科技論文書寫第四章實驗設計的原則

單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,第四章 實驗設計的原則,對照原則,實驗設計的基本原則,隨即原則,重復原則,一、對照原則,（一）對照的意義,定義：,是隨機選取一組或幾組同質的研究對象，分別接受與實驗組不同的吃力，以比較對照與實驗組之間的差異，說明研究因素的效應大小,是否采用了合理的對照，關系到醫(yī)學科研成果和論文的價值無對照或無合理的對照與虛假的對照是醫(yī)學科研和論文中存在的主要問題設立合理的對照，能有效地抑制假陽性結果的發(fā)生,1.,通過對照可排除或控制自然變化和非處理因素對觀察結果的影響,如通過對照可排除或抑制受試對象的生理、疾病現(xiàn)象因自然發(fā)展的波動以及疾病的自然恢復、好轉、加重或死亡的影響；有些疾?。ㄈ绺忻?、過敏性支氣管炎、過敏性皮炎、早期高血壓等疾?。械牟∪丝刹凰幎虬Y狀緩解；只有通過對照才能確定觀察結果的成因,再者，疾病除與治療因素有關外，還與氣候、營養(yǎng)、休息、精神狀態(tài)等相關，只有通過對照，才能鑒別處理因素與非處理因素的差異,2.,通過對照可消除或減少實驗誤差,對照是為了使實驗組和對照組的非處理因素處于相等狀態(tài)，從而消除或減少實驗誤差,T+S e+s,對于實驗組（施加處理因素）：總效應,=e+s,處理因素,T,引起的實驗效應,=e,對于空白對照組：總效應,=s,3.,對照的其它作用,通過對照可找出綜合因素中的主要有效因素,驗證實驗方法的可靠性,休整實驗數(shù)據(jù),找出實驗的最適條件,分析實驗中的問題或差錯的原因,（二）設立對照的注意事項,1.,組間應具有可比性,2.,以人作為試驗對象的研究，組間對比時應考慮受試者心理因素的影響，,需采用安慰劑和盲法進行觀察,3.,對照組與試驗組的例數(shù)應均衡，不能相差太大,4.,自身前后對照應注意評價指標是否隨時間的先后而變化,5.,受試對象的病理強度應較輕，否則實驗效應不易顯示出來,（三）對照的形式,1.,空白對照：,不加任何處理的“空白”條件下進行觀察對照。

如“安慰劑”,2.,實驗對照：,在某種有關的實驗條件下進行觀察的對照即“樣品陰性對照”,3.,標準對照：,不設立對照組，而是用標準值或正常值作對照,4.,自身對照：,對照與實驗在同一受試對象身上進行如用藥前后比較實驗指標,的變化,5.,相互對照：,不設立對照組，而是幾個有效的實驗組相互對照,6.,配對對照：,不是組間相互比較，而是將研究對象選擇,條件相同,的兩個配成一,對，分別給以不同的處理因素，對比兩者之間的不同效應,二、隨機原則,（一）隨機的意義,實驗研究中，貫徹隨機話原則是提高組間均衡性的重要手段，是進行資料統(tǒng)計的前提條件；在實驗和調查研究時，貫徹隨機化原則，才不會因人為因素造成各組間的不均衡性，所得資料才具有統(tǒng)計學意義,1.,避免有意無意夸大或縮小組間差別所導致的實驗結果的偏差,2.,各種統(tǒng)計分析方法都是建立在隨機化基礎上的，只有實驗過程中貫徹,了隨機化原則，統(tǒng)計分析才有意義，統(tǒng)計的結果才有說服力,（二）隨機化方法,可供選擇的隨機化方法有：抽簽法、拈鬮法、隨機數(shù)字表法，根據(jù)具體情況選用在研究中廣泛應用的是隨機數(shù)字表法，隨機數(shù)字表是隨機化的重要工具,1.,隨機數(shù)字表,隨機數(shù)字表內的數(shù)字相互獨立，無論從橫行、縱列或斜向等各種順序讀取，均呈隨機狀態(tài)。

