照
第十四章实验设计
2.随机化的原则
就是每一个实验单位都有同等的机会被分配到任何一个组中去， 分组的结果不受人为因素的干扰和影响。
例 将实验对象随机的分配到甲、乙两组。 对象编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 随机数字 6 1 5 4 0 7 8 3 9 2 所属组别 甲 乙 乙 甲 甲 乙 甲 乙 乙 甲
第十四章 实验设计
第十四章实验设计
第一节 实验设计的要素和原则
第十四章实验设计
一. 实验设计中的基本要素
实验因素（处理因素） 是根据研究目的而施加的特定实验措施。在选 择和确定处理因素时，应注意以下几个问题：
–分清处理因素和非处理因素； –处理因素应当标准化。
实验单位（受试对象） 实验效应
患者
患者 患者 患者
3
1
2
3
75
2
1
3
81
1
2
3
50
3
1
2
76
3
1
2
24
1
3
2
16
3
2百度文库
1
随机排列结果
患者 患者 患者
1
2
3
B
A
C
A
B
C
C
A
B
C
A
B
A
C
B
C
B
A
第十四章实验设计
三.分段（或分层）随机分组
第十四章实验设计
例26-4
表26-3 分段随机分组结果
第一段随机分组结果 受试者序号 随机数 R 处理