實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則第一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日第八章第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一、對(duì)照原則二、隨機(jī)化原則四、小結(jié)三、重復(fù)的原則第二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則

一、對(duì)照原則二、隨機(jī)化原則三、重復(fù)原則對(duì)照組設(shè)置的要求對(duì)照的作用對(duì)照的形式重復(fù)的作用重復(fù)的次數(shù)隨機(jī)化的作用隨機(jī)的含義分層隨機(jī)、完全隨機(jī)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要作用就是減小誤差，提高效率。第三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日確定接受處理因素的實(shí)驗(yàn)組時(shí)，應(yīng)同時(shí)設(shè)立對(duì)照組，有比較才有鑒別，比較的基礎(chǔ)就是對(duì)照，對(duì)照設(shè)立正確與否，關(guān)系到科研結(jié)論的正確性及成果價(jià)值。設(shè)立對(duì)照有著極其重要的意義：

1、可排除或控制自然變化和非處理因素對(duì)觀察結(jié)果的影響。

2、可消除或減少實(shí)驗(yàn)誤差。一、對(duì)照原則

第四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日均衡性(1)對(duì)等除處理因素外，對(duì)照組具備與實(shí)驗(yàn)組對(duì)等的非處理因素。(2)同步對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組設(shè)立之后，在整個(gè)研究進(jìn)程中始終處于同一空間和同一時(shí)間。(3)專設(shè)任何一個(gè)對(duì)照組都是為相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)組專門設(shè)立的。不得借用文獻(xiàn)上的記載或以往的結(jié)果或其它研究的資料作為本研究之對(duì)照。（一）對(duì)照組設(shè)置的要求第五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

（二）對(duì)照的作用①區(qū)分處理因素與非處理因素的效應(yīng)，是比較的必要基礎(chǔ)

藥物治療例:老年性慢性支氣管炎氣候轉(zhuǎn)暖,自然緩解②消除和減少實(shí)驗(yàn)誤差處理組：對(duì)照組：比較結(jié)果處理因素非處理因素+處理效應(yīng)+非處理效應(yīng)處理因素處理效應(yīng)非處理因素(無(wú))非處理效應(yīng)(無(wú))排除“非處理因素”的影響，從而襯托出“處理因素”的作用。第六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日對(duì)照的必要性（鑒別）疾病的自愈傾向——感冒、哮喘等100名感冒患者體溫、鼻塞流涕情況1周后觀察：體溫下降和鼻塞流涕緩解狀況服用感冒藥A結(jié)論：該藥能有效治療感冒，改善鼻塞流涕狀況例1第七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日1W后體溫下降，癥狀緩解1W后體溫下降，癥狀緩解200名感冒患者服用藥物A不服用藥物A

隨機(jī)服藥組100人不服藥組100人治療前癥狀差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義治療1天時(shí)體溫差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義1天后體溫降至正常3天后體溫降至正常分析：設(shè)計(jì)：結(jié)論：？？？第八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日（三）對(duì)照的形式

包括：空白對(duì)照、安慰劑對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、自身對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、相互對(duì)照、歷史對(duì)照。安慰劑是指一種無(wú)藥理作用的假藥，其與治療藥物在外觀、劑型等方面不能被受試對(duì)象所識(shí)別。安慰劑對(duì)照則是指將安慰劑施加于對(duì)照組的受試對(duì)象。安慰劑對(duì)照是一種特殊的空白對(duì)照，其目的主要是排除病人或受試對(duì)象的心理偏見(jiàn)。人作為受試對(duì)象具有復(fù)雜的心理過(guò)程，極易受到各種外界因素的影響和干擾。1.安慰劑對(duì)照第九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

空白對(duì)照是指對(duì)照組不施加任何處理因素。常用于防疫系統(tǒng)疫苗接種效果的觀察與研究。例如：實(shí)驗(yàn)組兒童接種疫苗，對(duì)照組兒童不接種疫苗。

特點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，但容易引起心理差異，從而影響實(shí)驗(yàn)效應(yīng)的測(cè)定。2.空白對(duì)照注意：在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究中，可以使用空白對(duì)照，而在針對(duì)人體的臨床試驗(yàn)研究中，一般不能使用空白對(duì)照。對(duì)照組可以使用常規(guī)療法以保證病人的生命安全，而對(duì)危重病人則更要注意不能使用空白對(duì)照。第十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

