第八章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

公共衛(wèi)生學(xué)院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)研究若事先沒(méi)有很好地進(jìn)行安排，待研究結(jié)束后得到的數(shù)據(jù)可能并未反映客觀實(shí)際規(guī)律，甚至相互矛盾，這時(shí)無(wú)論采取什么統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析也往往無(wú)濟(jì)于事。例如，某醫(yī)師觀察元參鉤藤湯降血壓的效果，對(duì)80名高血壓病患者進(jìn)行試驗(yàn)，患者連服半月湯劑后查體，平均血壓下降了2.8KPa，如果就此認(rèn)為元參鉤藤湯有降壓作用，顯然是不能令人信服的，因?yàn)橐阎獕哼@一指標(biāo)受心理因素等多種條件影響，缺乏對(duì)比藥物的觀察，很難推斷下降的2.8KPa是由于該藥的作用。第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究設(shè)計(jì)包括專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，其中統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)主要是依據(jù)研究目的，從研究的現(xiàn)況出發(fā)，規(guī)定研究因素，選擇效應(yīng)指標(biāo)，確定研究對(duì)象的引入方式、方法和規(guī)模，擬訂實(shí)施的方法，以及數(shù)據(jù)收集、整理和分析的模式，直至結(jié)果的解釋。通過(guò)合理的、系統(tǒng)的安排，達(dá)到控制系統(tǒng)誤差，以消耗最少的人力、物力和時(shí)間，而獲得可靠的結(jié)論。第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在醫(yī)學(xué)研究中，根據(jù)觀察者是否主動(dòng)施加干預(yù)而分為實(shí)驗(yàn)研究與調(diào)查研究?jī)深?lèi)。實(shí)驗(yàn)研究是指研究者根據(jù)研究目的人為地對(duì)受試對(duì)象設(shè)置干預(yù)措施，控制非干預(yù)措施的影響，總結(jié)干預(yù)因素的效果。例如，觀察哌庫(kù)溴銨不同劑量的肌松效應(yīng)，研究者選擇了20例擇期手術(shù)患者，隨機(jī)分為兩組，第一組注射0.05mg/kg，第二組注射0.075mg/kg，記錄起效時(shí)間。由于受試對(duì)象條件一致，很好的控制了不同疾病對(duì)肌松效應(yīng)的影響，然后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，便能獲得該藥不同劑量的效果。第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)查研究是指對(duì)特定對(duì)象群體進(jìn)行調(diào)查，影響被調(diào)查者的因素是客觀存在的，研究者只能被動(dòng)地觀察和如實(shí)記錄。調(diào)查時(shí)的研究條件往往難以控制，一般只有通過(guò)合理分組、設(shè)置對(duì)照等手段盡可能地減少干擾。例如，研究某縣高山、平原與丘陵3類(lèi)地區(qū)兒童血紅蛋白水平，已知血紅蛋白與營(yíng)養(yǎng)有一定關(guān)系，因此3個(gè)人群按經(jīng)濟(jì)收入、飲食習(xí)慣分層、確定各層樣本含量進(jìn)行隨機(jī)抽樣，以達(dá)到減少營(yíng)養(yǎng)狀況對(duì)調(diào)查結(jié)果干擾的目的。第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn):①研究者能人為設(shè)置處理因素；②受試對(duì)象接受何種處理因素或水平是經(jīng)隨機(jī)分配而定的，能使非處理因素對(duì)不同處理組的影響保持均衡，組間具有可比性，可以客觀評(píng)價(jià)處理因素的作用。③實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)能使多種實(shí)驗(yàn)因素包括在較少次數(shù)的實(shí)驗(yàn)中，更有效地控制誤差，達(dá)到高效的目的。