兩因素重復(fù)測(cè)量方差案例分析
一、案例介紹
將手術(shù)要求基本相同的15名患者隨機(jī)分3組,在手術(shù)過(guò)程中分別采用A、B、C三種麻醉誘導(dǎo)方法,在T0(誘導(dǎo)前)、T1、T2、T3、T4五個(gè)時(shí)刻測(cè)量患者的收縮壓,試著進(jìn)行方差分析。
二、問(wèn)題分析
可以從案例得到,數(shù)據(jù)既包含組別、測(cè)量時(shí)間以及組別和測(cè)量時(shí)間的交叉,所以考慮使用重復(fù)測(cè)量方差進(jìn)行兩因素多水平的分析,對(duì)于重復(fù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的方差分析需要考慮兩個(gè)因素的影響,一個(gè)是處理組別,一般通過(guò)隨機(jī)分組來(lái)實(shí)驗(yàn),還有一個(gè)是測(cè)量時(shí)間,測(cè)量時(shí)間需要研究者根絕專業(yè)知識(shí)以及研究案例進(jìn)行確定。接下來(lái)進(jìn)行分析該案例。
三、軟件操作及結(jié)果解讀
(一) 數(shù)據(jù)導(dǎo)入
1.數(shù)據(jù)格式
重復(fù)測(cè)量方差數(shù)據(jù)的特殊之處在于需要有ID號(hào),比如病例號(hào)等,以及時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù),同一個(gè)ID(病例)會(huì)有多個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù),比如15個(gè)樣本分別有5個(gè)相同測(cè)量時(shí)間點(diǎn),一個(gè)樣本有5個(gè),那么就有15*5=75行數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式如下:
2.導(dǎo)入數(shù)據(jù)
將整理好的數(shù)據(jù)上傳至SPSSAU系統(tǒng)內(nèi),如下:
上傳結(jié)果如下:
(二) 適用條件判斷
和大多數(shù)分析一樣,一般在分析前都需要進(jìn)行一些檢驗(yàn),重復(fù)測(cè)量方差需要檢查數(shù)據(jù)是否存在異常值,以及因變量是否滿足正態(tài)分布。
1.異常值
異常值分析數(shù)據(jù)中不正常的值,也稱離群值。異常值的檢驗(yàn)方法有很多,比如可以采用描述統(tǒng)計(jì)判斷法(一般認(rèn)為介于3倍標(biāo)準(zhǔn)差外的數(shù)據(jù)),或者箱線圖等。這里使用描述統(tǒng)計(jì)進(jìn)行判斷。利用SPSSAU描述分析,結(jié)果如下:
從上述結(jié)果可以看到,共有75個(gè)樣本,其中最小值為108,最大值為148,平均值為124.12,標(biāo)準(zhǔn)差為8.46,可以粗略的判斷沒(méi)有異常值。接下來(lái)查看因變量是否滿足正態(tài)分布。
2.正態(tài)分布
判斷數(shù)據(jù)是否符合正態(tài)分布有很多種方法,比如正態(tài)性檢驗(yàn)(最為嚴(yán)格),描述統(tǒng)計(jì)法(查看偏度和峰度),以及圖示法等等,這里使用描述統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行判斷。
一般峰度絕對(duì)值小于10并且偏度絕對(duì)值小于3,則說(shuō)明數(shù)據(jù)雖然不是絕對(duì)正態(tài),但基本可接受為正態(tài)分布?!緟⒖嘉墨I(xiàn):Kline R , Kline R B , Kline R . Principles and Practice of Structural Equation Modelling[J]. Journal of the American Statistical Association, 2011, 101(12).】
從結(jié)果中得到峰度為0.37,偏度為0.677,可以判斷數(shù)據(jù)可以接受為正態(tài)分布。
(三)重復(fù)測(cè)量方差分析
1. 軟件操作
重復(fù)測(cè)量方差的分析路徑為點(diǎn)擊【實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)/研究】→【重復(fù)測(cè)量方差】然后進(jìn)行分析:
2. 結(jié)果解讀
數(shù)據(jù)滿足分析條件,接下來(lái)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差,首先對(duì)球形度檢驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。
