醫(yī)學(xué)論文中定量資料統(tǒng)計(jì)分析方面的錯(cuò)誤辨析與釋疑

中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào)2007年7月第5卷第4期Journal ofChinese Integrative Medicine，July 2007；Vol5，No4 醫(yī)學(xué)論文中定量資料統(tǒng)計(jì)分析方面的錯(cuò)誤辨析與釋疑 胡良平 ，劉惠剛。 1軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)咨詢中心，北京100850 2首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，北京100069 關(guān)鍵詞：統(tǒng)計(jì)學(xué)；醫(yī)學(xué)；論文；統(tǒng)計(jì)分析；非參數(shù)統(tǒng)計(jì) 中圖分類號(hào)：O212；文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A；文章編號(hào)：16721977(2007)04048104 Discrimination and interpretati0n of errors in statistical analysis of quanti- tative data in medical papers Liangping HU ，Hui-gang LIU 1Consulting Center of Biomedical Statistics，Academy of Military Medical Sciences，Beijing 100850，China 2College of Basic Medicinal Sciences，Capital University of Medical Sciences，Beijing 100069，China Keywords：statistics；medicine；dissertation；statistical analysis；statistics，nonparametric 1問(wèn)題的提出 在醫(yī)學(xué)論文或稿件中，若觀測(cè)結(jié)果是定量資料， 常需要在不同實(shí)驗(yàn)條件下比較其平均值之間的差別 是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，此時(shí)，稱為定量資料的統(tǒng)計(jì)分 析。如何才能正確地實(shí)現(xiàn)定量資料的統(tǒng)計(jì)分析呢? 關(guān)鍵是兩點(diǎn)：其一，檢查定量資料是否滿足參數(shù)檢驗(yàn) 的前提條件；其二，正確辨析定量資料所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)類型。第一點(diǎn)?？赏ㄟ^(guò)統(tǒng)計(jì)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而第二 點(diǎn)則需要分析資料的人具有這方面知識(shí)，才有可能合 理選擇統(tǒng)計(jì)分析方法。然而，只要科研課題涉及到兩 個(gè)或兩個(gè)以上因素時(shí)，實(shí)際工作者能正確判定其實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)類型的場(chǎng)合少得可憐，因此，在醫(yī)學(xué)論文或稿件 中，這方面的錯(cuò)誤不計(jì)其數(shù)。概括起來(lái)說(shuō)，不外乎有 以下兩類錯(cuò)誤：(1)當(dāng)定量資料不滿足參數(shù)檢驗(yàn)的前 提條件(獨(dú)立性、正態(tài)性和方差齊性)時(shí)，盲目套用參 數(shù)檢驗(yàn)方法(通常為特定設(shè)計(jì)下定量資料的t檢驗(yàn)或 方差分析)；(2)不管定量資料對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型是 什么，一律套用單因素兩水平(或叫成組)設(shè)計(jì)定量資 料的檢驗(yàn)方法(如t檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn))或單因素多水 平設(shè)計(jì)定量資料的分析方法(如單因素多水平設(shè)計(jì)定 量資料的方差分析或秩和檢驗(yàn))。其結(jié)果是所得出的 結(jié)論可信度低，甚至是錯(cuò)誤的 。 