實驗設計學時第一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日1第一節概述醫學基礎與臨床研究的對象是具有極大變異性的生物體；統計學是研究隨機變量變化規律性的重要方法；統計學包括實驗設計、統計描述和統計分析。第二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日2第一節概述

實驗設計對于科研工作來說，就如同地基對于高樓大廈一樣重要；就如同燈塔對于迷航的船只一樣重要；就如同診斷對于治病一樣重要。第三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日3第一節概述

實驗設計中有以下三個主要知識點：即實驗設計的三要素、實驗設計的四原則和實驗設計類型。第四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日4第一節概述

所謂“三要素”，就是指實驗研究中不可缺少的三種基本元素，即“受試對象、實驗因素和實驗效應（即觀測指標）”，在實驗設計中，三要素方面考慮得是否周到，主要取決于專業知識，其中合理確定受試對象的“樣本含量”要用到一些統計學知識。第五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日5第一節概述

所謂“四原則”，就是指實驗研究必需遵循的四個基本原則，即“隨機、對照、重復、均衡”原則。一項科研工作，在這四個基本原則中任何一個原則上出了問題，其結論很可能就是錯誤的。第六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日6第一節概述

所謂“實驗設計類型”，就是要根據具體實驗研究中將涉及到的實驗因素的個數和擬加以控制的重要非實驗因素的個數及其水平數等多方面的情況綜合考慮，選擇合適的方案安排多個因素，以便能盡可能準確地估計各因素及其交互作用的效應大小。第七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日7第一節概述

值得一提的是：由于很多實際工作者缺乏實驗設計類型的知識，在處理多組定量資料時，常用多次t檢驗處理單因素多水平設計的定量資料或多因素設計的定量資料，導致結論的可靠性大打折扣。第八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日8第一節概述

正確運用上述“三個知識點”去辨析醫學科研中實驗設計方面的錯誤，可以很有把握地說，其鑒別準確率是很高的；而準確掌握上述“三個知識點”去設計和實施實驗，可以有效地提高醫學科研工作的科學性和嚴謹性。第九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日9第二節與受試對象選取

有關的問題一、受試對象的種類受試對象就是實驗研究中實驗因素（如不同藥物、不同特殊處理）作用的承受者，根據其特征和屬性可將其粗分為生物體與非生物體兩大類。第十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日10第二節與受試對象選取

有關的問題

例如：在新藥的臨床試驗前期，一般只能選用動物作為受試對象，而在Ⅰ期臨床試驗階段，一般選用健康志愿者作為受試對象、在Ⅱ、Ⅲ期臨床試驗階段，一般都選患有特定疾病并符合入選標準且不具有排除標準的患者作為受試對象。第十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日11第二節與受試對象選取

有關的問題

選用動物作為受試對象時，又要根據處理因素的性質、作用機理、作用部位等，選用不同種類的動物，具體如何選定，主要取決于專業知識。

第十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日12第二節與受試對象選取

有關的問題二、受試對象的數量受試對象的數量就是實驗研究中總共需要多少樣本含量，也稱樣本大小，在統計學上稱為“樣本大小估計問題”。樣本大小估計是一個比較復雜的問題，它涉及到實驗設計的類型、觀測指標的性質、有關的先驗知識和對結果可靠性的要求。第十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日13第二節與受試對象選取

有關的問題

單因素設計各種情況下樣本大小的估計公式比較多，其他設計下樣本大小的估計公式就比較少了，尤其是多因素實驗設計多指標情形下樣本大小的估計幾乎不可能。第十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日14第三節與因素選取有關的問題一、實驗因素及其選定什么是實驗因素？就是在實驗研究中，研究者特別關心的實驗條件，并且，性質相同的實驗條件必須具備兩種或兩種以上狀態時，這種實驗條件才能被稱為實驗因素，其不同的狀態被稱為水平。第十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日15第三節與因素選取有關的問題

在一個具體的實驗研究中，究竟應當考察幾個實驗因素呢？無法一概而論！一般來說，先根據專業知識，預選對觀測結果可能有一定影響的實驗因素，再進行合理地篩選。

第十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日16第三節與因素選取有關的問題二、重要非實驗因素及其選定在實驗研究中，除了實驗因素對觀測結果有影響外，還會有其他因素對觀測結果產生影響，如受試對象的“性別、體重、年齡”等、實驗者的技術水平和情緒等是否穩定、藥物或試劑的質量和性能是否穩定、做實驗時的環境和條件是否穩定等，他們都被稱為非實驗因素。第十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日17第四節與觀測指標選取

