专利名称：一种实验动物分组的方法
技术领域：
本发明涉及一种实验动物分组的方法。
背景技术：
医学科研中，在进行具体实验以前必须进行实验设计，例如对受试对象如何分组、怎样合理估计各处理组(处理组合)中样本例数、如何对非处理因素的控制等方面作进一步的操作和安排。对照、随机与重复是实验设计中的三大原则，这是任何实验都应当高度注意和遵循的。
对照是实验设计的首要原则。有比较才能鉴别，对照是比较的基础。除了受观察处理因素外，其它影响效应指标的一切条件在实验组与对照组中应尽量齐同，要有高度的可比性，才能排除混杂因素的影响，对试验观察的项目作出科学结论。对照的种类有很多，可根据研究目的和内容加以选择。常用的有以下几种①空白对照，对照组不施加任何处理因素。这种方法简单易行，但容易引起实验组与对照组在心理上的差异，从而影响实验效应的测定。临床疗效观察一般不宜采用此种对照。②安慰剂对照，对照组采用一种无药理作用的安慰剂，药物剂型或处置上不能为受试对象识别。因为精神心理因素也可通过神经与内分泌多途径对机体与疾病产生重要影响。据估计临床疗效约30％来自病人对医护人员与医疗措施的心理效应。但务必注意在临床科研中务必遵循病人利益第一的原则。一般认为只有无特效治疗的慢性病，方可使用安慰剂。③实验条件对照，对照组不施加处理因素，但施加某种与处理因素相同的实验条件。实验条件包括操作技术、被试因素的溶媒或容量等。凡对试验效应产生影响的实验条件，宜采用此法。④标准对照，用现有的标准方法或常规方法做对照。在观察评价某种药物或疗法对某病的疗效时，为不延误病人的治疗，对于急性病、危重病和有特殊治疗办法的疾病，均应用已知的有效药物、有效疗法或公认的标准疗法作对照。
临床疗效判断仅有自身前后对照是不够的，因为许多疾病的发生、发展与时间、季节等因素有关。其次，对于绝大多数疾病而言，历史对照也是次要的，因为随着年代的变迁，许多条件发生了明显变化；但目前认为的“不治之症”的疾病，还可以历史作为潜在对照。
在实验研究中，不仅要求有对照，还要求各组间除了处理因素外，其他可能产生混杂效应的非处理因素在各组中(对照和实验组)尽可能保持一致，保持各组的均衡性。贯彻随机化原则是提高组间的均衡性的一个重要手段；也是资料统计分析时，进行统计推断的前提。随机化抽样的目的就是要使总体中每一个研究对象都有同等机会被抽取分配到实验组或对照组。
要使统计量(样本指标)代表参数(总体指标)，除用随机抽样方法缩小误差外，重复实验是保证实验结果可靠的另一基本方法，这是实验设计的另一基本原则。实验要求一定重复数，其目的是使均数逼真，并稳定标准差，只有这样来自样本的统计量才能代表总体的参数，统计推断才具有可靠的前提。
重复例数(样本例数)的决定因素包括处理的效果的明显性、实验误差的大小、生物个体变异的大小、资料性质、确定的第一类误差(α)和第二类误差(β)的大小和实验设计的类型。总之，样本例数太多或太少都不利于揭示事物间的差别。为此，应该在保证实验结果具有一定可靠性的条件下，确定最低的样本例数，以便节约人力和经费。
在药物研究中，常常需要进行动物实验。动物实验中必然涉及到动物分组，如在药物毒性研究中，研究不同给药剂量组(对照组、高剂量组、中剂量组、低剂量组)的动物毒性，以及研究药物繁殖毒性；在药物代谢学研究中，线形药物动力学研究至少需要三个不同剂量组和对照组；在药物药效学研究中，主要药效学研究应设对照组，包括空白对照(正常及模型动物对照组，必要时应设溶媒对照组)及阳性药物对照组，实验组也需要多个不同剂量和不同给药方式。
进行动物实验时，经常需要将选择好的实验动物按研究的需要分成若干组。动物分组应按随机分配的原则，使每只动物都有同等机会被分配到各个实验组与对照组中去，以避免各组之间的差别，影响实验结果，特别是进行准确的统计检验，必须在随机分组的基础上进行。每组动物数量应按实验周期长短、实验类型及统计学要求而定。如果是慢性实验或需要定期处死动物进行检验的实验，就要求选较多的动物，以补足动物自然死亡和认为处死所丧失的数量，确保实验结束时有合乎统计学要求的动物数量存在。