2 中西醫(yī)結(jié)合治療實(shí)例 例1 某lI缶床醫(yī)生收集了如下的資料(表1)，在 各組內(nèi)進(jìn)行配對(duì)設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)，在任何兩 組之間，用差量進(jìn)行成組設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)。 請(qǐng)問(wèn)：錯(cuò)在哪?正確的做法是什么? 對(duì)差錯(cuò)的辨析與釋疑 原作者的做法是錯(cuò)誤 的!因?yàn)檫@樣做割裂了整體設(shè)計(jì)，每次分析時(shí)，僅用 了部分?jǐn)?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的利用低，自由度小，結(jié)論的可信 度低；無(wú)法分析藥物種類與測(cè)定時(shí)間之間的交互作 用。正確的做法是：先檢查資料是否具備參數(shù)檢驗(yàn) 的前提條件，然后正確判定資料所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 類型。假定本例中的定量資料滿足參數(shù)檢驗(yàn)的前提 條件，而實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型表面上看是“4個(gè)自身配對(duì)設(shè) 計(jì)”同時(shí)存在，應(yīng)叫做“具有一個(gè)重復(fù)測(cè)量的兩因素 Correspondence；ProfLiang-ping HU；TelE-mail：lphu812sinacorn 維普資訊 中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào)2007年7月第5卷第4期Journa1 of Chinese Integrative Medieine，July 2007；Vol5，N。4 設(shè)計(jì)(其中，測(cè)定時(shí)間因素與重復(fù)測(cè)量有關(guān)，除此因 素之外，還有一個(gè)藥物種類因素)”。正確的統(tǒng)計(jì) 分析方法為“具有一個(gè)重復(fù)測(cè)量的兩因素設(shè)計(jì)定量 資料的方差分析”。對(duì)本例而言，更合適的分析策略 是：將“治療前”視為“協(xié)變量”，即設(shè)法使各藥物組治 療前盡可能取相等的平均水平，從而推算出治療后 的平均測(cè)定結(jié)果(稱為校正的平均值)，提高各藥物 組之間的可比性，其統(tǒng)計(jì)分析方法叫做“單因素4水 平設(shè)計(jì)定量資料的一元協(xié)方差分析”(每次只分析一 個(gè)定量指標(biāo))；若每次需要同時(shí)分析3個(gè)定量觀測(cè)指 標(biāo)，其統(tǒng)計(jì)分析方法可叫做“帶有一個(gè)協(xié)變量的單因 素4水平設(shè)計(jì)定量資料3元方差分析”。 表1各組治療前后肝功能檢測(cè)結(jié)果比較 (js) 例2很多人用成組設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)和 單因素多水平設(shè)計(jì)定量資料的方差分析處理表2資 料。請(qǐng)辨析：這樣做錯(cuò)在哪里?為什么?正確的統(tǒng) 計(jì)分析方法是什么? 表2兩組不同組織類型的NscLC肺部ROI的 Max SUV和Mean SUV比較 (js) 組刷 癌細(xì)胞類型例數(shù) Max SUV Mean SUV 對(duì)差錯(cuò)的辨析與釋疑 表2中最后兩列為兩個(gè) 定量的觀測(cè)指標(biāo)，原則上，當(dāng)實(shí)驗(yàn)中涉及兩個(gè)或兩個(gè) 以上定量指標(biāo)時(shí)，看專業(yè)上是否需要同時(shí)考察它們 的變化，若不需要，就視為兩個(gè)一元定量資料；若需 要，就視為一個(gè)二元定量資料。關(guān)鍵是檢查資料的 前提條件(此處從略)和正確判定定量資料所對(duì)應(yīng)的 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型，以下就不再贅述了。 原作者所用的兩種統(tǒng)計(jì)分析方法都屬于分析單 因素設(shè)計(jì)定量資料的統(tǒng)計(jì)分析方法，是不正確的。 屬于未正確辨析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型，就盲目套用統(tǒng)計(jì)分 析方法的一種壞習(xí)慣，其結(jié)論是不可信的。該定量 資料中涉及兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素，一個(gè)是中醫(yī)上的分型(非 血瘀證與血瘀證)，另一個(gè)是癌細(xì)胞類型。