第八章實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)處理因素、受試對(duì)象和實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本要素，它們貫穿于整個(gè)實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程，從不同側(cè)面影響著實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須予以足夠重視。例如，用兩種藥物治療糖尿病病人，觀察比較兩組病人血糖、尿糖的下降情況，這里所用的藥物為處理因素、糖尿病病人為受試對(duì)象，血糖值、尿糖值為實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素一、受試對(duì)象受試對(duì)象選擇的合適與否，也是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是否成功的關(guān)鍵。醫(yī)學(xué)研究受試對(duì)象有人和動(dòng)物和植物，也可以是某個(gè)器官、細(xì)胞和血清等生物材料。實(shí)驗(yàn)可以分為三類(lèi)：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(animalexperiment),其受試對(duì)象為動(dòng)物；臨床試驗(yàn)(clinicaltrial),其受試對(duì)象為患者；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)(fieldtrial),也稱(chēng)社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)其受試對(duì)象為正常人群。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素一、受試對(duì)象一般先做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)后再做人體觀察，如新藥療效的觀察一般是先做動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，初步觀察其療效和副作用后，再進(jìn)一步在患者身上做臨床試驗(yàn)，以確定其療效和副作用。有些實(shí)驗(yàn)則可直接在人體進(jìn)行觀察，如生理、生化正常值的測(cè)定等。根據(jù)受試對(duì)象是動(dòng)物還是人，選擇受試對(duì)象應(yīng)遵循以下基本原則。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前必須對(duì)受試對(duì)象作嚴(yán)格的規(guī)定，以保證其同質(zhì)性和代表性。受試對(duì)象應(yīng)滿足兩個(gè)基本條件：一是對(duì)處理因素敏感；二是反應(yīng)必須穩(wěn)定。例如，研究某藥物對(duì)高血壓的治療效果，宜選用Ⅱ期高血壓患者作為研究對(duì)象。同時(shí)選擇受試對(duì)象應(yīng)明確納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)。動(dòng)物的選擇應(yīng)注意其種類(lèi)、品系、年齡、性別、體重、窩別和營(yíng)養(yǎng)狀況等。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素 正常人群選擇應(yīng)注意其性別、年齡、民族、職業(yè)、文化程度和經(jīng)濟(jì)狀況等。病人選擇應(yīng)診斷明確、依從性好，還應(yīng)注意性別、年齡、病情和病程等的基本一致。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素二、處理因素（treatmentfactor）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的因素是多方面的，根據(jù)研究目的可分為處理因素和非處理因素二類(lèi)。處理因素是指研究者通過(guò)統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)有計(jì)劃的安排實(shí)驗(yàn)，從而科學(xué)地考察其作用大小的因素，例如藥物的種類(lèi)、劑量、濃度、作用時(shí)間等；非處理因素（混雜因素）是指對(duì)評(píng)價(jià)處理因素作用有一定干擾，但研究者并不想通過(guò)實(shí)驗(yàn)考察其作用大小的因素，例如，病人的病情、病程等。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素