有關的問題一、選取觀測指標的依據不同的實驗因素需要選取不同的觀測指標，選取的依據是專業知識，例如：反映肝病治療效果的指標絕對不可能選用身高、體重和血壓，必須是能直接反映肝損傷嚴重程度的關鍵性指標。

第十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日18第四節與觀測指標選取

有關的問題二、選取觀測指標的原則一般來說，應盡量多選客觀性和特異性強、靈敏度和準確度高的定量指標；對于半客觀的指標（如X光片本身是客觀的，但讀片時可能摻入主觀性）要事先統一評判的標準，對參加檢測的人員進行必要的培訓；應盡量少選取主觀性強的指標，特別是人為打分的定性指標。第十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日19第五節與隨機分組有關的問題一、隨機原則的概念與作用

概念：在選取樣本時，應確保總體中任何一個個體都有同等的機會被抽取進入樣本；在分配樣本時，應確保樣本中任何一個個體都有同等的機會被分入任何一個組中去。這就是嚴格意義上的隨機化原則。

第二十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日20第五節與隨機分組有關的問題一、隨機原則的概念與作用

作用：其作用就是使樣本具有極好的代表性，使各組受試對象在重要的非實驗因素方面具有極好的均衡性，提高實驗資料的可比性。

第二十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日21第五節與隨機分組有關的問題二、完全隨機化的效果是否總是最好完全隨機化的效果是否永遠最好？不一定！關鍵取決于樣本含量的大小。若樣本含量很大，完全隨機化的效果應當是比較理想的；若樣本含量比較小，有時完全隨機化的結果可能很糟糕。第二十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日22第五節與隨機分組有關的問題三、實現隨機化的一般方法實現隨機的方法有多種，可以查“隨機數字表”、“隨機排列表”或查“用計算機產生的偽隨機數字表”等來實現。第二十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日23第五節與隨機分組有關的問題完全隨機化的一般步驟如下：第一步，將受試對象編號，將編號按順序寫成一排。第二步，事先規定分組的規則。第三步，查隨機數字表并抄錄所需數目的隨機數字，放在受試對象編號之下。第四步，根據抄錄的隨機數字按事先確定的分組規則分組。第二十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日24第五節與隨機分組有關的問題四、臨床試驗中一種簡便易行的隨機化分組方法根據“不平衡指數最小”的原則進行分組根據專業知識選取幾個擬加以控制的重要非實驗因素，再計算每個入選者在這些重要非實驗因素上的得分（1、0），然后，計算分入實驗組與對照組者各項得分之差，最后求差量之和，這個和就是“不平衡指數”。

第二十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日25第五節與隨機分組有關的問題第二十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日26第五節與隨機分組有關的問題第二十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日27第五節與隨機分組有關的問題第二十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日28第五節與隨機分組有關的問題

因57，故本例應取表1-2作為分配結果，若再有新患者，分配方法相同。假如有k個（k2）治療組，可分別與對照組比較，分別求（k－1）個表中的“不平衡指數”，取其中最小者對應的分配方案。第二十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日29第五節與隨機分組有關的問題五、用“隨意”取代“隨機”的案例

【例1】原文題目：大劑量甲氨蝶呤靜滴后四氫葉酸鈣解救方案的探討。

第三十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日30兩種解救方案用于治療急性淋巴細胞白血病患兒，一種方案為總劑量3g/m2大劑量甲氨蝶呤（HDMTX）在12h靜脈滴注完畢，施藥36h后進行四氫葉酸鈣（CF）解救（簡稱方案Ⅰ），另一種方案為在24h靜滴完畢，施藥36h后進行CF解救（簡稱方案Ⅱ）。比較血液及腦脊液中的藥物濃度。第五節與隨機分組有關的問題第三十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日31選擇的研究對象是1998年5月-1999年2月住院的急性淋巴細胞白血病患兒17例，平均7.4歲，男11例，女6例。在17例患兒中，13例患兒第一療程接受方案Ⅰ，以后再連續進行的2個療程中均接受方案Ⅱ治療，計26例次，另4例患兒只接受方案Ⅱ1次。比較時將所有接受方案Ⅰ的患兒（n=13）的藥物濃度與所有接受方案Ⅱ(n=26+4)的患兒的藥物濃度進行比較。第五節與隨機分組有關的問題第三十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日32第五節與隨機分組有關的問題【例2】一些臨床醫生常常根據患者來院就診的先后順序對他們進行分組，即將先來的10名患者分入對照組，將中間來的患者分入A藥組，將最后來的10名患者分入B藥組。這樣分組合適嗎？解答見P7，此處從略。第三十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日33第五節與隨機分組有關的問題六、嚴重違背隨機原則的案例

