方差分析操作

SPSS在医学研究数据管理与分析中的应用(二),王均琴南京中医药大学基础医学院,主要内容,描述性统计分析统计推断t 检验、方差分析卡方检验,一.描述性统计分析,资料类型计量资料计数资料等级资料,(1) 计量资料以定量值表达每个观察单位的某项观察指标，如身高、体重等。特点： 各观察单位间只有量的差别； 数据间有连续性。,(2) 计数资料以定性方式表达每个观察单位的某项观察指标，如血型、性别等。特点： 各观察单位间或者相同，或者存在质的差别； 有质的差别者之间无连续性。,(3) 等级资料以等级表达每个观察单位的某项观察指标，如疗效分级、心功能分级等。特点： 各观察单位间或者相同，或者存在质的差别； 各等级间只有顺序，而无数值大小，故等级之间不可度量。,资料类型的判断,计量资料的统计描述,描述集中趋势的指标：众数、中位数、算术均数和几何均数。描述离散趋势的指标：极差、四分位间距、方差、标准差和变异系数。描述数据分布形态的指标：偏度和峰度数据特征描述的图示法：直方图、箱图正态分布用算术均数+标准差描述，偏态分布用中位数+四分位间距描述,计数资料的统计描述,频数表列联表数据特征描述的图示法：直条图、饼图,等级资料的统计描述,频数表列联表,Descriptive Statistics,FrequenciesDescriptivesExploreCrosstabs,Analyze Descriptive Statistics,Frequencies频数分布分析,例4-1 从某制药厂生产的某种散剂中随机抽取100包称其重量（单位：克），数据见表4-1，试进行频数分布分析。,表4-1 100包药的重量（g）,Analyze Descriptive Statistics Frequencies,集中趋势,离散趋势,分布,百分位数,直方图,输出结果：统计量、直方图,例4-2 从某医院随机抽取100名护士，调查其学历，数据见表4-2，试进行频数分布分析，列出频数表。,输出结果,Descriptives描述变量集中趋势和离散趋势,Analyze Descriptive Statistics Descriptives,输出结果：统计量,Descriptives（描述性统计分析过程）与Frequencies（频数分布分析）输出的结果一样，只是格式不同,Explore探索性分析,统计图的绘制茎叶图直方图箱图正态性检验方差齐性检验,Analyze Descriptive Statistics Explore,判断有无离群点或极端值提示数据转换方法了解组间差异的特征,Explore探索性分析,例4-3 为考察中药葛根对心脏功能的影响，配制每100ml 含葛根1g，1.5g，3g，5g的药液，用来测定27只大鼠离体心脏在药液中78分钟时间内心脏冠脉血流量，数据见表4-2。试对不同剂量的葛根的心脏冠脉血流量作探索性分析。,Explore探索性分析,直方图,箱式图,正态性,方差齐性,输出结果：,Descriptives 表：4组统计量Test of Normality 表：正态性结果,输出结果：,Test of Homogeneity of Variance 方差齐性检验,输出结果：统计图,箱式图,极端值,离群值,第97.5分位数,第50分位数,第75分位数,Crosstabs列联表资料分析,生成列联表R*C表的统计分析,Analyze Descriptive Statistics Crosstabs,Crosstabs列联表资料分析,例4-4 肿瘤转移病人全量放疗后用两种药物（试验药、对照药）配合治疗，观察肿瘤消除情况，结果见表4-3，试生成药物和消除情况各水平组合的频数分布表，并计算两种药物的全消率 。,Crosstabs列联表资料分析,输出结果：,Crosstabulation,输出结果：,Chi-Square Tests,计数资料统计描述图示法,饼图、直条图例16-4 某医院护士的学历构成的数据文件例4-5.sav，绘制护士的学历构成饼图与直条图。,Graphs,输出结果饼图,输出结果直条图,主要内容Descriptive Statistics,FrequenciesDescriptivesExploreCrosstabs,Analyze Descriptive Statistics,二、统计推断,研究设计配对设计：自身配对：同一受试对象处理前后或不同部位测定值的比较；同一受试对象(或样品)分别接受两种不同的处理。两两配对：将条件近似的观察对象两两配成对子，对子中的两个个体分别给予不同的处理。成组设计：将实验对象完全随机地分配到实验组与对照组或几个对比组中,随机化,随机抽样随机分组随机排序,1.设定种子数 Transform Random number generate2.