文稿分析成果

第二實驗研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 課件FTP及實習(xí)分班調(diào)理論課、實習(xí)課課件以及分班 地址為：下的 只能在校內(nèi)局域網(wǎng) 調(diào)班截止時間為本周五（9月2日實驗研實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 上講回實驗研究實驗設(shè)計實驗設(shè)計實驗設(shè)計的

處理1處理因素處理2哪個更好？

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例1將全部n個受試對象隨機地分入兩個藥物組，實驗因素的水k單因素兩水平分析方法：兩組獨立樣本的t檢兩組獨立樣本的秩和檢

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例2將240名高血壓患者完全隨機分到三種降壓藥實驗因素的水k單因素3水平設(shè)分析方法：多組定量資料的方差分多組定量資料的秩和檢例1、例2所使用的實驗設(shè)計方法都是完全

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 后觀察每只大鼠乳腺腫例3欲研究某藥物在體內(nèi)抗 后觀察每只大鼠乳腺腫治療后體積

分析方法：配對資料的t檢實驗因素的水k自身

配對資料的符號

配對設(shè)計實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例例4現(xiàn)欲選取36名胃潰瘍患者，接受三種藥物治療，（已知胃潰瘍患者的病情嚴重程度影響患者的預(yù)后隨機區(qū)組

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 本講內(nèi)隨機區(qū)組設(shè)計(randomizedblock交叉設(shè)計(cross-over析因設(shè)計(factorial重復(fù)測量設(shè)計(repeatedmeasurement

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 一、隨機區(qū)組設(shè)有關(guān)三種藥物治療高血脂癥的臨床mmol/L，在18~65歲，簽署知情同意書，育齡期婦女必須有有效的研究總 受試對 體

區(qū)組…區(qū)組…區(qū)組

k>=本例K個水平K個水…K個水…K個水K個水

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 1.1總變異（totalvariation）方總變異（totalvariation）One-way

SSSSSSSSSSSSSS

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 1）方差分析的基本 SS總=SS組間+SSMSv.s.MS比較方

SS總=SS處理+SS區(qū)組+SSMSv.s.MS誤差MSv.s.MS MS組

MS處

MS區(qū) 組 如果F值大于某個臨界值，表示處理組（區(qū)組）間的效應(yīng)不同；如果F值小于臨界值，表示處理組（區(qū)組）間效應(yīng)

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 隨機區(qū)組設(shè)計資料方差分析的計算公式

( X N MS處理MSMS區(qū)組MS處理MSMS區(qū)組MSkSS處 b(kj

X

k SS處理 k k(X X2i誤 SS誤差SS總SS處理SS區(qū)

b SS區(qū)組(k1)(b SS誤差如果零假設(shè)成立，F(xiàn)值不會很大，服從F如果F值很大，則P值很小，那么零假設(shè)

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例5某 個區(qū)組，每組4只家兔，分別接受這四種A、B、C、D處理。區(qū)組編

動物編號 隨機 32143組 DBCBACDADBCBADC

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 1234

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 隨機區(qū)組設(shè)計資料的分隨機區(qū)組設(shè)計資料的方差Two-way隨機區(qū)組設(shè)計資料的秩和Friedman

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例6：三種飼料增重效果的比料喂養(yǎng)斷奶仔豬的增重效果。影響仔豬生長的因素很多，個區(qū)組3只仔豬，并且滿足同一區(qū)組的仔豬是同窩別、同、同日齡、體重最接近，共配成10個區(qū)組。然個區(qū)組內(nèi)隨機將3只仔豬分配到各實驗組。比較喂養(yǎng)10天）

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表1生物蛋白粉、血漿蛋白粉和普通飼料飼養(yǎng)仔豬增重量

普通飼 血漿蛋 生物蛋123456789X. 統(tǒng)計描統(tǒng)計描實驗設(shè)計類型、資料的類型表2隨機區(qū)組設(shè)計資料方差分析的計算