【例3】原文題目：小劑量干擾素加三氮唑核苷治療流行性乙型腦炎99例分析。具體內容參見P7，此處從略。第三十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日34第五節與隨機分組有關的問題【例4】某研究者在論文中寫道：自1996年11月至2000年3月，連續手術治療合并重度肺動脈高壓先心病患兒34例，男22、女12。患兒根據手術時間分為對照組（1998年8月前）和肺保護組（1998年8月-2000年3月）。觀察血管內皮eNOS、支氣管上皮iNOS、巨噬細胞iNOS(%)。解答見P7-8，此處從略。第三十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日35第六節與設置對照有關的問題一、對照原則的概念與作用

概念：醫學實驗研究，一般都應設立對照組，這就是所謂的“對照原則”。設立對照組，實際上就是尋找一個“參照物”或“對比的基礎”。第三十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日36第六節與設置對照有關的問題

作用：設立對照組的作用就在于提高鑒別的能力和結論的說服力，換言之，缺乏對照的研究是沒有說服力的。當然，對照不全或對照設置得不合理也是沒有說服力的。第三十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日37第六節與設置對照有關的問題二、缺乏對照組的實例

【例1】原文題目：對-硝基苯葡糖苷酸鈉紙片法快速檢測大腸埃希菌。

第三十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日38第六節與設置對照有關的問題三、對照不全的含義何為對照不全？就是有些實驗組有與之相對應的對照組，而另一些實驗組卻缺乏與之相對應的對照組。實驗中僅設一個對照組就夠了嗎？第三十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日39第六節與設置對照有關的問題四、對照不全的實例

【例2】原文題目：轉化生長因子參與調節顆粒細胞雌孕激素的分泌。具體內容參見P9，此處從略。第四十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日40第六節與設置對照有關的問題第四十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日41第六節與設置對照有關的問題【例3】有人研究某殺蟲藥對糧食污染的嚴重程度，用某種動物作為受試對象，實驗分組如下：①用污染米作飼料；②用污染帶糠皮米作飼料；③用未污染米作飼料。將全部受試對象完全隨機地分入三個實驗組中去，每組均有足夠多的受試對象。實驗一段時間后，測定動物體內某些定量指標，以反映本地區糧食污染程度。解答見P10，此處從略。第四十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日42第六節與設置對照有關的問題第四十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日43第七節與重復實驗有關的問題一、重復原則的概念與作用

概念：雖然通常重復有三層含義，即重復實驗、重復測量和重復取樣，但實驗設計中所講的“重復原則”主要指“相同實驗條件下的獨立重復實驗的次數要足夠多”這樣一個原則，即“重復實驗原則”。第四十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日44第七節與重復實驗有關的問題一、重復原則的概念與作用

作用：當人們關心的實驗結果是一個不能事先準確斷定的某種結局時，一般稱其為“隨機變量”的一種具體表現，具有隨機性結果的實驗研究統稱為“隨機實驗”，要想比較正確地反映隨機實驗結果出現的一般規律，必須進行大量的獨立重復實驗。第四十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日45第七節與重復實驗有關的問題二、誤用重復取樣取代重復實驗

【例1】原文題目：重量法測定血苯-白蛋白加合物的初步研究。具體內容參見P11，此處從略。第四十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日46第七節與重復實驗有關的問題三、樣本含量很小，結論的可靠性低

【例3】原文題目：不合格采樣及送檢導致生化指標波動原因的探討。具體內容參見P12，此處從略。第四十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日47第七節與重復實驗有關的問題四、用“個案”取代一般規律