實(shí)驗(yàn)對(duì)照是指對(duì)照組雖未施加處理因素，但卻施加了某種與處理因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)因素。這是一種比較特殊的非處理因素。含賴氨酸面包+非處理因素→賴氨酸效應(yīng)

+面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)

面包+非處理因素→

面包效應(yīng)+非處理因素效應(yīng)賴氨酸賴氨酸效應(yīng)

非處理因素→+非處理因素效應(yīng)3.實(shí)驗(yàn)對(duì)照第十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

自身對(duì)照是指對(duì)照和實(shí)驗(yàn)在同一個(gè)受試對(duì)象身上進(jìn)行，只是在進(jìn)行對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的觀察時(shí)，在時(shí)間上有前后順序的不同。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行，使用廣泛。但若試驗(yàn)前后某些環(huán)境或自身因素發(fā)生改變，并且會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，就難以說(shuō)明問(wèn)題。

4.自身對(duì)照第十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

用公認(rèn)的有效藥物、現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)方法或常規(guī)方法作對(duì)照。例①某種新的方法能否代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法的研究；②某病患者與正常人的某生理、生化指標(biāo)是否相同。

——實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用較多5.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照

相互對(duì)照是指不專門設(shè)置對(duì)照組，而以各實(shí)驗(yàn)組之間互為對(duì)照，比較各處理因素試驗(yàn)效應(yīng)的相對(duì)大小及作用。例如：比較幾種藥物治療同一疾病的療效６.相互對(duì)照第十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日7.歷史對(duì)照

歷史對(duì)照是指以過(guò)去或以往的研究結(jié)果作為對(duì)照。主要用于對(duì)難治或無(wú)法治愈的疾病的研究，如晚期惡性腫瘤，狂犬病等疾病。

由于這些疾病難以治愈或無(wú)法治愈，這種累積下來(lái)的治療結(jié)果就成為歷史對(duì)照。例如，狂犬病一但發(fā)病，其治愈率幾乎為零，這是一個(gè)歷史的治療結(jié)果。歷史對(duì)照一般不宜使用，應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意資料的各種背景條件因素及其可比性。第十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日二、隨機(jī)化原則

（一）隨機(jī)化原則隨機(jī)化（randomization）是指總體中的每一個(gè)個(gè)體都有均等的機(jī)會(huì)被抽取或被分配到實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組中去。隨機(jī)化原則的核心是機(jī)會(huì)均等。使用隨機(jī)化方法可以消除在抽樣及分組過(guò)程中，由于研究人員對(duì)受試對(duì)象主觀意愿的選擇而造成試驗(yàn)效應(yīng)的誤差。目的:是使各組非實(shí)驗(yàn)因素的條件均衡一致，以消除對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。第十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日(1)抽樣隨機(jī)

每一個(gè)符合條件的實(shí)驗(yàn)對(duì)象參加實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)相同，即總體中每個(gè)個(gè)體有相同的機(jī)會(huì)被抽到樣本中來(lái)；－代表性(2)分組隨機(jī)

每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象分配到不同處理組的機(jī)會(huì)相同；－均衡性(3)實(shí)驗(yàn)順序隨機(jī)

每個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象接受處理先后的機(jī)會(huì)相同。－平衡順序或季節(jié)的影響客觀性:隨機(jī)：random機(jī)會(huì)均等，客觀性隨意：aswill隨主觀意愿，主觀性隨機(jī)化分組，不僅能控制已知的混雜因素(非研究因素)，而且還能控制未知的混雜因素。隨機(jī)≠“隨意”第十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日隨機(jī)化方法：抽簽法、隨機(jī)數(shù)字表(附表15）、計(jì)算器或計(jì)算機(jī)隨機(jī)化分組等。（二）隨機(jī)化的方法隨機(jī)化原則：隨機(jī)≠“隨意”,指每個(gè)受試對(duì)象以機(jī)會(huì)均等的原則隨機(jī)地分配到試驗(yàn)組和對(duì)照組。

完全隨機(jī)化分層隨機(jī)化（配對(duì)隨機(jī)化和區(qū)組隨機(jī)化）隨機(jī)抽樣;隨機(jī)分組;隨機(jī)分配處理的順序。第十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日隨機(jī)化應(yīng)符合下列原則：

