醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)(04)

1、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)(4)(4)中華醫(yī)學(xué)雜志中華醫(yī)學(xué)雜志對來稿統(tǒng)計(jì)學(xué)處理的有關(guān)要求對來稿統(tǒng)計(jì)學(xué)處理的有關(guān)要求多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析 正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析

2、正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析完全隨機(jī)設(shè)計(jì)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)是根據(jù)研究的分組數(shù)將同質(zhì)是根據(jù)研究的分組數(shù)將同質(zhì)的全部實(shí)驗(yàn)對象按完全隨機(jī)化的原則分配的全部實(shí)驗(yàn)對象按完全隨機(jī)化的原則分配至若干組，然后再按組別實(shí)施不同處理的至若干組，然后再按組別實(shí)施不同處理的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)僅涉及完全隨機(jī)設(shè)計(jì)僅涉及一個(gè)因素一個(gè)因素即處理因素即處理因素( (可以有兩個(gè)或多個(gè)水平可以有兩個(gè)或多個(gè)水平) )，又稱單因素設(shè)計(jì)、，又稱單因素設(shè)計(jì)、成組設(shè)計(jì)。成組設(shè)計(jì)。 完全隨機(jī)設(shè)計(jì)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)u單因素兩水平或多水平的設(shè)計(jì)單因素兩水平或多水平的設(shè)計(jì)u將同質(zhì)

3、的受試對象隨機(jī)分配到兩個(gè)或多個(gè)處理組，觀將同質(zhì)的受試對象隨機(jī)分配到兩個(gè)或多個(gè)處理組，觀察不同處理的效應(yīng)。各組察不同處理的效應(yīng)。各組n n相等，效率較高，值得推薦。相等，效率較高，值得推薦。研究對象研究對象組組n n組組2 2組組1 1隨機(jī)化方法隨機(jī)化方法 將符合條件的同質(zhì)實(shí)驗(yàn)對象按照設(shè)計(jì)的分組概率將符合條件的同質(zhì)實(shí)驗(yàn)對象按照設(shè)計(jì)的分組概率分配到各處理組中去，或從所研究的幾個(gè)總體中分配到各處理組中去，或從所研究的幾個(gè)總體中，按所設(shè)計(jì)的樣本含量隨機(jī)抽取相應(yīng)的樣本。由，按所設(shè)計(jì)的樣本含量隨機(jī)抽取相應(yīng)的樣本。由于分組或抽樣時(shí)未對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行任何控制，屬于分組或抽樣時(shí)未對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行任何控制，屬完全隨機(jī)

4、的，完全隨機(jī)設(shè)計(jì)由此得名。完全隨機(jī)的，完全隨機(jī)設(shè)計(jì)由此得名。 各處理組的分組概率可以相等也可以不等。在樣各處理組的分組概率可以相等也可以不等。在樣本含量總數(shù)不變的情況下，各組樣本含量相等時(shí)本含量總數(shù)不變的情況下，各組樣本含量相等時(shí)的設(shè)計(jì)，其統(tǒng)計(jì)分析效率較高。的設(shè)計(jì)，其統(tǒng)計(jì)分析效率較高。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)和實(shí)施比較簡單，出現(xiàn)缺失值是設(shè)計(jì)和實(shí)施比較簡單，出現(xiàn)缺失值時(shí)仍可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。時(shí)仍可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)是只能安排一個(gè)因素，未對其他任何是只能安排一個(gè)因素，未對其他任何重要的非研究因素進(jìn)行控制，將非研究因重要的非研究因素進(jìn)行控制，將非研究因素對各組觀察結(jié)果的影響和干預(yù)歸于實(shí)驗(yàn)素對各

5、組觀察結(jié)果的影響和干預(yù)歸于實(shí)驗(yàn)誤差，在例數(shù)較少時(shí)往往不能保證組間的誤差，在例數(shù)較少時(shí)往往不能保證組間的一致性，均衡可比性較差，其檢驗(yàn)效率低一致性，均衡可比性較差，其檢驗(yàn)效率低于配對設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。于配對設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)。 配對設(shè)計(jì)配對設(shè)計(jì)是將實(shí)驗(yàn)對象按某些特征或條件是將實(shí)驗(yàn)對象按某些特征或條件配成對子配成對子( (非隨機(jī)非隨機(jī)) )，再將每對中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，再將每對中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對象隨機(jī)分配到兩個(gè)處理組中，給予不同對象隨機(jī)分配到兩個(gè)處理組中，給予不同的處理。的處理。配對的因素一般是可能影響研究結(jié)果的主配對的因素一般是可能影響研究結(jié)果的主要非處理因素。要非處理因素。配對結(jié)果：組內(nèi)可不一致，而組

6、間盡可能配對結(jié)果：組內(nèi)可不一致，而組間盡可能一致。這樣一致。這樣可嚴(yán)格控制非研究因素對實(shí)驗(yàn)可嚴(yán)格控制非研究因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響結(jié)果的影響，同時(shí)兩組間均衡可比性增大，同時(shí)兩組間均衡可比性增大， 減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)效率。減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高實(shí)驗(yàn)效率。 配對設(shè)計(jì)配對設(shè)計(jì)隨機(jī)化方法 先將實(shí)驗(yàn)對象按某些特征或條件兩兩配對先將實(shí)驗(yàn)對象按某些特征或條件兩兩配對( (非隨機(jī)非隨機(jī)), ),再將每對中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行對再將每對中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行對內(nèi)編號(hào)內(nèi)編號(hào), ,根據(jù)對子所對應(yīng)的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行隨機(jī)根據(jù)對子所對應(yīng)的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行隨機(jī)分配。分配。 優(yōu)缺點(diǎn) 與完全隨機(jī)設(shè)計(jì)相比，配對設(shè)計(jì)具有同質(zhì)與完全隨機(jī)設(shè)計(jì)相比，配對設(shè)

7、計(jì)具有同質(zhì)均衡可比、樣本含量較小、抽樣誤差減小均衡可比、樣本含量較小、抽樣誤差減小、檢驗(yàn)效能高等優(yōu)點(diǎn)。、檢驗(yàn)效能高等優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)際兩兩同質(zhì)配對不易做到，尤其是對人實(shí)際兩兩同質(zhì)配對不易做到，尤其是對人的試驗(yàn)。如果配對失敗或欠佳，此時(shí)雖然的試驗(yàn)。如果配對失敗或欠佳，此時(shí)雖然配對設(shè)計(jì)和完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤大小估配對設(shè)計(jì)和完全隨機(jī)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)誤大小估計(jì)接近，但配對設(shè)計(jì)的自由度小于完全隨計(jì)接近，但配對設(shè)計(jì)的自由度小于完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，故檢驗(yàn)效能反而降低。機(jī)設(shè)計(jì)，故檢驗(yàn)效能反而降低。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)也稱為隨機(jī)配伍設(shè)計(jì)，是配也稱為隨機(jī)配伍設(shè)計(jì)，是配對設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，將幾個(gè)受試對象按窩別、對設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，將幾個(gè)受試