【例4】某研究者為了證明A（HP-1000型超聲診斷儀）、B（研究者自制的成像系統）兩臺儀器測定的結果無差別，作了如下的實驗設計：選一個健康人作為受試對象，用A、B兩臺儀器前后兩次（間隔為1個月）對此人分別重復測定4次。具體內容參見P12-13，此處從略。第四十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日48第七節與重復實驗有關的問題

【例5】為了觀察甲紫注入小型豬正常腮腺后組織病理變化情況,有人選擇6個月齡、體重2025kg的中國實驗用小型豬15只，雄性9只、雌性6只。每只動物任選一側腮腺為實驗側，另一側作為正常對照，以消除個體差異及增齡對實驗結果的影響。第四十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日49第七節與重復實驗有關的問題

按注入甲紫后1周、2周、1個月、3個月及6個月將15只動物隨機分為5組，每組3只（每個組的3只動物分別隨機注入0.6ml、1.0ml及4.0ml1%甲紫溶液），然后觀察組織病理變化情況。試問：此項實驗研究中違背了實驗設計的什么原則？第五十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日50第七節與重復實驗有關的問題

【例6】原文題目：維甲類化合物Ro13-7410對HL-60細胞凋亡及分化誘導作用。具體內容參見P12-13，此處從略。第五十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日51第七節與重復實驗有關的問題五、各觀察組中樣本含量相差懸殊，組間均衡性較差

【例7】原文題目：健康兒童血清透明質酸水平。原作者系統觀察了0-7歲的健康兒童血清透明質酸（HA）與年齡的關系，得出健康兒童血清HA含量與年齡之間呈密切負相關關系，r=-0.8169，P0.01。資料見表1-6。第五十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日52第七節與重復實驗有關的問題第五十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日53第七節與重復實驗有關的問題解答見P14，此處從略。第五十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日54第八節與組間均衡性有關的問題一、均衡原則的概念與作用

概念：均衡原則就是要求同一個實驗因素各水平組之間除了所考察的因素取不同水平外，在一切非處理因素方面達到均衡一致。第五十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日55第八節與組間均衡性有關的問題

作用：確保實驗因素各水平組間不受其他實驗因素或重要的非實驗因素的不平衡的干擾和影響，以便使所考察的實驗因素取不同水平條件下對觀測結果的影響真實地顯露出來。第五十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日56第八節與組間均衡性有關的問題二、提高實驗設計均衡性的方略具有豐富專業知識和統計學知識的研究者制定出實驗設計方案后，應請同行專家多提補充和修改意見，使其在專業和統計學方面有所改進，最好還應請有豐富實驗設計經驗的統計學工作者把關，使實驗設計方案得到進一步完善，尤其是在均衡性方面，往往可以提出很多富有建設性的建議來。

第五十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日57第八節與組間均衡性有關的問題三、違反均衡原則的實例

【例1】原文題目：血清高敏C-反應蛋白在心血管病變中的表達特性。具體內容參見P16，此處從略。第五十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日58第八節與組間均衡性有關的問題【例2】原文題目：高血壓病患者腎臟早期損害指標的探討。原作者探討高血壓患者早期腎臟損害的診斷方法。研究對象為74例高血壓患者男43例，女31例，平均年齡61歲（40-73歲）；對照組為53名體檢健康的職工。第五十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日59第八節與組間均衡性有關的問題

具體內容參見P16，此處從略。

第六十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日60第八節與組間均衡性有關的問題【例3】有人在研究耐力訓練與提高戰士體質的關系時，設計了如下的實驗：以血乳酸為主要觀察指標，用20名連隊的戰士按訓練方案進行耐力訓練,以機關同齡的20名戰士為對照,對照組進行日常活動，觀察經4周訓練后，兩組戰士進行一定量的運動時血乳酸的變化，結果見表1-8。結論：按此方案訓練能夠降低運動時血乳酸蓄積，提高戰士的耐力。

第六十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日61第八節與組間均衡性有關的問題第六十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日62第八節與組間均衡性有關的問題

【例4】原文題目：臀部注射原形硬結物理治療比較。具體內容參見P17，此處從略。第六十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日63第八節與組間均衡性有關的問題

【例5】原文題目：酒精對小鼠體質影響的初步研究。具體內容參見P17-18，此處從略。第六十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日64第八節與組間均衡性有關的問題