利用随机函数生成随机数Transform Compute Variable (选择函数Random numbers RV.Uniform(0,1),1、随机抽样,例：某医院有护士100人，今欲了解其近视率，从中抽取20%即20人作调查。 先将全院护士从1到100编号，然后用计算机产生100个01之间的随机数，按随机数排序，前20位随机数字对应用编号的护士组成本次调查的样本。,2、随机分组,例：欲将符合试验要求的实验动物20只，随机分配为A，B组。 先将动物1到20编号，取种子数20030514，用计算机产生20个01之间的随机数，前10个对应于A组，后10个对应于B组。按随机数的大小进行排序，随机数的秩次就是动物的编号，再按动物的编号从小到大排列，对应的组别即为分配方案。,计量资料的假设检验,一、t 检验 1、样本均数与总体均数的比较 2、完全随机设计（成组设计）的两样本均数的比较 3、配对设计的两样本均数比较二、方差分析 1、完全随机设计（成组设计）的单因素方差分析 2、随机区组设计（配伍设计）的两因素方差分析,样本均数与已知总体均数的比较,例：通过大量调查,已知某地正常男婴体重为3.26Kg,某医生随机抽取20名难产男婴，测得出生体重如下：问，该地难产男婴体重是否不同于本地正常男婴？3.5 3.5 3.2 3.5 3.3 3.0 3.3 3.2 3.4 2.7 3.4 3.6 3.5 2.8 3.4 2.9 3.5 3.5 4.0 4.0,SPSS 分析命令：AnalyzeCompare MeansOne-Sample T Test,样本均数与已知总体均数的比较,总体均数,样本均数与已知总体均数的比较,结论：不能认为难产男婴的出生体重与正常男婴不同。,完全随机设计（成组设计）两个样本均数的比较,例：某医生测得12名正常人和13名病毒性肝炎患者血清转铁蛋白含量（g/L） 结果如下：问肝炎患者和正常人血清转铁蛋白含量有无差异？病毒性肝炎患者：2.34 2.47 2.22 2.31 2.36 2.38 2.15 2.57 2.19 2.25 2.28 2.31 2.42正常人： 2.61 2.71 2.73 2.64 2.68 2.81 2.76 2.55 2.91 2.85 2.71 2.64,SPSS 分析命令：AnalyzeCompare MeansIndependent-Samples T Test,完全随机设计（成组设计）两个样本均数的比较,完全随机设计（成组设计）两个样本均数的比较,统计描述,方差齐性检验,结论：病毒性肝炎患者与正常人血清转铁蛋白含量有差别。,配对设计的两个样本均数比较,例：为比较某新药与常规药降血脂的效果，将性别相同、血清总胆固醇水平相近的高血脂患者配成对子，每对中随机抽取一个人服用新药，另一个人服用常规药。服用一段时间后，测得血清总胆固醇含量（mmol/L）如下：问新药与常规药降血清总胆固醇效果是否相同？新 药：6.57 6.46 6.27 6.89 6.21 7.61 7.60 7.04 6.68 7.42常规药：6.00 6.83 5.97 7.28 6.30 6.64 7.38 7.00 6.03 7.22,SPSS 分析命令：AnalyzeCompare MeansPaired-Samples T Test,配对设计的两个样本均数比较,配对设计的两个样本均数比较,结论：不能认为新药与常规药降低血清总胆固醇的效果不同。,配对差值,方差分析Analysis of Variance, ANOVA,方差分析的目的： 推断多个总体均数是否相等方差分析的使用条件：各处理组样本来自正态总体各样本是相互独立的随机样本各处理组的总体方差相等，即方差齐性,方差分析的结果解释： 方差分析的F 检验，当P0.05，可以认为各组总体均数不等或不全相等，但并不以为着任意两组总体均数都有差别。需要进一步作两两比较才能知道哪些组间有差别。多个样本均数间的两两比较 当样本组数大于2时，不宜再用前述的t检验分别作两两比较，否则会增大犯第一类错误的概率。方差分析与t检验的联系 t检验可以看作时方差分析的特例:,方差分析的注意事项,完全随机设计（成组设计）的单因素方差分析1个因素，k个水平,例4：某社区随机抽取30名糖尿病患者、糖耐量减低（IGT）者和正常人进行载脂蛋白(mg/dl)测定，结果如下：问三种人载脂蛋白水平有无差别？