重復(fù)測量設(shè)計(jì)資料的方差分析.ppt

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重復(fù)測量設(shè)計(jì)的方差分析 重復(fù)測量的定義 重復(fù)測量 repeatedmeasure 是指對同一研究對象的某一觀察指標(biāo)在不同場合 如時間點(diǎn) 進(jìn)行的多次測量 例如 為研究某種藥物對哮喘病病人的治療效果 需要定時多次 用藥前 用藥后30分鐘 90分鐘 120分鐘 240分鐘 測定受試者的FEV1 最大呼氣量 以分析其FEV1的變動情況 實(shí)例舉例1 每一根線代表1位病人 實(shí)例舉例2 每一根線代表1只兔子 第一節(jié)重復(fù)測量資料的數(shù)據(jù)特征 repeatedmeasurementdata 重復(fù)測量資料的常見形式 前后測量設(shè)計(jì) premeasure postmeasuredesign 重復(fù)測量設(shè)計(jì) repeatedmeasurementdesign 表12 1高血壓患者治療前后的舒張壓 mmHg 不同飼料大白鼠肝中維生素A含量 10 3 mol L 前后測量設(shè)計(jì)和配對設(shè)計(jì)的區(qū)別 配對設(shè)計(jì)可隨機(jī)分配同一對子的試驗(yàn)單位 同期觀察試驗(yàn)結(jié)果 而前后測量設(shè)計(jì)則不能同期觀察試驗(yàn)結(jié)果 配對設(shè)計(jì)比較兩種處理的差別 前后測量設(shè)計(jì)比較某種處理前后的差別 前后測量設(shè)計(jì)在推斷處理是否有效時需假定測量時間對觀察結(jié)果沒有影響 前后測量設(shè)計(jì)和配對設(shè)計(jì)的區(qū)別 配對設(shè)計(jì)要求每組觀察結(jié)果和差值相互獨(dú)立 且差值服從正態(tài)分布 前后測量設(shè)計(jì)差值通常與前一次觀察存在相關(guān)關(guān)系 前后測量設(shè)計(jì)不僅分析前后差值平均值 還可進(jìn)行相關(guān)回歸分析 表12 1高血壓患者治療前后的舒張壓 mmHg 配對t檢驗(yàn)結(jié)果 t 16 18 P 0 001 設(shè)立對照的前后測量設(shè)計(jì) 通常自身前后對照的結(jié)果并不一定能說明處理的作用 還需設(shè)置一個平行對照組 設(shè)立平行對照的目的是為了保證非處理因素的影響在處理組和對照組中達(dá)到均衡 表12 2兩組高血壓患者治療前后的舒張壓 重復(fù)測量設(shè)計(jì) 當(dāng)前后測量設(shè)計(jì)的重復(fù)測量次數(shù) 3時 則所得觀察結(jié)果稱為重復(fù)測量數(shù)據(jù) 表12 520例患者手術(shù)前后癥狀評分 重復(fù)測量設(shè)計(jì)和隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的區(qū)別 重復(fù)測量設(shè)計(jì)各時間點(diǎn)是固定的 不能隨機(jī)分配 而隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)區(qū)組內(nèi)各受試者接受的處理可隨機(jī)分配 重復(fù)測量設(shè)計(jì)各時間點(diǎn)的觀察結(jié)果有相關(guān)關(guān)系 如果滿足 球?qū)ΨQ sphericity 假設(shè) 可用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)方差分析處理各處理組間的差異 如果不滿足 會增大 類錯誤 此時需校正F界值 表12 3受試者血糖濃度 mmol L r 0 979 r 0 937 r 0 861 2 15 844 P 0 008 不滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè) 重復(fù)測量設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 每一個個體作為自身的對照 克服了個體間的變異 分析時可更好地集中于處理效應(yīng) 因重復(fù)測量設(shè)計(jì)的每一個個體作為自身的對照 所以研究所需的個體相對較少 因此更加經(jīng)濟(jì) 重復(fù)測量設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn) 缺點(diǎn) 滯留效應(yīng) Carry overeffect 前面的處理效應(yīng)有可能滯留到下一次的處理 潛隱效應(yīng) Latenteffect 前面的處理效應(yīng)有可能激活原本以前不活躍的效應(yīng) 學(xué)習(xí)效應(yīng) Learningeffect 由于逐步熟悉實(shí)驗(yàn) 研究對象的反應(yīng)能力有可能逐步得到了提高 第二節(jié)重復(fù)測量數(shù)據(jù)的兩因素兩水平分析 一 兩因素離均差平方和的分解 表12 2兩組高血壓患者治療前后的舒張壓 表12 8考慮干預(yù)和時間因素的SS分解 表中n為各組的例數(shù) I為A因素的水平數(shù) J為B因素的水平數(shù) A為A因素不同水平的合計(jì)數(shù) B為B因素不同水平的合計(jì)數(shù) C為校正悉數(shù) 表12 9總變異的分解 表中n為每個處理組中觀察對象的例數(shù) X為每個觀察結(jié)果 M為每個觀察對象前后兩次觀察的合計(jì) C為校正系數(shù) 表12 10重復(fù)測量設(shè)計(jì)兩因素兩水平的方差分析表 重復(fù)測量資料方差分析 SPSS數(shù)據(jù)格式 包括3個變量 Group 組別 1 處理組 2 對照組Before 治療前舒張壓值A(chǔ)fter 治療后舒張壓值 Analyze GeneralLinearModel RepeatedMeasures 