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交叉试验
 
摘要: 将A、B两种处理先后施于同一批试验对象,随机地使半数对象先接受A,后接受B;另一半对象先接受B,后接受A。两种处理在全部试验过程中“交叉”进行称为交叉试验。

将A、B两种处理先后施于同一批试验对象,随机地使半数对象先接受A,后接受B;另一半对象先接受B,后接受A。两种处理在全部试验过程中“交叉”进行称为交叉试验。由于A和B处于先后两个试验阶段的机会是相等的,因此平衡了试验顺序的影响,而且能把处理方法之间的差别与时间先后之间的差别分开来分析。如一批某慢性病患者均先后接受两种疗法,比较其疗效,可用此法。

设计

(1) 提出作比较的A、B两种处理。

(2) 确定受试对象的例数必为偶数,并编号。尽量使相邻的第1、2号条件近似,第3、4号条件近似,余类推。

(3) 指定各单号随机确定接受两种处理的顺序,并规定各双号的顺序与其前一个单号的顺序相反。因此,按A——B顺序与按B——A顺序的例数必然相等,达到平衡。

分析 一般可用秩和检验,对符合方差分析条件者,用方差分析效率更高。

(1) 方差分析,检验假设同一般方差分析。从总变异中分出处理间变异、先后顺序间变异和受试对象间变异,剩余为误差。然后以误差均方分别除三个组间变异均方,即得各F值,查F界值表得P值,按所取检验水准作出推断结论。

(2) 秩和检验。包括: ①处理间的比较。方法是将同一受试者接受两种处理所得数据一律依先后顺序相减,并保留正、负号,以差的代数值编秩;再按两种顺序(A——B和B——A)分别求秩和,进行两样本秩和检验。其基本思想是: 假设两种处理A和B的效果相同,则同一受试者的两次测定值之差,按“A——B”的秩和与按“B——A”的秩和应相等。若A低于B,则同一受试者的两次测定值之差,按“A——B”的秩和应小于按“B——A”的秩和。为排除抽样误差影响而用秩和检验。②顺序间的比较。方法是将同一受试者接受两种处理所得数据相加,以和编秩;再按两种顺序(A——B和B——A)分别求秩和,进行两样本秩和检验。其基本思想是: 假设两种处理皆对下一阶段无影响或影响相同,则两秩和应相等;若A处理的效果影响到下一阶段的B处理,而B处理的效果并不影响到下一阶段的A处理,或A处理对下阶段B处理的影响大于B处理对下阶段A处理的影响,则按A——B顺序的秩和与按B——A顺序的秩和不相等。为了排除抽样误差的影响而用秩和检验。

例 为检查A、B两台代谢测定器测定耗氧量的结果是否相同,以条件近似的14名健康人测试,试作交叉试验设计及分析。

1. 设计。按交叉试验,每人都用A、B两台仪器各测一次。先将受试者依第1、2号条件近似,第3、4号条件近似,……编号;然后确定测试顺序:第1号随机确定的顺序是A——B,第2号为B——A,余仿此。得全部测定结果,列于表1。其中第1、3、6、8、9、11、14号的测试顺序是A——B,第2、4、5、7、10、12、13号的测试顺序是B——A。先进行的属Ⅰ阶段,后进行的属Ⅱ阶段。A、B两台仪器的使用在Ⅰ、Ⅱ两个阶段达到了平衡。测得结果见表1。

2. 分析。本例符合方差分析条件,故宜用均数比较的方差分析。再用本例说明交叉试验中的两样本秩和检验。

(1)方差分析。A、B两测定器测得耗氧量均数的比较:

H0: μA=μB,

H1: μA≠μB。

α=0.05。


表1 交叉试验设计

[两台代谢测定器的耗氧量(ml/h)测定值]


受试者每人合计
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
A 1237
B 1387
A 1179
B 1025
B 1225
A 1000
B 1050
A 1295
A 1218
B 1050
A 1138
B 1387
B 1150
A 971
B 1256
A 1348
B 1275
A 1022
A 1226
B 981
A 1026
B 1387
B 1187
A 1031
B 1175
A 1298
A 1108
B 1012
2493
2735
2454
2047
2451
1981
2076
2682
2405
2081
2313
2685
2258
1983
各阶段合计
各仪器合计
16312
A 16097
16332
B 16547
32644




表2 表1资料的方差分析


变异来源SSvMSFP
482489.4327   
A、B 仪器间7232.1417232.148.65<0.05
Ⅰ、Ⅱ阶段间14.29114.29  
受试者间
误差
465206.43
10036.57
13
12
35785.11
836.38
42.79<0.01



表中P值系按所得F值,由F界值表查得,按α=0.05水准拒绝H0,接受H1,故可认为两台仪器的测定结果有差别: A低于B。此外,亦可看出各受试者的代谢值之间有个体差异,而测试顺序对测定结果无影响。

(2)秩和检验。A、B两测定器测得耗氧量的比较:

H0: A、B两台仪器测定值的分布相同,

H1: A、B两台仪器测定值的分布不同。

α=0.05。

将表1数据按测试顺序相同者归组,见表3。


表3 表1资料的秩和检验


受试者阶 段Ⅰ-ⅡⅠ+Ⅱ
秩次秩次
按A——B顺序      
1
3
6
8
9
11
14
1237
1179
1000
1295
1218
1138
971
1256
1275
981
1387
1187
1175
1012
-19
-96
19
-92
31
-37
-41
5
1
8.5
2
11
4
3
2493
2454
1981
2682
2405
2313
1983
11
10
1
12
8
7
2
34.551
按B——A顺序      
2
4
5
7
10
12
13
1387
1025
1225
1050
1050
1387
1150
1348
1022
1226
1026
1031
1298
1108
39
3
-1
24
19
89
42
12
7
6
10
8.5
14
13
2735
2047
2451
2076
2081
2685
2258
14
3
9
4
5
13
6
70.554



上部为A—d—B顺序者,下部为B——A顺序者。计算每一受试者两个阶段测定值之差“Ⅰ-Ⅱ”,并统一编秩次,分上部和下部求秩和,分别为34.5及70.5,按n1=7,n2=7;T=34.5查秩和检验用T界值表,得0.05>P>0.02,按α=0.05水准拒绝H0,接受H1,故认为两台代谢测定器的测定值不同,A低于B。此外,若作Ⅰ、Ⅱ两个阶段的比较,可计算每一受试者两个阶段测定值之和“Ⅰ+Ⅱ”,并统一编秩次,分上部和下部求秩和,分别为51及54,按n1=7,n2=7,T=51,查秩和检验用T界值表,得P>0.10,按α=0.05水准可认为测试顺序不影响测定值。


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  • 发布时间: 2012-12-17
  • 更新时间: 2012-12-17

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