实验设计的理论与实践2 胡良平 统计课件.ppt

实验设计的理论与实践 作者：胡良平 单位：军事医学科学院 生物医学统计 咨询中心 讲授提纲 第一部分：问题的提出 第二部分：实验设计错 误辨析 讲授提纲 第三部分：实验设计类 型辨析 第四部分：实战练习 第一部分 问题的提出 1、问题的提出 在进行实验研究之前，为什么要进行实验设计？ 仅从专业角度出发，设置多个对照及实验组将意味着什么？ 事先进行设计的理由 这如同问： 建造高楼大厦为什么要构筑牢固的地基一样！ 实验设计的质量是多因素多水平实验研究成败的关键！ 仅有专业设计意味着什么？ 在很多场合下所形成的多个组属于“非平衡的多因素组合实验”，而并非是一个完善的、科学的实验设计。其后果是：导致“对照不全”、组间均衡性差，结论不可信。 实例导引 来自生物医学实验研究的两个实例，其具体内容如下： 例1：买得起马、买不起鞍 为了考察阿仑膦酸防治牙槽骨吸收的效果，有人设计了如下的实验： 取3~4个月龄的SD大鼠45只，将45只大鼠随机分入六个组，其中第一组至第五组均为8只大鼠，第六组为5只大鼠，各组含义如下： 组别 形成各组实验的条件 1 给大鼠去势、结扎、用药（n=8） 2 给大鼠结扎、用药（n=8） 3 给大鼠去势、结扎、不用药（n=8） 4 给大鼠结扎、不用药（n=8） 5 给大鼠去势、不用药（n=8） 6 空白对照（即假手术）组（n=5） 结构变形现原型 结扎与否 去势与否 用药与否：用 不用 结扎 去势 A组 B组 结扎 不去势 C组 D组 不结扎 去势 X1 E组 不结扎 不去势 X2 F组 由于原作者少设计了两个组，导致一个非平衡的多因素组合实验的出现，组间可比性差，无法进行合理的统计分析，故结论的可靠性差！ 对例1的述评 例1是无数多因素实验研究的一个缩影，其所反映的问题的实质属于： （1）买得起马，买不起鞍； （2）迫着脑袋定方案，随心所欲 高科研。 例1的启示之一 数学家和统计学家们辛辛苦苦研究出了许多高效的、科学的多因素实验设计方法，却很少被实际工作者所掌握，被合理运用的就更少了。 例1的启示之二 实验设计的理论和方法除了用于前瞻性实验研究的设计之外，更多地还应巧妙地应用于指导对数据的统计分析上。 第二部分 实验设计 错误辨析 第二部分 实验设计在前瞻性实验研究中的作用、存在问题及其对策，以下简称实验设计错误辨析。 2、实验设计错误辨析 若拟考察的实验因素比较多，就需要运用某些多因素实验设计方法来安排实验，以便提高实验效率、合理地估计实验误差的大小、使各实验因素及其交互作用的效应能更真实地显露出来。 2、实验设计错误辨析 一般来说，在多因素实验设计中，应严格遵守实验设计的四个基本原则，即“随机、对照、重复、均衡”。 2、实验设计错误辨析 在实验研究中，还应注意选用合适的“实验设计类型”，如：交叉设计、拉丁方设计、析因设计、正交设计、重复测量设计、反应曲面设计、均匀设计等。 2、实验设计错误辨析 在前瞻性实验研究中，存在的问题有：（1）只有专业设计、缺乏统计研究设计；（2）在实验设计四个基本原则上考虑不周、甚至严重违反；（3）缺乏设计类型知识，盲目形成多个组，答非所问、理屈词穷。 2、实验设计错误辨析 在实验设计四个基本原则方面存在的问题及其对策 例1：论资排辈不可取 某研究者在论文中写道： 自1996年11月至2000年3月，连续手术治疗合并重度肺动脉高压先心病患儿34例，男22、女12。患儿根据手术时间分为对照组（1998年8月前）和肺保护组（1998年8月-2000年3月）。观察血管内皮eNOS、支气管上皮iNOS、巨噬细胞iNOS(%)。 例2：动物不会提抗议，任人宰割实可悲！ 某研究者为研究bFGF对肌成纤维细胞的作用及其对创面愈合的影响，利用大鼠30%深Ⅱ。烫伤模型。观察的指标有α-平滑肌肌动蛋白等定量指标。 原作者设计的三个组如下： （1）正常对照组（将大鼠背部皮肤置于37℃水中8s），切取创面组织检测多项定量观测指标的数值； （2）单纯损伤组（造成30%TBSA深Ⅱ。 烫伤），在伤后3h切取创面组织检测多项定量观测指标的数值； （3）在（2）的基础上，用bFGF治疗