医学论文中统计分析错误辨析与释疑(6)——定量资料分析方法的合理选择.pdf

中华 医学 杂志 2 0 0 4年 3月 1 7口第 8 4卷第 6期N a t l Me d J C h i n a Ma r c h 1 7 2 0 0 4 Vo l 8 4 N o 6 医学论 文中统计分析错误 辨析 与释疑 6 定量资料分析方法的合理选择 李子建 胡 良平 刘惠刚 一 引言 所谓定量资料 的统计分析是指所观测 的结果变 量是定量的 而且希望考察定性 的影响因素取不 同 水平时定量观测结果的平均值之间的差别是否具有 统计学意义 定量资料的统计分析有参数法与非参 数法之分 一般来说 非参数法能解决的问题 比较简 单 其优点是 对资料 的要求 指 资料 应满足 的前提 条件 比较 低 而参数法通 常能处理 多 因素 的定量 资料 但对资料的要求较高 合理 选用统计分析方 法处理定量资料的关键在于以下两点 其一 准确辨 析资料所对应的实验设计类型 其二 检查资料是否 具备参数检验 的前提条件 值得 注意的是 人们在 对定量资料进行 统计分 析时常 犯各种 各样 的错 误 主要是忽视 了前述两点所致 有些错误将直接导 致得出错误的结论 因此 准确辨析定量资料统计 分析中常见的错误是很有必要 的 由于 医学专业上 的要求 研究 者常常需要研究 不 同因素组合下的实验效应 或观察不 同时间点上 的实验效应 因此就会 不 自觉地 应用一些诸如析 因 设计 具有重复测量设计 等相对复杂 的实验设计类 型 这些设 计都有其对应 的特点 数据分析时有其 特定的统计模型 而研究 者本人往往并不 了解所采 用 的设计类型是什么 也不 了解实验 中究竟涉及几 个 因素 各因素分别有 几个水平 以及他们是如何组 合 的 不检查资料是否满 足进行某种统计分析所要 求 的前提条件 只是一 味地 套用 t 检验 进行两两 比 较 把 t 检验作 为分析定量资料 的 万能工具 这就 不可避免地造成 了 t 检验的误用和滥用 医学实验设计 的类 型很多 常 见 的有 单 组设 计 配对设计 成组设计 配伍组设计 拉丁方设计 交叉设计 析 因设计 正交设计和具有重复测量的设 计等 不 同因素及其水平 的组合 实验 的具体实施 以及因素对观测指标影响的情况等决定了其设计类 作 者单位 1 0 0 8 5 0北京军 事医学 科学院生 物医学统 计咨询 中心 李 子建 胡 良平 首都医科大学继续教 育学院 刘惠刚 争 鸣 与 教 育 型 实际上适合用 t 检验进行平均值比较所对应的 设计类型较少 只有单组设计 配对设计和成组设计 3种 而且 用 t 检验处理前两种设计类型的定量资 料时 资料应满足正态分布的要求 用 t 检验处理 成 组设计定量资料时 资料应满足正态分布和方差齐 性 的要求 定量资料的统计分析在统计学运用 中占有相当 大 的比重 误用的比例是非常高的 务必要予以足够 的重视 本系列文章拟 以实例的形式 针对 原作 者 在对定量资料进行统计分析 时所犯 的错误 分 析其 出错的原因 并给出正确的做法 展示统计分析方法 合理选用的技巧 二 误将定量资料判为定性资料从而错误选用 统计分析方法 例 1原文题 目 小儿皮肤血管瘤雌 孕激素受 体 的研究 原作者 意在探讨 雌激 素受体 E R 孕 激素受体 P R 在血管瘤发生 发展中的意义 采用 免疫组化方法对毛细血管瘤 混合型血管瘤 海绵状 血管瘤 淋巴管瘤及正常皮肤组织 的 E R P R进行检 测 全部 标本 经 1 0 福 尔 马林 固定 常规 石蜡 包 埋 每例选一典型蜡块 4 6 tx m切片 进行免疫组 化染色 高倍镜下每例肿瘤区内计数 5 0 0个细胞 计 数 E R P R阳性细胞百分率 资料见表 1 统计方法 用 x 检验 表 1 血管瘤 淋巴管瘤 中 E R P R检测结果 x 对差错 的辨析 正确识 别统计资料 的性质是合 理选择统计分析方法的重要前提 根据统计资料的 性质 统计资料一般 分为定量资料 和定性 资料 两大 类 所谓定量 资料 是指 从每个 观察单位 身上 针 对此资料 其 观察单位 是病例标 本 测得 的指标是 维普资讯 中华医学杂 志 2 0 0 4年 3月 l 7只第 8 4卷 第 6期N a t l Me d J C h i n a Ma r c h l 7 2 0 04 V o l 8 4 N o 6 用具体的数值表示的 其又分为计量资料 可带度 量单位和小数点 如 某人身高为 1 7 3 m 和计数资 料 一般只带度量单位 但不可带小数点 如 某人 脉搏为7 3次 m i n 所谓定性资料 是指从每个观 察单位身上测得的指标仅反 映某 一方 面的性 质 并 不能用具体的数值表示 其又细分为名义资料 如 血型分为 A B A B O型 和有序 资料 如疗 效分 为 治愈 显效 好转 无 效 死亡 对于本 资料来 说 测量细胞的结果是 阳性 或 阴性 且一般认 为带有 率 的资料就是定性 资料 似应判 为定性 资 料 然而问题的关键在于 原作者 的观察单位 并不 是细胞本身 而是每一个病例标本 