单因素重复测量方差分析(One |
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在前面文章中介绍了单因素重复测量方差分析(One-Way Repeated Measures ANOVA)的假设检验理论,本篇文章将实例演示在SPSS软件中实现单因素重复测量方差分析的操作步骤。 关键词:SPSS; 重复测量; 重复测量资料; 重复测量方差分析; 单因素重复测量方差分析; 球形检验; 交互作用; 主效应; 单独效应 一、案例介绍检验科研究血样放置时间对某生化指标浓度检测的影响,采集了10份人体血液标本,分别在放置0分钟(T0)、30分钟(T30)、60分钟(T60)和90分钟(T90)时对该指标的浓度(mmol/L)进行检测,分析放置时间是否对该生化指标检测结果有影响? 创建记录血标本编号的变量“ID”,测量尺度均设为“名义”。创建记录不同时点浓度的变量“T0”、“T30”、“T60”和“T90”,测量尺度设为“标度”。部分数据见图1。本文案例可从“附件下载”处下载。 ![]() 本案例的分析目的是比较4个时间点的生化指标浓度是否有差异。由于4个时间点的数据属于重复测量数据,可以使用单因素重复测量方差分析(One-Way Repeated Measures ANOVA)。但需要满足5个条件: 条件1:观察变量唯一,且为连续变量。本研究中观察变量为生化指标浓度,且为连续变量,该条件满足。 条件2:观察变量为重复测量数据,即不满足独立性。本研究中4个时间点测量的生化指标浓度均是针对同一批样本,因此不满足独立性,该条件满足。 条件3:观察变量不存在显著的异常值,该条件需要通过软件分析后判断。 条件4:各水平(时间点)观察变量为正态(或近似正态)分布,该条件需要通过软件分析后判断。 条件5:各重复测量水平观察变量的协方差相等,即满足球形假设,该条件需要通过软件分析后判断。 三、软件操作及结果解读 (一) 适用条件判断 1. 条件3判断(异常值判断) (1) 软件操作① 选择“分析”—“描述统计”—“探索”(图2)。 ![]() ②在“探索 ”对话框中将表示生化指标浓度的变量“T0”、“T30”、“T60”和“T90”选入右侧“因变量列表”框,点击“确定”(图3)。 ![]() 可通过箱式图判断异常值,图4为基线时(T0)的数据情况,图中未提示任何异常值。其他3个时间点的情况也类似(请读者自行操作),未提示任何异常值。综上,本案例未发现需要处理的异常值,满足条件4。 ![]() ① 选择“分析”—“描述统计”—“探索”(图2)。 ② 在“探索”对话框中将表示4个时间结果的变量“T0”、“T30”、“T60”和“T90”选入右侧“因变量列表”框(图3)。 (步骤①②同条件3判断的软件操作,故条件3和条件4判断可同时在“探索”对话框中进行)。 ③ 在“图”子对话框中勾选“含检验的正态图”,取消勾选“茎叶图”,其他不变,点击“继续”(图5)后回到“探索”对话框,点击“确定”,则会输出结果。 ![]() 图6显示了两种正态性检验的结果,Kolmogorov-Smirnov (柯尔莫哥洛夫-斯米诺夫,K-S)检验和Shapiro-Wilk (夏皮罗-威尔克,S-W)检验。K-S检验适用于大样本资料,本案查看S-W检验结果,可见4组数据正态性检验的P值均>0.1,提示所有变量数据均服从正态分布。此外,本案例也可以绘制Q-Q图,结果也提示四组数据服从正态分布(请读者自行操作)。综上,本案例满足条件4。关于正态性检验的注意事项详见文章(医学统计学核心概念及重要假设检验的软件实现(2/4)——正态性假设检验的SPSS实现)。 ![]() 球形假设检验的操作和统计描述及推断在同一对话框中完成,详见下述统计描述及推断部分。 (二) 统计描述及推断 1. 软件操作①选择“分析”—“一般线性模型”—“重复测量” (图7)。 ![]() ②出现“重复测量定义因子”对话框,“主体内因子名”处要录入重复测量的因子名称,自定义名称。由于本案例是在4个时间点重复测量,所以此处将“因子”改为“时间”,下方“水平数”是填入测量次数,则填入“4”,然后点击“添加”。最后点击“定义”(图8)。 ![]() ③出现“重复测量”对话框,将左侧四个变量“T0”、“T30”、“T60”和“T90”选入右侧,则如图9所示。 ![]() ④在“重复测量”对话框中点击右侧“图”,出现“轮廓图”子对话框,将“时间”选入右侧“水平轴”中,然后点击“添加”,保持选中“折线图”,如图10所示,点击“继续”回到主对话框。 ![]() ⑤在“重复测量”对话框中点击右侧“EM平均值”,出现“重复测量:估算边际均值”子对话框,将“时间”选入右侧“显示下列各项的均值”列表框中(图11),勾选下方“比较主效应”,“置信区间调整”下选择“邦弗罗尼”,点击“继续”回到主对话框。 ![]() ⑥在“重复测量”对话框中点击右侧“选项”,出现“重复测量:选项”子对话框,勾选“描述统计”和“估计效应值”(图12),点击“继续”回到主对话框后点击“确定”,则得到统计结果。 ![]() 图13列出了T0、T30、T60、T90四个时间点的浓度均值分别为5.66±0.31、5.55±0.34、5.27±0.23、4.87±0.23 mmol/L。 ![]() 图14提供了各组的“估算边际均值”、“标准误差”及均值的“95% Confidence Interval (95%CI)”。因为不存在协变量,所以估算边际均值和统计描述均值一致。 ![]() 图15为“MEASURE_1的估算边际均值”图,绘制了各时间点的生化指标浓度变化情况,可见浓度随着时间的增加而降低。 ![]() 图16“莫奇来球形度检验”中给出了球形假设检验结果,W=0.252,P=0.061,>0.05,满足球形假设。因此,本案例可以直接采用“单变量检验/主体内效应检验”非校正法的结果。当违背了球形假设条件时,可采用“多变量检验”结果,或者使用单变量检验校正法的结果,包括格林豪斯-盖斯勒、辛-费德特和下线三种校正方法。单变量检验校正法一般建议采用前两种方法,当epsilon (ε)0.75时,使用辛-费德特法。当违背了球形假设条件时,如果单变量和多变量检验结果不一致,以多变量检验结果为准。 ![]() 图17“单变量检验/主体内效应检验”结果显示,第一行为“球形假定”结果,即当满足球形性假设时采用的结果,自由度为3,均方为3.709,F=116.103,P |
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