依照實(shí)驗(yàn)因素和水平的不同，可產(chǎn)生四類(lèi)實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)我蛩貑嗡?、單因素多水平、多因素單水平、多因素多水平。選擇處理因素應(yīng)遵循以下基本原則：1）要抓住實(shí)驗(yàn)中的主要因素實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是多種因素作用的結(jié)果，由于研究目的不同，以及人力、物力和時(shí)間所限，研究者不可能通過(guò)一次或幾次實(shí)驗(yàn)中把已知的所有因素都進(jìn)行處理與分析，只能抓主要的因素，且因素的水平數(shù)不宜過(guò)多。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素2）要分清處理因素和非處理因素

例如，研究綜合治療糖尿病的效果，處理因素為藥物治療加飲食療法；合理調(diào)配作息時(shí)間和其它輔助治療措施也能緩解癥狀，有助于康復(fù)，但不是本次研究的處理因素，而是非處理因素。研究者應(yīng)采取各種措施，盡可能使非處理因素在所比較的各組中基本相同，以便充分顯示處理因素的作用。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素3）處理因素必須標(biāo)準(zhǔn)化

處理因素標(biāo)準(zhǔn)化就是如何保證處理因素在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中始終如一，保持不變。如在進(jìn)行藥物療效的試驗(yàn)觀察中，在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，所使用藥物的生產(chǎn)廠家、批號(hào)、藥品標(biāo)準(zhǔn)等必須一致。所以，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，必須制定處理因素標(biāo)準(zhǔn)化的具體措施和方法。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素三、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)效應(yīng)是處理因素作用于受試對(duì)象的反應(yīng)和結(jié)局，它通過(guò)觀察指標(biāo)，一般是通過(guò)某些觀察指標(biāo)，定量或定性地反映實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。

1）選擇觀察指標(biāo)的基本原則（1）客觀性

盡可能選擇客觀指標(biāo)，避免一些籠統(tǒng)的、不確切的指標(biāo)。有時(shí)，客觀指標(biāo)還具有判斷的主觀性問(wèn)題，如X線胸片是客觀的，但判斷時(shí)存在主觀性問(wèn)題，所以，對(duì)于這種情況，須制定明確的判斷標(biāo)準(zhǔn)。

第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素（2）精確性選用的指標(biāo)應(yīng)盡量精確。指標(biāo)的精確性包括準(zhǔn)確性和精確性，準(zhǔn)確性是指所觀察結(jié)果的真實(shí)程度，即觀測(cè)值與真值的接近程度，屬系統(tǒng)誤差；精確性是指所觀察結(jié)果的深度，即重復(fù)觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)值與平均值的接近程度，屬隨機(jī)誤差。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)指標(biāo)既要準(zhǔn)確又要精密，而首先是準(zhǔn)確可靠。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素（3）靈敏性

應(yīng)盡量選擇高靈敏性的指標(biāo)，即選擇能夠顯著提高靈敏性的儀器對(duì)觀察指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。但也要考慮實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，靈敏度高的儀器，往往費(fèi)用昂貴，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，選擇既相對(duì)廉價(jià)，靈敏度又高的測(cè)量方法。

（4）特異性為了更好地揭示研究問(wèn)題的本質(zhì)，觀察指標(biāo)還應(yīng)具備一定的特異性。例如，在診斷糖尿病時(shí)，測(cè)定血糖的特異性就比測(cè)定尿糖的特異性要高。實(shí)驗(yàn)效應(yīng)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)同時(shí)兼顧其靈敏性和特異性，盡量使靈敏性和特異性都高。

第一節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要素2）指標(biāo)的觀察（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的觀察應(yīng)避免偏倚若實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的觀察代有偏性，則會(huì)影響結(jié)果的比較和分析。在設(shè)計(jì)時(shí)常采用盲法(blindmethod)

單盲法：受試對(duì)象不知道自己分在哪一組；雙盲法：受試對(duì)象和實(shí)驗(yàn)執(zhí)行者均不知道受試對(duì)象分在哪一組；

三盲法：受試對(duì)象、實(shí)驗(yàn)執(zhí)行者和統(tǒng)計(jì)分析人員三者均不知道受試對(duì)象分在哪一組。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要作用就是減少誤差，提高效率。因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守對(duì)照、隨機(jī)、重復(fù)的基本原則。

一、對(duì)照的原則

1)設(shè)立對(duì)照組的意義在于使實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組內(nèi)的非處理因素基本一致，即均衡可比。對(duì)照的意義還可以用以下符號(hào)表達(dá)：2）對(duì)照的基本形式對(duì)照的形式有多種，可根據(jù)研究目的和內(nèi)容加以選擇，常用的有下列幾種。（1）安慰劑對(duì)照（placebocontrol)其外觀與試驗(yàn)藥物一致，它不含試驗(yàn)藥物的有效成分，不能為受試對(duì)象所識(shí)別。目的：克服研究者、受試對(duì)象、評(píng)價(jià)者等由于心理因素所形成的偏倚；還可消除疾病自然進(jìn)程的影響，分離出由于試驗(yàn)藥物所引起的真正反應(yīng)，從而直接度量試驗(yàn)藥物和安慰劑之間的不同。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則（2）空白對(duì)照(blankcontrol)