均匀分组对动物分组具有重要意义，均匀分组能够使得每组的样本属性一致，组间差异不会影响实验结果；而传统方法使用随机分组，达不到均匀分组的优化，组间差异将会造成实验结果不同，影响研究者对研究结果的正确分析。
发明内容
本发明的目的是提供一种实验动物分组的方法。
本发明所提供的实验动物分组的方法，包括以下步骤 1)测定待分组动物样本中每个个体的标志值； 2)按照动物实验要求的组数和每组的个体数对1)中的所有个体的标志值进行分组，找出(组间平均方差)的值最小的那种标志值分组情况；其中n为实验要求的组数，
为每组的标志值平均数，
为全体样本的标志值平均数； 3)按照的值最小的那种标志值分组情况对实验动物进行分组。
该实验动物分组的方法可用于药物毒性研究实验，药物代谢学研究实验，药物药效学研究实验中的动物分组。
所述标志是为说明个体在某一方面的特征而采用的名称，如体重。其标志表现可用数值表示，即标志值。如体重为300克。
所述标志可选自体重、血压和体表面积等中的任意一种。
本发明按照值最小的方法对动物实验进行平均分组，使标志值的组间差异最小，这样才能保证对照组和不同实验组之间数据的平行性，对实验结果的影响也最小。
图1为求出组间平均方差值最小的那种标志值分组情况的计算程序的主要流程图
具体实施例方式 本发明利用蒙特卡罗原理，用计算机程序，通过计算机计算，求得最优的动物分组(即值最小的那种标志值分组情况)，达到分组更优，保证组间差异更小。
其中，蒙特卡罗原理举例如下 将200只小鼠的标志值随机分为4组，计算每组标志值的平均值，求得标志值的组间平均方差。这样随机分组10E+6次，求得每次的组间平均方差，取组间平均方差最小的随机样本作为动物分组。
200个动物随机分为四组的样本量为C； 最优分组出现的几率为1/C，即0.000...0001； 最优分组没有出现的几率为1-1/C，即0.999...999； 随机分组10E+6次，最优分组一次也没有出现的几率为(1-1/C)的10E+6次方，这个值趋近于零； 最优分组落在随机分组10E+6样本量的几率趋近于1； 取得随机分组10E+6样本量中最优分组，即值最小的那种标志值分组情况。
求出值最小的那种标志值分组情况的计算程序的主要流程图如图1所示 程序开始获取到待分组的动物信息(如编号、体重)及要分的组数和每组的动物数量。
然后初始化一个数作为保留方差值，这个数要大一点，保证能找到比这个数小的组间平均方差；并设置一循环因子，从零开始，这个实际上就是一个循环计数器。
接着对所有的动物标志值按照前面获取到的分组方式进行随机分组，计算新的组间平均方差。
判断新的组间平均方差是否小于保留方差值，如果小于保留方差值，就用新的组间平均方差替换保留方差值，然后进入下一步循环因子自加1。如果新的组间平均方差不小于保留方差值，就直接进入下一步循环因子自加1。
循环因子自加1，检查循环因子是不是到了需要的次数，如200个动物随机分为四组需循环10E+6次，到了就把最后保留的分组信息输出出来，没到就再进行前面的随机分组，再计算组间平均方差，判断新的组间平均方差是否小于保留方差值，直到循环因子达到了需要的次数。
下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。
下面仅以体重为例，说明本发明的动物分组方法，其它标志的动物分组方法与以体重为标志的相同。
实施例1、220只大鼠分成四组，每组50只 1、对饲养的220只大鼠测量体重，结果如表1所示表1、220只大鼠的体重 2、根据动物体重，以和总体平均值距离远近为依据，掐头去尾，除去体重较高者和较低者，取出200只； 3、分别使用随机抽样法和本发明的方法进行分组，分成四组，每组50只，计算每组的体重平均值、样本的体重平均值、值。
使用随机抽样法的分组结果如表2所示，其组间平均方差为1.553783。
按照本发明的方法，将200只大鼠的体重值，输入计算机，通过上述计算机程序得出的值最小的那种体重值分组情况，按照该体重值分组情况对200只大鼠分组，结果如表3所示，其组间平均方差为3.99E-05。说明本发明的方法与随机抽样法相比，其方差要小得多，对实验结果的影响也最小。
