临床科研中常用的统计分析方法课件.ppt
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1、临床科研中常用的统计分析方法临床科研中常用的统计分析方法2022-10-72022-10-71 1主要内容主要内容一一如何正确抉择统计方法如何正确抉择统计方法二二常用的统计方法常用的统计方法三三中医领域的应用中医领域的应用2 2一、如何正确抉择统计方法一、如何正确抉择统计方法1 1 分析集分析集2 2 研究目的研究目的3 3 资料类型资料类型4 4 设计类型设计类型5 5方法的应用方法的应用/适用条件适用条件3 31 1 分析集(分析集(ANALYSIS SETANALYSIS SET)分析集应在分析集应在研究设计阶段研究设计阶段确定,建立规则。确定,建立规则。意向性分析集(意向性分析集(in
2、tention to treat,ITT)intention to treat,ITT)全分析集(全分析集(Full analysis setFull analysis set,FASFAS)符合方案集(符合方案集(per protocol setper protocol set,PPSPPS)安全集(安全集(safety setsafety set,SSSS)4 4使用适宜、正确的统计分析方法是统计结论真实可靠的重使用适宜、正确的统计分析方法是统计结论真实可靠的重要保证。要保证。统计分析包括:统计分析包括:统计描述:选择什么样的指标,选用统计表还是图取决于资料统计描述:选择什么样的指标,选用
3、统计表还是图取决于资料的性质及研究目的等的性质及研究目的等统计推断:方法的正确抉择与研究目的、资料类型、设计类型、统计推断:方法的正确抉择与研究目的、资料类型、设计类型、样本大小、资料分布类型、数据结构、特定条件综合分析等有样本大小、资料分布类型、数据结构、特定条件综合分析等有关。关。5 52 2 研究目的研究目的研究目的通常有:研究目的通常有:估计估计参数的点估计和区间估计参数的点估计和区间估计筛选主要影响因素筛选主要影响因素回归回归相关分析相关分析各种相关各种相关建立临床医学参考值范围建立临床医学参考值范围校正与控制混杂因素校正与控制混杂因素协方差分析、协方差分析、CMHCMH因果关系分析
4、因果关系分析通径分析通径分析预测、预报分析预测、预报分析回归。回归。等等等等6 63 3 资料类型资料类型资料类型包括三个方面资料类型包括三个方面数据性质数据性质定量资料定量资料定性资料定性资料资料分布类型资料分布类型正态分布正态分布偏态分布偏态分布分布类型不清分布类型不清结局变量的类型结局变量的类型数值变量数值变量分类变量分类变量二分类二分类无序多分类无序多分类有序分类有序分类7 7统计设计的类型取决于研究目的,实际上是为了更统计设计的类型取决于研究目的,实际上是为了更好地达到研究目的而采取的设计方案好地达到研究目的而采取的设计方案从统计学上来讲,临床上常用的有:从统计学上来讲,临床上常用的
5、有:完全随机设计完全随机设计配对设计配对设计随机区组设计随机区组设计交叉设计交叉设计序贯设计序贯设计重复测量设计重复测量设计8 85 5 统计方法的应用统计方法的应用/使用条件使用条件对样本量的要求对样本量的要求对应变量、自变量分布类型的要求对应变量、自变量分布类型的要求对数据缺失程度的要求对数据缺失程度的要求9 9二、常用的统计分析方法二、常用的统计分析方法v差异性检验差异性检验v疗效性检验疗效性检验v优效性v等效性v非劣效性10101111121213131414申杰主编申杰主编.中医统计学中医统计学.北京:科学出版社北京:科学出版社,2009:P33.,2009:P33.15152.2
6、2.2 临床试验的优效性、等效性、非劣效性检验方法临床试验的优效性、等效性、非劣效性检验方法差异性检验:通常所用的统计分析方法都是进行的差异差异性检验:通常所用的统计分析方法都是进行的差异性检验性检验临床试验的三种检验,确切的说是为三种设计而进行的临床试验的三种检验,确切的说是为三种设计而进行的分析方法分析方法金丕焕.临床试验.复旦大学出版社.p861616统计分析方法同差异性检验方法,但是单侧检验。统计分析方法同差异性检验方法,但是单侧检验。须在研究设计阶段确定。须在研究设计阶段确定。17171818191920202121可信区间估计可信区间估计22223.3.中医领域的应用中医领域的应用