【例6】原文題目：硬膜外注入布比卡因嗎啡復合液治療不穩定性心絞痛的臨床觀察。具體內容參見P18，此處從略。第六十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日65第九節實驗設計的類型

一、實驗設計類型概述(一)實驗設計類型的概念人們需要根據實驗研究中可能會涉及的因素的個數、水平數進行適當的組合，以便實現研究者的研究目的，與特定因素組合對應的具體實驗安排被稱為“實驗設計類型”。第六十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日66第九節實驗設計的類型(二)實驗設計類型的作用合理地利用各種實驗設計類型，不僅可以準確地評價各因素對觀測結果的影響大小，而且，可以合理地評價因素之間的交互作用的效應大小。第六十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日67(三)實驗設計類型的劃分劃分依據：根據指標的性質和對資料的處理方式。1.與假設檢驗有關的設計類型第九節實驗設計的類型第六十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日68

單組設計、配對設計、成組設計、單因素k(k≥3)水平設計、配伍組設計、交叉設計、拉丁方設計、希臘拉丁方設計、析因設計、含區組因素的析因設計、正交設計、堯敦方設計。(1)統計分析時誤差項相對固定的設計類型(結果變量為定量資料)第六十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日69平衡不完全區組設計系統分組(或嵌套)設計分割(或裂區)設計具有重復測量的設計。(2)統計分析時誤差項不固定的設計類型(結果變量為定量資料)第七十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日70一般只分配對設計和非配對設計，有時還分隊列研究設計和病例-對照研究設計。(3)列聯表資料的設計類型(結果變量為定性資料)第七十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日712.與回歸分析有關的設計類型均勻設計回歸的正交設計回歸的旋轉設計計算機直接設計第七十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日723.邊試驗邊分析的設計類型主要為序貫試驗設計第七十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日73第九節實驗設計的類型二、單因素k水平設計㈠單因素k水平設計的概念及應用場合概念：在實驗研究中所考察的實驗因素只有一個，其水平數或多或少，視具體情況而定。設該實驗因素的水平數為k，則當k＝1時，叫做“單組設計”；當k=2可分為“配對設計”和“成組設計”，其中，配對設計又可細分“自身配對設計、同源配對設計和條件相近者配對設計”三種形式；當k3時，叫做“單因素多水平設計”。第七十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日74第九節實驗設計的類型

應用場合：在上述幾種情況下，除配對設計外，對重要的非實驗因素都未在具體安排中加以考慮，全靠隨機化方法來加以干預，盡量使各組之間在一切重要的非實驗因素方面達到均衡一致，實際的均衡性越好，其結果的可靠性也就越高。第七十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日75第九節實驗設計的類型

㈡單組設計實例

【例1】已知正常人乙酰膽堿脂酶的平均數為1.44U，現測得13例慢性氣管炎患者的乙酰膽堿脂酶分別為：1.50,2.19,2.32,2.41,2.11,2.54,2.20,2.36,1.42,2.17,1.84,1.96,2.39。第七十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日76第九節實驗設計的類型

㈢自身配對設計實例

【例2】某醫院用中藥治療９例再生障礙性貧血患者,現將血紅蛋白(g/L)變化的數據列在下面，若分析的目的是考察治療前后血紅蛋白之間的差別有無統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？

編號123456789

治療前686555755070766572

治療后1288280112125110858010584第七十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日77第九節實驗設計的類型㈣同源配對設計實例

【例3】從8窩大鼠的每窩中選出同性別、體重相近的2只，分別喂以水解蛋白和酪蛋白飼料，4周后測定其體重增加量，結果如下，若分析的目的是考察兩種飼料對大白鼠體重的增加量的影響有無統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？窩編號12345678含酪蛋白組8266747882767390含水解蛋白組1528292824382137第七十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日78第九節實驗設計的類型㈤條件相近者配對設計實例