對(duì)照組不施加任何處理因素。例如，觀察某種疫苗預(yù)防腎綜合征出血熱的效果，選擇人口數(shù)量和構(gòu)成、發(fā)病水平、地理環(huán)境、主要宿主鼠類(lèi)基本相似的兩個(gè)疫區(qū)，一個(gè)作為試驗(yàn)區(qū)，在人群中接種疫苗，另一個(gè)作為對(duì)照區(qū)，不施加任何干預(yù)措施，處理因素完全空白。這種對(duì)照只有在處理因素很強(qiáng)，非處理因素很弱的情況下才能使用。在臨床試驗(yàn)中，一般不用空白對(duì)照。

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則（3）實(shí)驗(yàn)對(duì)照(experimentalcontrol)

對(duì)照組不施加處理因素，但施加某種實(shí)驗(yàn)因素。如觀察賴(lài)氨酸對(duì)兒童發(fā)育的影響，實(shí)驗(yàn)組兒童課間加食含賴(lài)氨酸的面包，對(duì)照組兒童課間加食不含賴(lài)氨酸的面包。處理因素是賴(lài)氨酸，非處理因素的面包量?jī)山M是相同的。（4）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照(standardcontrol)不設(shè)立專(zhuān)門(mén)的對(duì)照組，而是用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)值或正常值做對(duì)照。在臨床試驗(yàn)中常以某療法為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照組，這種對(duì)照應(yīng)注意標(biāo)準(zhǔn)組必須是代表當(dāng)時(shí)水平的療法，切不可用降低標(biāo)準(zhǔn)組的方法使實(shí)驗(yàn)效應(yīng)提高。但實(shí)驗(yàn)研究一般不用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件不一致，常常影響對(duì)比效果。

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則（5）自身對(duì)照(selfcontrol)對(duì)照與實(shí)驗(yàn)在同一受試者身上進(jìn)行，如用藥前后作為對(duì)比。一般情況下還要求設(shè)立平行對(duì)照組。（6）相互對(duì)照

這種對(duì)照不設(shè)立對(duì)照組，而是兩個(gè)或幾個(gè)試驗(yàn)組相互對(duì)照。例如用莫雷西嗪治療冠心病、高血壓、心肌病和失調(diào)癥引起的室性早搏時(shí)，設(shè)立冠心病組、高血壓組、心肌病組和失調(diào)癥組四個(gè)治療組，相互比較它們的療效。

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則（7）配對(duì)對(duì)照(pairedcontrol)把研究對(duì)象條件相同的兩個(gè)配成一對(duì)，分別給以不同的處理因素，對(duì)比兩者之間的不同效應(yīng)。配對(duì)對(duì)照常用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，臨床試驗(yàn)也可采用，但嚴(yán)格地說(shuō)，很難找到相同或十分相似的對(duì)子。（8）歷史對(duì)照(historicalcontrol)

以本人過(guò)去的研究或他人研究結(jié)果與本次研究結(jié)果做對(duì)照。除了非處理因素影響較小的少數(shù)疾病外，一般不宜使用這種對(duì)照。用時(shí)要特別注意資料的可比性。

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則二、隨機(jī)的原則1）隨機(jī)的意義所謂隨機(jī)，就是每一個(gè)受試對(duì)象都有同等的機(jī)會(huì)被分配到任何一個(gè)組中去，分組的結(jié)果不受人為因素的干擾和影響。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中必須貫徹隨機(jī)化原則，因?yàn)樵趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中許多非處理因素在設(shè)計(jì)時(shí)研究者并不完全知道，必須采用隨機(jī)化的辦法抵消這些干擾因素的影響。