7、232324242525协方差分析的概念协方差分析的概念协方差分析模型协方差分析模型协方差分析举例协方差分析举例2626一、协方差分析的概念2727定义2828 考察某因素对因变量考察某因素对因变量Y Y的影响,布置了一单项分类资料的试的影响,布置了一单项分类资料的试验,其方差分析模型为:验,其方差分析模型为:yij=i+ij i该因素第该因素第i个水平的效应,个水平的效应,ij为随机误差为随机误差 同时收集到与同时收集到与y y有密切回归关系的变量有密切回归关系的变量x x,其方差分析模型变其方差分析模型变为:为:yij=i+b(xij-x)+dij b为y对x的回归系数,dij为随机误差二
8、、协方差分析模型29291 1、比较三种猪饲料、比较三种猪饲料 A1A1,A3A3,A3A3对猪催肥的效对猪催肥的效果,测得每头猪增加的重量(果,测得每头猪增加的重量(y y)与初始重量与初始重量(x x)与数据如表。试测定三种饲料对猪的催肥与数据如表。试测定三种饲料对猪的催肥有无显著的不同?初始重量与猪的增加重量之间有无显著的不同?初始重量与猪的增加重量之间有无明显的关系?有无明显的关系?三、协方差举例水平水平观察值观察值A1x 15 13 11 12 12 16 14 17 y 85 83 65 76 80 91 84 90A2x 17 16 18 18 21 22 19 18 y 97
9、90 100 95 103 106 99 94A3x 22 24 20 23 25 27 30 32 y 89 91 83 95 100 102 105 11030301 1、平方和、平方和2 2、回归关系的显著性检验、回归关系的显著性检验协方差举例变异来源变异来源 自由度自由度 平方和平方和均方均方F值值回归回归误差误差1201010.76 227.6151010.76 11.3888.8*31313 3、纠正后的处理间方差分析、纠正后的处理间方差分析4 4、用回归纠正每处理的平均增重、用回归纠正每处理的平均增重协方差举例变异来源变异来源 自由度自由度 平方和平方和均方均方F值值处理处理误差
10、误差220707.218 227.615353.609 11.38131.07*总变异总变异22934.833yi=i+b(xi-x)32321 1、统计资料应服从正态分布,否则要做适当的统计代换。、统计资料应服从正态分布,否则要做适当的统计代换。2 2、做一般方差分析时处理间差异显著,而做协方差分析时,、做一般方差分析时处理间差异显著,而做协方差分析时,处理间差异反而不显著,说明所谓的差异是由于初始的试验处理间差异反而不显著,说明所谓的差异是由于初始的试验条件造成的,并非处理间真正的差异。条件造成的,并非处理间真正的差异。3 3、做一般方差分析时处理间差异不显著,而做协方差分析时,、做一般方
11、差分析时处理间差异不显著,而做协方差分析时,处理间差异反而显著,说明除去试验条件的影响后处理间有处理间差异反而显著,说明除去试验条件的影响后处理间有真正的差异。真正的差异。注意的问题33333434重复测量设计重复测量设计一、重复测量资料的数据特征一、重复测量资料的数据特征当对同一受试对象在不同时间重复测量次数当对同一受试对象在不同时间重复测量次数p3p3时,称为重时,称为重复测量设计或重复测量数据。复测量设计或重复测量数据。测测 量量 时时 间间 点点受试者受试者 1 2 p 1 2 p1 y1 y1111 y y1212 y y1p1p2 y2 y2121 y y2222 y y2p2p:
12、n yn yn1n1 y yn2n2 y y n pn p3535图例3636重复测量资料重复测量资料是同一受试对象的同一观察指标在不同时间点上进行多次测量是同一受试对象的同一观察指标在不同时间点上进行多次测量所得的资料,所得的资料,常用来分析该观察指标在不同时间点上的变化。常用来分析该观察指标在不同时间点上的变化。有时是从同一个体的不同部位(或组织)上重复测量获得的有时是从同一个体的不同部位(或组织)上重复测量获得的指标的观测值。指标的观测值。目的:就是比较不同时间点动态变化趋势的特征目的:就是比较不同时间点动态变化趋势的特征3737问题?问题?想一想?同一观察单位具有多个观察值,而想一想?