兩個(gè)因素 共有6種水平組合，各組合下都有一組獨(dú)立的患者， 兩個(gè)因素同時(shí)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中，尚無(wú)專業(yè)知識(shí)保證它 們對(duì)觀測(cè)指標(biāo)的影響誰(shuí)是主要或次要，故這個(gè)定量 資料所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型應(yīng)叫做兩因素析因設(shè)計(jì) 或叫23析因設(shè)計(jì)，當(dāng)定量資料滿足參數(shù)檢驗(yàn)的前 提條件時(shí)，以選用相應(yīng)設(shè)計(jì)定量資料的方差分析處 理為宜。 例3很多人用成組設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)和 單因素多水平設(shè)計(jì)定量資料的方差分析處理表3資 料。請(qǐng)辨析：這樣做錯(cuò)在哪里?為什么?正確的統(tǒng) 計(jì)分析方法是什么? 表3兩組不同分期的NscLc肺部ROI的 Max SUV和Mean SUV比較 (js) 對(duì)差錯(cuò)的辨析與釋疑 原作者所用的兩種統(tǒng)計(jì) 分析方法都屬于分析單因素設(shè)計(jì)定量資料的統(tǒng)計(jì)分 析方法，是不正確的。屬于未正確辨析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類 型，就盲目套用統(tǒng)計(jì)分析方法的一種壞習(xí)慣，其結(jié)論 是不可信的。該定量資料中涉及兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素，一 個(gè)是中醫(yī)上的分型(非血瘀證與血瘀證)，另一個(gè)是 維普資訊 中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào)2007年7月第5卷第4期Journal of Chinese Integrative Medicine，July 2007；Vo15，No4 疾病分期。兩個(gè)因素共有8種水平組合，各組合下 都有一組獨(dú)立的患者，兩個(gè)因素同時(shí)出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中， 尚無(wú)專業(yè)知識(shí)保證它們對(duì)觀測(cè)指標(biāo)的影響誰(shuí)是主要 或次要，故這個(gè)定量資料所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型應(yīng) 叫做兩因素析因設(shè)計(jì)或叫24析因設(shè)計(jì)，當(dāng)定量資 料滿足參數(shù)檢驗(yàn)的前提條件時(shí)，以選用相應(yīng)設(shè)計(jì)定 量資料的方差分析處理為宜。 例4很多人用成組設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)和 單因素多水平設(shè)計(jì)定量資料的方差分析處理表4資 料。請(qǐng)辨析：這樣做錯(cuò)在哪里?為什么?正確的統(tǒng) 計(jì)分析方法是什么? 表4各組肺組織病理圖像分析結(jié)果比較 (js，“m ) 對(duì)差錯(cuò)的辨析與釋疑 原作者所用的兩種統(tǒng)計(jì) 分析方法都屬于分析單因素設(shè)計(jì)定量資料的統(tǒng)計(jì)分 析方法，是不正確的。屬于未正確辨析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類 型，就盲目套用統(tǒng)計(jì)分析方法的一種壞習(xí)慣，其結(jié)論 是不可信的。 該實(shí)驗(yàn)共有8個(gè)實(shí)驗(yàn)組，每組中的1O只動(dòng)物都 在三個(gè)區(qū)被檢測(cè)某定量指標(biāo)的結(jié)果，故“三個(gè)區(qū)”是 與重復(fù)測(cè)量有關(guān)的因素。要判斷該定量資料所對(duì)應(yīng) 的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型，關(guān)鍵是要弄清“組別”是一個(gè)實(shí)驗(yàn) 因素還是一個(gè)復(fù)合因素。顯然，“組別”中涉及到很 多因素，如“是否建?！?