( X N MS處理MSMS區(qū)組MS處理MSMS區(qū)組MSkSS處 b(kj

X

k SS處理 k k(X X2i誤 SS誤差SS總SS處理SS區(qū)

b SS區(qū)組(k1)(b SS誤差如果零假設(shè)成立，F(xiàn)值不會很大，服從F分布如果F值很大，則P值很小，零假設(shè)

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 1.建立檢驗假設(shè)，確定檢H0:三種飼料的平均增重效果相等H1:三種飼料的平均增重效果不全相等H0:各區(qū)組的總體效應(yīng)相等H1

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 2.計算檢驗統(tǒng)表方差分析結(jié)FP29H0，可認為三種飼料H0，可認為各區(qū)組實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-3.確定P值，作出比較。比較次數(shù)，累計檢驗水準為0.05，每次假設(shè)檢驗的水準調(diào)整為 0.05/3 H0 H1AB，即相互比較的兩種飼料增重效果

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表4三種飼料的增重效果的多重比較（Bonferroni法對比AXXBtP生物蛋白與普血漿蛋白與普生物蛋白與血生物蛋白飼料和血漿蛋白飼料增重效果均優(yōu)于普

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 方差齊性檢隨機區(qū)組設(shè)計 Xij --

--

----

--

--

PredictedValuefor

(a)處理 (b)區(qū) (c)預(yù)測基本滿足方差分析要求的方差齊同和服從正態(tài)分布的

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 交叉設(shè)服用A服用B服用B服用A服用B服用B段服用A觀察觀察療觀察順序順序順序順序

觀觀察療實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 實驗因素有兩個水平（設(shè)為A、B），先每一個受試對 ----受試者和實驗順序是兩個重要的非實驗因素理的剩余效應(yīng)(carry-overeffects)。兩次處理之間需要適當長度的“洗脫期”（washoutperiod）。

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 另一組相反,先接受B,后接受A；先接受A,后接受B，另一個相反。

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 交叉設(shè)計資料的分

表

(Xijkr-Xk1j1i

g X)

ng( r

E

gk

(X

X

2E

ggngj

(X. X)

jngjni1j

X

內(nèi)誤差SSE2 SS1SS2SS3SSE1(ng-2)(g- 例7：兩種耗氧量的比為了比較兩種體育運動（運動A和運動B）在1小時內(nèi)的耗氧量(ml/h)，征集24名條件相似的運動員。采用交叉設(shè)計，小時再進行運動B；第二組先進行運動B，然后休息3小時再進行運動A。測定結(jié)果如下表所示，試問：兩種體育運動的耗氧量ml/h

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表6表624名運動員經(jīng)歷兩種體育運動后耗氧量測定結(jié)編編1階段編12編號號A運動號BA號171728283939445566實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-表7表7運動員的耗氧量的統(tǒng)計描述(均數(shù)A1042.0811052.2111043.25B1064.7121054.5821063.54

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 建立檢驗假

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 交叉設(shè)計資料的分

表

(Xijkr-Xk1j1i

g X)

ng( r

E

gk

(X

X

2E

ggngj

(X. X)

jngjni1j

X

內(nèi)誤差SSE2 SS1SS2SS3SSE1(ng-2)(g- 計算檢驗統(tǒng)計方差來FP處理效1階段方差來FP處理效1階段效1順序效1間變誤合

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表7運動員的耗氧量的統(tǒng)計描述(均數(shù)標準差1042.081052.211043.251064.711054.581063.54實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-統(tǒng)計檢驗0.05， H1認為動員的平均耗氧量與運動方式有關(guān)，結(jié)合8結(jié)，由于運運動動B時的平均耗氧量高于運動時的平均耗氧;統(tǒng)檢5， H有學(xué)意義，結(jié)合表8結(jié)果，可以為階2運動的平耗氧量；對順序效應(yīng)統(tǒng)計檢驗得P>0.05，故不 H30，沒有夠 可以認為運動員的平均耗氧量與這二種運動順有各種處理效應(yīng)進行兩兩比較如果方差分 了處理各種處理效應(yīng)進行兩兩比較本例中由于處理水平數(shù)為2推斷何種運動方式的平均耗氧量高，但對于多種運動（）