第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則(1)抽樣的隨機(jī)：每個(gè)符合條件的受試對(duì)象被抽取的機(jī)會(huì)相等，即總體中每個(gè)個(gè)體都有相同機(jī)會(huì)被抽到樣本中來(lái)。它保證所得樣本均有代表性。(2)分組的隨機(jī)：每個(gè)受試對(duì)象被分配到各組的機(jī)會(huì)相等。它保證受試對(duì)象的其他狀況在對(duì)比組間盡可能均衡，以提高組間的可比性。(3)實(shí)驗(yàn)順序的隨機(jī)：每個(gè)受試對(duì)象先后接受處理的機(jī)會(huì)相等，它使實(shí)驗(yàn)順序的影響也達(dá)到均衡。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則2）隨機(jī)化的方法：如最簡(jiǎn)單的是抽簽或擲硬幣，以及隨機(jī)數(shù)（隨機(jī)數(shù)字表和計(jì)算機(jī)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器）。常用的兩種隨機(jī)化方法：完全隨機(jī)化和分層隨機(jī)化。完全隨機(jī)化：直接對(duì)受試對(duì)象進(jìn)行隨機(jī)化分組，但分組后各組受試對(duì)象的例數(shù)不一定相同。（1）編號(hào)（2）取隨機(jī)數(shù)（3）確定組別：兩組可按隨機(jī)數(shù)的奇偶；分K組可按隨機(jī)數(shù)除以k后的余數(shù)進(jìn)行分組。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則例8-1試將同性別、體重相近的30只動(dòng)物分到A、B、C三組。編號(hào)123456789101112131415隨機(jī)數(shù)885653275933357267477734554570除3取余122020201221101分組BCCACACABCCBBAB編號(hào)161718192021222324252627282930隨機(jī)數(shù)081827389016958670750972958429除3取余200201221000202分組CAACABCCBAAACAC30只動(dòng)物完全隨機(jī)分組的結(jié)果第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則分層隨機(jī)化先對(duì)可能影響實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果的混雜因素進(jìn)行分層，然后在每一層內(nèi)進(jìn)行完全隨機(jī)化，即進(jìn)行分層隨機(jī)化。配對(duì)隨機(jī)化和區(qū)組隨機(jī)化可看成是分層隨機(jī)化的實(shí)際應(yīng)用。（1）編號(hào)排序（體重、時(shí)間）（2）取隨機(jī)數(shù)每個(gè)受試對(duì)象可取兩位數(shù)（3）確定組別每層受試對(duì)象獲得的隨機(jī)數(shù)的大小順序決定受試對(duì)象在哪一組。第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則例8-2為比較四種抗癌藥物（A,B,C,D）的療效，將小白鼠體重作為分層或區(qū)組因素，試分配處理。分層隨機(jī)數(shù)隨機(jī)數(shù)序號(hào)隨機(jī)排列結(jié)果鼠1鼠2鼠3鼠4鼠1鼠2鼠3鼠4鼠1鼠2鼠3鼠41814677614132DACB2083974002341BCDA3992472484132DACB…………………………………b337215992314BCAD小白鼠區(qū)組隨機(jī)化的結(jié)果第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則三、重復(fù)原則所謂重復(fù)，就是實(shí)驗(yàn)要有足夠的樣本含量。重復(fù)是消除非處理因素影響的又一重要手段。重復(fù)是指在相同實(shí)驗(yàn)的條件下進(jìn)行多次研究或多次觀察，以提高實(shí)驗(yàn)的可靠性和科學(xué)性。（1）整個(gè)實(shí)驗(yàn)的重復(fù)：反映實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，從而提高實(shí)驗(yàn)的可靠性。（2）用多個(gè)受試對(duì)象進(jìn)行重復(fù)：要有足夠的樣本含量。（3）同一受試對(duì)象的重復(fù)觀察：保證觀察結(jié)果的精度。重復(fù)的主要作用是估計(jì)實(shí)驗(yàn)誤差，另一作用是降低實(shí)驗(yàn)誤差。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案一、完全隨機(jī)設(shè)計(jì)（completelyrandomizeddesign）又稱(chēng)簡(jiǎn)單隨機(jī)分組設(shè)計(jì)(simplerandomizeddesign),是最為常用的考察單因素兩水平或多水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。包括平衡設(shè)計(jì)（各組樣本含量相等），和非平衡設(shè)計(jì)（各組樣本含量不等）。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，出現(xiàn)缺失數(shù)據(jù)時(shí)仍可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。缺點(diǎn)：小樣本時(shí)，可能均衡性較差，抽樣誤差大。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案例8-3按完全隨機(jī)設(shè)計(jì)方法將15名患者隨機(jī)分為甲、乙、丙三組。先按患者的就診順序編號(hào)；再?gòu)碾S機(jī)數(shù)字表中任意指定某行某列，如從第6行29列開(kāi)始,向右錄入15個(gè)兩位數(shù)的隨機(jī)數(shù)字，并依次列于各患者編號(hào)之下；最后將隨機(jī)數(shù)字從小到大編秩后得序號(hào)R，并規(guī)定R：1～5者為甲組，6～10者為乙組，11～15者為丙組。結(jié)果如下：

