การวางแผนการทดลอง

1. การวางแผนการทดลอง วีระศักดิ์ ปัญญาพรวิทยา DVM,Ms,PhD คณะสัตวแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ veerasak.p@cmu.ac.th

2. ประสบการณ์ : Minor in Statistics สอน :research design, statistical analysis ใช้:SAS>10 ปี, R> 2ปี

3. เปรียบเทียบอาหาร 3 สูตร เพื่อการรักษาโรคไต • สุ่มอาหารให้สุนัขพันธุ์ต่างๆ โดยมีสุนัข 5 ตัว ต่อ อาหาร 1 สูตร • จากนั้นดูผลของการรักษา คือ ระดับเอ็นไซม์ที่ระบุถึงการทำงานของไต

4. ให้วัคซีนชนิด A, B และ C โดยการสุ่มให้กับไก่สายพันธุ์ต่างๆ จากนั้นหาระดับภูมิคุ้มกัน เพื่อบอกว่า วัคซีนชนิดไหนมีประสิทธิภาพดีกว่ากัน

5. สุ่มสารรักษาคุณภาพเนื้อไก่ (สาร A,B และ C) ให้กับสะโพกไก่ ที่มาจากล็อตการผลิตเดียวกัน วัดค่า pH เพื่อดูประสิทธิภาพของสาร

6. แผนการทดลองใด ที่ผู้วิจัยคิดว่า เหมาะสม ที่สุด ?

7. ไม่สามารถหาสัตว์ทดลองที่มีลักษะเหมือนกันได้ไม่สามารถหาสัตว์ทดลองที่มีลักษะเหมือนกันได้ • สัตว์บางชนิดมีจำนวนจำกัด เช่น สัตว์ป่า ปรึกษานักสถิติ แผนการทดลอง ขนาดตัวอย่าง

8. แผนการทดลอง เป็นตัวกำหนด สถิติที่ใช้ในการวิเคราะห์

9. The way of thinking

10. Y= X y = x + error where y= final body weigh x = diet type (1= diet a, 2= diet b) Final body weight is the function of diet type Final body weight is the result from diet type

11. ผู้วิจัยได้วางแผนการทดลองดีแล้วจะมีความคลาดเคลื่อนได้อย่างไร ? ความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นในการทดลองมาจากไหน ? แสดงให้เห็นได้ไหมว่า มีความคลาดเคลื่อน โดยบอกเป็นตัวเลขออกมาเลย ?

13. y = treatment + error y trt = + error

14. y = treatment + error y trt + = error

15. y = treatment + error y trt + error =

16. แผนการทดลอง การทดลองมีความน่าเชื่อถือมาก ควบคุมความผันแปร เพื่อให้อิทธิพลของ treatment แสดงออกได้ชัดเจน

17. การวางแผนการทดลอง

18. ถ้าเริ่มบรรยายแบบนี้ อาจจะไม่น่าสนใจ

19. หาสัตว์ที่มีความคล้ายคลึงกันได้หาสัตว์ที่มีความคล้ายคลึงกันได้ CRD หาสัตว์ที่มีความคล้ายคลึงกันได้แต่มีจำนวนไม่มากนัก แต่ก็สามารถจัดกลุ่มได้ RCBD มีสัตว์จำนวนจำกัด SLD

20. ผู้วิจัยหาหน่วยทดลองที่มีความเหมือนกันได้ไม่ยากนักผู้วิจัยหาหน่วยทดลองที่มีความเหมือนกันได้ไม่ยากนัก และต้องการทำวิจัยเพียงระยะเวลาเดียว

21. T1 T2 หาหน่วยทดลองที่มีความเหมือนกันได้ไม่ยาก T3

22. คำจำกัดความที่สำคัญสำหรับ การวางแผนการทดลอง สะโพกไก่ คือ หน่วยทดลอง (experimental unit) ทรีตเม้นต์ (treatment) คือ สารที่ใช้ มีทั้งหมด 3 ทรีตเม้นต์ ในแต่ละทรีตเม้นต์จะมีสะโพกไก่ จำนวน 4 ชิ้นดังนั้น จำนวนซ้ำ (replication) ของแต่ละทรีตเม้นต์จะเท่ากับ 4 (rep= 4)