醫(yī)生和病人不能事先知道或決定病人將被分配到哪一組接受治療。醫(yī)生和病人都不能從上一個(gè)病人已經(jīng)進(jìn)入的組別推測(cè)出下一個(gè)病人將分配到哪一組。

根據(jù)日期、病房等分組不是真正的隨機(jī)化分組方法。第十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日1.完全隨機(jī)化完全隨機(jī)化就是直接對(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。具體步驟如下：（1）編號(hào)：將n個(gè)受試對(duì)象編號(hào),動(dòng)物可按體重大小，患者可按就診順序。（2）取隨機(jī)數(shù)：可從隨機(jī)數(shù)字表、計(jì)算器和計(jì)算機(jī)獲得。每個(gè)受試對(duì)象獲得的隨機(jī)數(shù)可是一位數(shù)，也可以是兩位數(shù)或三位數(shù)，一般要求與n的的位數(shù)相同。（3）確定組別：根據(jù)受試對(duì)象獲得的隨機(jī)數(shù)決定受試對(duì)象在哪一組。分兩組可按隨機(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。第十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日完全隨機(jī)化分組設(shè)計(jì)

預(yù)選對(duì)象受試對(duì)象對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)化完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易行，是目前最常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)的試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析也較簡(jiǎn)單，即使每組例數(shù)不相同，也可以進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，缺點(diǎn)是，直接將實(shí)驗(yàn)單位分組增加了處理組內(nèi)的誤差，特別是當(dāng)樣本較小時(shí)，各種非實(shí)驗(yàn)因素在各處理組中的分布不易達(dá)到平衡，使試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析的檢驗(yàn)把握度較小，降低了研究結(jié)論的可靠性。第二十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日隨機(jī)數(shù)字表分組例3試將10頭動(dòng)物應(yīng)用隨機(jī)數(shù)字表分配到甲、乙兩組。⑴按動(dòng)物體重編號(hào)⑵從附表15的第21行，第21列往上查10個(gè)隨機(jī)數(shù)⑶規(guī)定雙號(hào)為甲組，單號(hào)為乙組⑷調(diào)整：再接著查一個(gè)“6”以內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，以決定甲組中哪一號(hào)撥到乙組。本例查得隨機(jī)數(shù)為4，將甲組第4個(gè)（5號(hào)）調(diào)到乙組。第二十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日抄取隨機(jī)數(shù)字，從任一數(shù)字開(kāi)始向任一方向方法：欲分為幾組，就除以幾，根據(jù)余數(shù)分組：隨機(jī)數(shù)字表分組第二十二頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日計(jì)算(器)機(jī)隨機(jī)化分組第二十三頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日2.分層隨機(jī)化根據(jù)已知對(duì)研究結(jié)果有影響的因素，事先設(shè)立若干個(gè)層次，然后在各層內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)化分組。目的：減少這些因素在各研究組中分布的不平衡,從而識(shí)別出治療的真實(shí)作用。

配對(duì)隨機(jī)化和區(qū)組隨機(jī)化可看成分層隨機(jī)化的實(shí)際應(yīng)用。（1）編號(hào)：將每層的受試對(duì)象編號(hào)排序,可按體重大小，時(shí)間由前至后等。（2）取隨機(jī)數(shù)：可從隨機(jī)數(shù)字表、計(jì)算器和計(jì)算機(jī)獲得。每個(gè)受試對(duì)象獲得的隨機(jī)數(shù)可取兩位數(shù)。（3）確定組別：根據(jù)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。對(duì)每個(gè)處理也可以規(guī)定順序，如處理 A，B，C，…分別對(duì)應(yīng)于序號(hào)1,2,3…。第二十四頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日隨機(jī)分組

隨機(jī)分組

隨機(jī)分組

隨機(jī)分組

預(yù)

選

對(duì)

象

研

究

對(duì)

象

納入

標(biāo)準(zhǔn)

區(qū)組1

區(qū)組2

區(qū)組3

區(qū)組n

?

?

?

