如何正確處理無法考察交互作用的三因素或四因素設(shè)計(jì)

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1、如何正確處理無法考察交互作用的三因素或四因素設(shè)計(jì)【關(guān)鍵詞】統(tǒng)計(jì)學(xué);醫(yī)學(xué);統(tǒng)計(jì)分析;交互作用　　Keyedicine;statisticalanalysis;interaction　　1引言　　在實(shí)際科研工作中，研究者有專業(yè)知識(shí)為依據(jù)可認(rèn)為多個(gè)因素間相互獨(dú)立（不存在交互作用）或根據(jù)研究目的不需要考察多個(gè)因素之間的交互作用或受試驗(yàn)條件及樣本量等的限制無法考察多因素間的交互作用時(shí)，往往需要采用一些比較特殊的試驗(yàn)設(shè)計(jì)類型。當(dāng)試驗(yàn)涉及到3個(gè)或4個(gè)因素，而由于前述各項(xiàng)原因無法或不必要考察這些因素之間的交互作用時(shí)，可

2、根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)因素等選用拉丁方設(shè)計(jì)、交叉設(shè)計(jì)、三因素或四因素嵌套設(shè)計(jì)。本文著重論述這幾種試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)、區(qū)別、適用場合及如何根據(jù)資料的類型選用合適的統(tǒng)計(jì)分析方法，以期能幫助廣大科研工提高處理無法考察交互作用的三因素或四因素設(shè)計(jì)定量資料的統(tǒng)計(jì)學(xué)水平?！　?3種試驗(yàn)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及適用場合　　2.1拉丁方設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及適用場合拉丁方設(shè)計(jì)可用來考察一個(gè)試驗(yàn)因素和多個(gè)區(qū)組因素（重要非試驗(yàn)因素）對(duì)觀察結(jié)果的影響，要求這些因素水平數(shù)相同且相互之間不存在交互作用或交互作用可以忽略不計(jì)。根據(jù)試驗(yàn)涉及的區(qū)組因素的個(gè)數(shù)，可將

3、拉丁方設(shè)計(jì)分為三因素拉丁方設(shè)計(jì)或四因素拉丁方設(shè)計(jì)。前者即通常所說的拉丁方設(shè)計(jì)（如無特殊說明，本文后面所討論的拉丁方設(shè)計(jì)指三因素拉丁方設(shè)計(jì)），后者稱希臘拉丁方設(shè)計(jì)或正交拉丁方設(shè)計(jì)?！　?.1.1拉丁方設(shè)計(jì)拉丁方設(shè)計(jì)可安排一個(gè)試驗(yàn)因素和2個(gè)區(qū)組因素，視為隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的擴(kuò)展，因?yàn)樗入S機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)多考察一個(gè)區(qū)組因素對(duì)觀測結(jié)果的影響。拉丁方設(shè)計(jì)要求3個(gè)因素之間不存在交互作用或交互作用可以忽略不計(jì)，要求3個(gè)因素水平數(shù)相同（以試驗(yàn)因素水平數(shù)為基準(zhǔn)）?！　?.1.2希臘拉丁方設(shè)計(jì)希臘拉丁方設(shè)計(jì)可安排一個(gè)試驗(yàn)因素和3個(gè)區(qū)

4、組因素，要求4個(gè)因素之間不存在交互作用或交互作用可以忽略不計(jì)，要求4個(gè)因素水平數(shù)相同（以試驗(yàn)因素水平數(shù)為基準(zhǔn)）?！　?.1.3適用場合根據(jù)觀測指標(biāo)的獲取與受試對(duì)象間的關(guān)系，拉丁方設(shè)計(jì)（含三因素拉丁方設(shè)計(jì)和四因素拉丁方設(shè)計(jì)）可分為2種情況：一是每個(gè)區(qū)組中的k個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)測自同一個(gè)受試對(duì)象，二是每個(gè)區(qū)組中的k個(gè)數(shù)據(jù)測自條件相近的k個(gè)受試對(duì)象。前者可大大減少所需受試對(duì)象個(gè)數(shù)，但由于“攜帶效應(yīng)”（前一種處理對(duì)觀測指標(biāo)造成的影響在受試對(duì)象接受下一個(gè)處理時(shí)仍然存在）的存在，使其一般不適用于干預(yù)性試驗(yàn)研究，除非能保證試