13、同一观察单位具有多个观察值,而这些观察值来自同一受试对象的不同时点这些观察值来自同一受试对象的不同时点(部位等)(部位等),这类数据间往往有这类数据间往往有相关性存在相关性存在,违背了方差分析要求违背了方差分析要求数据满足独立性数据满足独立性基本条基本条件。件。3838在这种情况下:在这种情况下:若若使用一般的方差分析使用一般的方差分析,就不能充分揭示出,就不能充分揭示出内在的特点,有时甚至会得出错误结论。内在的特点,有时甚至会得出错误结论。所以重复测量资料需要采用专门所以重复测量资料需要采用专门的统计分析方法,该方法是近代的统计分析方法,该方法是近代统计学研究的热点之一。统计学研究的热点之一
14、。3939实际中:重复测量资料比独立资料更多见。实际中:重复测量资料比独立资料更多见。临床研究中,需要观察病人在不同时间的某些生理、临床研究中,需要观察病人在不同时间的某些生理、生化或病理指标的变化趋势,研究不同时间或疗程生化或病理指标的变化趋势,研究不同时间或疗程的治疗效果。的治疗效果。流行病学研究中,观察队列人群在不同时间上的发流行病学研究中,观察队列人群在不同时间上的发病情况。研究不同职业、性别人群实施某种控制后,病情况。研究不同职业、性别人群实施某种控制后,不同时间的多次效果考察。不同时间的多次效果考察。卫生学研究中,纵向观察儿童生长发育规律等,不卫生学研究中,纵向观察儿童生长发育规律
15、等,不同地区和环境营养状况。同地区和环境营养状况。4040提醒大家提醒大家重复测量数据在医学研究中十分常见,在重复测量数据在医学研究中十分常见,在医学类杂志上约占四分之一,而且统计医学类杂志上约占四分之一,而且统计表达和分析误用情况严重。表达和分析误用情况严重。4141主要优点主要优点减少样本含量减少样本含量控制个体变异控制个体变异非实验因素(干扰因素)非实验因素(干扰因素)4242 单变量重复测量方差分析单变量重复测量方差分析1.1.单组重复测量单组重复测量指同一组内(或接受同一种处理)的多个受试者,在多个时指同一组内(或接受同一种处理)的多个受试者,在多个时间点上的反应变量所作的测量,又称
16、为单变量重复测量。间点上的反应变量所作的测量,又称为单变量重复测量。测测 量量 时时 间间 点点受试者受试者 1 2 p 1 2 p1 y1 y1111 y y1212 y y1p1p2 y2 y2121 y y2222 y y2p2p:n yn yn1n1 y yn2n2 y y n pn p43432.2.多组重复测量多组重复测量(多组并不等于多因素)(多组并不等于多因素)指将受试者按处理的不同水平分为几个组,对这些组内的每一受指将受试者按处理的不同水平分为几个组,对这些组内的每一受试者,都在不同时间点对他们的反应变量进行测量。试者,都在不同时间点对他们的反应变量进行测量。表3.1(余松林
17、)44441.1.单组重复测量数据方差分析单组重复测量数据方差分析2.2.两组重复测量数据方差分析两组重复测量数据方差分析 单变量重复测量方差分析单变量重复测量方差分析4545二、重复测量资料分析的前提条件和基本步骤二、重复测量资料分析的前提条件和基本步骤1.1.前提条件:前提条件:首先要求样本是随机的,首先要求样本是随机的,除了满足一般方差分析除了满足一般方差分析条件外,特别强调条件外,特别强调满足满足协方差阵协方差阵(covariance covariance matrixmatrix)球形性球形性。222212222222121212211aaaaaaSSSSSSSSSVspherici
18、tysphericity4646概念:概念:协方差阵的球对称性是指该对角线元素(方差)协方差阵的球对称性是指该对角线元素(方差)相等、非主对角线元素(协方差)为零相等、非主对角线元素(协方差)为零方差指在某一时点上测定值变异的大小,而协方差是方差指在某一时点上测定值变异的大小,而协方差是指在两个不同时点上测定值相互变异的大小。如果在指在两个不同时点上测定值相互变异的大小。如果在某个时点上的取值不影响其它时点上的取值。则协方某个时点上的取值不影响其它时点上的取值。则协方差为差为0 0,相反,则不为,相反,则不为0 0。由协方差构成的矩阵称为协方差阵。由协方差构成的矩阵称为协方差阵。2222122
19、22222121212211aaaaaaSSSSSSSSSV0 00 04747若球对称性得不到满足,方差分析的若球对称性得不到满足,方差分析的F F值是有偏的,值是有偏的,会增大会增大类错误的概率类错误的概率2.2.用用MauchlyMauchly法检验协方差阵的球形性质法检验协方差阵的球形性质如果如果P P值大于值大于,说明协方差阵的球对称性质得,说明协方差阵的球对称性质得到满足。否则,必须对与时间有关的到满足。否则,必须对与时间有关的F F统计量统计量的分子和分母的分子和分母自由度自由度进行调整,减少进行调整,减少类错误类错误的概率。调整系数为:的概率。调整系数为:(读:(读:epsil
20、onepsilon)48483.3.自由度常用调整方法自由度常用调整方法Greenhouse-Geisser Greenhouse-Geisser 法,简称:法,简称:G-GG-G法法Huynh-Feldt Huynh-Feldt 法,简称:法,简称:H-FH-F法法Lower-boundLower-bound法,简称:法,简称:L-BL-B下界法下界法以上前两种方法较复杂,采用软件计算。以上前两种方法较复杂,采用软件计算。49494.4.举例:举例:单组重复测量数据的方差分析单组重复测量数据的方差分析观察观察1010名慢性乙型肝炎患者治疗前、治疗名慢性乙型肝炎患者治疗前、治疗1212周、周、
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