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1、医学研究设计与分析,卫生统计学教研室任艳峰,学习目的,掌握完全随机设计和配对设计的概念；熟悉完全随机设计和配对设计的过程及优缺点；了解两种设计类型的分析方法。,完全随机设计与分析 配对设计与分析,概念 设计步骤 优缺点 分析方法,eg,例 1 将18名乙脑患者分为甲、乙、丙三组，分别给予A、B、C三种退烧药物治疗，比较退热时间。应如何设计？,一、概念完全随机设计（completely random design)：将受试对象完全随机地分配到各个处理组中，接受不同的处理，进而比较各组实验效应有无差别的一种单因素实验设计方法。,完全随机设计与分析,1.先将全部患者按某种标志编号，本例按就诊顺序编号
2、。2.查随机数字表：从随机数字表任意指定某行某列某一数开始，向任意方向查均可。查得18个两位数的随机数抄于患者号下。3.将随机数从小到大排列后得序号R，并规定R是16者分入甲组，R是712者分入乙组，R是1318者分入丙组。,二、设计步骤,规定R值：16为甲组，712为乙组，1318为丙组。,若分两组、四组如何分？,甲组受试对象号：5、6、8、10、12、17乙组受试对象号：4、7、9、14、15、16、丙组受试对象号：1、2、3、11、13、18,然后根据三组受试对象分别给予三种药物即可。,若分两组、四组如何分组？,随机分组时应注意：1.随机数的位数不应小于样本含量的位数。2.查得的随机数如
3、果出现重号，应舍弃。3.如果实验需要例数不相等，可以利用R调整例数，但一般尽量相等，因为相等时检验效率高。,三、优缺点,1、设计组数可以是两组也可以是多组。2、各组例数可相等、也可不等，相等时所需总例数少。3、设计方法和分析方法均简单易行,应用广。4、只分析一个因素的实验效应有无差别。,四、实验结果分析,(一)两组 比较,正态分布,非正态,两组比较的秩和检验(wilcoxon),数据变换后用 t 或 F 检验,小样本,大样本：u 检验,定量资料,(二)多组 比较,方差齐：F检验,方差不齐：F 检验(近似F检验),正态分布,多组比较的秩和检验(Kruskal-Wallis test),数据变换后
4、用F检验,非正态,两组或多组定性资料怎么分析？,方差分析的基本思想,所有观察值间的变异称总变异，可分成组间变异和组内变异两部分。总变异用SS总表示，其大小为各观察值x与总均数的离均差平方和，即组间变异用SS组间表示，反映处理因素和随机误差引起的变异，其大小为各组观察值的均数与总均数的离均差平方和，即,组内变异用SS组内/误差表示，反映随机误差引起的变异,其大小为各组内部每个观察值与该组均数的离均差平方和，即因此，有SS总=SS组间+SS组内/误差,显然，用离均差平方和来表示每一部分变异时，SS总与数据个数有关，SS组间和SS组内也分别与处理组数、组内数据个数有关，确切地说受到每部分自由度的影响
5、。,如果直接将各部分变异进行比较的话，不具有可比性。为更合理地反映各部分的变异，应消除其自由度的影响，用均方（MS）表示每一部分的变异会更加合理，每部分变异也具有可比性。,MSB=SSB/vB，（处理因素和随机误差的作用）MSW=SSW/v W，（随机误差的作用）,如果处理因素确无作用的话，如果处理因素确有作用的话，处理因素作用越大，组间变异也越大，F值将明显大于1，要大到多少才有统计学意义呢？可查F界值表。,若FFa(n 1,n 2)，则Pa。按a水准，拒绝H0，接受H1，认为有统计学意义。可以认为多个总体均数不全相同，即多个总体均数中至少有两个不同。若Fa。按a水准，不拒绝H0，认为无统计
6、学意义。还不能认为多个总体均数不全相同。,完全随机设计资料方差分析的基本步骤（One-way ANOVA）,1、建立假设，确定检验水准 H0:三种不同喂养方式下大白鼠体重变化相等，H1：三种不同喂养方式下大白鼠体重变化不全相等。2、求F:先求基础数据,见表,3、确定P值，做出推断结论：本例，查F表p468，F0.05(2,32)=3.29,F F0.05(2,33,P0.05,差别有统计意义，在0.05水准上，拒绝H0,可以认为多个总体均数不全相同，即多个总体均数中至少有两个不同。要了解哪些组均数间有差别，哪些组均数间没有差别，需进一步作两两比较。,1、打开Microsoft Excel2、按
7、教材格式输入数据3、点击工具 数据分析 单因素方差分析（无重复）确定 4、在输入区内输入的数据范围 确定。,Excel软件的应用,SPSS软件的应用,例2 某外科医生欲观察丙酸睾酮离子导入法对骨折愈合的促进作用，拟与石膏固定法对照，欲用16例应怎样设计？,配对设计与分析,配对设计（paired design）：先将受试对象按一定条件配成对子，再把每对中的两个受试对象随机分配到两个处理组。,一、概念,二、设计步骤,1.先按主要非处理因素配对，即按年龄、性别、骨折类型、骨折部位尽量相同的两个患者配对，每对编上1、2号，共配成8对。2.查随机数字表，将随机数字抄于患者对子号下。3.事先规定：遇单数1
8、号分入甲组，2号分入乙组，遇双数1号分入乙组，2号分入甲组，遇0当双数看。,分入甲组的受试对象有：1.2、2.1、3.2、4.1、5.2、6.1、7.1、8.2分入乙组的受试对象有：1.1、2.2、3.1、4.2、5.1、6.2、7.2、8.1,1、组间均衡性好。因先按主要的非处理因素配对，后随机分组，使得两组的非处理因素较均衡。2、由于人为的控制了非处理因素的干扰，组间误差小，需要的例数少，提高了检验效率。3、要求两组个体数相等，且具备配对条件。,三、优缺点,四、实验结果分析,计数资料：配对四格表资料的2检验。,计量资料,正态分布：配对t 检验,非正态：配对设计差值的符号秩和检验(Wilco
9、xon配对法),表8.1 10例高血压患者用某中药治疗前后舒张压的变化,患者号 舒 张 压 差值d d2 治疗前 治疗后 1 115 116-1 1 2 110 90 20 400 3 129 108 21 441 4 109 89 20 400 5 110 92 18 324 6 116 90 26 676 7 116 110 6 36 8 116 120-4 16 9 120 88 32 1024 10 104 96 8 64 146 3382,检验目的：两总体均数是否相等；或 差值总体均数是否为0 检验条件：1、欲比较的两总体均为正态分布 2、已知的两组样本必须是配对（相关）样本,检验公式:,SPSS软件的应用,练习题,1、将24只大白鼠随机分配到甲、乙、丙、丁四个处理组中，并要求各组例数相等，试写出具体的分组过程。2、拟用40名肥胖患者比较A、B两种减肥药对肥胖病人的减肥效果，试用配对设计进行分组。3、完全随机设计只分析一个因素时，为什么检验效率不如配对设计？,