注意：①隨機(jī)數(shù)字的位數(shù)不應(yīng)小于n的位數(shù)，遇有相同的隨機(jī)數(shù)字應(yīng)舍去。②如果設(shè)計(jì)上需要各組例數(shù)不相等時(shí)，可利用R調(diào)整各組例數(shù)。如,若要求例8-3中甲組8例、乙組4例、丙組3例時(shí)，可規(guī)定R：1～8者為甲組，9～12者為乙組，13～15者為丙組?；颊呔幪?hào)123456789101112131415隨機(jī)數(shù)字884534284491207936317018688558序號(hào)R148537152126411110139處理組別丙乙甲甲乙丙甲丙乙甲丙甲乙丙乙第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案二、配對(duì)設(shè)計(jì)（paireddesign）是將受試對(duì)象按一定條件配成對(duì)子，再將每對(duì)中的兩個(gè)受試對(duì)象隨機(jī)分配到不同處理組。配對(duì)設(shè)計(jì)主要有以下形式：（1）將兩個(gè)條件相同或相近的受試對(duì)象配成對(duì)子（含同一個(gè)體的兩對(duì)器官或組織），分別接受兩種不同的處理。（2）同一受試對(duì)象（人或標(biāo)本）分別接受兩種不同的處理。（3）前后配對(duì)，即同一受試對(duì)象接受一種處理的前后。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案二、配對(duì)設(shè)計(jì)（paireddesign）優(yōu)點(diǎn)：抽樣誤差較小，實(shí)驗(yàn)效率較高、所需樣本含量也較小缺點(diǎn)：當(dāng)配對(duì)條件未能?chē)?yán)格控制造成配對(duì)失敗或配對(duì)欠佳時(shí)，反而會(huì)降低效率。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案例8-4試將已配成10對(duì)的20名受試者隨機(jī)分配到甲、乙兩處理組。先將受試者編號(hào)，如第一對(duì)受試者編號(hào)為1.1，第二受試者編號(hào)為1.2，余仿此。再?gòu)碾S機(jī)排列表中隨機(jī)指定某行，例如第6行，依次將0～9之間的隨機(jī)數(shù)字錄于受試者編號(hào)下，舍去10～19之間的數(shù)字，并規(guī)定隨機(jī)數(shù)字為奇數(shù)時(shí)取甲乙順序，偶數(shù)時(shí)取乙甲順序。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案結(jié)果：1.2、2.2、3.1、4.1、5.1、6.2、7.1、8.2、9.1、10.1號(hào)受試者被分配到甲組，1.1、2.1、3.2、4.2、5.2、6.1、7.2、8.1、9.2、10.2號(hào)受試者被分配到乙組。

