常用实验设计方法(补充).ppt
第27章 常用实验设计方法（补充）第1页,主讲 程 琮,泰山医学院预防医学教研室,医学统计学,研究生用,第27章 常用实验设计方法（补充）第2页,Chinese Teaching Plan for Medical Students,Medical Statistics,Professor Cheng Cong,Dept.of Preventive Medicine Taishan Medical College,第27章 常用实验设计方法（补充）第3页,孙振球 主编人民卫生出版社2005年8月第2版,研究生用医学统计学,第27章 常用实验设计方法（补充）第4页,一只粉笔两袖清风，三尺讲台四季耕耘，五天忙碌六七不休，八思九想十分用心，百般教诲千言万语，滴滴汗水浇灌桃李芳天下，祝我们的老师节日快乐！,教师节贺词（2005年9月10日）,第27章 常用实验设计方法（补充）第5页,第十一章b 常用实验设计方法（补充）,目录,第一节 完全随机设计,第二节 随机区组及拉丁方设计,第三节 多因素试验设计,第四节 分类资料的设计及统计分析,第五节 非参数统计分析,第六节 相关与回归分析,第27章 常用实验设计方法（补充）第6页,一、计量资料的单因素K水平设计 1。单样本设计（K=1）：只有一个样本的设计。测量指标只有一组测量值。水平数K为1。可以为计量资料或计数资料【典型实例11-1】随机抽查泰山医学院2005级研究生6名男生的身高数据(cm)：168,160,158,179,173,170。问：研究生的身高与一般大学生男生身高（170cm）有无差异？【分析方法】样本均数与总体均数的比较 t 检验。,第一节 完全随机设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第7页,计数资料实例【典型实例11-1b】随机抽查某地800人蛔虫感染率。阳性者为200人。试与总体水平比较。【分析方法】样本率与总体率的比较。可以使用单样本u 检验,或卡方检验。,第一节 完全随机设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第8页,2。配对设计（K=2）：数据成对出现。数据可以来自一个个体，也可以来自配成对的两个个体。水平数K为2。可以为计量资料或计数资料【典型实例11-2a】用中药治疗9例贫血患者。数据见表（补）11-2。,【分析方法】配对资料比较的 t 检验。,2。配对设计（K=2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第9页,计数资料【典型实例11-2b】配对四格表资料。使用配对卡方检验。,【分析方法】配对四格表的 X2 检验。,2。配对设计（K=2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第10页,3。成组设计（K=2）：调查两个独立样本，测量同一个指标的2组数据。水平数K为2。可以为计量资料或计数资料【典型实例11-3a】调查泰山医学院2005级研究生男女身高（cm）数据。数据见表（补）11-3。,【分析方法】两样本资料比较的 t 检验。,3。成组设计（K=2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第11页,计数资料【典型实例11-3b】四格表资料。进行两样本卡方检验。,【分析方法】两样本卡方检验。,3。成组设计（K=2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第12页,4。单因素K水平设计（K 3）：调查三个及以上独立样本，测量同一个指标的三组或多组数据。水平数K等于或大于3。典型设计是单因素方差分析。可以为计量资料或计数资料【典型实例11-4】调查三所高校本科生男生身高（cm）数据。数据见表（补）11-4。,【分析方法】单因素方差分析，即 F 检验。,4。单因素K水平设计（K 3）,第27章 常用实验设计方法（补充）第13页,计数资料【典型实例11-4b】行列表资料。进行行列表的卡方检验。,【分析方法】进行行列表的卡方检验。,4。单因素K水平设计（K 3）,第27章 常用实验设计方法（补充）第14页,1。随机区组设计（K 3）：安排一个处理因素（水平数K 3），再安排一个重要的非处理因素，称为区组因素。表面看是两个因素，但实际上只有一个真正的处理因素。调查三个及以上独立样本，测量同一个指标的三组或多组数据。水平数K等于或大于3。