、“是否用藥”、“用何種藥”、 “用藥種數(shù)”，這4個(gè)因素每個(gè)至少有2個(gè)水平，全面 組合至少應(yīng)有16個(gè)小組，現(xiàn)在只有8個(gè)組，說(shuō)明這 些因素的水平未全面組合，屬于“多因素非平衡組合 實(shí)驗(yàn)”，而不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 對(duì)于這種定量資料，應(yīng)對(duì)“組別”進(jìn)行合理拆分。 可能的拆分結(jié)果如下。 組合1：正常對(duì)照組與模型組； 組合2：模型組、丹參組、黃芪組、雷公藤組、氫 化考的松組、硫唑嘌呤組； 組合3：模型組、雷公藤組、硫唑嘌呤組、硫唑嘌 呤+雷公藤組。 將上述三種組合分別與三個(gè)區(qū)同時(shí)考慮，構(gòu)成 不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型，具體地是，組合1叫做“具有 一個(gè)重復(fù)測(cè)量的兩因素設(shè)計(jì)”，其設(shè)計(jì)格式見(jiàn)表5。 組合2也叫做“具有一個(gè)重復(fù)測(cè)量的兩因素設(shè)計(jì)”， 其設(shè)計(jì)格式見(jiàn)表6。 表5兩組肺組織病理圖像分析結(jié)果比較 (j土s，“m。) 表6各組肺組織病理圖像分析結(jié)果比較 (j土s，“m。) 藥物種類 深染區(qū) 淺染區(qū) 無(wú)染區(qū) 模型 丹參 黃芪 雷公藤 氫化考的松 硫唑嘌呤 63 569土7 573 28 574土9 438 27 829土9 438 29 563土8 413 28 882士7 868 29 634土8 744 41 296土8 165 46 263土12 289 45 842土10 818 44 239士9 620 46 140士10 814 43 984士9 462 8 2 5 5 2 3 3 0 O O 6 7 3 6 O 4 5 5 士士士士士士 9 7 3 1 1 5 5 8 5 2 O O 3 3 5 4 2 6 7 6 7 7 6 7 維普資訊 中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào)2007年7月第5卷第4期 Journal of Chinese Integrative Medicine，July 2007；Vol5，No4 組合3應(yīng)叫做“具有一個(gè)重復(fù)測(cè)量的三因素設(shè) 計(jì)”，因?yàn)樵摻M合中的4個(gè)實(shí)驗(yàn)分組本身形成了一個(gè) 22析因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，再加上與重復(fù)測(cè)量有關(guān)的因素 “三個(gè)區(qū)”，其結(jié)構(gòu)用統(tǒng)計(jì)表表達(dá)出來(lái)(表7)，便可一 覽無(wú)余，層次清晰，易于辨析其真正的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類 型。 表7 4組肺組織病理圖像分析結(jié)果比較 例5很多人用配對(duì)設(shè)計(jì)定量資料的t檢驗(yàn)和 單因素多水平設(shè)計(jì)定量資料的方差分析(兩兩比較 用LSD法)處理多因素影響下的定量資料，如本刊 2006年第4卷第3期第287頁(yè)上的表1資料(為節(jié) 省篇幅，詳細(xì)資料此處從略)。請(qǐng)辨析：這樣做錯(cuò)在 哪里?為什么?正確的統(tǒng)計(jì)分析方法是什么? 對(duì)差錯(cuò)的辨析與釋疑 在此資料中，第1列 “Group”之下的5個(gè)組不是單因素5水平之間的關(guān) 系，它是多因素非平衡組合實(shí)驗(yàn)，因此，需要對(duì) “Group”進(jìn)行合理地“拆分”：如組合，前4組可同 時(shí)比較；組合，“第1組，第2、3、4三組中取一組， 第5組”可同時(shí)比較。還應(yīng)考慮放置在表中縱向上 的“時(shí)間”因素，第1個(gè)時(shí)間點(diǎn)為“處理前”，應(yīng)將其視 為“協(xié)變量”，而且，“時(shí)間”是與重復(fù)測(cè)量有關(guān)的因 素，簡(jiǎn)稱重復(fù)測(cè)量因素。 同時(shí)考慮某種組合和時(shí)間，則分別與組合、組 合對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法都叫做“具有一個(gè)重復(fù)測(cè) 量的兩因素設(shè)計(jì)定量資料的一元協(xié)方差分析”。 REFERENCES 1 HU LP，Li ZJFundamental of medical statistics and dis crimination of typical misuseBeij ing：Press of Military Medical Sciences2003：149153C