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 析因設(shè)涉及k≥2個實驗因素，當同時研究這些實驗因素的效果，每種因素又有多于兩個水平時，某種因素的水平變化有可能使另一種因素的效應(yīng)也隨之發(fā)生變化，需采用析因設(shè)計（也稱為全因子實驗將k個因素的水平全面組合，設(shè)組合數(shù)為設(shè)m組，分別接受m

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 優(yōu)點可各實驗因素的主效檢驗兩因素各水平之間的差異有無統(tǒng)計實驗因間的交互效檢驗兩因素間是否存在交互作用缺點所需的實

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例8:探討貝那普利聯(lián)合應(yīng)用氯沙坦是否可預(yù)防

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 機分為4貝那

氯沙合 不 不 合

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 析因設(shè)計資料的分析因設(shè)計資交互效主效

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-

2×2析2×2析因

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 析因設(shè)計的有關(guān)術(shù)單獨效應(yīng)（simple主效應(yīng)（main交互效應(yīng)

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 例9:為研究甲乙兩藥治療高膽固醇血癥的療表9兩種藥物不同搭配方案的膽固醇降低值甲用不用不用 公共衛(wèi)生學(xué)院醫(yī)學(xué)統(tǒng)計與流行病學(xué) B固定在1水平時，AB固定在2水平時，AA固定在1水平時，BA固定在2水平時，B

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-

甲甲22析因設(shè)（表格內(nèi)數(shù)字代表均值乙藥用不平均b-

B單55－37獨27－20應(yīng)

A單獨效a1-a1-實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 主效應(yīng)（Main實驗中，某一因素在各實驗條件下效應(yīng)的平(單獨效應(yīng)的平均值A(chǔ)的主效應(yīng):B的主效應(yīng)：(18＋

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 不用

甲甲22析因設(shè)（表格內(nèi)數(shù)字代表均值乙藥用不平均b-

B單55－37獨27－20應(yīng)B平a1-

A單獨效

A或46-

主或41-效應(yīng)

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 交互效應(yīng)AB的交互效應(yīng)(單獨效應(yīng)差值的平均值（28－17）/2=或：（187）/2

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 不用

甲甲22析因設(shè)（表格內(nèi)數(shù)字代表均值乙藥用不平均b-

B單55－37獨27－20應(yīng)B平a1-

A單獨效

A或46-

交互效或

主或41-效應(yīng)

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-

B1(用藥

AB 體均

表示4個處理組A1B1A1B2A2B1A2B2存在交互效

正交互效應(yīng)（協(xié)同作用）： 0) 兩因素聯(lián)合（共用）作用大于其單獨作用之負交互效應(yīng)（拮抗作用 兩因素聯(lián)合（共用）作用小于其單獨作

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 總變異（totalvariation）的分總變異（totalvariation）的分SS

(a-((ab-BSS(a-1)(b-

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 2.2分SS總=SSA+SSB+SSAB+SS

F

v.s.MSv.s.MSv.s.MS

1

誤

3誤

比較研究設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表

2×2析因設(shè)計方差分析表異來 SS (X N1N1ab1a1SSA (a1)MSAMSEb1SSB 1)MSBMSE總變異 ( X處 處

ABABSSABABSS

n.(X X)MSAB MSE MSAB MSE n.(X X) j處 SS (a1)(b1) SSAB[(a1)(b處 誤 SSE SS SS處 ab SSE ( ab)

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 某醫(yī)生在造模過程中，欲研究四氧嘧啶（ALX）的劑量和造模前12小時禁食對制作小鼠模型的影響。四氧嘧啶劑量（A因素）：150mg/kg（A1）、200mg/kg（2），飲食控制（B因素）：造模前2小時禁食（B1）、（B21B1BBB合。將0只小鼠隨機分配到四種實驗組合中，每種組合只小鼠，造模后72小時測量小鼠的血糖濃度（mol/L），四種組合的實驗結(jié)果如下表。

