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1、三种常用实验设计的 特点与适用场合n1.单因素K水平设计n2.析因设计n3.重复测量设计n4.非平衡的多因素组合实验1.单因素K水平设计n（1）K=1，单组设计；n（2）K=2，可分为：n 配对设计；成组设计；n配对设计又可分为：n自身配对、同源配对、条件相近者配对n（3）单因素多水平（K3）设计【例1.1】已知正常人乙酰胆碱脂酶的 平均值为1.44单位，现测得13例慢性 气管炎患者的乙酰胆碱脂酶分别为： 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 问：慢性气管炎患者与正常人的平均 乙酰胆碱脂酶之间的差别
2、有无显著性 意义?1.1 单组设计每个定量指标只有一组观测值，欲作 假设检验，必须给出理论均数或标准 值； 若同时测定了多项定量的指标，仅当 这些指标在专业上有联系时，才有必 要进行多元方差分析，否则，仍应作 一元方差分析，即将各项指标分别处 理。单组设计的特点仅考察某因素的一个特定水平， 需要给出定量观测值的标准值或 理论值，方可进行假设检验。单组设计适用场合【例1.2】某医院用中药治疗9例再生障碍性贫血患者，现 将血红蛋白(g/L)变化的数据列在下面，问：治疗前后的差 别是否具有显著性意义?患 者 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 治疗前血红蛋白 68 65 55 75 50 7
3、0 76 65 72 治疗后血红蛋白 128 82 80 112 125 110 85 80 105 1.2 配对设计（K=2）【例1.3】从八窝大白鼠中分别选出同性别 、体重相近的两只，喂以水解蛋白和酪蛋 白的饲料，四周后测定其体重增加情况， 结果如下：窝 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8含酪蛋白组 82 66 74 78 82 76 73 90含水解蛋白组 15 28 29 28 24 38 21 37问：两种饲料对大白鼠体重增加量之间的 差别的影响有无显著性意义?【例1.4】为研究三棱莪术液的抑瘤效果，将20只小白鼠 按体重相近程度配成10对，然后把每对中的两只动物随机 分到实验组
4、和对照组中，两组动物都接种肿瘤，实验组在 接种肿瘤三天后注射30的三棱莪术液0.5ml，对照组则 不加任何处理，瘤体改变量资料如下：小白鼠对子号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10对 照 组 3.6 4.5 4.2 4.4 3.7 5.6 7.0 4.1 5.0 4.6注 射 药 液 组 3.0 2.3 2.4 1.1 4.0 3.7 2.7 1.9 2.6 1.3问：两组瘤体大小的均值之间的差别是否有显著性意义?数据成对出现，每对数据 测自同一个个体 （自身配对设计） 同一个来源的两个个体（同源配对设计） 条件相近的两个个体 （条件相近者配对设计） 。配对的两个数据分别在处理因素的两个
5、不同 水平作用下测得，用其差值的大小，反映两种 处理之间效应之差的大小。配对设计的特点配对设计适用场合n一个因素具有两个水平：n（1）不处理与处理时，适合 用自身配对设计；n（2）处理1与处理2nA：无创伤性处理，可用自身配对设 计，也可用另两种形式的配对设计；nB:有创伤性处理，只用于后两种形式的配对设计。【例1.5】今测得12名正常人和15名病毒性肝炎患 者血清转铁蛋白含量，结果如下：正 常 人 265.4 271.5 284.6 291.3 254.8 275.9 281.7 268.6 264.1 273.2 270.8 260.5病毒性肝炎患者 235.9 215.4 251.8 2
6、24.7 228.3 231.1 253.0 218.8 233.8 230.9 240.7 221.7 256.9 260.7 224.4问：患者和健康人的转铁蛋白之间的差别是否有 显著性意义?1.3 成组设计（K=2）实验中仅涉及到一个具有两水平的因 素；获得受试对象的方法有两种： 其一，叫组内随机选取，即处理因素 与受试对象的选取有直接关系。 其二，叫完全随机选取，即处理因素 与受试对象的选取无直接关系。 成组设计的特点 成组设计适用场合n在原本可以用配对设计 的场合下，若配对条件 无法满足，则可改用成 组设计。【例1.6】某医院妇产科为考察几种卵巢功能异常 患者血清中促黄体素的水平，测
7、定结果如下：卵巢发育不良 42.50 38.31 35.76 33.60 31.38丘脑性闭经 6.71 3.32 4.59 1.67 10.51 2.96 11.82 3.86 8.26 2.63 2.20垂体性闭经 4.50 2.75 11.14 5.98 1.90 5.43 11.05 22.03 问：它们之间的差别是否有显著性意义?1.4 单因素K水平设计（K3）单因素K水平设计适用场合n实验因素有K个水平（K3）；n（1）组内完全随机（因素与受 试对象分组有直接联系）；n（2）完全随机（因素与受试对 象分组无直接联系）。n对其他重要非试验因素未加控制【例2.1】某医院用中药复方治疗高