8、對象按窩別、性別、體重等條件配成區(qū)組，再將每一區(qū)性別、體重等條件配成區(qū)組，再將每一區(qū)組的受試對象隨機(jī)分配到各個(gè)處理組中。組的受試對象隨機(jī)分配到各個(gè)處理組中。同一區(qū)組內(nèi)要求各試驗(yàn)對象盡可能一致，同一區(qū)組內(nèi)要求各試驗(yàn)對象盡可能一致，不同區(qū)組間的試驗(yàn)對象允許存在差異，每不同區(qū)組間的試驗(yàn)對象允許存在差異，每一區(qū)組內(nèi)試驗(yàn)對象的隨機(jī)分組要獨(dú)立進(jìn)行，一區(qū)組內(nèi)試驗(yàn)對象的隨機(jī)分組要獨(dú)立進(jìn)行，每種處理在一個(gè)區(qū)組內(nèi)只能出現(xiàn)一次。每種處理在一個(gè)區(qū)組內(nèi)只能出現(xiàn)一次。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)研究對象研究對象組組n n組組2 2組組1 1u按研究按研究對象特征對象特征進(jìn)行進(jìn)行配對配對或或配伍配伍后后

9、再分組再分組 將受試對象按性質(zhì)相同或相近組成對子或?qū)⑹茉噷ο蟀葱再|(zhì)相同或相近組成對子或區(qū)組（配伍組），對子內(nèi)或區(qū)組內(nèi)的受試區(qū)組（配伍組），對子內(nèi)或區(qū)組內(nèi)的受試對象隨機(jī)分配到不同處理組。對象隨機(jī)分配到不同處理組。隨機(jī)化方法隨機(jī)化方法 先按區(qū)組特征進(jìn)行分組，然后針對每個(gè)區(qū)先按區(qū)組特征進(jìn)行分組，然后針對每個(gè)區(qū)組內(nèi)部進(jìn)行隨機(jī)分組。組內(nèi)部進(jìn)行隨機(jī)分組。優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)缺點(diǎn)同配對設(shè)計(jì)。注意：優(yōu)缺點(diǎn)同配對設(shè)計(jì)。注意： 選擇對試驗(yàn)結(jié)果影響較大的非處理因素形成區(qū)選擇對試驗(yàn)結(jié)果影響較大的非處理因素形成區(qū)組。組。 若實(shí)驗(yàn)日期對結(jié)果有影響，則應(yīng)按實(shí)驗(yàn)日期形若實(shí)驗(yàn)日期對結(jié)果有影響，則應(yīng)按實(shí)驗(yàn)日期形成區(qū)組。成區(qū)組。 遵循遵循“

10、區(qū)組間差別越大越好區(qū)組間差別越大越好, ,區(qū)組內(nèi)差別越小越區(qū)組內(nèi)差別越小越好好”的原則。的原則。 區(qū)組內(nèi)若有一個(gè)對象的數(shù)據(jù)發(fā)生缺失，對資料區(qū)組內(nèi)若有一個(gè)對象的數(shù)據(jù)發(fā)生缺失，對資料分析的影響較大，所以盡可能使觀察值不缺失，分析的影響較大，所以盡可能使觀察值不缺失，達(dá)到平衡完全區(qū)組設(shè)計(jì)。達(dá)到平衡完全區(qū)組設(shè)計(jì)。 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 SSSS總總=SS=SS處理處理+SS+SS區(qū)組區(qū)組+SS+SS誤差，誤差， v v總總=v=v處理處理+v+v區(qū)組區(qū)組+v+v誤差誤差【例例1 1】慢性應(yīng)激大鼠模型的中醫(yī)證候研究，慢性應(yīng)激大鼠模型的中醫(yī)證候研究， SD SD 雄性大鼠雄性大鼠3

11、232只，將體重接近的大鼠配成只，將體重接近的大鼠配成一個(gè)區(qū)組，共一個(gè)區(qū)組，共 8 8 個(gè)區(qū)組，然后將各區(qū)組的個(gè)區(qū)組，然后將各區(qū)組的 4 4 只大鼠隨機(jī)分配到各組：對照組不給藥物，只大鼠隨機(jī)分配到各組：對照組不給藥物，其余其余3 3組分別為四逆散組、逍遙散組和四君組分別為四逆散組、逍遙散組和四君子湯組，分別給予不同的藥物，一定時(shí)間后，子湯組，分別給予不同的藥物，一定時(shí)間后，觀察大鼠血清皮質(zhì)酮含量觀察大鼠血清皮質(zhì)酮含量(nmol/L)(nmol/L)，如表，如表，分析分析4 4組大鼠血清皮質(zhì)酮含量是否相同組大鼠血清皮質(zhì)酮含量是否相同? ?體重體重對大鼠血清皮質(zhì)酮含量是否有影響對大鼠血清皮質(zhì)酮含量

12、是否有影響? ? 區(qū)組區(qū)組對照組對照組四逆散組四逆散組逍遙散組逍遙散組四君子湯組四君子湯組1 162629090676765652 260609292646466663 359598989696969694 464649191717170705 565658888626260606 661618787646459597 757578585626263638 85858939365656161SPSS軟件操作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“皮質(zhì)酮含量皮質(zhì)酮含量”、“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”三個(gè)變量。對組別進(jìn)行定義。三個(gè)變量。對組別進(jìn)行定義。 第二步：將第二步：將3232個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨的組

13、別、區(qū)組依及伴隨的組別、區(qū)組依次錄入次錄入SPSSSPSS，形成，形成3232行行3 3列的數(shù)據(jù)集。列的數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“皮質(zhì)酮含量皮質(zhì)酮含量”，固定因子處移入，固定因子處移入“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”。 第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，選定選定“設(shè)定設(shè)定”后，將后，將“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”移入右移入右模型框。模型框。l第六步：設(shè)置兩兩比較。將組別選入兩兩比較第六步：設(shè)置兩兩比較。將組別選入兩

14、兩比較檢驗(yàn)。勾上檢驗(yàn)。勾上LSDLSD、S-N-KS-N-K、DunnettDunnett。 第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 第八步：完成，解讀結(jié)果第八步：完成，解讀結(jié)果 結(jié)果解讀結(jié)果解讀2 組間組間F=195.958， p=0.000； 區(qū)組間區(qū)組間F=3.031， p=0.023。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀3 3：組間兩兩比較：組間兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀4 4：S-N-KS-N-K【例例2 2】研究三菱羲術(shù)的抑癌作用，將致癌后研究三菱羲術(shù)的抑癌作用，將致癌后的小白鼠的小白鼠4040只分成只分成 1010個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組的個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組的

15、 4 4 只小白鼠的條件相似，只小白鼠的條件相似，I I組不加任何處理，組不加任何處理，II II、IIIIII、IVIV組分別注射三棱羲術(shù)液組分別注射三棱羲術(shù)液0.5ml 0.5ml 、1.0ml1.0ml、1.5ml1.5ml，一定時(shí)間后解剖小白鼠稱其，一定時(shí)間后解剖小白鼠稱其腫瘤重量，結(jié)果如表，腫瘤重量，結(jié)果如表，試分析不同劑量的試分析不同劑量的三棱獲術(shù)液抑癌作用是否不同三棱獲術(shù)液抑癌作用是否不同? ?區(qū)組區(qū)組I I組組II II組組IIIIII組組IVIV組組1 13.63.63.03.00.40.43.33.32 24.54.52.32.31.71.71.21.23 34.24.22

