统计学方法在实验设计中的基本原则与应用

统计学方法在实验设计中的基本原则与应用

摘要:统计学是保证医学研究顺利进行的重要工具，在实验设计、资料收集及数据分析等方面有着广泛地应用。正确应用统计学方法对于有效开展科学研究和提高医学科技论文学术质量有着极其重要的意义和作用。在实验设计中应遵循统计学的基本原则，即随机、对照、重复、均衡等四个原则。实验设计中如果在这四个基本原则上出问题，其结论很可能就是错误的。本文阐述了在医学实验中运用统计学方法应遵循的原则，并对实际的例子进行分析，并提出注意事项。

关键词:统计学 实验设计 设计原则

统计学上通过合理的实验设计既能获得实验处理效应与实验误差的无偏估计，也能控制和降低随机误差，提高实验的精确性。在实验设计时，必须遵循重复、对照、随机及均衡的基本原则。 一、重复原则

重复是指实验中同一处理实施在两个或两个以上的实验单位上。在动物实验中，一只动物可以构成一个实验单位，有时一组动物也可构成一个实验单位。设置重复主要在于估计和降低实验误差。 由于样本标准误与标准偏差的关系是：，实验重复次数增多可以降低实验误差。但在实际应用时，初始条件不易控制一致即使重复数太多，未必能降低误差。重复次数要根据实验要求和条件而定，若供试个体间差异较大，重复数应多些；差异较小，重复数可少些。

二、随机原则

随机是指在选取样本时，确保总体中任何个体都有同等的机会被抽取进入样本；在对受试对象进行分组时，确保样本中任何个体都有同等的机会被分到任何一个组中，避免实验人员主观倾向的影响，是排除非实验因素干扰的重要手段，以获得无偏的误差估计量。 随机化方法应使各组受试对象在重要的非实验因素方面具有极好的均衡性，以及提高实验资料的可比性。如“小剂量干扰素与三氮唑核苷联合治疗流行性乙脑”实验中，在一般治疗基础上加用小剂量干扰素及三氮唑核苷，采用同期接受一般治疗的48例乙脑患者作为对照。两组患者均采用传统方法对症治疗，治疗组在此基础上选择发病在5天以内的患者，加用干扰素和三氮唑核苷静滴。结论是：两组比较疗效差异有显著意义。 三、对照原则

对照就是指在实验中设置与实验组相互比较的对照组，然后给与不同的处理，分析比较结果。对照组有多种形式：自身对照（处理前、后对照）、完全随机对照（空白对照、相互对照、实验对照、标准对照）、历史对照等。实际研究中，往往多种对照形式同时运用。

常出现的错误如对照不全，就是有些实验组有相对应对照组，而另一些实验组却缺乏相对应对照组。如，研究活血化瘀配伍补肾中药978-1对小鼠放射性脑损伤的作用及分子机制时，以20 gy电子

线（10mev）照射小鼠全脑建立动物模型，随机分为“中药+照射组”、“单纯照射组”、“对照组”，采用跳台法测定小鼠第1次受电击的潜伏期。得出的结论为“活血化瘀配伍补肾中药978-1具有防止学习记忆力放射性损伤的作用”。 四、均衡原则

均衡是指某因素各水平组中受试对象所受到的非实验因素影响是完全平衡的，即这些组之间的差别完全是由于该因素采取了不同水平所致，并非其他因素取值不同所造成的影响。均衡原则可确保实验因素各水平组间不受其他实验因素或重要的非实验因素的不平衡所干扰，使在考察的实验因素取不同水平条件时，观测结果所受的影响能够真实地显露出来。

在研究“0～7岁健康儿童血清透明质酸（ha）水平与年龄关系”的实验中，测得668名健康儿童血清ha的含量，得出其与年龄之间呈密切负相关的关系，r=-0.8169，p<0.01（表1）。

实验样本总量较大（668名），但各组样本含量差异很大，7岁健康儿童数是新生儿的7倍，违反了均衡性原则，应该使各年龄组的例数达到基本均衡。另外，没有理由保证除“年龄”因素外，其他因素不会对ha有影响，且年龄大的儿童有较多机会接触其他危险因素，可能导致ha数值降低，组间的不均衡性可能增大；在对数据进行统计处理时，还应使用原始数据直接进行统计分析，不应分组后再做分析，因为可能会丢失部分重要信息。

总之，在明确实验目的、充分考虑实验条件的基础上，根据影响实验指标的不同因素及其对应水平，遵循实验设计的基本原则，进行合理的实验设计，就能有效避免系统误差，控制、降低随机误差，无偏估计处理效应，从而对样本所属总体作出可靠、正确的推断。 参考文献:

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