8、胆固醇 血症，把12例高胆固醇患者随机分为四组 ，用不同疗法治疗。第一组用一般疗法， 第二组在一般疗法上外加用甲药，第三组 在一般疗法上外加用乙药，第四组在一般 疗法上外加用甲药和乙药，一个月后观察 胆固醇降低数(mg) 资料如下，问：甲、 乙两药是否有降低胆固醇的作用?两药之间 的无交互作用是否有显著性意义?第1组 16，25，18 第2组 56，44，42 第3 组 28，31，23 第4组 64，78，802、 析因设计 【例2.2】某医科大学病理生理学教研室 研究三种因素“小鼠种别A、体重B和性别 C”对皮下移植SRS瘤细胞生长特性影响 的结果，A、B、C三因素各有两个水平 。A分为A
9、1：昆明种、A2：沪白1号；B 分为B1：2425克，B2：1315克；C分为 C1：雄性、C2：雌性。共选了24只小鼠 ，在接种后第8天测得肿瘤体积见表 14.7.1，请问：这是一种什么设计类型? 应当对此资料作怎样的分析?表14.7.1 三因素影响下小鼠第8天肿瘤体积 因素 肿瘤体积 (cm3) C 因素A与B：A1(B1 B2) A2(B1 B2) C1 0.7069 1.0838 0.0628 0.47120.7854 0.9425 0.0942 0.08800.3581 0.3335 0.0471 0.1759C2 0.0785 0.5027 0.0126 0.22460.1885
10、0.9550 0.0126 0.2513 0.3403 0.9215 0.0094 0.36760.2503 0.8514 0.0125 0.1327 析因设计的特点n1、因素之间的交互作用比较复杂且 必须考虑；n2、各因素的水平全面组合形成实验 条件，在每个实验条件下至少要做2 次独立重复实验；n3、做实验时，每次都涉及到全部因 素，即因素是同时施加的； 4、因素之间在专业上是地位平等的 。 优点：可以用来分析全部主效 应和因素之间的各级交互作用效应的大小； 析因设计的优点和缺点 缺点：所需要的实验次数很 多，研究者常无法承 受。 析因设计适用场合n实验因素在24个之间；n每次实验时，各因素
11、都将以某个水 平的形式参与实验；n需要考察因素之间的复杂交互作用 ；n进行较大量的实验，在时间和费用 上都是可以承受的。【例3.1】将15只家兔随机地均分成3个组（处 理因素A），即A1（适应组）、A2（平原组） 、A3（急性缺氧组）。让全部家兔处于缺氧状 态，对接受各种处理的每组家兔中的每一只， 分别在缺氧的不同时间点（时间因素T，h）上 观测血浆K+含量（ppm），即T1（缺氧前）、 T2（缺氧0.5h）、T3（缺氧1h）、T4（缺氧2h ）。设计格式和资料见表14.12.1，试判断此资 料所取自的实验设计类型，并对资料作相应的 统计分析。3、重复测量设计 表14.12.1 接受不同处理的
12、家兔血浆中K+含量的测定结果 处理组 家兔 血浆中K+含量 （ppm） (因素A) 编号 缺氧时间T(h）： T1（0） T2（0.5） T3（1） T4（2） A1（适应组） 1 154.5 129.8 122.7 171.72 173.0 124.0 170.4 168.63 186.0 131.0 137.0 138.04 161.0 154.0 178.0 128.05 187.0 158.0 162.0 152.0 A2（平原组） 6 144.4 135.5 149.9 129.17 147.1 134.2 138.3 146.1 8 183.6 189.3 190.5 227.39
13、 181.7 160.3 163.3 163.310 166.7 136.8 134.6 142.5 A3（急性缺 11 173.3 231.4 293.7 401.4氧组） 12 155.1 199.6 191.8 203.413 177.9 153.6 158.7 240.314 158.2 146.7 135.2 228.715 180.4 170.8 226.2 267.7 【例3.2】某研究者为了探讨两种不同处理（因 素A）和不同剂量（因素B）作用下不同时间点 （因素T）上NFS-60细胞凋亡情况，将全部样品 随机地均分为6个组，每组含3个样品。对各组 中的每个样品在处理后5个不同时间点上观测 200个细胞，数出凋亡细胞个数。因素A分为： 即A1（单纯照射）、A2（照射+过钒酸钠(Perv) ），各处理组的照射剂量(因素B，Gy)又分为0 、3、10。设计格式和资料见表14.12.2，试判断 此资料所取自的实验设计类型，并对资料作相 应的统计分析。表14.12.2 不同处理和不同剂量作用下不同时间点上NFS-60细胞凋亡情况 处理组 照