16、.42.42.32.30.00.04 44.44.41.11.14.54.52.72.75 53.73.74.04.03.63.63.03.06 65.65.63.73.71.31.33.23.27 77.07.02.72.73.23.20.60.68 84.14.11.91.93.03.01.41.49 95.05.02.62.62.12.11.21.210104.54.51.31.32.52.52.12.1SPSS軟件操作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“瘤重瘤重”、“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”三個(gè)變量。對組別進(jìn)行定義。三個(gè)變量。對組別進(jìn)行定義。 第二步：將第二步：將4040個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨

17、的組數(shù)據(jù)及伴隨的組別、區(qū)組依次錄別、區(qū)組依次錄入入SPSSSPSS，形成，形成4040行行3 3列的數(shù)據(jù)集。列的數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“瘤重瘤重”，固定因子處移入，固定因子處移入“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”。 第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，選定選定“設(shè)定設(shè)定”后，將后，將“組別組別”、“區(qū)組區(qū)組”移入右移入右模型框。模型框。l第六步：設(shè)置兩兩比較。將組別選入兩兩比較第六步：設(shè)置兩兩比較。將組別選入兩兩比

18、較檢驗(yàn)。勾上檢驗(yàn)。勾上LSDLSD、S-N-KS-N-K、DunnettDunnett。 第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 第八步：完成，解讀結(jié)果第八步：完成，解讀結(jié)果 結(jié)果解讀結(jié)果解讀2 組間組間F=12.131， p=0.000； 區(qū)組間區(qū)組間F=0.735， p=0.674。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀3 3：組間兩兩比較：組間兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀4 4：S-N-KS-N-K去年的一道考試題去年的一道考試題多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分

19、析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析 正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析拉丁方設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)是按拉丁字母組成的方陣安排是按拉丁字母組成的方陣安排實(shí)驗(yàn)的第三個(gè)因素實(shí)驗(yàn)的第三個(gè)因素( (一般是一個(gè)處理因素、一般是一個(gè)處理因素、兩個(gè)配伍因素兩個(gè)配伍因素) )等水平設(shè)計(jì)。等水平設(shè)計(jì)。 拉丁方設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)研究對象研究對象組組3 3組組2 2組組1 1u當(dāng)有兩當(dāng)有兩個(gè)配伍因個(gè)配伍因素的時(shí)候，素的時(shí)候，就用拉丁就用拉丁方設(shè)計(jì)。方設(shè)計(jì)。隨機(jī)化方法 根據(jù)主要因素的水平數(shù)，確定基本型拉丁方，并根據(jù)主要因素的水平數(shù)，確定基

20、本型拉丁方，并使另外兩個(gè)次要因素的水平數(shù)與之相等。使另外兩個(gè)次要因素的水平數(shù)與之相等。 將基本型拉丁方隨機(jī)化，按隨機(jī)化后的拉丁方安將基本型拉丁方隨機(jī)化，按隨機(jī)化后的拉丁方安排實(shí)驗(yàn)。排實(shí)驗(yàn)。 規(guī)定行、列、字母所代表的因素和水平，通常字規(guī)定行、列、字母所代表的因素和水平，通常字母表示主要處理因素。母表示主要處理因素。 隨機(jī)排列：在選定基本型拉丁方之后，如是非標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)排列：在選定基本型拉丁方之后，如是非標(biāo)準(zhǔn)型時(shí)，則可直接按基本型拉丁方中的字母安排試驗(yàn)型時(shí)，則可直接按基本型拉丁方中的字母安排試驗(yàn)方案。若是標(biāo)準(zhǔn)型拉丁方，還應(yīng)在基本型前提下，方案。若是標(biāo)準(zhǔn)型拉丁方，還應(yīng)在基本型前提下，按下列要求對行、列和

21、試驗(yàn)處理的順序進(jìn)行隨機(jī)排按下列要求對行、列和試驗(yàn)處理的順序進(jìn)行隨機(jī)排列。列。統(tǒng)計(jì)分析方法選擇 類似隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，只是較隨類似隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的統(tǒng)計(jì)分析，只是較隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)增加了一個(gè)列區(qū)組因素。機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)增加了一個(gè)列區(qū)組因素。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：該設(shè)計(jì)是在隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，多安該設(shè)計(jì)是在隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，多安排了一個(gè)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的非處理因素，排了一個(gè)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響的非處理因素， 即行即行和列兩個(gè)方向皆成區(qū)組，增加了均衡性，減小了和列兩個(gè)方向皆成區(qū)組，增加了均衡性，減小了誤差。在拉丁方陣中，每一處理在每一行或每一誤差。在拉丁方陣中，每一處理在每一行或每一列都只出現(xiàn)一次，在

22、對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)列都只出現(xiàn)一次，在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)，能將行、列兩個(gè)區(qū)組間的變異從實(shí)驗(yàn)誤差中分，能將行、列兩個(gè)區(qū)組間的變異從實(shí)驗(yàn)誤差中分離出來，因此，拉丁方設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)誤差比完全隨離出來，因此，拉丁方設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)誤差比完全隨機(jī)設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)小，實(shí)驗(yàn)精確性高，且節(jié)機(jī)設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)小，實(shí)驗(yàn)精確性高，且節(jié)約樣本含量。約樣本含量。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：在于要求三因素?zé)o交互作用且水平數(shù)相等在于要求三因素?zé)o交互作用且水平數(shù)相等，實(shí)際工作中處理數(shù)據(jù)具有一定的局限性。，實(shí)際工作中處理數(shù)據(jù)具有一定的局限性。 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)是適合分析三因素的實(shí)驗(yàn)拉丁方設(shè)計(jì)是適合分析三

23、因素的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。SS總總=SS列間列間+SS行間行間+SS字母間字母間+SS誤差誤差【例例3 3】某醫(yī)院腫瘤科擬通過小鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)?zāi)翅t(yī)院腫瘤科擬通過小鼠移植瘤實(shí)驗(yàn)研究研究4 4種抗癌藥物對種抗癌藥物對4 4種瘤株的抑癌作用，種瘤株的抑癌作用，1616只小鼠，按窩別不同分為只小鼠，按窩別不同分為4 4個(gè)區(qū)組。試驗(yàn)個(gè)區(qū)組。試驗(yàn)結(jié)果以瘤重結(jié)果以瘤重(g)(g)為指標(biāo)，瘤重減少越多，說為指標(biāo)，瘤重減少越多，說明抗癌藥物的抑瘤效果越好。明抗癌藥物的抑瘤效果越好。按拉丁方設(shè)按拉丁方設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試分析。計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，試分析。區(qū)區(qū)組組瘤株瘤株I III IIIIIIIIIVIV1 1D D0.130.1

24、3A A0.340.34C C0.240.24B B0.260.262 2B B0.380.38D D0.190.19A A0.400.40C C0.450.453 3C C0.350.35B B0.520.52D D0.280.28A A0.580.584 4A A0.520.52C C0.550.55B B0.460.46D D0.470.47 ABCDABCD代表代表4 4種不同的抗癌藥種不同的抗癌藥SPSS軟件操作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“瘤株瘤株”、“區(qū)組區(qū)組”、“藥藥物物”、“瘤重瘤重”4個(gè)變量。對區(qū)組、藥物進(jìn)個(gè)變量。對區(qū)組、藥物進(jìn)行定義。行定義。 第二步：將第二步：將1