球形度檢驗(yàn)可以看到p值小于0.05,所以沒(méi)有通過(guò)球形度檢驗(yàn)需要校正p值。接下來(lái)查看球形度W值,W值小于0.75則使用GG校正,反之使用HF校正,所以使用GG校正?!咎貏e提示:進(jìn)行球形度檢驗(yàn)p值大于0.05則通過(guò)檢驗(yàn)不需要校正p值,如果p值小于0.05,則沒(méi)有通過(guò)球形度檢驗(yàn)需要校正p值,接下來(lái)在看球形度W值,若w值小于0.75則使用GG校正,反之使用HF校正】。
組內(nèi)效應(yīng)分析
根據(jù)球形度檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不需要校正p值,從上表可以看出有兩個(gè)效應(yīng)分別為主效應(yīng)(時(shí)間點(diǎn))和二階效應(yīng)(交互效應(yīng),藥物類型-時(shí)間點(diǎn)),發(fā)現(xiàn)主效應(yīng)的p值小于0.05,呈現(xiàn)0.05水平顯著,二階效應(yīng)也顯著,在分析中可以進(jìn)一步分析,事后多重比較以及簡(jiǎn)單效應(yīng)等。這里不進(jìn)行說(shuō)明。最終結(jié)果如下:
均方(效應(yīng))
平方和SS(效應(yīng))/df(效應(yīng)),例如:1155433.080/1=1155433.08;
均方(誤差)
平方和SS(誤差)/df(誤差),例如:946.480/12=78.873;
F
F值=均方(效應(yīng))/均方(誤差),例如:1155433.080/78.873=14649.223;
P
P值是由F值得到的。
ges(generalized eta-squared)
平方和SS(效應(yīng))/【平方和SS(效應(yīng))+平方和SS(誤差組內(nèi))+平方和SS(誤差組間)】,例如:1155433.08/(1155433.08+946.48+263.12)=0.999;
偏Eta方
偏Eta方=平方和SS(效應(yīng))/[平方和SS(效應(yīng))+平方和SS(誤差)],例如:1155433.080/(1155433.080+946.480)=0.999;
四、結(jié)論
對(duì)案例數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析,首先整理成正確的數(shù)據(jù)格式,然后分析前檢查數(shù)據(jù)是否滿足相關(guān)檢驗(yàn),接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,分析結(jié)果得到數(shù)據(jù)滿足球形度檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不需要校正p值,并且兩個(gè)效應(yīng)分別為主效應(yīng)(時(shí)間點(diǎn))和二階效應(yīng)(交互效應(yīng),藥物類型-時(shí)間點(diǎn)),發(fā)現(xiàn)主效應(yīng)的p值小于0.05,呈現(xiàn)0.5水平顯著,二階效應(yīng)也顯著。說(shuō)明不同時(shí)間點(diǎn)以及麻醉誘導(dǎo)方法對(duì)收縮壓有顯著性影響。
五、知識(shí)小貼士
1、如果有缺失數(shù)據(jù)如何辦?
重復(fù)測(cè)量方差要求為平衡數(shù)據(jù),即不能有缺失數(shù)據(jù),比如有12名被試,每名被試重復(fù)3次,則一定需要有12*3=36行數(shù)據(jù);如果有某個(gè)被試數(shù)據(jù)缺失,那么可將該被試篩選出去;也可以先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行填補(bǔ)(通常使用平均值)后再進(jìn)行分析。
2、重復(fù)測(cè)量方差的ID值是什么意思?
重復(fù)測(cè)量方差時(shí)的ID指研究對(duì)象的ID,比如有100個(gè)病人,重復(fù)測(cè)量了4次,那么數(shù)據(jù)一共為400行,但是ID是從1到100,而且每個(gè)ID均需要重復(fù)4次。
3、果重復(fù)測(cè)量方差是不平衡數(shù)據(jù)如何分析?
如果在進(jìn)行重復(fù)測(cè)量方差分析時(shí),數(shù)據(jù)不平衡,那么可選擇其余兩種分析方法進(jìn)行研究,分別是HLM模型(醫(yī)學(xué)研究里面的HLM)和廣義估計(jì)矩陣GEE(醫(yī)學(xué)研究里面的廣義估計(jì)方程)。