23. ผู้วิจัยต้องการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของอาหาร 3 สูตร (A,B และ C) ต่อการเจริญเติบโตของลูกสุกร ผู้วิจัยสามารถหาลูกสุกรที่มีขนาด น้ำหนัก จากแม่ที่มีสายพันธุ์ใกล้เคียงกันได้ http://www.mooyaso.net/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=5

24. จากการคำนวณหาขนาดตัวอย่างพบว่าต้องการ ลูกหมู ทรีทเม้นต์ละ 10 ตัว (ทั้งการทดลองต้องการ 30 ตัว) ทำการ สุ่ม(randomization)ชนิดของอาหาร (A,B หรือ C) ให้กับลูกหมู ทั้ง 30 ตัว โดยต้องไม่ห็นหน้าลูกหมูก่อน !!!

25. ในทางปฎิบัติจะทำอย่างไรในทางปฎิบัติจะทำอย่างไร ไปยืนที่เล้าแล้วชี้เลือก เขียนฉลากทรีตเม้นท์ต่างๆ รวม 30 ใบ แล้ว จับสลากให้หมู ใช้คอมพิวเตอร์สร้างสมุดภาคสนาม

26. ตัวอย่างการสุ่มทรีตเม้นต์ให้กับลูกหมูโดยใช้โปรแกรม R > crd pig r trt 1 1 1 C 2 2 2 C 3 3 3 C 4 4 1 B 5 5 4 C 6 6 5 C 7 7 2 B 8 8 3 B 9 9 4 B 10 10 5 B 11 11 6 B 12 12 1 A 13 13 2 A 14 14 7 B 15 15 6 C 16 16 7 C 17 17 8 C 18 18 3 A 19 19 8 B 20 20 4 A 21 21 9 B 22 22 5 A 23 23 10 B 24 24 6 A 25 25 7 A 26 26 8 A 27 27 9 A 28 28 9 C 29 29 10 C 30 30 10 A หมูตัวที่ 20 จะได้รับ ทรีตเม้นต์ A ซึ่งหมูตัวนี้เป็น replication ที่ 4 ของ treatment A

27. แผนการทดลองที่เราได้ใช้ข้างต้น เรียกว่า Completely randomized design(CRD)

28. หน่วยทดลอง มีความเหมือนกัน • ให้ treatment กับหน่วยทดลองโดยการสุ่ม

29. T2 T3 T1

30. Data layout

31. bacterial count for t thchicken thigh receiving treatment i = overall mean = effect treatment i (i= 1 to 3) = random error

32. http://www.chiangmainews.co.th/page/wp-content/uploads/2012/04/82.jpg-copy2.jpghttp://www.chiangmainews.co.th/page/wp-content/uploads/2012/04/82.jpg-copy2.jpg

33. ผู้วิจัยต้องการทดสอบประสิทธิภาพของยา 3 สูตร ในการลดระดับเซลล์โซมาติกในน้ำนมโค ซึ่งต้องการโคจำนวน 10 ตัวต่อสูตรยา • เนื่องจากการให้นมของโคจะแตกต่างกันตามระยะรีดนม ดังนั้นผู้วิจัยจึงต้องการโคนม ที่มีระยะรีดนมที่ใกล้เคียงกัน • แต่ผู้วิจัยไม่สามารถหาโคนมที่มีระยะรีดนมใกล้เคียงกันได้ • ผู้วิจัยมีทางเลือกในการวางแผนการทดลองอย่างไร ?