受試者號(hào)1.11.22.12.23.13.24.14.25.15.26.16.27.17.28.18.29.19.210.110.2隨機(jī)數(shù)字2811309675處理乙甲乙甲甲乙甲乙甲乙乙甲甲乙乙甲甲乙甲乙第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案三、交叉設(shè)計(jì)（cross-overdesign）：是在自身配對(duì)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。該設(shè)計(jì)考慮了一個(gè)處理因素（A、B兩水平），兩個(gè)與處理因素?zé)o交互作用的非處理因素（試驗(yàn)階段和受試對(duì)象）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)：首先將條件相近的觀察對(duì)象配對(duì)并依次編號(hào)（如1.1，1.2；2.1，2.2；3.1，3.2；……或1,2；3,4；5,6；……），再用隨機(jī)的方法將各對(duì)觀察對(duì)象分配到A、B兩組；其中一個(gè)觀察對(duì)象在第Ⅰ階段接受A處理，第Ⅱ階段接受B處理；另一個(gè)觀察對(duì)象在第Ⅰ階段接受B處理，第Ⅱ階段接受A處理。因而要求觀察對(duì)象的例數(shù)為偶數(shù)。由于A、B兩種處理在全部試驗(yàn)過(guò)程中“交叉”進(jìn)行，故稱(chēng)為交叉試驗(yàn)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)中A、B處理方式處于先后兩個(gè)試驗(yàn)階段的機(jī)會(huì)是均等的，因而平衡了試驗(yàn)順序的影響；能把處理方法之間的差別與時(shí)間先后之間的差別分開(kāi)來(lái)分析。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案例13.18某研究者在針刺麻醉研究中，欲通過(guò)12只大白鼠研究A、B兩種參數(shù)電針刺激后痛域值上升情況，同時(shí)還考慮了個(gè)體差異與A、B順序?qū)ν从蛑档挠绊?。根?jù)此研究目的，用何種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法為宜，并作分組設(shè)計(jì)。根據(jù)研究者的研究目的，該試驗(yàn)宜用交叉設(shè)計(jì)，其分組設(shè)計(jì)如下：

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案先將12只大白鼠按條件相近者配對(duì)并依次編號(hào)（1.1,1.2；2.1,2.2；3.1,3.2；……或1,2；3,4；5,6；……），再任意指定隨機(jī)數(shù)字表中的任一行（如第6行），并規(guī)定隨機(jī)數(shù)字為奇數(shù)時(shí)，對(duì)子中的單號(hào)觀察單位先用A后用B，雙號(hào)觀察單位先用B后用A；隨機(jī)數(shù)字為偶數(shù)時(shí)，對(duì)子中的單號(hào)觀察單位先用B后用A，雙號(hào)觀察單位先用A后用B。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)：（1）具備自身配對(duì)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，如減少個(gè)體差異對(duì)處理因素的影響，節(jié)省樣本含量等；（2）能控制時(shí)間因素（試驗(yàn)階段）對(duì)處理方式的影響，因而優(yōu)于自身對(duì)照設(shè)計(jì)；（3）各試驗(yàn)對(duì)象皆接受了試驗(yàn)因素和對(duì)照，符合醫(yī)德要求。

大白鼠號(hào)123456789101112隨機(jī)數(shù)字932253643907用藥順序ABBABAABABBABAABABBAABBA第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案適用條件及應(yīng)注意的問(wèn)題：（1）處理因素只有2水平（A、B），且兩個(gè)非處理因素（試驗(yàn)階段、受試對(duì)象）與處理因素間無(wú)交互作用。（2）試驗(yàn)要求兩個(gè)階段之間必須安排一定的間隔時(shí)間，以便消除前階段治療措施的殘留效應(yīng)（carry–overeffect），保證兩階段的起始條件一致。間隔時(shí)間的長(zhǎng)短決定于藥物從體內(nèi)的排除時(shí)間(washouttime)?？蓞⒄账幍浠蝾A(yù)試驗(yàn)中藥物在血清中的衰減速度，決定其間隔時(shí)間；（3）兩次觀察的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，處理效應(yīng)不能持續(xù)過(guò)久；（4）適用于病情較穩(wěn)定、病程可以分階段、短期治療可見(jiàn)療效的疾病；（5）為消除患者的心理作用或防止研究者的暗示，一般多采用盲法。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案四、隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)（randomizedblockdesign）隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)亦稱(chēng)配伍組設(shè)計(jì)，是配對(duì)試驗(yàn)的擴(kuò)大。該設(shè)計(jì)是將受試對(duì)象先按配比條件（如動(dòng)物的性別、體重，病人的病情、性別、年齡等非實(shí)驗(yàn)因素）配成b個(gè)配伍組，每個(gè)配伍組有k個(gè)受試對(duì)象，再按隨機(jī)化原則分別將各配伍組中的受試對(duì)象、分配到各個(gè)處理組。例題見(jiàn)例8-2