5、驗(yàn)因素各水平對(duì)觀測指標(biāo)的影響是短暫可逆的，即在設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)，前一種處理對(duì)觀測指標(biāo)的影響會(huì)消除，所以在處理對(duì)受試對(duì)象的影響易恢復(fù)到初始狀態(tài)的觀察性研究中應(yīng)用拉丁方設(shè)計(jì)效果較好。后者由于某種原因不宜在同一受試對(duì)象上觀察試驗(yàn)因素的不同水平對(duì)觀測結(jié)果的影響，而選用條件相近的k個(gè)受試對(duì)象，這樣做就不存在“攜帶效應(yīng)”的影響了，但也是以“較大樣本含量”為代價(jià)的。請(qǐng)注意，這2種情況下的拉丁方設(shè)計(jì)都要求試驗(yàn)涉及的3個(gè)或4個(gè)因素間的交互作用無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義且各因素的水平數(shù)相同?！　≌?qǐng)讀者思考并比較下面3種情況下應(yīng)用拉丁方設(shè)

6、計(jì)，其結(jié)論可信度的高低：一是用4臺(tái)秤分別測量4個(gè)人的體質(zhì)量，每臺(tái)秤測量每個(gè)受試者1次，從而比較4臺(tái)秤的測量結(jié)果是否一致；二是用4臺(tái)血壓計(jì)分別測量4個(gè)人的血壓，每臺(tái)血壓計(jì)測量每個(gè)受試者1次，從而比較4臺(tái)血壓計(jì)的測量結(jié)果是否一致；三是比較4種降壓藥的療效是否一致，選擇4個(gè)受試對(duì)象，每個(gè)受試對(duì)象以不同的順序服用這4種降壓藥，在同一受試對(duì)象服用不同的降壓藥中間隔一段時(shí)間以減少或排除前次服用的降壓藥對(duì)觀測指標(biāo)的影響?？梢钥闯?，上述3種情況下均采用了4×4拉丁方設(shè)計(jì)，但根據(jù)這3種設(shè)計(jì)所獲得的定量資料進(jìn)行正確的統(tǒng)計(jì)分

7、析后，所得結(jié)論的可信度卻不盡相同。第一種情況，人的體質(zhì)量在短時(shí)間內(nèi)是基本不變的，而不同的秤測量人的體質(zhì)量也不會(huì)對(duì)體質(zhì)量造成什么影響，此時(shí)采用拉丁方設(shè)計(jì)效果極好；第二種情況，雖然不同的血壓計(jì)對(duì)受試者的血壓不會(huì)造成什么影響，但由于血壓本身易受人的情緒、心理等主觀因素的影響，采用拉丁方設(shè)計(jì)的效果較第一種情況稍差；第三種情況，不同的降壓藥對(duì)人的血壓會(huì)造成短時(shí)無法徹底清除的效應(yīng)影響，即受試對(duì)象在服用下一種降壓藥時(shí)，其前一次服用的降壓藥造成的影響仍然存在，此時(shí)采用拉丁方設(shè)計(jì)效果很不好?！　?.2交叉設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及適用

8、場合與拉丁方設(shè)計(jì)相似，交叉設(shè)計(jì)也是用來考察一個(gè)試驗(yàn)因素和2個(gè)區(qū)組因素對(duì)觀測指標(biāo)的影響，要求3個(gè)因素間的交互作用無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。根據(jù)涉及到的試驗(yàn)因素水平數(shù)和試驗(yàn)段數(shù)，可將交叉設(shè)計(jì)分為3類：二階段交叉設(shè)計(jì)、三階段交叉設(shè)計(jì)及3×3交叉設(shè)計(jì)。　　2.2.1二階段交叉設(shè)計(jì)當(dāng)試驗(yàn)涉及的試驗(yàn)因素只有2個(gè)水平，且根據(jù)專業(yè)知識(shí)的需要，希望該試驗(yàn)因素的2個(gè)水平先后作用于同一個(gè)受試對(duì)象，此試驗(yàn)設(shè)計(jì)稱為二階段交叉設(shè)計(jì)或2×2交叉設(shè)計(jì)。根據(jù)觀測指標(biāo)的獲取與受試對(duì)象之間