典型设计是双因素方差分析。【典型实例11-5】本书第4章，不同药物作用后，测量小白鼠肉瘤重量（g）。数据见表4-9。【分析方法】双因素方差分析，即 F 检验。,4。单因素K水平设计（K 3）,第二节 随机区组及拉丁方设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第15页,随机区组设计实例,第27章 常用实验设计方法（补充）第16页,2。拉丁方设计（K 3）：安排一个处理因素（水平数K 3），再安排2个重要的非处理因素，称为行区组因素和列区组因素。表面看是3个因素，但实际上只有一个真正的处理因素。特点：三个因素水平数相同，无交互作用。实验条件要求严格。节省样本含量，试验效率较高。【典型实例11-6】本书第4章。比较6种药物给家兔注射后产生的皮肤疮疹大小（mm2）。数据见表4-11。注意：表中的字母为处理因素。【分析方法】拉丁方设计方差分析，即 F 检验。,2。拉丁方设计（K 3）,第27章 常用实验设计方法（补充）第17页,拉丁方设计实例,第27章 常用实验设计方法（补充）第18页,3。交叉设计（K=2）：安排一个2水平的处理因素；安排1个区组因素为用药的时间顺序，再安排1区组因素为受试对象的个体差异。表面看为三个因素，实际只有一个真正的2水平处理因素。【特点】实验在不同的时间阶段进行，每个对象都先后接受了2种药物。要求药物没有长期的后作用。停药后药效很快消失。也要求疾病在短期内不能恢复正常。【典型实例11-7】本书第4章。两种闪烁液测定血浆中3H-cGMP的交叉试验。数据见表4-13。【分析方法】交叉设计方差分析，即 F 检验。也可以用非参数统计方法。,3。交叉设计（K=2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第19页,交叉试验设计实例,第27章 常用实验设计方法（补充）第20页,第三节 多因素试验设计,1。概念：指示有大于或等于2个处理因素的试验设计。2。特点：1）设计复杂，实验条件严格；2）分析方法复杂，手工运算有时不可能，只能用电脑统计软件来实现；3）需要较深的数学功底，同时又需要医学专业知识。3。分析方法：多用方差分析法或非参数统计方法。,一、基本概念,第27章 常用实验设计方法（补充）第21页,4。学习方法：多看资料，多查阅资料，多与专家或同行讨论，多分析典型案例，多分析案例的正确与错误。5。多用功，多思考，所需要的数学知识，经常需要钻研、弥补和不断学习。6。多阅读各种国内外统计学参考书，进行比较和分析它们各自的特点、观点和异同点。6。要熟练使用各种统计软件：SPSS，SAS，PEMS等。7。熟练使用办公软件Office，尤其是Excel的使用。Excel有强大的数据编辑功能和统计功能，常用的统计功能是极为方便的。,学习方法,第27章 常用实验设计方法（补充）第22页,1。析因设计：可以分析2个及2个以上处理因素多水平的作用。1）特点：这是一种各因素各水平的全面组合的效应分析，因此，当因素和水平数较多时，其组合量相当大。故一般不超过4个因素。因素再多时，可用正交设计。,二、常用多因素试验设计方法,1。析因设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第23页,2）常用表达模式为：22：意义：有2个处理因素，每个因素各有2个水平。223：意义：有3个处理因素，前2个因素为2水平的，后1 个因素为3水平的。3）分析方法：方差分析。计算复杂，多用统计软件运算。,【】,1。析因设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第24页,2。正交设计：可以分析多个因素多个水平的效应。该设计是利用一套已经设计好的正交表来安排试验。是以最少的试验次数达到最佳试验效果。1）特点：正交设计是部分试验。可以节省大量的人力和物力，分析效率很高。节省样本含量。得到多种结论和结果。,2。正交设计（1）,第27章 常用实验设计方法（补充）第25页,2）分析方法：方差分析。一般用统计软件实现统计分析。3）学习方法：掌握其设计的基本原理和方法，不要求手工运算，但应该会分析和应用。也不要求探讨其高深的数学理论和原理。,2。正交设计（2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第26页,3。嵌套设计：也称窝设计或巢设计（nested design）。也称系统分组设计。1）特点：该设计与析因设计相似，但有不同。A.