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案優(yōu)點(diǎn)：①該類(lèi)設(shè)計(jì)是按配比條件將受試對(duì)象配成對(duì)子或配伍組，從而排除了諸多非處理因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，保證了各組間的可比性，減少了抽樣誤差；②該類(lèi)設(shè)計(jì)增加了區(qū)組信息，可以減少樣本含量，提高統(tǒng)計(jì)效率。缺點(diǎn)：①由于受配對(duì)或配伍條件的限制，有時(shí)難以將受試對(duì)象配成對(duì)子或配伍組，從而損失部分受試對(duì)象的信息；②即使區(qū)組內(nèi)有一個(gè)受試對(duì)象發(fā)生意外，也會(huì)使統(tǒng)計(jì)分析較麻煩；③自身配對(duì)時(shí)，2種處理施加于受試對(duì)象的順序效應(yīng)會(huì)混雜在實(shí)驗(yàn)效應(yīng)中。要避免這一情況，可采用交叉設(shè)計(jì)。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案五、析因設(shè)計(jì)（factorialexperimentaldesign）：是一種將兩個(gè)或多個(gè)因素的各水平進(jìn)行組合，對(duì)各種可能的組合都進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而探討各實(shí)驗(yàn)因素的主效應(yīng)(maineffect)，還可檢驗(yàn)兩個(gè)或多個(gè)因素間是否存在交互作用（interaction）。若因素間存在交互作用，表示各因素不是獨(dú)立的，一個(gè)因素的水平發(fā)生變化，會(huì)影響其它因素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)；反之，若因素間不存在交互作用，表示各因素是獨(dú)立的，任一因素的水平發(fā)生變化，不會(huì)影響其它因素的實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。

第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

該設(shè)計(jì)是通過(guò)各因素不同水平間的交叉分組進(jìn)行組合的。因此，總的實(shí)驗(yàn)組數(shù)等于各因素水平數(shù)的乘積。例如，兩個(gè)因素各有3個(gè)水平時(shí)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)為32=9；四個(gè)因素各有2個(gè)水平時(shí)，實(shí)驗(yàn)組數(shù)為24=16。所以，應(yīng)用析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，分析的因素?cái)?shù)和各因素的水平數(shù)不宜過(guò)多。一般因素?cái)?shù)不超過(guò)4，水平數(shù)不超過(guò)3。

k個(gè)實(shí)驗(yàn)因素，每個(gè)因素均有m個(gè)水平的析因設(shè)計(jì)常用符號(hào)mk表示。第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案2×2析因設(shè)計(jì)是指有兩個(gè)因素，每個(gè)因素各有兩個(gè)水平，共有4個(gè)組合。設(shè)A1代表A因素1水平，A2代表A因素2水平；設(shè)B1代表B因素1水平，B2代表B因素2水平，交叉組合后的2×2析因設(shè)計(jì)模型如下：

2×2析因?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)模型

處理因素A處理因素BB1B2A1A1B1A1B2A2A2B1A2B2第三節(jié)常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案例13.20某醫(yī)師欲研究A、B兩藥是否有治療缺