【例4】為研究三棱莪術液的抑瘤效果,將20只小鼠按某些重要的非處理因素配成10對，然后把每對中的2只小鼠隨機分到實驗組和對照組中，兩組小鼠都接種腫瘤，實驗組在接種腫瘤3d后注射30％的三棱莪術液0.5ml，對照組則不加任何處理，瘤體改變量資料如下，若分析的目的是考察兩組小鼠瘤體大小的總體均數之間的差別有無統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？第七十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日79第九節實驗設計的類型㈤條件相近者配對設計實例小鼠對子號12345678910對照組3.64.54.24.43.75.67.04.15.04.5注射藥液組3.02.32.41.14.03.72.71.92.61.3第八十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日80第九節實驗設計的類型㈥成組設計實例【例5】今測得12名正常人和15名病毒性肝炎患者血清轉鐵蛋白(g/L)的含量,結果如下，若分析的目的是考察患者和健康人的轉鐵蛋白的總體平均值之間的差別是否有統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？正常人2.652.722.852.912.552.762.822.692.642.732.712.61病毒性肝炎患者2.362.152.522.252.282.312.532.192.34…2.612.24第八十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日81第九節實驗設計的類型

【例6】研究單味中藥對小鼠細胞免疫機能的影響，把20只小鼠隨機分為2組，每組10只,雌雄各半,用藥15d后，測定E-玫瑰結形成率(％)，結果如下，若分析的目的是考察兩組E-玫瑰結形成率(％)總體均數之間的差別有無統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？黨參組21241817221918232018黃芪組24202218172118221923第八十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日82第九節實驗設計的類型㈦單因素多水平設計實例

【例7】研究3種單味中藥對小鼠細胞免疫機能的影響，并設一個空白對照組，把40只小鼠隨機分為4組，每組10只，雌雄各半,用藥15d后，測定E-玫瑰結形成率(％)，結果如下，若分析的目的是考察各組E-玫瑰結形成率(％)總體均數之間的差別有無統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？第八十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日83第九節實驗設計的類型對照組141012161314121013黨參組212418172219182320黃芪組242022181721182219淫羊藿組352733293140353028

第八十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日84第九節實驗設計的類型

【例8】某醫院婦產科測定3種卵巢功能異常患者血清中促黃體素的含量(IU/L)，結果如下，若分析的目的是考察不同組患者血清中促黃體素含量(IU/L)的總體均數之間的差別是否有統計學意義？問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？卵巢發育不良42.5038.3135.7633.6031.38丘腦性閉經6.713.324.591.6710.51垂體性閉經4.502.7511.145.981.90第八十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日85第九節實驗設計的類型三、配伍組設計㈠配伍組設計的概念及應用場合

概念：在單因素k水平設計(k3)中，若可以按“某個或某些重要的非實驗因素”對受試對象進行分組，每組k個受試對象在所考察的前述條件上盡可能一致，再用隨機化方法將每組中的k個個體分配到k個實驗組中去，這樣便可基本保證k個實驗組的受試對象在重要非實驗因素方面均衡一致，這樣安排受試對象所得到的方案叫做配伍組設計。第八十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日86第九節實驗設計的類型三、配伍組設計㈠配伍組設計的概念及應用場合

應用場合：配伍組設計適合于安排一個實驗因素、控制一個單一的或復合的重要非實驗因素的實驗研究場合。第八十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日87第九節實驗設計的類型㈡配伍組設計實例

【例9】某研究所研制了3個降血脂中藥復方制劑,現擬對3個復方與標準降脂藥(安妥明)的療效進行比較。取品種相同、健康的雄性家兔16只,按其體重大小（即考慮的一個重要非實驗因素）分為4個配伍組，各組動物均飼以同樣高脂飲食,并每日分別灌以不同藥物,第45天處死動物，觀察其冠狀動脈根部動脈粥樣硬化斑塊大小,資料見表1-10。第八十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日88配伍組設計資料1第八十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日89第九節實驗設計的類型㈡配伍組設計實例

【例10】研究未成年大白鼠經3種不同劑量雌激素注射一定時間后對子宮重量的影響，取4窩不同種系的大白鼠，每窩3只，隨機分配到三種劑量組內進行實驗，資料格式見表1-11。若分析的目的是在消除窩別影響的前提下，考察不同劑量對子宮重量平均值的影響是否有統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？第九十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日90配伍組設計資料2第九十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日91第九節實驗設計的類型四、拉丁方設計㈠拉丁方設計的概念及應用場合

概念：在配伍組設計的基礎上，再多考察一個“區組因素”對觀測結果的影響，常以實驗因素的k個水平數為基準，對其全部水平進行隨機排列形成k行k列的方陣，并用拉丁字母將他們表達出來。第九十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日92第九節實驗設計的類型四、拉丁方設計㈠拉丁方設計的概念及應用場合

