常用实验设计方法

一．完全随机设计（Completely random design）将实验对象按完全随机化的原则分配至两个或多个处理组去进行实验观察，仅涉及一个因素即处理因素（可以有2个或多个水平），又称单因素设计、成组设计

优点：

操作简单、应用广泛。设计和统计分析方法简便易行，各组例数可相等，也可不等（以相等时检验效能最高）

缺点：

效率低，只能分析一个因素的效应，得出一个结论。没有考虑个体间的差异，因而要求观察对象要有较好的同质性，否则需扩大样本含量

分析方法：

t，u检验，方差分析、秩和检验、卡方检验、确切概率法等

计量资料两样本:

多样本

t检验、u检验、秩和检验

F检验

H检验

计数资料两样本率

的比较

多样本率或

构成比比较

χ2检验、Fisher确切概率法

u检验

:χ2检验、Fisher确切概率法

等

级资

料两样本：Wilcoxon秩和检验

多样本：H检验

(χ2检验仅比较构成的不同)

二.配对（伍）设计(Paired/Randomized block design)先将受试对象按配比条件配成对子

或配伍组，以消除配伍因素的影响，

再将各对或各配伍组中的个体按随机

分配的原则给予不同的处理，又称随

机区组设计

配比条件：常以主要的非处理因素作

为配比条件

配对有自身配对和不同个体配对，配伍实际上是配对的推广

涉及两个因素：处理因素和配伍因素

优点：

1. 尽量排除非处理因素对实验结果的干扰，保证了组间的可比性，减少抽样误差，提高统计效能

2.可以减少样本含量。

缺点：

1.由于配对或配伍条件的限制，有时难以将受试对象配成对子或区组，从而损失部分受试对象的信息

2.区组内若有一个对象的数据发生缺失，对资料分析的影响较大

分析方法：

配对资料：t检验、符号秩和检验配伍资料：F检验、M检验

三、交叉设计

(Cross-over design)

将A、B两种处理先后施加于同一批受试对象，随机地使半数受试者先接受A后接受B，而另一半受试对象则正好相反，即先接受B再接受A，由于两种处理在全部实验过程中交叉进行，称为交叉设计。

方法1：将受试对象随机分为两组，一组第一阶段接受A处理、第二阶段接受B处理，另一组顺序刚好相反

编号阶段1阶段2

1A B

2A B

3A B

4A B

5B A

6B A

7B A

8B A

方法2：用配对设计方法来安排受试对象编号对子号随机数阶段1阶段2

1

193A B

2B A

3

222B A

4A B

5

353A B

6B A

7

464B A

8A B

9

539A B

10B A

11

607A B

12B A

在自身配对设计基础上发展起来的一种特殊的自身对照设计。它克服了自身配对试验前后对照中由于时间因素对试验结果的影响所造成的便倚考虑了一个处理因素（2水平）、两个非处理因素对试验结果的影响，属于三因素设计

1.处理因素只有2个水平，非处理因素（试验阶段、受试对象）与处理因素间无交互作用

2.两种阶段间必须安排一定的间隔时间(效应去除时间)或称洗脱期（washout-time），以保证两种处理的效应不会混杂在一起

3.两次观察的时间不能过长，处理效应不能持续过久

4.适用于病情稳定、短期治疗可见疗效的疾病

5.多彩用盲法

优点：

1.具备自身配对的全部优点，如减少个体差异对处理因素的影响、节省样本量等

2. 能控制时间因素对实验效应的影响，故优于自身对照设计

3.各实验对象皆接受了试验因素和对照（如安慰剂），均等地考虑了每一个患者的利益，符合医德要求

缺点：

1. 不允许有病人失访，否则将造成该对象已有数据的完全浪费

2.不适于病程较短的急性病治疗效果的研究

3.如果第一阶段给予处理措施后该病便已治愈，则第二阶段的措施则不可能反映出来，所以交叉设计只适用于某些病程相对较长的疾病（如高血压、头痛等慢性病的研究）

四、拉丁方设计

(Latin square design)

按拉丁字母组成的方阵来安排实验的三因素等水平设计。该设计同时考虑三个因素（一般是一个处理因素、两个配伍组因素）对实验结果的影响。

是在随机区组设计的基础上，多安排了一个对实验结果有影响的非处理因素，增加了均衡性，减少了误差。

行、列：代表控制因素的水平

方阵中的字母：代表处理因素的水平

要求：三个因素

无交互作用

水平数相等

方差齐