实验设计的理论与实践

《实验设计的理论与实践》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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：

2、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）错在哪？结构变形现原型结扎与

3、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X1E组不结扎不去势X2F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

4、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

5、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

6、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。在伤前、伤后3h、6h、1d

7、、3d、7d、14d切取创面组织检测多项定量观测指标的数值。将第(3)组产生的7个小组数据分别与第(1)、（2）组比较，用t检验。问：这样的实验设计科学吗？例3：独生子女一言九鼎为了观察甲紫注入某物正常腮腺后组织病理变化情况,有人选择6个月龄、体重2025kg的中国实验用小型猪15只，雄性9只、雌性6只。每只动物任选一侧腮腺为实验侧，另一侧作为正常对照，以消除个体差异及增龄对实验结果的影响。按注入药物后1周、2周、1个月、3个月及6个月将15只动物随机分为5组，每组3只（每个组的3只动物分别随机注入0.6ml、1.0ml及4.0ml1%甲紫溶

8、液），然后观察组织病理变化情况，作出十分肯定的结论。例4：鱼目混珠、滥竽充数A组：pCIA-P股四头肌注射；B组：pCIA-P颌下腺周围区域皮下注射；