糖尿病患者：85.70 105.20 109.50 96.00 115.20 95.30 110.00 100.00 125.60 111.00 106.50IGT异常者：96.00 124.50 105.10 76.40 95.30 110.00 95.20 99.00 120.00正 常 人：144.00 117.00 110.00 109.00 103.00 123.00 127.00 121.00 159.00 115.00,方法一：AnalyzeCompare MeansOne-Way ANOVA,完全随机设计（成组设计）的单因素方差分析1个因素，k个水平,指定进行方差齐性检验,完全随机设计（成组设计）的单因素方差分析1个因素，k个水平,结论：可以认为三种人血清载脂蛋白水平有差别。,两两比较,假定方差齐时,假定方差不齐时,两两比较,多重比较,结论：糖尿病患者与正常人、IGT异常者与正常人的载脂蛋白水平有差异；糖尿病患者与IGT异常者的载脂蛋白水平无差异。,两两比较,结论：糖尿病患者与正常人、IGT异常者与正常人的载脂蛋白水平有差异；糖尿病患者与IGT异常者的载脂蛋白水平无差异。,SNK,同一列，无差别不同列，有差别,方法二：AnalyzeGeneral Linear ModelUnivariate,组间变异,组内变异,总变异,除了方差分析表不同以外，方法一和方法二的其他输出结果是一致的：,SPSS 分析命令：AnalyzeGeneral Linear ModelUnivariate,随机区组设计（配伍组设计）资料的方差分析（1个研究因素a个水平，1个配伍组因素b个水平）,例：为探索丹参对肢体缺血再灌注损伤的影响，将30只纯种新西兰实验用大白兔，按窝别相同、体重相近划分为10 个区组。每个区组3 只大白兔随机采用A、B、C 三种处理方案，即在松止血带前分别给予丹参2ml/kg、丹参1ml/kg、生理盐水2ml/kg，在松止血带前及松后1小时分别测定血中白蛋白含量（g/L），算出白蛋白减少量。问三种方案的处理效果是否不同？,随机区组设计资料的方差分析,组间,区组,组内,结论：认为10 个区组的总体均数相同。但是，A、B、C 三种方案的处理效果不全相同，即三个总体均数中至少有两个不同。至于三个总体均数中哪些不同，同样需要进行多个均数间的两两比较。,随机区组设计资料的方差分析,结论：认为A、B种方案的处理效果没有差异，但均与 C 种处理方案的效果有差异，松止血带前给予丹参能使血中白蛋白含量降低。,计数资料的假设检验和非参数检验,一、分类变量的假设检验 1、完全随机设计（成组设计）的两样本率（构成比）比较 2、配对设计的两样本率（构成比）比较 3、完全随机设计的多个样本率（构成比）比较二、非参数检验 1、完全随机设计的两样本比较 2、配对设计的两样本比较 3、完全随机设计的多个样本比较 4、随机区组设计多个样本比较,完全随机设计两个样本率的比较,两个样本率比较方法选择条件：n40，T5，用2；n40，但1T5，用校正2。n 40，或T1，用确切概率。,完全随机设计两个样本率的比较,例5-1：某中药在改变剂型前曾在临床观察152例，治愈129例，未治愈23例；改变剂型后又在临床观察130例，治愈101例，未治愈29例，能否得出新剂型疗效与旧剂型不同的结论？,完全随机设计两个样本率的比较,完全随机设计两个样本率的比较,SPSS 分析命令：AnalyzeDescriptive StatisticsCrosstabs,行变量,列变量,例5-2：某矿石粉厂当生产一种矿石粉时，在数天内即有部分工人患职业性皮炎，本生产季节开始，随机抽取15名车间工人穿上新防护服，其中1名患皮炎，其余28名工人仍穿旧防护服，其中10名患皮炎。生产一段时间后，检查两组工人皮炎患病率，问两组工人皮炎患病率有无差异？,例5-3：某医师A药治疗9例病人，治愈7人；用B药治疗10例病人，治愈1人，问两药疗效是否有差别？,配对设计两个样本率的比较,例6-1：分别用反向血凝法和酶标法对200名献血员进行HBsAg检测，结果如下，问两种检验方法检出率有无差异？,方法一：Crosstabs,方法一：Crosstabs,方法一：Crosstabs,方法一：Crosstabs,方法 二：非参数检验 Nonparametric Test,方法 二：非参数检验 Nonparametric Test,方法 二：非参数检验 Nonparametric Test,完全随机设计的多个样本率的比较,例：某省从水氟含量不同的地区随机抽取10-12岁儿童，进行第一恒齿患病率的调查，问3个地区第一恒齿患病率是否不同？,SPSS 分析命令：AnalyzeDescriptive StatisticsCrosstabs,完全随机设计的多个样本率的比较,练习,秩和检验主要适用于以下情况：数值变量资料：严重偏离正态分布或者分布未知数值变量资料：完全随机设计中方差不齐有序分类资料（等级资料）注：但数据满足参数检验的条件时，若采用秩和检验，会降低统计效能（1）。,非参数检验秩和检验,两组连续性变量资料的秩和检验,例：某实验室观察某种抗癌新药治疗小鼠移植性肿瘤的疗效,两组各