25、616個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨的瘤株、區(qū)組、個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨的瘤株、區(qū)組、藥物依次錄入藥物依次錄入SPSSSPSS，形成，形成1616行行4 4列的數(shù)據(jù)集。列的數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“瘤重瘤重”，固定因子處移入，固定因子處移入“瘤株瘤株”、“藥物藥物”、“區(qū)組區(qū)組”。 第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，選定中，選定“設(shè)定設(shè)定”后，將后，將“瘤株瘤株”、“區(qū)區(qū)組組”、“藥物藥物”移入右模型框。移入右模型框。l第六步：設(shè)置兩兩比

26、較。將第六步：設(shè)置兩兩比較。將“藥物藥物”選入兩兩選入兩兩比較檢驗(yàn)。勾上比較檢驗(yàn)。勾上LSDLSD、S-N-KS-N-K、DunnettDunnett。 第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 藥物間藥物間F=7.715， p=0.018； 瘤株間瘤株間F=2.483，p=0.158； 區(qū)組間區(qū)組間F=14.169，p=0.000。 第八步：完成，解讀結(jié)果第八步：完成，解讀結(jié)果 結(jié)果解讀結(jié)果解讀2 2：藥物兩兩比較：藥物兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀2 2：藥物兩兩比較：藥物兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀3 3：瘤株兩兩比較：瘤株兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解

27、讀3 3：瘤株兩兩比較：瘤株兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀4 4：區(qū)組兩兩比較：區(qū)組兩兩比較 結(jié)果解讀結(jié)果解讀4 4：區(qū)組兩兩比較：區(qū)組兩兩比較多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析 正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析交叉設(shè)計(jì)交叉設(shè)計(jì)亦稱反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是在自身配亦稱反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，是在自身配對設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展的雙因素設(shè)計(jì)。對設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展的雙因素設(shè)計(jì)。是將是將A A、B B兩種處理

28、先后施加于同一批受試兩種處理先后施加于同一批受試對象，隨機(jī)地使半數(shù)受試者先接受對象，隨機(jī)地使半數(shù)受試者先接受A A后接受后接受B B，而另一半受試對象先接受，而另一半受試對象先接受B B再接受再接受A A，每，每個(gè)受試者需經(jīng)歷如下幾個(gè)研究過程，即準(zhǔn)個(gè)受試者需經(jīng)歷如下幾個(gè)研究過程，即準(zhǔn)備階段、第一研究階段、洗脫期、第二研備階段、第一研究階段、洗脫期、第二研究階段。在兩個(gè)研究階段分別觀察二種藥究階段。在兩個(gè)研究階段分別觀察二種藥物的療效和安全性。物的療效和安全性。 時(shí)間方向組組1組組2洗脫期洗脫期試驗(yàn)組試驗(yàn)組試驗(yàn)組試驗(yàn)組對照組對照組對照組對照組 交叉對照示意圖交叉對照示意圖隨機(jī)化方法 受試對象接受

29、處理因素的順序應(yīng)隨機(jī)安排，受試對象接受處理因素的順序應(yīng)隨機(jī)安排，2X2 2X2 交叉設(shè)計(jì)常用的隨機(jī)化方法有：交叉設(shè)計(jì)常用的隨機(jī)化方法有： ( 1 )( 1 )個(gè)體隨機(jī)交叉?zhèn)€體隨機(jī)交叉: :對受試對象進(jìn)行逐個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，對受試對象進(jìn)行逐個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，接受處理因素接受處理因素 A A 和和 B B 的順序要隨機(jī)分配。的順序要隨機(jī)分配。 ( ( 2 )2 )組間隨機(jī)交叉組間隨機(jī)交叉：先將受試對象隨機(jī)分為甲、：先將受試對象隨機(jī)分為甲、乙兩組，然后根據(jù)隨機(jī)原則確定乙兩組，然后根據(jù)隨機(jī)原則確定 AB AB 順序安排順序安排 2 2 階段實(shí)驗(yàn)，甲組則按階段實(shí)驗(yàn)，甲組則按 BA BA 順序安排順序安排 2 2 階段實(shí)

30、驗(yàn)。階段實(shí)驗(yàn)。 ( 3 )( 3 )配對隨機(jī)交叉：配對隨機(jī)交叉：將受試對象按某種特征配好將受試對象按某種特征配好對，為對子編號(hào)，將每一對子的兩個(gè)個(gè)體編對，為對子編號(hào)，將每一對子的兩個(gè)個(gè)體編 1 1 、 2 2 號(hào)，再將其隨機(jī)分配到兩個(gè)處理組。號(hào)，再將其隨機(jī)分配到兩個(gè)處理組。統(tǒng)計(jì)分析方法選擇統(tǒng)計(jì)分析方法選擇 原始數(shù)據(jù)或變量轉(zhuǎn)換滿足正態(tài)性、方差齊原始數(shù)據(jù)或變量轉(zhuǎn)換滿足正態(tài)性、方差齊時(shí)，采用方差分析進(jìn)行交叉設(shè)計(jì)資料的分時(shí)，采用方差分析進(jìn)行交叉設(shè)計(jì)資料的分析。析。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): : 具備自身配對的全部優(yōu)點(diǎn)，能控制時(shí)間因素對實(shí)具備自身配對的全部優(yōu)點(diǎn)，能控制時(shí)間因素對實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的影響，故優(yōu)于自身對

31、照設(shè)計(jì)。驗(yàn)效應(yīng)的影響，故優(yōu)于自身對照設(shè)計(jì)。 消除個(gè)體間及各實(shí)驗(yàn)時(shí)期間的差異對實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的消除個(gè)體間及各實(shí)驗(yàn)時(shí)期間的差異對實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的影響，進(jìn)一步突出處理效應(yīng)影響，進(jìn)一步突出處理效應(yīng), ,提高了試驗(yàn)的精確性。提高了試驗(yàn)的精確性。 各實(shí)驗(yàn)對象皆接受了研究因素和對照各實(shí)驗(yàn)對象皆接受了研究因素和對照( (如安慰劑如安慰劑) )，均等地考慮了每一個(gè)患者的利益，符合醫(yī)德要求。均等地考慮了每一個(gè)患者的利益，符合醫(yī)德要求。 可在每個(gè)研究對象身上觀察多個(gè)時(shí)期的兩種處理可在每個(gè)研究對象身上觀察多個(gè)時(shí)期的兩種處理的效應(yīng)。的效應(yīng)。 適用于個(gè)體差異較大的動(dòng)物試驗(yàn)。適用于個(gè)體差異較大的動(dòng)物試驗(yàn)。 節(jié)省樣本含量。節(jié)省樣本含量。

