卫生统计学课程第九篇方差分析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,卫生统计学课程第九篇方差分析,阶段复习: 假设检验,随机测量某地初生男女婴儿胸围(cm)，数据如下。,男婴：n1=250, s1,女婴：n2=236, s2=1.62cm X2= 32.8cm,试问：(1) 该地男婴胸围的95%正常值范围是多少？,(2) 该地女婴胸围的99%可信区间是多少？,(3) 该地男女婴的胸围是否一样？,(4) 假设全国初生男婴的胸围平均水平为33(cm)，那么该地区男婴的胸围是否高于一般地区？,2,四组不同摄入方式病人的血浆游离吗啡水平,静脉点滴,肌肉注射,皮下注射,口服,12,12,9,12,10,16,7,8,7,15,6,8,8,9,11,10,9,7,14,例数,6,4,5,4,均数,10,13,8,9.5,3,方差分析简述,方差分析也是统计检验的一种。由英国著名统计学家：,推导出来的，也叫,F,检验。,4,讲 授 内 容,复习几个知识点,什么是方差分析根本原理和应用条件,完全随机设计的方差分析,随机完全区组设计的方差分析,多因素方差分析,5,有关方差分析的几个概念和符号,1.,什么是方差？,( ),2,X-,2,=,N,方差均方差：MS,总体方差： 2 样本方差： S2,6,有关方差分析的几个概念和符号,离均差,离均差平方和(总变异)： SS 、LXX,方差2 S2 也叫均方MS,标准差：S,自由度： ,关系： MS= SS/ ,7,方差分析的根本思想,根据资料的设计类型，即变异的不同来源，将全部观察值总的离均差平方和和自由度分解为两个或多个局部，除随机误差外，其余每个局部的变异可由某个因素的作用加以解释，通过比较不同来源变异的均方MS，借助F分布做出统计推断，从而了解该因素对观察指标有无影响。,8,方差分析的原理,前面讲过，我们通常使用方差来描述数据的离散程度，而离散可能是由什么原因造成的呢？,随机误差是由于个体差异造成的，是一种随机现象，是不可以消除的,其他原因正是我们要找的，要分析的,方差分析就是将全部观察值的变异总变异按设计和需要分解成两个或多个组成局部，再进展变异来源和大小的分析。,9,方差分析的原理,通过总变异总方差、SS 总、LXX总分解，得到：,SS误差,SS其他因素,显然 SS总 SS误差SS其他因素,其他因素是什么呢？,可以是干预措施，可以是其他一切非随机的因素,10,四组不同摄入方式病人的血浆游离吗啡水平,静脉点滴,肌肉注射,皮下注射,口服 合计,12,12,9,12,10,16,7,8,7,15,6,8,8,9,11,10,9,7,14,例数,6,4,5,4 19,均数,10,13,8,9.5 10,11,列举存在的变异,与,意义,1、全部的19个实验数据之间大小不等，存在变异总变异。,2、各个组间存在变异：反映处理因素之间的作用，以与随机误差。,3、各个组内个体间数据不同：反映了观察值的随机误差。,各种变异的表示方法,12,各种变异的表示方法,SS,总,总,MS,总,SS,组内,组内,MS,组内,SS,组间,组间,MS,组间,三者之间的关系：,SS,总,=,SS,组内,+ SS,组间,总,=,组内,+ ,组间,13,统计量,F,的计算,与,其意义,F = MS组间/MS组内,自由度： 组间 = 组数-1,组内 = N-组数,通过这个公式计算出统计量F，查表求出对应的P值，与进展比较，以确定是否为小概率事件。,14,方差分析的应用条件,各样本是相互独立的随机样本,各样本来自正态分布,各样本的总体方差相等，即方差齐性,15,常用的方差分析方法 根据不同的设计类型分析方差，而可用方差分析方法的试验或实验设计类型众多。常见：,一、完全随机设计的方差分析二、随机区组设计的方差分析三、析因设计的方差分析四、重复测量数据的方差分析,16,第一节 完全随机设计的方差分析 单因素方差分析,17,在某些医学研究中，有时需要研究的因素只有一个。,如,:,对高血压患者的不同治疗方案的疗效研究中，要研究的因素只有一个，即治疗方案。,又如,：在给以不同饲料后观察大鼠体重的变化时，要研究的因素只有饲料。,18,例1： 某医生为了研究一种降血脂新药的临床疗效，按统一纳入标准选择120名高血脂患者，采用完全随机设计方法将患者等分为4组，进展双盲试验。6周后测得低密度脂蛋白作为试验结果。问4个处理组患者的低密度脂蛋白含量总体均数有无差异？,19,20,分析步骤如下：,1,建立假设,:,H,0,:,1,=,2,=,3,=4,H1,：各总体均数不等或不全相等,确定检验水准,计算检验统计量,F,值,:,计算各离均差平方和,SS,、自由度、均方,MS,21,三者之间的关系,SS,总,=,SS,组内,+ SS,组间,总,=,组内,+ ,组间,将总的变异分解为误差导致的变异和其他因素导致的变异。,22,计算F值=, SS组间/1,_,SS组内/ 2),F = MS组间/MS组内),4、确定 P值： 组间 = 1 = 组数k-1,组内 = 2 = N - 组数k 查F界值表确定概率,5、根据P值进展推断,计算出统计量F，求出对应的P值，与进展比较，以确定是否为小概率事件。