使用隨機數(shù)字表法時可從任何一個數(shù)字開始，按任何一個順序采用,舉例（,P19,）,2.,隨機排列表,使用于分組、排列等的隨機化，用法比隨機數(shù)字表更簡單,舉例（,P19,）,三、重復原則,（一）重復的意義,重復：,指在相同試驗條件下進行試驗全過程，其表現(xiàn)形式有重復例數(shù)和重復次數(shù),隨機原則能在很大程度上抵消非處理因素造成的偏差，但由于受試對象的個體差異、觀察例數(shù)少及其它偶然因素的的影響，一次實驗結果往往不可靠，需增加觀察例數(shù)，多次重復實驗，以驗證結果的真實可靠重復是消除非處理因素影響的又一重要手段,重復例數(shù)大和重復次數(shù)多都將增加控制實驗條件的難度，且增加實驗成本；若樣本含量過少，所用指標又不穩(wěn)定，貫徹重復原則，可保證在樣本含量較小的條件下，實驗結果可靠穩(wěn)定,（二）樣本含量的估計,1.,影響樣本含量的因素,資料性質,一般，計量資料的樣本量可比記數(shù)資料少，只要誤差控制較,好，設計均衡，,10,20,例即可，但不能少于,5,例；記數(shù)資料,的樣本量應大些，一般在,30,100,例之間,誤差大小,誤差大的所需樣本多，誤差小者樣本例數(shù)可少些,樣本的均衡性,均衡性好則所需樣本量少；均衡性差則所需樣本量多,實驗效應強弱,實驗組數(shù)據(jù)與對照組差異大（效應強）則所需樣本例數(shù),少；反之則多,2.,統(tǒng)計學上的基本要求,第一類錯誤的概率,（檢驗水平）,概念：,檢驗水平在統(tǒng)計學上成第一類錯誤，即指比較的兩組（或多組）作假設檢驗時，的出假陽性錯誤的概率（用,表示）,值越小，所需樣本量越大；反之則少,檢驗效能（,1-,）,概念：,也稱把握度，指在特定的,水平下，若總體間確實存在差異，本次試驗能發(fā)現(xiàn)此差異的概率,：,指第二類錯誤的概率，即得出假陰性錯誤的概率,1-,定得越大，則所需的樣本量越大,總體標準差（,）,通常用預試驗的樣本標準差估計,所比較的兩個總體參數(shù)間的差值,兩總體參數(shù)間差（,）：,用預試驗或專業(yè)上認為有意義的差值代替,3.,應用范圍,達到有統(tǒng)計學意義的最低樣本含量,例如 兩樣本均數(shù)比較,根據(jù)參考文獻與預試驗，估計,=,1,-,2,，期望達到檢驗效能（,1-,）,=1-0.10=0.90,，按規(guī)定的檢驗水平,=0.05,，取兩樣本例數(shù)相等，則兩組總樣本例數(shù)為,估計檢驗效能,由參考文獻得知某研究的試驗樣本量,n,，根據(jù)總體的差值估計此試驗的檢驗效能是否足夠大,例如 兩樣本均數(shù)比較，當兩樣本例數(shù)相等時,估計總體參數(shù)的差異（,）,根據(jù)已知條件初步確定樣本含量,n,，并規(guī)定期望的檢驗效能,P,ower,=1-=0.90,，估計總體參數(shù)的差值,例如 兩樣本均數(shù)比較,4.,常用于估計樣本含量的方法,（,1,）樣本均數(shù)與總體均數(shù)比較,n,為所需觀察的例數(shù)，,s,：為標準差,(),，,：兩樣本均數(shù)差值，,與,分別代表,=0.05,、,0.01,=0.1,時的概率值,例,1,用某藥物治療矽肺患者，估計可增加尿矽的排除，當標準差為,89mmol/L,，,=0.05,=0.1,的概率，能分辨尿矽排除量平均增加,35.6mmol/L,需要觀察多少例矽肺患者？,計算法,:,的概率,:,=,0.05,=1.648,，,的概率,:,=,0.1,=1.282,=35.6,，,S=89.0,所以該研究需觀察約,54,例矽肺患者。

