【期刊论文】正交设计与数据分析在药学研究中的应用.pdf

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1、广东药学院学报JournalofGuangdongPharmaceuticalCollegeOct．2009。25(5)圈目正交设计与数据分析在药学研究中的应用(I)张丕德，龙晓英(1．广东药学院公共卫生学院；2．广东药学院中药学院，广东广州510006)关键词：正交设计；数据分析；药学研究中图分类号：0212．6文献标识码：A文章编号：1006—8783(2009)05—0546—06正交试验设计(简称正交设计)是试验设计中最优秀的素选取比较合理的水平，有时还要注意因素之间的比例(如方法之一。正交设计主要起源于日本，至今已发展近半个世混料试验)。纪多，在我国则从上世纪六、七

2、十年代开始普及。在药学领一般来说，各因素的水平数可以相等，也可以不等，主要域，正交设计应用较广，为了进一步推广和提高正交设计的有因素的水平数可以多些，次要的水平数可以少些。分类水平关知识和技术，作者参考国内统计名著，查阅大量文献，总结可选取代表性水平，水平之间必有最佳水平；连续变量的水平多年的教学、科研经验和审稿中遇到的问题，拟从几个方面阐注意范围和间隔，最佳水平常常在最大最小水平之间出现。述正交设计有关内容及其在药学研究中的应用。文中实例和由于因素个数以及水平数增加时，方差分析模型中的未知参部分内容均来自各参考文献，不加一一注明，更详细的背景请数个数呈指数增长，如果采用正交

3、设计，就必须控制因素和水参阅相应文献。平数。本文介绍的内容如下(在本刊分两期发表)：当因素呈连续变量的情形，部分研究者偏向于使用2水一平正交表。但2水平设计有时给出不正确的或不充分的信、正交试验的要素二、正交表的选择息。假设在试验中因素A对效应y有重要作用，图1给出了三、直观分析法三种常见的信息不充分情形。设计(1)选择了正确的试验范四、方差分析法围，但不幸二个水平的效应值接近，若进行数据分析会误判五、线性回归分析法A对l，不重要。设计(2)虽然能够比较出接近最佳效应的水六、二次回归分析法平，但A和l，更细致的关系很难发现，会误判为直线效应。七、多个效应指标的处理情形(3)选

4、错了试验区域，会误判A对y不重要。二水平试验的局限性是一目了然的，因此，对2水平正交设计的应用要一、正交试验的要素特别注意。试验的基本要素包括：受试对象、试验因素和试验效应。Y受试对象的选取主要强调试验条件的均衡一致，保证试验效应的可比性。如果试验次数较多，有时很难得到足够的条件一致的受试对象，可以通过区组设计的方法，或将某些难A1A2AlA2A1A2以一致的条件做为因素记录并通过数据分析进行均衡调整(1)(2)(3)(如协方差分析法)。图1二水平设计试验效应是指试验结果，试验结果最好用定量指标描述，如果不能定量表示，也要通过评分或分级将效应量化，以便合当连续因素取多个水平时

5、，要注意使用中心化、对称化等理比较。试验效应有单指标效应，也可以出现多指标效应，有单因素设计的方法，水平之间不必分布均匀或间隔相等，主要主要效应，也有次要效应。单个效应的统计分析相对容易，而选取能表示效应变化的关键点，能使参数估计的方差达到最多个效应的统计分析比较困难，只能进行探索性分析。小，设计时要参考相关书籍。试验因素和水平的选择是试验有效与否的关键，因素的例如，最优设计理论证明，在试验范围[一1，1]内，若要选择要凭借专业知识和实践经验，选择对试验结果可能有一求每个水平上试验次数相同，当试验效应分别呈一次、二次、定影响的因素，相关性强的或可替代的因素尽量少选。各因三次、

6、四次多项式时D一最优设计的水平选取情况分别为(一1收稿13期：2009—09—151，1)、(一1，0，1)、(一1，一，o，1)、(一l，√手，o，√亏，作者简介：张丕德，男，教授，硕士生导师，主要从事医学多元1)，可以将多项式系数全部估计出来，且参数估计的方差达统计分析方法及应用、遗传流行病学统计分析方到最小。为说明起见，任意取多项式1+0．2x，l+0．2x法研究，Email：zhangpide@tom．coil2。0．3．1+O．2+0．3+0．4，1+0．2+0．3x+0．4x+第5期张丕德，等．正交设计与数据分析在药学研究中的应用(I)5470．5x，应用上述4个

7、设计各水平与效应曲线的对应情况见图(1)正交表中任意一列中，不同的数码出现的次数相等，2，从图中可以直观地看到，各水平之间的间隔未必相同，也不这一性质表明正交表具有均衡分散性。均匀，但水平所对应的效应点在整个曲线上位置特征明显，基(2)正交表中任意两列，把同行的两个数码看成有序数对本能勾画出整个衄线变化的趋势时，所有可能的数对出现的次数相同。这一性质表明正交表具有整齐可比性，也称为正交性。表1L(2)正交表一1Ol一lOf11一次多项式f2)-次多项式一1一1011—1一01(3)三次多项式(4)四次多