,23,第二节,随机区组设计资料的方差分析,24,随机区组设计randomized block design，又称配伍组设计。,实验设计中常按影响试验结果的非处理因素如性别、体重、窝别等配成区组block，再将区组内的受试对象随机分配到各组。,这种设计方法统计检验效能较高。缺点是比较麻烦。应注意临床研究中的区组概念与实验研究中的概念有所差异。,25,P155例题 某研究者采用随机区组设计进展实验，比较三种处理方案对大白兔血中白蛋白含量的影响, 将30只大白兔先按同窝别、相近体重划分为10个区组，每个区组内3只动物随机承受三种处理方案，以血中白蛋白含量为指标。问三种处理方案的大白兔血中白蛋白减少量有无差异？,26,区组,A,方案,B,方案,C,方案,n,均数,2.21,2.91,4.25,3,3.1233,2.32,2.64,4.56,3,3.1733,3.15,3.67,4.33,3,3.7167,10,3.42,2.86,4.23,3,3.5033,n,10,10,10,30,均数,2.5800,2.9760,4.1700,3.2420,方差,0.2743,0.1581,0.1605,0.6565,三种方案处理后的大白兔血中白蛋白减少量,27,步 骤,1.建立假设,处理组间：H0:3种药物作用一样；,H1:3种药物作用不同或不尽一样。,区组间： H0:10个区组总体均数一样；,H1:10个区组总体均数不同或不尽一样。,2.确定检验水准 ,3.分解方差，计算F值,4.用F值进展统计推断，得到P值,28,例 题 一,对小白鼠喂以A、B、C三种不同的营养素，了解不同营养素的增重效果。以窝别作为区组特征，以消除遗传因素对体重增长的影响。现将同系同体重的24只小白鼠分为8个区组，每组3只。3周后测量增重结果，结果如下表，,问3种不同营养素喂养后所增体重有无差异？,29,30,变异之间的关系：,SS,总,=,SS,误差,+,SS,组间,+,SS,区组间,总,=,误差,+,组间,+,区组间,变异间的关系,31,统计量,F,的计算,F1=MS组间/MS误差,F2=MS区间/MS误差,自由度： 总 =例数-1=15-1=14,处组间 =组数-1= 3-1=2,区组间=区数-1=5-1=4,误差 =组数-1区数-1=8,32,分析变异,总变异,组间变异,误差组内变异,配伍间变异,33,SS,总,总,SS,组内,组内,MS,组内,SS,组间,组间,MS,组间,变异之间的关系：,SS,总,=,SS,组内,+ SS,组间,+,SS,配伍间,总,=,组内,+ ,组间,+,配伍间,变异间的关系,SS,配伍间,配伍间,MS,配伍间,34,推论注意：,方差分析结果提供了各组均数间差异的总的信息，但尚未提供各组间差异的具体信息，即尚未指出哪几个组均数间的差异具有或不具有统计学意义。,为了得到这方面的信息，可进展多个样本间的两两比较。,35,36,例：析因设计的方差分析,为考察细胞培养在培养,试剂,不同浓度和温育,时间,条件下的损伤程度，试剂浓度共,5,个水平，时间共三个等级。问不同时间和不同浓度试剂的影响是否有差异。,37,分析思路,总变异,药物浓度引起的变异,温育时间引起的变异,药物浓度和时间交互作用引起的变异,误差变异,38,多个样本均数间的两两比较,为什么不能用t检验或检验？,每次犯第一类错误的概率，10次都犯的概率不是，而是：?,远大于，不是小概率事件，会把本来无差异的两个总体均数判断为有差异。,39,第四节,Q,检验,也叫Student-Newman-KeulsSNK-Q检验,计算统计量Q的公式：,公式中符号的意义：,组间跨度a:,例题：,40,均数大小排队：组次,1 2 3 4,均数,组别,0,分,45,分,90,分,135,分,41,四个样本两两比较的Q检验,P44页表,42,小 结,方差分析的根本原理,成组设计的多个样本均数比较,配伍组设计的多个样本均数的比较,多个样本均数间的两两比较 Q检验,43,多因素设计资料的方差分析,44,两两比较问题,方差分析只能对所有均数间整体有无差异而言，至于某对均数间有无差异还需要进一步分析。即尚未指出哪几个组均数间的差异具有或不具有统计学意义。,为了得到这方面的信息，可进展多个样本间的两两比较。,45,常用比较方法,LSD-t,检验,Dunnett-t,检验,SNK-q,检验,46,LSD-t检验Least significant difference),即最小显著差异t检验，适用于一对或几对在专业上有特殊意义的样本均数间组间的比较。,实际上是t检验的变形，只是在变异和自由度的计算上利用了整个样本信息，而不仅仅是所比较两组的信息。因此，它敏感度最高，在比较时仍然存在放大一类错误的问题。即总的二类错误非常小，要是LSD法都没有检验出差异，那恐怕是真的没有差异。,47,Dunnett-t,检验,适用于g-1个实验组与一个对照组均数差异的多重比较。,48,SNK-q,检验,即student newman keuls 法，是运用最广泛的适用于多个样本均数两两之间的全面比较。,49,谢谢欣赏！,50,谢谢观赏,