32、 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 適用于某些病程相對較長的疾病適用于某些病程相對較長的疾病( (如高血如高血壓、頭痛等慢性病的研究壓、頭痛等慢性病的研究) )，不適于病程較，不適于病程較短的急性病治療效果的研究，也不適于病短的急性病治療效果的研究，也不適于病情不穩(wěn)定或有自愈傾向的慢性疾病療效的情不穩(wěn)定或有自愈傾向的慢性疾病療效的研究。如果第一階段實(shí)驗(yàn)對象的該病治愈研究。如果第一階段實(shí)驗(yàn)對象的該病治愈或死亡，則第二階段的處理將無法施加?；蛩劳觯瑒t第二階段的處理將無法施加。 如有患者退出試驗(yàn)，不僅造成數(shù)據(jù)的缺如有患者退出試驗(yàn)，不僅造成數(shù)據(jù)的缺失，也增加了統(tǒng)計(jì)分析的困難。失，也增加了統(tǒng)計(jì)分析的困難。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)

33、(1)(1)處理因素、時(shí)期、個(gè)體間不存在交互作用：如處理因素、時(shí)期、個(gè)體間不存在交互作用：如果三者有交互作用果三者有交互作用. .這些交互作用效應(yīng)就會(huì)歸入誤這些交互作用效應(yīng)就會(huì)歸入誤差項(xiàng)中，使誤差估計(jì)值增大，反而降低實(shí)驗(yàn)的精差項(xiàng)中，使誤差估計(jì)值增大，反而降低實(shí)驗(yàn)的精確性。確性。 (2)(2)要注意實(shí)驗(yàn)或試驗(yàn)是否有延滯作用：在交叉試要注意實(shí)驗(yàn)或試驗(yàn)是否有延滯作用：在交叉試驗(yàn)中，如果前一種處理有延滯作用，則觀測值的驗(yàn)中，如果前一種處理有延滯作用，則觀測值的線性模型條件就不成立。為解決這個(gè)問題，可設(shè)線性模型條件就不成立。為解決這個(gè)問題，可設(shè)置適當(dāng)?shù)念A(yù)試期和間歇期。對于延滯作用不能消置適當(dāng)?shù)念A(yù)試期和間

34、歇期。對于延滯作用不能消失的處理，不宜采用交叉設(shè)計(jì)。失的處理，不宜采用交叉設(shè)計(jì)。 交叉設(shè)計(jì)：交叉設(shè)計(jì)： SS總總=SS處理處理+SS階段階段+SS個(gè)體個(gè)體+SS誤差誤差 v總總=v處理處理+v階段階段+v個(gè)體個(gè)體+v誤差誤差【例例4 4】某中醫(yī)院研究中藥復(fù)方某中醫(yī)院研究中藥復(fù)方(A(A藥藥) )治療高治療高血壓的療效，以傳統(tǒng)的抗高血壓藥卡托普血壓的療效，以傳統(tǒng)的抗高血壓藥卡托普利利(B(B藥藥) )作對照。同時(shí)還考慮個(gè)體差異與給作對照。同時(shí)還考慮個(gè)體差異與給藥藥A A、B B順序?qū)κ湛s壓的影響。通過交叉設(shè)順序?qū)κ湛s壓的影響。通過交叉設(shè)計(jì)進(jìn)行臨床研究，記錄患者服用計(jì)進(jìn)行臨床研究，記錄患者服用A

35、A、B B兩種兩種藥物結(jié)果見表，藥物結(jié)果見表，請分析請分析A A、B B兩藥對收縮壓兩藥對收縮壓的影響，以及給藥的影響，以及給藥A A、B B順序?qū)κ湛s壓的影順序?qū)κ湛s壓的影響。響。SPSS軟件操作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“患者編號(hào)患者編號(hào)”、“階段階段”、“藥物藥物”、“收縮壓收縮壓”四個(gè)變量。對四個(gè)變量。對“藥物藥物”進(jìn)行定義。進(jìn)行定義。 第二步：將第二步：將4040個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨的患者編據(jù)及伴隨的患者編號(hào)、階段、藥物依號(hào)、階段、藥物依次錄入次錄入SPSSSPSS，形成，形成4040行行4 4列的數(shù)據(jù)集。列的數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變

36、量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“收縮壓收縮壓”，固定因子處移入，固定因子處移入“患者編號(hào)患者編號(hào)”、“階段階段”、“藥物藥物”。 第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，選定選定“設(shè)定設(shè)定”后，將后，將“患者編號(hào)患者編號(hào)”、“階段階段”、“藥物藥物”移入右模型框。移入右模型框。l第六步：設(shè)置兩兩比較。將第六步：設(shè)置兩兩比較。將“藥物藥物”選入兩兩選入兩兩比較檢驗(yàn)。勾上比較檢驗(yàn)。勾上LSDLSD、S-N-KS-N-K、DunnettDunnett。 第七步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上第七步：設(shè)置選項(xiàng)。

37、勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 階段階段F=0.313， p=0.583；（藥物順序與療效無關(guān)）；（藥物順序與療效無關(guān)） 藥物間藥物間F=0.522， p=0.479；（功效相當(dāng)）；（功效相當(dāng)） 患者間患者間F=2.537，p=0.027。 第八步：完成，解讀結(jié)果第八步：完成，解讀結(jié)果多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析 正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析

38、析因設(shè)計(jì)析因設(shè)計(jì)是一種將兩個(gè)或多個(gè)因素的各水是一種將兩個(gè)或多個(gè)因素的各水平交叉分組，通過不同的組合，評(píng)價(jià)各因平交叉分組，通過不同的組合，評(píng)價(jià)各因素的主效應(yīng)、單獨(dú)效應(yīng)和交互作用的實(shí)驗(yàn)素的主效應(yīng)、單獨(dú)效應(yīng)和交互作用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。若因素間若因素間存在交互作用存在交互作用時(shí)，表示各因素間時(shí)，表示各因素間不是獨(dú)立的，而且不是獨(dú)立的，而且一個(gè)因素的水平發(fā)生變一個(gè)因素的水平發(fā)生變化，會(huì)影響其他因素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)化，會(huì)影響其他因素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)；反之，；反之，若因素間不存在交互作用，表示各因素具若因素間不存在交互作用，表示各因素具有獨(dú)立性，任一因素的水平發(fā)生變化，不有獨(dú)立性，任一因素的水平發(fā)生變化，不會(huì)影響其他因

39、素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。會(huì)影響其他因素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。 (1) 2X2 (1) 2X2 析因設(shè)計(jì)析因設(shè)計(jì): : 2X2 2X2 析因設(shè)計(jì)屬于兩因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，是指有兩析因設(shè)計(jì)屬于兩因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，是指有兩個(gè)因素，每個(gè)因素各有個(gè)因素，每個(gè)因素各有 2 2 個(gè)水平，共有個(gè)水平，共有 4 4 個(gè)組合。個(gè)組合。 設(shè)設(shè) A1A1、A2 A2 代表代表 A A 因素的因素的 2 2 個(gè)水平，個(gè)水平，B1B1、 B2 B2 代表代表 B B 因素的因素的 2 2 個(gè)水平。個(gè)水平。分組方法分組方法 ( 2 ) 2X2X2 ( 2 ) 2X2X2 析因設(shè)計(jì)：析因設(shè)計(jì)： 2X2X2 2X2X2 析因設(shè)計(jì)屬三因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)