原作者关心的是 4种疾病病例标 本和一组正 常人标本 的 E R P R 阳 性细胞率之均值是否 相同 从每一个病例标本 中得 到的是 E R和 P R阳性细胞率 他们是具体的数值 因而应属 于定量 资料 如果 仅从 资料 的表 面现 象 有 率 进行判断 而不考虑每一个数值 的实际含 义 没有从资料的本质上进行判断 很容易判断错误 释疑 判断资料性质的关键是把资料还原为基 本观察单位的具体取值形式 而不要被资料的表现 所迷惑 本资料的受试 对象为病例标本 测量指标 为 阳性细胞百分率 因而应 为定量资料 其涉及 一 个实验 因素 即样 品类 别 有 5个水平 即 毛细 血管瘤 混合型血管瘤 海绵状血管瘤 淋 巴管瘤 和 正常皮肤 对 于百分率 的定量指标 一 般根据经验 宜做平方根反正弦变换 当资料满足 正态性 和方差 齐性 的前提条件后 可采用单 因素 5 水平设计定量资料 的方 差分析处理资料 若变量变 换后仍不满足前提条件 则应采用非参数检验 如 K r u s k a l Wa l l i s 秩和检验 三 忽视 t 检验和方差分析的前提条件 例 2原文题 目 血清肿瘤标 志在结直肠 癌诊 断中的作用 文章为研究 C E A C A 1 9 9 C A 7 2 4和 C A 2 4 2 4项肿瘤标 志在患者 手术前 手术后 及转移 复发方面差异有无显著意义 分别检测 了5 8例手术 前患者 3 0例手术后患者及 l 9例转移复发患者 测 量其 4项指标 原作者对资料进行 了 t 检验 资料见 表 2 对差错的辨析 若资料中的数据均为正值且符 合正态分布 通常其标准差要小于均值 本例中若 干个单元格 中标准差 的数 值是 均值的 2倍 以上 基 本上可以认为此资料 服从偏 态分布 不同组间标准 差也相差悬殊 并不满足方差齐性的要求 作为参 数检 验方法 检验 和方 差分析有 其应用 前提条件 表2 手术前后 4项肿瘤标志检测结果 S 注 与术 前组相 比较 P 0 0 5 一 P3 水平设计定量资料和多因素设计定量 资料 释疑 正态性 和方 差齐性假设检验 的手工计算 一 般 比较复杂 借助统计软件 的相关模块或选项可 以方便地实现计算 若资料不满足参数检验的前提 条件 可选用适合分析偏态分 布资料的非参数检验 如秩和检验 进行分析 或找 到满 足前述 两个前提 条件 的相应变量变换 方法后 再 用相应的参数检验 法 因为实验设计类型为单因素 3水平设计 可选用 相应设计定量资料的方差分析进行处理 四 误用成组设计资料的 t 检验分析配对设计 的资料 例 3原文 题 目 盆腔 动脉插管灌 注化疗及栓 塞 治 疗 恶 性 滋 养 细 胞 肿 瘤 文 章 用 改 良 的 S e l d i n g e r S 插管技术对 8例经临床及病理证 实 的恶 性滋养细胞肿瘤进行选择性盆腔动脉插管灌注化 疗 治疗前后测血 h C G放免测定值 资料见表 3 原作者采用一般 t 检验进行分析 治疗前后血 h C G 表 3 灌 注治疗前后 血 h C G值 p m o l L 注 由于本组数据相差较大 故取其对数使之成为正态分布 经 t 检验 P 0 0 5 本院血h C G放免测定 常值为 3 3 0 p m o l L 维普资讯 中华医学杂志 2 0 0 4年 3月 1 7日第 8 4卷第 6期N a t l Me d j C h i n a Ma r c h 1 7 2 0 0 4 o l 8 4 N o 6 值经统计学处理有差异显著意义 P3 水平设计 的资料 例 4原文题 目 莪术对大 鼠在体子宫肌电活 动的影响及其机 制研究 文 章为观察 莪术水煎 剂 对未孕大 鼠子宫肌电活动的影响 4 0只大 鼠被随机 分成 4组 对照组 按 1 0 m l k g鼠重 灌服生理盐水 莪术 组 按 1 0 m l k g鼠重 分 别 灌 服 2 5 5 0 1 0 0 莪术水煎液分成 3组 观察 每个大 鼠子宫肌 电爆发波的峰 面积 持续时 间和个数 原作者应 用 配对设计定量资料的 t 检验进行统计处理 资料见 表 4 表 4 莪术水煎剂对大鼠子宫肌电活动的影响 4 s 剂量 g k g 峰 面积 m W ms 持续 时间 s 爆 发波个数 O 2 5 5 O 7 5 对差错的辨析 原文并没有交待将大鼠按体重 等条件配伍到各个处理 组 中去 即大 鼠在分人各剂 量组之前 原作者并没有按某些 重要的非实验 因素 对大 鼠进行分组 因而不能直接相 减作 配对设计定 量资料的 t 检验 当然对此资料进行成组设计资料 的 t 检验也是不对 的 这是因为 t 检验最多只能分析 单 因素 2水平设计 且满足 正态性 和方差 齐性 这 样 两个特定前提条件 的定量资料 本资料有 四个剂 量 即代表剂量这个因素的四个水平 应属于单因素 四水平设计 的定量资料 释疑 针对此种资料 如果满足正态性 和方差齐 性 两个前提条件 应用单 因素四水平设计定量资料 的方差分析 在得 出有统计学意义的结论后 还可进 一 步采用 D u n n e t t s t 检验 它不 同于