如55的拉丁方陣：ABCDEBCDEACDEABDEABCEABCD第九十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日93第九節實驗設計的類型四、拉丁方設計㈠拉丁方設計的概念及應用場合

應用場合：此設計可用于考慮一個實驗因素、兩個重要非實驗因素的實驗研究場合，它要求這3個因素之間沒有交互作用或交互作用可以忽略不計，3個因素的水平數相同，且以實驗因素的水平數為基準。第九十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日94第九節實驗設計的類型㈡拉丁方設計實例

【例11】觀察A、B、C三種中藥的促凝作用，以生理鹽水作對照(D),取體重相近,品種相同的雄性白兔16只，按體重將16只白兔分成4組，每組中的4只白兔體重最接近，每組中的4只白兔以不同的順序接受實驗，以血漿復鈣凝固時間(s)為指標，資料見表1-12。若分析的目的是在消除動物個體差異、實驗順序影響的前提下，考察三種中藥及對照對血漿復鈣凝固時間的影響是否有統計學意義，問此實驗研究所對應的實驗設計類型是什么？第九十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日95拉丁方設計資料1第九十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日96第九節實驗設計的類型五、交叉設計㈠交叉設計的概念及應用場合

概念：當研究者關心的實驗因素只有兩個水平（設為A、B），而且希望這兩個水平要先后作用于每一個受試對象，于是，受試者和實驗順序就成了兩個重要的非實驗因素。此時，可以有下面兩種方法來安排實驗：第九十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日97第九節實驗設計的類型

其一，將全部2n個受試者完全隨機地均分成兩組，甲組受試者接受實驗的順序為先A后B，而乙組受試者接受實驗的順序為先B后A，這種安排叫做“成組交叉設計”；第九十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日98第九節實驗設計的類型

其二，將2n個受試者按某些重要的非實驗因素配成n對，每對中的兩個受試者條件最接近，用隨機的方法決定每對中的一個接受實驗的順序，另一個接受實驗的順序正好相反，此為“配對交叉設計”。一般而言，以第二種形式的交叉設計為宜。

第九十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日99第九節實驗設計的類型㈡交叉設計實例

【例12】為研究A(90402中藥復方)、B(安慰劑)2種藥物(處理因素)對提高高原勞動能力的影響，以條件近似的10名健康人測試，把受試對象和測定順序～12.24)與～4.10)作為兩個重要的非處理因素,每人都用兩種藥物各一次。第一百頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日100第九節實驗設計的類型㈡交叉設計實例

【例12】續：條件最接近的每2人配成一對，用隨機的方法確定每對中之一使用A、B藥物的順序，另一個人服用藥物的順序相反。觀測指標為PWC170(即把心跳校正到每分鐘170次時能做的功(kg.m))，資料見表1-13，問：這是什么實驗設計類型？第一百零一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日101交叉設計資料1第一百零二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日102第九節實驗設計的類型六、析因設計㈠析因設計的概念及應用場合

概念：當實驗中涉及k個實驗因素時，若將這k個因素的水平全面組合，設組合數為m（即全部因素的水平數相乘），就說全部實驗有m個不同的實驗條件，在每個實驗條件下至少做2次獨立的重復實驗，這樣安排實驗的方案就叫做k因素析因設計或稱為全因子實驗設計。第一百零三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日103第九節實驗設計的類型六、析因設計㈠析因設計的概念及應用場合

應用場合：當實驗因素之間的交互作用很復雜且在專業上很重要，研究的目的不僅希望能準確估計各實驗因素的主效應的大小，而且希望能準確估計各級交互作用的大小時，需要選用析因設計。在具體實驗時，實驗因素是同時施加的（即沒有先后順序之分）；在進行統計分析時，認為他們對觀測結果的影響是同等重要的。

第一百零四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日104第九節實驗設計的類型㈡析因設計實例

【例14】某醫院用中藥復方治療高膽固醇血癥,把12例高膽固醇患者隨機分為4組,用不同療法治療。第1組用一般療法,第2組在一般療法上外加用甲藥,第3組在一般療法上外加乙藥，第4組在一般療法上外加甲藥和乙藥，1個月后觀察膽固醇降低數(mmol/L)，資料如下，問：這是一個什么實驗設計類型？第一百零五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日105第九節實驗設計的類型㈡析因設計實例