按配伍

條件

4個(gè)水平

4個(gè)水平

4個(gè)水平

4個(gè)水平

區(qū)組隨機(jī)設(shè)計(jì)第二十五頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日區(qū)組隨機(jī)分組

每個(gè)區(qū)組內(nèi)的觀察單位按某一特征排序，如體重從輕到重。同時(shí)每個(gè)處理也規(guī)定順序，如處理A對(duì)應(yīng)序號(hào)為1，處理B對(duì)應(yīng)序號(hào)為2，處理C對(duì)應(yīng)序號(hào)為3，…，以此類推。選擇隨機(jī)排列的方法是：每個(gè)試驗(yàn)對(duì)象取2位隨機(jī)數(shù)，用隨機(jī)數(shù)從小到大排列后的序號(hào)決定處理的排列順序，如某區(qū)組內(nèi)每個(gè)試驗(yàn)對(duì)象的隨機(jī)數(shù)為83，15，05，27，排列后順序?yàn)?，2，1，3，則該區(qū)組四個(gè)處理的隨機(jī)排列順序是DBAC。第二十六頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)特點(diǎn)當(dāng)ｋ＝２時(shí)，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)就是通常所說(shuō)的配對(duì)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)單位的自然屬性通常是動(dòng)物的窩別（同窩的ｋ只動(dòng)物），受試者個(gè)體（屬于同一個(gè)體的ｋ個(gè)實(shí)驗(yàn)單位）等，若按某個(gè)非實(shí)驗(yàn)因素形成區(qū)組，則要選擇對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大的因素，如果實(shí)驗(yàn)日期對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有影響，則應(yīng)按實(shí)驗(yàn)日期形成區(qū)組。根據(jù)不同的研究目的，區(qū)組的選擇方式亦可不同，但都應(yīng)遵循“區(qū)組間差別越大越好，區(qū)組內(nèi)差別越小越好”的原則。

與完全隨機(jī)分組設(shè)計(jì)相比，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)在隨機(jī)分組以前，先將實(shí)驗(yàn)單位按其自然屬性或某一非處理因素配成區(qū)組，保證了該因素在各處理組間的分布均衡，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)多用于實(shí)驗(yàn)室研究或動(dòng)物試驗(yàn)。第二十七頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日例6試將10對(duì)受試者隨機(jī)分入甲、乙兩處理組。先將受試者編號(hào)，如第一對(duì)第1受試者編為1.1，第2受試者編為1.2，余仿此。隨機(jī)指定附表15隨機(jī)排列表，并規(guī)定單數(shù)取甲乙順序，雙數(shù)取乙甲順序。

按配對(duì)設(shè)計(jì)的要求將10對(duì)病人進(jìn)行分組第二十八頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日例7研究人員在進(jìn)行科研時(shí)，要觀察2個(gè)因素的作用。欲用20只動(dòng)物分為五個(gè)區(qū)組和四個(gè)處理組。試進(jìn)行設(shè)計(jì)及分組。設(shè)計(jì)及分組方法和步驟如下：（1）該設(shè)計(jì)可采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方案。分析的兩個(gè)因素的作用可分別列為區(qū)組因素和處理組因素。（2）取同一品系的動(dòng)物20只。其中每一區(qū)組取同一窩出生的動(dòng)物4只。五個(gè)區(qū)組即為五個(gè)不同窩別的動(dòng)物。第二十九頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日（3）將每一區(qū)組的4只動(dòng)物分別順序編號(hào)為1～4號(hào)，5～8號(hào)，9～12號(hào)，13～16號(hào)，17～20號(hào)，接受A、B、C、D四種處理方式。（4）查附表15隨機(jī)排列表，任意指定5行。每行只隨機(jī)取數(shù)1～4，其余數(shù)舍去。依次將隨機(jī)數(shù)字記錄于各配伍組的編號(hào)下，其隨機(jī)數(shù)字即為該動(dòng)物應(yīng)分入的處理組，見(jiàn)下表。第三十頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日

按隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)要求對(duì)20只動(dòng)物進(jìn)行分組20只動(dòng)物的分組結(jié)果第三十一頁(yè)，共三十六頁(yè)，2022年，8月28日三、重復(fù)的原則

重復(fù)表現(xiàn)為二個(gè)含義：其一是樣本含量的大小；其二是同一試驗(yàn)重復(fù)次數(shù)的多少，兩者的本質(zhì)是相同的。按照抽樣誤差變化的規(guī)律，在抽樣中，隨著樣本含量的增大或重復(fù)次數(shù)的增加，抽樣誤差將逐漸減小。重復(fù)是指