34. ผู้วิจัยต้องการทดสอบประสิทธิภาพของวัคซีน 4 ชนิด ให้วัคซีนชนิดต่างๆ โดยการสุ่มให้กับไก่ทดลองกลุ่มนี้ได้หรือไม่

35. หน่วยทดลองมีความแตกต่างกัน แต่ สามารถจัดเป็นกลุ่มๆ ได้

37. T2 T1 T1 T3 T4 T3 T3 T2 T2 T1 T4 T4 ทำการจัดกลุ่ม (block) จากนั้นให้ treatment โดยการสุ่มในแต่ละ block T3 T2 T4 T1

38. Blocking A B C A B C A B C A B C

39. จากตัวอย่างเรื่องโคนม-เซลล์โซมาติก และวัคซีนไก่ แผนการทดลองที่เราได้กล่าวถึงนี้ คือ Randomized completeblock design(RCBD)

40. อะไรบ้างที่เราจะเรียกว่า การสร้างบล็อค

41. ผู้วิจัยต้องการทดสอบของสารต้านอนุมูลอิสระ 3 ชนิด ให้กับสุกร ในอาคารสัตว์ทดลอง อาคารสัตว์ทดลองมีขนาดที่จำกัด คือ บรรจุสุกรได้ไม่เกิน 9 ตัว แต่ในการหาขนาดตัวอย่างแล้วพบว่าต้องใช้สุกร ทั้งหมด 27 ตัว หรือ 9 ตัวต่อทรีตเม้นต์

42. ผู้วิจัยสามารถทำการทดลองได้ โดยใช้สุกร ครั้งละ 9 ตัว โดยทำการสุ่มทรีตเมนต์ให้กับสุกรที่ทดลอง ซึ่งจะได้ สุกร 3 ตัวต่อทรีตเม้นต์ เมื่อเสร็จสิ้นการทดลอง ก็นำสุกรชุดเดิมออก แล้วนำสุกรชุดใหม่เข้ามา ทำอย่างนี้อีก 2 ครั้ง สุกรแต่ละชุด สามารถจัดให้เป็นบล็อค ได้ บล็อค คือ ชุดของสัตว์ที่ทำการทดลอง

43. ผู้วิจัยต้องการทดสอบประสิทธิภาพในการรักษาโรคไต ของยา 3 ชนิด แต่มีสุนัขที่อายุแตกต่างกัน ซึ่งอายุเป็นปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อการหายของโรค ทำการแบ่งกลุ่มสุนัขทดลองออกเป็น 3 กลุ่มตามอายุ แล้วสุ่มทรีตเม้นต์ให้กับสุนัขแต่ละกลุ่ม เมื่อแบ่งอย่างนี้แล้ว จะหมายถึง เราทำการสร้างบล็อค โดยการใช้อายุเป็นเกณฑ์ บล็อค คือ หน่วยทดลองที่มีลักษณะใกล้เคียงกัน

45. response for tth rep in block j received treatment i = effect of ith level of treatment = effect of jth level of block = random error term

46. ผู้วิจัยต้องการทดสอบประสิทธิภาพของวิธีการผ่าตัด (ผ่าตัดแบบ A, ผ่าตัดแบบ B) ร่วมกับ การออกกำลังกายหลังการผ่าตัด (y=ออก, n=ไม่ออก) ต่อการหายของโรคข้อ

47. ศึกษาครั้งที่ 1: เพื่อเปรียบเทียบผลของวิธีการการผ่าตัด ใช้สัตว์จำนวน 20 ตัว ศึกษาครั้งที่ 2 : เพื่อผลของการออกกำลังกายหลังการผ่าตัด ใช้สัตว์เพิ่มขึ้นอีก 20 ตัว มีแผนการทดลองที่ดีกว่านี้หรือไม่ ในการที่จะลดจำนวนสัตว์ที่ใช้ในการทดลอง

48. สร้าง treatment combination เช่น ผ่าตัด A: ไม่ออกกำลังกาย, ผ่าตัด B: ออกกำลังกาย สุ่มให้กับสัตว์ทดลอง

49. ขนาดตัวอย่างและปัจจัยแบบ factorial

50. จากตัวอย่าง แผนการทดลองที่นำมาใช้ เรียกว่า factorial design ซึ่งเป็นจัดทรีทเม้นต์ (treatment design)