【例14】的資料：第1組0.4144,0.6475,0.4662；第2組1.4504,1.1396,1.0878；第3組0.7252,0.8029,0.5957；第4組1.6576,2.0202,2.0720。第一百零六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日106兩因素析因設計資料格式第一百零七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日107第九節實驗設計的類型㈡析因設計實例

【例15】現有3種降低轉氨酶的藥物A、B、C，為了考察他們對甲型肝炎和乙型肝炎患者轉氨酶降低的程度之間的差別是否有統計學意義，從兩型患者的總體中各隨機抽取9例，然后，分別隨機均分入三個藥物組中去，測定的結果列入表1-16，假定藥物種類和病型對觀測結果的影響地位平等，問：這是一個什么實驗設計類型？第一百零八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日108兩因素析因設計資料格式第一百零九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日109第九節實驗設計的類型七、重復測量設計㈠重復測量設計的概念及應用場合

概念：當實驗中涉及k個實驗因素時，若將這k個因素的水平全面組合形成全部的實驗分組（設共有p個組），將受試對象隨機分入這p個組，每組中每一個受試對象均在m個條件下被重復觀測某項定量指標的數值，當m個條件僅與t個因素水平組合有關時，這樣的實驗安排就被稱為“具有t個重復測量的‘k+t’因素的實驗設計”。第一百一十頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日110第九節實驗設計的類型七、重復測量設計㈠重復測量設計的概念及應用場合

應用場合：當研究者希望考察接受某種處理后受試對象的定量觀測指標的數值隨時間（或部位等）的改變而變化的動態（或是否對稱）情況時，需要選用此種實驗設計類型。其突出特點是重復測自同一個體的多個數據之間存在相關性不等的關系，使通常的方差分析的“資料應滿足獨立性的要求”受到了破壞，為了消除相關性的影響，合適的統計處理方法顯得相當復雜。

第一百一十一頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日111第九節實驗設計的類型㈡重復測量設計的實例

【例16】某兒科發現白血病患兒的淋巴細胞轉化率(％)與化療期的病情是否處于緩解階段有關，測得白血病患兒淋巴細胞轉化率(％)如下，假定能夠明確區分每位患兒在兩個不同時間點上測定的是哪兩個數據，問：這是一個什么實驗設計類型？第一百一十二頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日112第九節實驗設計的類型㈡重復測量設計的實例

【例16】資料形式之一：患兒編號：12345678完全緩解組:(1)化療期(％)4651413245524134(2)化療間隙(％)5636464763565439患兒編號：910111213141518未緩解組:(1)化療期(％)3928263331353750(2)化療間隙(％)5358665157644545第一百一十三頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日113例16資料形式之二第一百一十四頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日114第九節實驗設計的類型㈡重復測量設計的實例

【例17】示蹤劑吸收試驗及結果：每組4只豚鼠經乙醚吸入麻醉后，將示蹤劑臺盼藍溶液作為示蹤劑注射到卵巢囊，5min后取兩側卵巢囊，制成勻漿溶液，測得三組豚鼠卵巢囊組織勻漿的臺盼藍的濃度結果見表1-18（離心后取中層澄清液體用全自動酶標儀測定吸光度，記錄每組8個樣本的吸光度值,并通過標準曲線計算組織液中臺盼藍的濃度）。問：這是一個什么實驗設計類型？第一百一十五頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日115例17資料形式之一第一百一十六頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日116例17資料形式之二第一百一十七頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日117第九節實驗設計的類型㈡重復測量設計的實例

【例18】某研究者擬考察照射和用某種藥物治療對某種腫瘤的療效，照射劑量為0、5、10、20（Gy）,藥物劑量為0、5、10、20（mg/kg），兩因素各水平全面組合形成16個實驗分組，將全部160只患有相同腫瘤的小鼠隨機均分入這16個小組，每組10只，在處理后0、3、6、9、11（d）對每組中的每只小鼠取樣（注：不處死動物）觀測其腫瘤體積大小，資料以“”的簡化形式表達，見表1-20，問：這是一個什么實驗設計？第一百一十八頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日118例18資料形式第一百一十九頁，共一百三十八頁，2022年，8月28日119第九節實驗設計的類型㈡重復測量設計的實例

【例19】用賁門癌患