40、，析因設(shè)計(jì)屬三因素析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，是指有三個(gè)因素，每個(gè)因素各有是指有三個(gè)因素，每個(gè)因素各有 2 2 個(gè)水平個(gè)水平，共有，共有 8 8 個(gè)組合。用個(gè)組合。用 A1A1、A2A2表示表示A A因素的因素的2 2個(gè)水平，個(gè)水平， B1B1、B2B2表示表示 B B 因素的因素的 2 2 個(gè)水平，個(gè)水平，C1C1、C2C2表示表示C C因素的因素的 2 2 個(gè)水平。交叉組合個(gè)水平。交叉組合后的后的 2X2X2 2X2X2 析因設(shè)計(jì)模型為析因設(shè)計(jì)模型為: :析因設(shè)計(jì)的幾個(gè)概念析因設(shè)計(jì)的幾個(gè)概念 (1)(1)單獨(dú)效應(yīng)：是在其他因素的水平固定條單獨(dú)效應(yīng)：是在其他因素的水平固定條件下，件下，同一因素不同水平的差

41、值同一因素不同水平的差值。 (2)(2)主效應(yīng)：是指主效應(yīng)：是指某一因素各水平間某一因素各水平間單獨(dú)效單獨(dú)效應(yīng)的平均差別。應(yīng)的平均差別。 (3)(3)交互作用：是指某因素的單獨(dú)效應(yīng)隨另交互作用：是指某因素的單獨(dú)效應(yīng)隨另一因素的一因素的變化而變化變化而變化。統(tǒng)計(jì)分析方法的選擇 若原始資料或變量轉(zhuǎn)換后滿足正態(tài)性和方若原始資料或變量轉(zhuǎn)換后滿足正態(tài)性和方差齊性，可采用方差分析，且可分析因素差齊性，可采用方差分析，且可分析因素間的交互作用。反之，采用秩和檢驗(yàn)。在間的交互作用。反之，采用秩和檢驗(yàn)。在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意，不同的的析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意，不同的的析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)，總變異分解的部分不同?？傋儺惙纸獾牟?/p>

42、分不同。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：析因設(shè)計(jì)屬于全面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，是一種析因設(shè)計(jì)屬于全面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，是一種高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，不僅能獲取各因素內(nèi)部不高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，不僅能獲取各因素內(nèi)部不同水平間有無差別，還能分析因素間的交互效應(yīng)同水平間有無差別，還能分析因素間的交互效應(yīng)?？梢怨?jié)約樣本量，與將兩種藥物分別進(jìn)行隨。可以節(jié)約樣本量，與將兩種藥物分別進(jìn)行隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)相比，析因設(shè)計(jì)可以節(jié)約樣本含量的機(jī)對照實(shí)驗(yàn)相比，析因設(shè)計(jì)可以節(jié)約樣本含量的1/2 1/2 ，若用兩種藥物相互對比的設(shè)計(jì)，可節(jié)約樣本，若用兩種藥物相互對比的設(shè)計(jì)，可節(jié)約樣本量的量的1/3 1/3 。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：當(dāng)因素增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)呈幾何倍

43、數(shù)增當(dāng)因素增加時(shí)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)呈幾何倍數(shù)增加，實(shí)驗(yàn)量大，可能負(fù)擔(dān)不起。部分交互效應(yīng)加，實(shí)驗(yàn)量大，可能負(fù)擔(dān)不起。部分交互效應(yīng)，特別是高階交互效應(yīng)專業(yè)不能解釋。，特別是高階交互效應(yīng)專業(yè)不能解釋。 析因設(shè)計(jì)是一種將多因素多水平全部交叉析因設(shè)計(jì)是一種將多因素多水平全部交叉組合，進(jìn)行全面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。析因設(shè)組合，進(jìn)行全面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。析因設(shè)計(jì)的資料可用方差分析處理。計(jì)的資料可用方差分析處理。 SS總總=SS處理處理+SS誤差誤差 =SSA+SSB+SSAXB+SS誤差誤差【例例5 5】按按2X22X2析因設(shè)計(jì)進(jìn)行臨床研究，把析因設(shè)計(jì)進(jìn)行臨床研究，把 2020名胃癌患者隨機(jī)分到各實(shí)驗(yàn)組，治療名胃癌患者隨機(jī)

44、分到各實(shí)驗(yàn)組，治療 3 3 個(gè)個(gè)月后，應(yīng)用胃癌患者月后，應(yīng)用胃癌患者QOLQOL的測評(píng)量表評(píng)價(jià)的測評(píng)量表評(píng)價(jià)方法，以總分評(píng)定方法，以總分評(píng)定A A、B B兩種中藥配合抗癌兩種中藥配合抗癌藥物治療胃癌患者的生存質(zhì)量，結(jié)果如下藥物治療胃癌患者的生存質(zhì)量，結(jié)果如下表。表。試分析試分析A A、B B 兩藥的治療效果，以及兩藥的治療效果，以及 A A、B B 兩藥間是否存在交互作用兩藥間是否存在交互作用? ?SPSS軟件操作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“A藥藥”、“組組B藥藥”、“總總分分”三個(gè)變量。對三個(gè)變量。對A藥、藥、B藥進(jìn)行定義。藥進(jìn)行定義。 第二步：將第二步：將2020個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨

45、的及伴隨的A A藥、藥、B B藥的藥的使用情況依次錄入使用情況依次錄入SPSSSPSS，形成形成2020行行3 3列的數(shù)據(jù)集。列的數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“總分總分”，固定因子處移入，固定因子處移入“A A藥藥”、“B B藥藥”。 第五步：在單變量：模型對話框中，選擇設(shè)定，第五步：在單變量：模型對話框中，選擇設(shè)定，將將A A藥、藥、B B藥、藥、 A A藥藥* *B B藥藥移入模型框中。移入模型框中。 第六步：設(shè)置選項(xiàng)。顯示均值里將第六步：設(shè)置選項(xiàng)。顯示均

46、值里將A藥、藥、B藥、藥、A藥藥*B藥選入。勾上藥選入。勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 A藥有抗胃癌作用，藥有抗胃癌作用，B藥有抗胃癌作用，兩藥有抗胃癌作用，兩藥同時(shí)用抗胃癌作用更好藥同時(shí)用抗胃癌作用更好（協(xié)同作用）。（協(xié)同作用）。 第七步：完成，解讀結(jié)果第七步：完成，解讀結(jié)果【例例6 6】某研究所按某研究所按 2X2X2 2X2X2 析因設(shè)計(jì)探討某中藥治析因設(shè)計(jì)探討某中藥治療貧血的療效，設(shè)計(jì)療貧血的療效，設(shè)計(jì) 3 3 個(gè)研究因素，第一個(gè)因素個(gè)研究因素，第一個(gè)因素為為藥物藥物 (A)(A)，有，有 2 2 水平，分別為水平，分別為“中藥中藥+ +一般療法一般療法( (實(shí)驗(yàn)組實(shí)驗(yàn)

