医学研究论文写作之多因素正交实验设计方法

正交设讨是一种高效、经济的多因素的实验设计方法。它利用一套规格化的正交表来安排实验,使每次实验的因素和水平得到合理的安排,并可大大减少实验次数。例如要进行4 种因素、每种因素3 个水平的实验,析因设计需进行34=81 次实验;而正交设计只需做9 次实验就可得到相似的效果。通过对实验结果的分析,找出主要因素、起独立作用的因素及起交互作用的因素,并可选出各因素中的一个最佳水平的组合。

正交表是正交实验设计方法的专用表格,这是安排实验、分析实验结果的简单并容易掌握的工具表。正交表是用均衡分散性、整齐可比性的两个正交性原则,遵循数理统计原理制订出的现成的备用表。它是具有代表性和典型性的实验组合,并把这些组合按顺序排列而成的表。

例如为研究提高气溶胶免疫的有效粒子百分率和探讨产生这种气雾的最好组合条件(搞清主要的影响因素、最佳水平及其组合) ,可以用正交设计方法来设计。本实验目的是研究确定提高气雾免疫的有效粒子百分率的最佳组合条件,实验观察指标是有效粒子的百分率。已知影响本实验的3 个主要因素是气雾时的气温、气湿和工作压力,设计时,根据以往经验,每个因素取3 个水平。此设计所选取的正交表实验因素、各因素水平及实验号按正交表内项目已填人表内(以上均见黑体字) ,为分析方便,将实验结果(有效粒子率)亦填入表内。
选正交表时,应选择能容纳下实验因素和水平的表。本实验设计选择的~约表可安排4 个因素,每个因素3 个水平,表中第4 个因素D 列,因为不需要而删去了。根据实验因素数和每种因素的水平数去选择正交表不是唯一的,如要求精确度高时,可选实验次数多的;要求精确度不高的或实验条件有困难时,可选用实验次数少的;分析的交互作用多,宜选列数多的正交表,已知交互作用少,可选列数少的。

顺便提及正交表的简单分析法。

正交设计的实验结果也有抽样误差,也需要作差异显著性检验,一般用方差分析,详细分析请参阅统计学书籍。
正交设计的优点是:高效快速,所需实验次数少,节省人力、物力和时间;实验的均衡性好,实验效果好,既可找出主要影响因素又可分析交互作用;方法简便容易掌握。它的缺点是在临床上以患者为受试对象时其实用性受到限制。

2015-11-23T10:44:33+00:00