析因设计的各水平是固定的，而嵌套设计的各水平，则根据上一级的因素水平而可以变化。B.嵌套设计因素之间有隶属关系：即有重要因素为一级，次重要因素为二级，再次重要因素为三级，等。2）分析方法：方差分析。一般用统计软件实现分析。3）学习方法：同析因设计与正交设计。,3。嵌套设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第27页,4。裂区设计：1）特点：2）分析方法：方差分析。一般用统计软件实现分析。3）学习方法：同析因设计与正交设计。,4。裂区设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第28页,1。单组设计：只调查一个样本并求出一个指标的样本率。【分析方法】样本率与总体率的u检验。小样本时，可应用二项分布法或泊松分布法直接计算概率。2。两组设计：调查2个独立样本，并分别求出2个样本率。【分析方法】两个样本率的u检验；或用四格表卡方检验。,第四节 分类资料的设计及统计分析,第27章 常用实验设计方法（补充）第29页,3。多组设计：调查3个或3个以上样本并求出每个样本指标的样本率。也可以是多组构成比的比较。【分析方法】多个样本率或构成比的卡方检验。常用的方法为RC行列表的卡方检验。注意事项：行列表中的频数不能太小。4。配对设计：1）四格表资料的配对设计：用配对设计的卡方检验，也称McNemar法。2）行列表资料的配对设计：用Bowker卡方检验。,3。多组设计及 4。配对设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第30页,1）两变量属性不同的相关性分析：用四格表及行列表；2）两变量属性相同的相关性分析：用四格表及行列表；3）顺序资料的线性趋势分析：行列表卡方分析。,5。计数资料的相关性分析的设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第31页,1。卡方分析的资料表面看很简单，其实各种资料的应用条件及分组要求各不相同，有时是十分复杂的。2。要首先理解资料的设计类型及设计方法，才能根据研究目的，选用正确的卡方检验方法。,卡方分析注意事项（1）,第27章 常用实验设计方法（补充）第32页,3。卡方检验的条件要求较高，要理解每一种卡方检验的检验条件，以得到正确的检验结果。4。卡方的相关性分析：可以求出多个相关性指标，一般常用的有2-3个。统计软件中也有5-6个。这些指标大同小异，比较相近，选取常用的就可以。,卡方分析注意事项（2）,第27章 常用实验设计方法（补充）第33页,概念：等级资料也称为有序分类资料。在临床疗效分析中，十分常见。【设计方法】：完全随机设计，也称为单向、单方式或单因素设计。可以是独立的两组或多组比较。1。两组独立样本的等级设计：等级3，组数=2。特点：一般不能用卡方检验。可以用Wilcoxon两样本法。或Ridit 分析。2。多组独立样本的等级设计：等级3，组数2。可以用Kruskal-Wallis法(H检验)或Ridit 分析。若P0.05，则可以继续进行多个样本的两两比较。,第五节 非参数统计设计,一、独立样本的设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第34页,【设计方法】：随机区组设计，也称为双向、双方式或双因素设计。可以是相关的两组或多组样本的比较。1。多组相关样本的等级设计：用Friedman法分析，也称为M检验。若P0.05，则可以继续进行多个样本的两两比较。【注意】：两种设计的多样本的两两比较方法是不完全相同的。,二、相关样本的设计,第27章 常用实验设计方法（补充）第35页,1。两变量的相关与回归分析：一个自变量X和一个因变量Y。1）正态分布：用pearson相关分析法和直线回归。2）非正态分布：用非参数的Spearman法秩相关及单调回归。2。一个因变量Y和多个X的分析：多元线性回归分析；3。其它：,第六节 相关与回归分析,第27章 常用实验设计方法（补充）第36页,1。将实验设计的各种方法认真复习2-3遍；2。自己根据已有的医学专业知识，作2-3个比较简单的科研设计并写出分析方法。3。阅读各种医学杂志，尽可能多的找出各种类型的科研设计，并进行分析和讨论。努力找出有错误的科研设计并加以纠正。4。在自己的笔记本上，摘录至少5个论著的有特色的科研设计。,作业及思考题,第27章 常用实验设计方法（补充）第37页,The End,Best wishes to you.Thank you for listening,