47、組) )”和和“一般療法一般療法( (對照組對照組) )”；第二個(gè)因素為；第二個(gè)因素為時(shí)間時(shí)間(B)(B)，有，有2 2水平，分別為給藥后水平，分別為給藥后30min30min和給藥和給藥后后 60min60min；第三個(gè)因素為；第三個(gè)因素為器官器官(C)(C)，有，有2 2水平，分水平，分別為血清和肝臟。將別為血清和肝臟。將 40 40 只小鼠隨機(jī)分為只小鼠隨機(jī)分為8 8組組(2X2X 2(2X2X 2種組合種組合) )，每組，每組5 5只，觀察小鼠鐵的濃度只，觀察小鼠鐵的濃度(mg/g)(mg/g)，結(jié)果見表，結(jié)果見表 ，試進(jìn)行析因設(shè)計(jì)的方差分析。，試進(jìn)行析因設(shè)計(jì)的方差分析。SPSS軟件操

48、作軟件操作 第一步：建立第一步：建立“A”、”B”、“C”、“鐵濃鐵濃度度”4個(gè)變量。對個(gè)變量。對 “ A ” 、 “ B ” 、 “ C ”進(jìn)行定義。進(jìn)行定義。 第二步：將第二步：將4040個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨個(gè)數(shù)據(jù)及伴隨的的3 3個(gè)因素依次個(gè)因素依次錄入錄入SPSSSPSS，形，形成成4040行行4 4列的列的數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集。 第三步：選擇分析第三步：選擇分析一般線性模型一般線性模型單變量單變量 第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入第四步：在單變量對話框中，因變量列表處移入“鐵濃度鐵濃度”，固定因子處移入，固定因子處移入“藥物藥物”、“時(shí)間時(shí)間”、“器官器官”。 第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：

49、模型對話框中，第五步：點(diǎn)擊模型。在單變量：模型對話框中，選定選定“設(shè)定設(shè)定”后，將后，將“A A”、“B B”、“C C”移入右移入右模型框。模型框。 第六步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上第六步：設(shè)置選項(xiàng)。勾上“描述統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)”。 結(jié)果解讀結(jié)果解讀1 第七步：完成，解讀結(jié)果第七步：完成，解讀結(jié)果 結(jié)果解讀結(jié)果解讀2 第七步：完成，解讀結(jié)果第七步：完成，解讀結(jié)果去年的一道題去年的一道題多因素方差分析多因素方差分析 隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的方差分析 拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析拉丁方設(shè)計(jì)的方差分析 交叉設(shè)計(jì)的方差分析交叉設(shè)計(jì)的方差分析 析因設(shè)計(jì)的方差分析析因設(shè)計(jì)的方差分析 正交設(shè)計(jì)的方差分析正交設(shè)計(jì)的方差

50、分析 重復(fù)測量資料的方差分析重復(fù)測量資料的方差分析 協(xié)方差分析協(xié)方差分析正交設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)是按照正交表和相應(yīng)的交互作用表進(jìn)行是按照正交表和相應(yīng)的交互作用表進(jìn)行的多因素多水平設(shè)計(jì)方法，它不僅能明確各因素的多因素多水平設(shè)計(jì)方法，它不僅能明確各因素的主次地位，而且可以知道哪些因素存在交互影的主次地位，而且可以知道哪些因素存在交互影響，并能找出諸因素各水平的最佳組合。響，并能找出諸因素各水平的最佳組合。正交設(shè)計(jì)亦稱部分析因設(shè)計(jì)，它保留了析因設(shè)計(jì)正交設(shè)計(jì)亦稱部分析因設(shè)計(jì)，它保留了析因設(shè)計(jì)整體考慮、綜合比較的優(yōu)點(diǎn)，避免了析因設(shè)計(jì)的整體考慮、綜合比較的優(yōu)點(diǎn)，避免了析因設(shè)計(jì)的全面試驗(yàn)、工作量大的弊病。全面試驗(yàn)、

51、工作量大的弊病。正交設(shè)計(jì)是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分正交設(shè)計(jì)是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)試驗(yàn)有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些有代表性的點(diǎn)試驗(yàn)具備了具備了“均勻分散，齊整可比均勻分散，齊整可比”的特點(diǎn)。的特點(diǎn)。 基本原理基本原理 試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定試驗(yàn)指標(biāo)，擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定試驗(yàn)指標(biāo)，擬出出試驗(yàn)因素?cái)?shù)試驗(yàn)因素?cái)?shù)和和水平數(shù)水平數(shù)。在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)因。在試驗(yàn)過程中，試驗(yàn)因素有很多，只能抓住主要的因素進(jìn)行研究。素有很多，只能抓住主要的因素進(jìn)行研究。 在試驗(yàn)之前，根據(jù)研究目的和條件，結(jié)合專業(yè)知在試驗(yàn)之前，根據(jù)研究目的和條件，結(jié)合專業(yè)

52、知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真分析，確定試驗(yàn)因素，重要因識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)認(rèn)真分析，確定試驗(yàn)因素，重要因素的水平數(shù)可多取一些，各水平間的距離要定得素的水平數(shù)可多取一些，各水平間的距離要定得恰當(dāng)。恰當(dāng)。 同時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，確定出同時(shí)，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，確定出最能客觀反映試最能客觀反映試驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)或幾個(gè)考察指標(biāo)驗(yàn)結(jié)果的一個(gè)或幾個(gè)考察指標(biāo)。 正交表及其特性正交表及其特性 正交表是一整套規(guī)則的設(shè)計(jì)表格，用正交表是一整套規(guī)則的設(shè)計(jì)表格，用L Ln n(k(kmm) )表示。表示。 L L為正交表的代號(hào)；為正交表的代號(hào)； n n為試驗(yàn)的次數(shù)；為試驗(yàn)的次數(shù)； mm為列數(shù)，表示最多允許安排的因素為列數(shù)，表示最多允許安排的因

53、素( (含交含交互作用互作用) )的個(gè)數(shù)；的個(gè)數(shù)； K K表示各因素的水平數(shù)。表示各因素的水平數(shù)。 如如 L L8 8(2(27 7) )表示最多可安排表示最多可安排7 7個(gè)個(gè)2 2水平的因素，水平的因素，要做要做8 8次試驗(yàn)。次試驗(yàn)。 任何一張正交表都有如下兩個(gè)特性：任何一張正交表都有如下兩個(gè)特性： 任一列中，各水平出現(xiàn)的次數(shù)相等。任一列中，各水平出現(xiàn)的次數(shù)相等。即即在試驗(yàn)安排中，所挑選出來的水平組合是在試驗(yàn)安排中，所挑選出來的水平組合是均勻分布的均勻分布的均衡分散性。均衡分散性。 任兩列中，同一橫行所組成的數(shù)字對出任兩列中，同一橫行所組成的數(shù)字對出現(xiàn)的次數(shù)相等?，F(xiàn)的次數(shù)相等。即每個(gè)因素的一

54、個(gè)水平與即每個(gè)因素的一個(gè)水平與另一因素的各個(gè)水平互碰次數(shù)相等，表明另一因素的各個(gè)水平互碰次數(shù)相等，表明任意兩列各個(gè)數(shù)字之間的搭配是均勻的。任意兩列各個(gè)數(shù)字之間的搭配是均勻的。 正交表中，任何一列各水平出現(xiàn)的次數(shù)都相等，正交表中，任何一列各水平出現(xiàn)的次數(shù)都相等，說明各因素的水平整齊可比；任意兩列各水平全說明各因素的水平整齊可比；任意兩列各水平全面搭配且次數(shù)相等，說明各因素間水平搭配均衡面搭配且次數(shù)相等，說明各因素間水平搭配均衡分散：這兩個(gè)特點(diǎn)稱為分散：這兩個(gè)特點(diǎn)稱為正交性正交性。 由于正交表的正交性，正交試驗(yàn)的試驗(yàn)點(diǎn)必然均由于正交表的正交性，正交試驗(yàn)的試驗(yàn)點(diǎn)必然均衡地分布在全面試驗(yàn)點(diǎn)中且需具有很