若該藥確實能夠增加尿矽排出量，則有,90%,（即,1-,）的把握可以得到有差別的結論,查表法,：查表,13(P187),：,:,=0.1,1-=0.9,=0.05(,單,),選擇列,/=35.6/89=0.4,選擇行,得,n=55,（,2,）兩樣本均數(shù)比較,兩樣本均數(shù)相等,n,為所需觀察的例數(shù),s,：標準差,(),：兩樣本均數(shù)差值,例,2,A,B,兩種處理的動物冠狀靜脈竇血流量實驗，,A,處理平均增加血流量,1.8ml/min,B,處理平均增加血流量,2.4ml/min,已知兩處理標準差相等，均為,1.0ml/min,，,=0.05,、,=0.1,要得出兩處理有差別的結論,需要觀察多少實驗動物解：,本例,=2.4-1.8=0.6,，,(s)=1.0,，雙側,=0.05,，,0.05=1.96,，,=0.1,，,0.1 =1.282,a.,計算方法：,兩組合計所需,117,例，平均每組約需動物,59,例,b.,查表,14,(P,188,),：,選擇行,選擇列,得出每組,60,例,兩樣本均數(shù)不等,n,為所需觀察的例數(shù),Q,1,與,Q,2,分別代表兩組樣本含量的比例，分別是,Q,1,與,Q,2,的倒數(shù),例,3,用新藥降底高血脂患者的膽固醇，研究者規(guī)定實驗組與對照組（安慰劑）相比，平均降低,20mg/L,以上，才有實際推廣應用價值。

從參考文獻中得知膽固醇的標準差為,30mg/L,規(guī)定單側,=0.05,，,=0.1,，要求估計樣本含量因難以做到,n,1,=n,2,，規(guī)定,Q,1,=0.4,，,Q,2,=0.6,解：,本題,=0.05,，單側,0.05,=1.645,，,=0.1,，,0.1,=1.282,，,=20,，,=30,a.,計算法,:,40%,為實驗組,需要,800.4=32,例,總例數(shù),80,60%,為對照組,需要,800.6=48,例,b.,無查表方法,（,3,）配對、交叉及試驗前后比較,n,為所需觀察的對子數(shù)，為對子差值的標準差,例,4,研究碳酸鋁對白細胞減少癥的治療效果已知患者白細胞數(shù)治療后比治療前增加,109/L,，標準差為,1.2 109/L,規(guī)定雙側,=0.05,，,=0.1,，求樣本含量解：,本題,0.05,=1.96,，,0.1,=1.282,，,=109/L,，,d,=1.2 109/L,a.,計算法,，代入公式：,b.,查表法：,查表,13(P,187,):,行,:,/,=1/1.2 =0.83,列,:,雙側,=0.05,，,1-=0.9,得出,:18,例,（,4,）兩樣本率比較,兩樣本例數(shù)相等,n,為所需觀察兩組的總例數(shù)，,1,與,2,分別為兩組的總體率，表示兩組的合并率,例,5,用舊藥治療慢性腎炎的近控率為,30%,，現(xiàn)試驗新藥療效，新藥的近控率須要達到,50%,。

才有推廣應用意義問兩組需要樣本含量多少如新藥組占,60%,，舊藥占,40%,各需要多少解,:,本題,1,=30%,，,2,=50%,，合并率（,)=30+50/2=40%,，單側,=0.05,，,0.05,=1.645,，,=0.1,，,0.1,=1.282,a.,計算法,:,代入公式：,b.,查表法,(,表,16,P,190,),行：較小率,1,=30%,，,2,=50%,取,1,=30%,列：率差,=50%-30%=20%,單側,=0.05,，,=0.1,1-=0.9(,中行列,),得出,:100,例,(,每組,),兩樣本例數(shù)不相等,上題問：如新藥組占,60%,，舊藥占,40%,各需要多少,n,為總例數(shù)，,1,與,2,分別為兩組的總體率，表示兩組的合并率,Q,1,與,Q,2,分別代表兩組樣本含量的比例，分別是,Q,1,與,Q,2,的倒數(shù),新藥組占,60%=20960%=125,例,舊藥組占,40%=20940%=84,例,。