輸入 time 輸入重復(fù)測量次數(shù) 2 點(diǎn)擊按鈕 Add 點(diǎn)擊按鈕 Define 此時顯示 time 2 選中變量 before 和 after 選中變量 group 此時框內(nèi)顯示 Before 1 After 2 此時框內(nèi)顯示 Group 點(diǎn)擊按鈕 Plots 選中變量 time 點(diǎn)擊按鈕 Add 選中變量 group 框內(nèi)顯示 time group 測量前后 測量前后與處理交互 組內(nèi)誤差 SphericityAssumed滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè) Greenhouse Geisser校正不滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè)時 TypeIIISumofSquares離均差平方和 即SS df 即自由度 MeanSquare均方差 即MS F值 P值 TestsofWithin SubjectsEffects受試者自身測量前后差異的效應(yīng)檢驗(yàn) TestsofBetween SubjectsEffects受試者之間差異的效應(yīng)檢驗(yàn) 處理 A 的檢驗(yàn)結(jié)果 F 1 574 P 0 226 組間誤差項(xiàng) 表12 10重復(fù)測量設(shè)計(jì)兩因素兩水平的方差分析表 圖4測量前后與處理組間交互作用示意圖 舒張壓均數(shù) mmol L 對照組 處理組 結(jié)論 不同處理對高血壓患者的舒張壓沒有影響 測量前后舒張壓有改變 測量前后與處理組間有交互作用 說明處理組和對照組治療前后的舒張壓變化不同 兩組治療后的差別大于治療前的差別 說明治療有效 處理組的降壓效果優(yōu)于對照組 重復(fù)測量數(shù)據(jù)的兩因素多水平分析 方差分析的方法與兩因素兩水平的相似 計(jì)算過程復(fù)雜 略 如果拒絕 球?qū)ΨQ 需對FB和FAB檢驗(yàn)界值進(jìn)行校正 表12 16不同麻醉誘導(dǎo)時相患者的收縮壓 mmHg 重復(fù)測量資料方差分析 SPSS數(shù)據(jù)格式 點(diǎn)擊按鈕 Define 此時顯示 time 5 此時框內(nèi)顯示 t0 1 t1 2 t2 3 t3 4 t4 5 此時框內(nèi)顯示 Group 點(diǎn)擊按鈕 Plots 選中變量 time 點(diǎn)擊按鈕 Add 選中變量 group 框內(nèi)顯示 time group 球?qū)ΨQ 檢驗(yàn)結(jié)果 2 12 785 P 0 178 不滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè)時的校正系數(shù) 不拒絕 球?qū)ΨQ 假設(shè) 誘導(dǎo)時相 誘導(dǎo)時相與方法交互 患者內(nèi)誤差 TestsofWithin SubjectsEffects受試者不同誘導(dǎo)時相差異的效應(yīng)檢驗(yàn) 誘導(dǎo)時相 F 106 558 P 0 001 誘導(dǎo)時相與方法交互 F 19 101 P 0 001 TestsofBetween SubjectsEffects不同誘導(dǎo)方法患者之間差異的效應(yīng)檢驗(yàn) 處理 A 的檢驗(yàn)結(jié)果 F 5 783 P 0 017 組間誤差項(xiàng) 表12 18重復(fù)測量設(shè)計(jì)兩因素多水平的方差分析表 注 教材P273表12 19中P值無需校正 因資料不拒絕 球?qū)ΨQ 假設(shè) 圖5麻醉誘導(dǎo)時相與誘導(dǎo)方法交互作用示意圖 收縮壓均數(shù) mmol L 重復(fù)測量數(shù)據(jù)方差分析的注意事項(xiàng) 各組例數(shù)不等時 教材上的公式不適用 統(tǒng)計(jì)軟件無此限制 球?qū)ΨQ 檢驗(yàn) 如果不滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè) 需用 球?qū)ΨQ 系數(shù)對自由度進(jìn)行校正 無平行對照的單組重復(fù)測量數(shù)據(jù)分析 如果滿足 球?qū)ΨQ 假設(shè) 重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析和隨機(jī)區(qū)組方差分析等價 不考慮 球?qū)ΨQ 假設(shè) 可采用多元方差分析 重復(fù)測量數(shù)據(jù)的觀測時間應(yīng)該是固定的 若觀測時間不固定 則不宜采用本章所介紹的重復(fù)測量資料的方差分析方法 而可以采用多水平模型方法 重復(fù)測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析常見的誤用情況 重復(fù)進(jìn)行各時間點(diǎn)的t檢驗(yàn) 必然增加假陽性錯誤 即 類錯誤的概率 忽略個體曲線變化特征 而直接取平均值 重復(fù)測量數(shù)據(jù)不滿足常規(guī)曲線擬合的獨(dú)立性要求 差值比較缺乏效度 學(xué)術(shù)界存在爭議 協(xié)方差分析的條件 協(xié)方差分析也是解決前后測量設(shè)計(jì)的一種方法 但必須滿足其應(yīng)用條件 原文題目 牛黃千金散的抗炎解熱作用原文設(shè)計(jì) 將Wistar大鼠隨機(jī)分為3組 生理鹽水組 地塞米松組 牛黃千金散組 藥前測定大鼠的足跖容積 然后分別灌胃給藥 30min后足皮下注射新鮮雞蛋清 用藥后15 30 45 60 75min以同樣的方法測左側(cè)足跖容積 數(shù)據(jù)采用t檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法處理 資料見下表1 摘自徐慶榮等發(fā)表于 中國臨床藥理學(xué)與治療學(xué)雜志 1999 4 3 218 219 Thankyou