55、強(qiáng)的代表性衡地分布在全面試驗(yàn)點(diǎn)中且需具有很強(qiáng)的代表性，即部分試驗(yàn)尋找的最優(yōu)條件與全面試驗(yàn)所找的，即部分試驗(yàn)尋找的最優(yōu)條件與全面試驗(yàn)所找的最優(yōu)條件，應(yīng)有一致的趨勢。最優(yōu)條件，應(yīng)有一致的趨勢。正交表的交互作用表正交表的交互作用表正交設(shè)計(jì)方法 (1)(1)確定因素和水平：確定因素和水平：根據(jù)研究目的和專業(yè)根據(jù)研究目的和專業(yè)知識(shí)，確定實(shí)驗(yàn)的因素個(gè)數(shù)，并明確主要知識(shí)，確定實(shí)驗(yàn)的因素個(gè)數(shù)，并明確主要因素，定出各因素適宜的水平，列出因素因素，定出各因素適宜的水平，列出因素水平表。同時(shí)，也可根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，挑選水平表。同時(shí)，也可根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，挑選和確定若干個(gè)對試驗(yàn)指標(biāo)影響最大、有較和確定若干個(gè)對試驗(yàn)指標(biāo)影響最大

56、、有較大經(jīng)濟(jì)意義而又作用不夠清楚的因素來研大經(jīng)濟(jì)意義而又作用不夠清楚的因素來研究。究。 (2)(2)選用正交表：選用正交表：選用正交表的原則是既能選用正交表的原則是既能安排下試驗(yàn)的全部研究因素及交互作用，安排下試驗(yàn)的全部研究因素及交互作用，又要使試驗(yàn)次數(shù)盡量地少。首先根據(jù)確定又要使試驗(yàn)次數(shù)盡量地少。首先根據(jù)確定的因素個(gè)數(shù)及各因素的水平數(shù)，確定選用的因素個(gè)數(shù)及各因素的水平數(shù)，確定選用哪類正交表哪類正交表( (相同水平或混合水平相同水平或混合水平) )。其次根。其次根據(jù)因素個(gè)數(shù)、可能存在的交互作用，確定據(jù)因素個(gè)數(shù)、可能存在的交互作用，確定選多少列即多大的正交表。選多少列即多大的正交表。 ( 3 )

57、( 3 )表頭設(shè)計(jì)：表頭設(shè)計(jì)：表頭設(shè)計(jì)是將因素及其交互表頭設(shè)計(jì)是將因素及其交互作用在正交表的表頭上進(jìn)行有計(jì)劃地合理作用在正交表的表頭上進(jìn)行有計(jì)劃地合理安排，這是正交設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一個(gè)表頭設(shè)安排，這是正交設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。一個(gè)表頭設(shè)計(jì)就是一個(gè)設(shè)計(jì)方案。計(jì)就是一個(gè)設(shè)計(jì)方案。 表頭設(shè)計(jì)的原則：表頭設(shè)計(jì)的原則： 在不考慮交互作用時(shí)，只需選擇列數(shù)不少于考察因在不考慮交互作用時(shí)，只需選擇列數(shù)不少于考察因素個(gè)數(shù)的正交表，每個(gè)因素任意占用一列。素個(gè)數(shù)的正交表，每個(gè)因素任意占用一列。一項(xiàng)試驗(yàn)一項(xiàng)試驗(yàn)，可以做出多種不同的表頭設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)合理、試，可以做出多種不同的表頭設(shè)計(jì)，只要設(shè)計(jì)合理、試驗(yàn)誤差不大，最終結(jié)論都是一致的

58、。驗(yàn)誤差不大，最終結(jié)論都是一致的。 在交互作用必須考慮時(shí)，因素不能任意安排，必須在交互作用必須考慮時(shí)，因素不能任意安排，必須根據(jù)相應(yīng)的交互作用表規(guī)定，把各因素及其交互作用根據(jù)相應(yīng)的交互作用表規(guī)定，把各因素及其交互作用放在規(guī)定的列上，每個(gè)因素占用放在規(guī)定的列上，每個(gè)因素占用 1 1 列，每個(gè)交互作用列，每個(gè)交互作用占用占用 k-1 k-1 列。列。應(yīng)先安排涉及交互作用多的因素，使不應(yīng)先安排涉及交互作用多的因素，使不同的因素或交互作用不混雜在同一列。同的因素或交互作用不混雜在同一列。 無空列正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)無空列正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)( (即研究因素與所選正交表的即研究因素與所選正交表的列數(shù)相等列數(shù)相等) )是

59、選用較小的正交表，以減少試驗(yàn)次數(shù)，是選用較小的正交表，以減少試驗(yàn)次數(shù)，同時(shí)考慮盡可能安排最多的因素，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)考慮盡可能安排最多的因素，以達(dá)到實(shí)驗(yàn)研究的目的。目的。無空列正交試驗(yàn)應(yīng)用前提是各因素間無交互作無空列正交試驗(yàn)應(yīng)用前提是各因素間無交互作用或忽視其交互作用，且需每種搭配重復(fù)用或忽視其交互作用，且需每種搭配重復(fù) 35 35 次試次試驗(yàn)。驗(yàn)。 在多因素中凡已成定論者可固定化，而不列入在多因素中凡已成定論者可固定化，而不列入觀察的因素；觀察的因素；需觀察的因素應(yīng)當(dāng)精選，宜少勿多需觀察的因素應(yīng)當(dāng)精選，宜少勿多。精選因素應(yīng)根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)或臨床經(jīng)驗(yàn)而定。精選因素應(yīng)根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)或臨床經(jīng)驗(yàn)而定。

60、 水平數(shù)與具體劑量根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃綌?shù)與具體劑量根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，參照專業(yè)知，參照專業(yè)知識(shí)與預(yù)備試驗(yàn)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)而定。識(shí)與預(yù)備試驗(yàn)或?qū)嵺`經(jīng)驗(yàn)而定。 能忽略的交互作用應(yīng)盡量忽略。能忽略的交互作用應(yīng)盡量忽略。 因素與不可忽略的交互作用不能排在同一列因素與不可忽略的交互作用不能排在同一列，不混雜是表頭設(shè)計(jì)的根本原則。否則，無法分析不混雜是表頭設(shè)計(jì)的根本原則。否則，無法分析效應(yīng)究竟由何引起。效應(yīng)究竟由何引起。A ABCBCACACC CABABB B優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與析因?qū)嶒?yàn)相比，可成倍的減少實(shí)驗(yàn)與析因?qū)嶒?yàn)相比，可成倍的減少實(shí)驗(yàn)( (試試驗(yàn)驗(yàn)) )次數(shù)。能在很多試驗(yàn)方案中挑選出代表性強(qiáng)次數(shù)。能在很多