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表1140只小 造模后72小時血糖濃度150mg/kg 200mg/kg禁食不禁食禁食不禁食X 19.94(X

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表1222析因設(shè)計四種組合的總體均數(shù)A因素 兩種ALX劑B200mg/kg 150mg/kg 對應(yīng)的總體均數(shù)禁食

不禁食

()為ALX因素和禁食因素的交互效為ALX因素的主效應(yīng)，表示不禁食情況下的兩種ALX劑為B因素的主效應(yīng)，表示ALX劑量為150mg/kg情況不禁食對應(yīng)的總

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- B因

表1322析因設(shè)計四種組合的均數(shù)X.150mg/kg(A2)200mg/kg禁食

不禁食

Xi. 樣本對應(yīng)A因素的主效應(yīng)為-4.07，B因素的主效應(yīng)為AB的交互相應(yīng)為2.32

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表1222B因

A因素X.150mg/kg(A2)200mg/kg禁食

不禁食

Xi.

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 1.建立檢驗假設(shè)，確定檢驗 0檢驗是否存在交互作用。即檢驗對于禁食與不禁H11：()0也可以認為檢驗對于兩種不同的ALX劑量而言，禁食不禁食對應(yīng)的總體均數(shù)之差是否相 H31：

檢驗ALXALX0。即：檢驗150mgk200mg/檢驗水準為

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 2.2.計算檢驗表兩因素析因設(shè)計資料的方差分析計算結(jié)變異變異FP處3ALX1禁食1ALX與禁食交互1誤

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 確定P對交叉效應(yīng)統(tǒng)計檢驗得P>0.05，故不能 因此，采用無交互效應(yīng)的兩因素方差分析（將SSABSS合并為新的SS誤差），具體分析結(jié)果

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 變異來FP總變處變異來FP總變處2ALX1禁食因1誤2，./高劑量比低劑量的平均血糖濃度高

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 表15析因設(shè)計資料的方差分析計算結(jié)果（無交互效應(yīng)變異來FP總變處2ALX1禁食因1誤

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 析因設(shè)計資料的殘差圖分析因設(shè)計資料Xij Xij -

-

-

PredictedValuefor

(a)A因 (b)B因 (c)預(yù)測基本滿足方差分析要求的方差齊同和服從正態(tài)分布的

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 4將受試每一組同一個受試對象在幾個時間點上幾個時間點上的觀測

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- (20mg/kg)和 (20mg/kg)對大鼠肌電圖頻數(shù)051005103090180123456789

情形每一組同一個受試對象在幾個部位上幾個部位上的觀測值“打包”分情形將受試對每一組同一個受試對象在幾個組織上幾個組織上的觀測值“打包”分

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 重復(fù)測量資料的分重復(fù)測量資料的方處理主效時間主效它們的

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- F1F1F2EF3E

表16重復(fù)測量資料的

F

gg nm(X.j j

ng(t

X...)

2

n(X. X X.j X..t j1tg

m(Xij. X.j.i1j2 2

(Xijt X.j. Xij.j1i1t1

X.jt

(Xijtt1i1j

X

實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析-轉(zhuǎn)氨酶（ALT）水平的影響，根據(jù)統(tǒng)一的診斷標準和入選標準（其中要求受試者沒有接受同類其它治療）收治20名慢性乙型肝炎患者隨機分為試驗組和對照組，試驗組服用試驗藥，對照組服用對照藥。對每一患者在治療前、治療后2周、4周、6周分別測量一次T水平，試驗結(jié)果見表，兩組4個時點的樣本均數(shù)變化趨勢如下表。表17兩種藥物治療慢性乙型肝炎不同時間 轉(zhuǎn)氨（ALT）水平 組 觀察對1

治療 12 24 36試驗 對照 實驗研究的設(shè)計與數(shù)據(jù)分析- 0 1