其中n＝4，
为每组的体重平均数，
为总体样本的体重平均数。 表2.200只大鼠的随机分组 表3、200只大鼠按照本发明的方法分组 实施例2、从170只动物中取150只，分成三组，各组动物数分别为40，50，60只 1、对饲养的170只大鼠测量体重，结果如表4所示 表4、170只大鼠的体重 2、根据动物体重，除去体重较高者和较低者，取出150只； 3、分别使用随机抽样法和本发明的方法进行分组，分成三组，各组动物数分别为40，50，60只。计算每组的体重平均值、样本的体重平均值、值。
使用随机抽样法的分组结果如表5所示，其组间平均方差为1.44746。
按照本发明的方法，将150只大鼠的体重值输入计算机，通过上述计算机程序得出的值最小的那种体重值分组情况，按照该体重值分组情况对150只大鼠分组，结果如表6所示，其组间平均方差为8.91E-03。说明本发明的方法与随机抽样法相比，其方差要小得多，对实验结果的影响也最小。
其中n＝3，
为每组的体重平均数，
为总体样本的体重平均数。
表5、150只大鼠的随机分组 表6、150只大鼠按照本发明的方法分组 实施例3、从120只大鼠中取100只，分成六组，各组动物数分别为15，15，15，25，10，20只 1、对饲养的120只大鼠测量体重，结果如表7所示 表7、120只大鼠的体重 2、根据动物体重，除去体重较高者和较低者，取出100只； 3、分别使用随机抽样法和本发明的方法进行分组，分成六组，各组动物数分别为15，15，15，25，10，20只。计算每组的体重平均值、样本的体重平均值、值。
使用随机抽样法的分组结果如表8所示，其组间平均方差为12.2231。
按照本发明的方法，将100只大鼠的体重值，输入计算机，通过上述计算机程序得出的值最小的那种体重值分组情况，按照该体重值分组情况对100只大鼠分组，结果如表9所示，其组间平均方差为0.038121。说明本发明的方法与随机抽样法相比，其方差要小得多，对实验结果的影响也最小。
其中n＝6，
为每组的体重平均数，
为总体样本的体重平均数。
表8、100只大鼠的随机分组 表9、100只大鼠按照本发明的方法分组
权利要求
1、一种对实验动物进行分组的方法，包括以下步骤
1)测定待分组动物样本中每个个体的标志值；
2)按照动物实验要求的组数和每组的个体数对1)中的所有个体的标志值进行分组，找出的值最小的那种标志值分组情况；其中n为实验要求的组数，
为每组的标志值平均数，
为样本的标志值平均数；
3)按照的值最小的那种标志值分组情况对实验动物进行分组。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述实验动物用于药物毒性研究实验。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述实验动物用于药物代谢学研究实验。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述实验动物用于药物药效学研究实验中的动物分组。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于所述标志选自体重、血压和体表面积中的任意一种。
全文摘要
本发明公开了一种对实验动物进行分组的方法。该对实验动物进行分组的方法，包括以下步骤1)测定待分组动物样本中每个个体的标志值；2)按照动物实验要求的组数和每组的个体数对1)中的所有个体的标志值进行分组，找出式(Ⅰ)的值最小的那种标志值分组情况；其中n为实验要求的组数，为每组的标志值平均数，为样本的标志值平均数；3)按照式(Ⅱ)的值最小的那种标志值分组情况对实验动物进行分组。
文档编号G09B23/28GK1935102SQ200610113739
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月13日 优先权日2006年10月13日
发明者沈连忠, 曹禹, 王奇, 任建廷 申请人:中国药品生物制品检定所, 京师利源医药技术(北京)有限公司