統(tǒng)計方法選擇與SPSS應用PPT課件

1、臨床科研中統(tǒng)計方法的選擇及SPSS操作簡介重慶醫(yī)科大學,公共衛(wèi)生學院衛(wèi)生統(tǒng)計學教研室彭斌12021/3/92統(tǒng)計學是用來干什么的統(tǒng)計學是用來干什么的v統(tǒng)計學n是面對不確定數(shù)據(jù)不確定數(shù)據(jù)進行科學推斷推斷的一門學科n目的 通過合理的設計合理的設計來減少、控制誤差，盡量保證結果的科學、可靠、可信； 通過恰當?shù)姆椒ㄇ‘數(shù)姆椒ǔ浞直┞稊?shù)據(jù)背后隱含的客觀規(guī)律v統(tǒng)計學是科學研究的重要工具3什么時候需要統(tǒng)計學什么時候需要統(tǒng)計學v醫(yī)學科學研究從頭到尾都需要統(tǒng)計學n方案設計(對照設置，混雜因素的控制)n對象分配(隨機分配？)n樣本大小n收集資料n分析資料v很多研究者只有在最后一步“分析資料分析資料”時才想起統(tǒng)計方

2、法4統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)- -設計類型設計類型v實驗設計類型n完全隨機設計（成組設計）完全隨機設計（成組設計）-最常見，最易實施的實驗設計方案-將研究對象隨機分配隨機分配到幾個組，然后做實驗n配對設計配對設計-將具有相似特征的研究對象配成對子，然后再將每個對子的對象隨機分配隨機分配到兩個組進行實驗-常見形式：同源配對（如樣品一分為二） 異源配對（按性別、體重、年齡配對） 自身前后配對（試驗前后的對比）5統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)- -設計類型設計類型v實驗設計類型n析因設計析因設計 -同時研究多個實驗因素多個實驗因素對結果的影響 -例如，研究藥物劑量藥物劑量(3mg、

3、6mg)及給藥方式給藥方式(口服、肌注口服、肌注)對結果的影響，每種組合均需要做試驗(3mg+口服，3mg+肌注， 6mg+口服，6mg+肌注)，為22析因設計析因設計n正交設計正交設計 -析因設計的簡化方案，根據(jù)正交表正交表做實驗n重復測量設計重復測量設計 -同一對象在不同時間點不同時間點上進行某個指標的觀測，以分析該指標在時間上的變化。-臨床上很常見的一類資料6統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)- -資料類型資料類型v資料類型n定量資料（計量資料）定量資料（計量資料） 指每一個對象每一個對象都有一個觀察值，其值是可以定量或準確測量的，表現(xiàn)為數(shù)值大小的不同。 例如，ALT,Hb,體重，吸光

4、度，等n定性資料（計數(shù)資料）定性資料（計數(shù)資料） 沒有數(shù)值的大小，只有互不相容的類別或屬性。 例如，性別，血型，職業(yè)，病種，等n等級資料等級資料 各屬性或類別間有程度之分 例如，疾病的“輕、中、重”，治療結果的“無效、顯效、好轉、治愈” 7統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)統(tǒng)計方法選擇的依據(jù)- -分析目的分析目的v分析目的n對臨床資料進行統(tǒng)計描述 描述性統(tǒng)計分析方法 如，均數(shù)，中位數(shù)，標準差，百分比，頻數(shù)分布等n對幾組資料進行差異性檢驗 假設檢驗方法 如，t檢驗，卡方檢驗，方差分析，秩和檢驗等n探討變量之間的關系，或者自變量（影響因素）自變量（影響因素）對應變量（結果變量）應變量（結果變量）的影響大小 多變量

5、分析方法 如，線性相關，線性回歸，Logistic回歸，生存分析等8常用的統(tǒng)計方法常用的統(tǒng)計方法v統(tǒng)計描述n均數(shù)，中位數(shù)，標準差，率，百分比，頻數(shù)分布等v參數(shù)估計n95%可信區(qū)間（95%CI）v假設檢驗nt檢驗、方差分析方差分析、卡方檢驗、秩和檢驗，等v關聯(lián)分析n線性相關、線性回歸、Logistic回歸、生存分析，等v其它方法n判別分析，聚類分析，因子分析，主成分分析，Meta分析9選擇方法時需要注意的幾點選擇方法時需要注意的幾點v數(shù)據(jù)的分布v正態(tài)分布？n偏態(tài)分布？v方差齊性n方差是否齊同（相等）n粗略判斷 兩組標準差之比在2.5倍以上， 就得警惕方差不齊10常用假設檢驗方法的選擇常用假設檢驗

6、方法的選擇計量資料計量資料常用假設檢驗方法常用假設檢驗方法11幾個例子幾個例子v 實例1 30只大鼠隨機分為A、B、C三組，每組10只，分別給予三種藥物，5天后測定某指標值如下表。 資料特點：完全隨機設計，計量資料，三組資料特點：完全隨機設計，計量資料，三組不妥的方法：t檢驗恰當?shù)姆椒ǎ悍讲罘治?2幾個例子幾個例子v 實例2 36只大鼠隨機分為對照組、實驗組1、實驗組2三組，每組12只，分別給予三種飼料，分別于10天、15天、20天、25天測定大鼠體重，如下表。 資料特點：完全隨機設計，計量資料，三組，重復測量資料特點：完全隨機設計，計量資料，三組，重復測量不妥的方法：每個時間點用t檢驗或方差

7、分析恰當?shù)姆椒ǎ褐貜蜏y量的方差分析13幾個例子幾個例子v 實例3 72只小鼠隨機分為3組，每組24只，進行實驗，分別于試驗后1，3，5，7天處死小鼠6只小鼠，測定大腦中酪氨酸激酶B的表達水平，如下表。 資料特點：計量資料，三組，重復測量資料特點：計量資料，三組，重復測量? ? 析因設計析因設計? ?不妥的方法：每個時間點用t檢驗，重復測量的方差分析恰當?shù)姆椒ǎ?4析因設計方差分析14幾個例子幾個例子v 實例4 兩組手術病人，采用兩種不同的鎮(zhèn)痛方式（試驗組、對照組），于手術后24小時測定血清中的IL-6，結果如下表。 資料特點：計量資料，兩組，標準差相差比較大資料特點：計量資料，兩組，標準差相差

8、比較大( (方差不齊方差不齊) )不妥的方法：t檢驗恰當?shù)姆椒ǎ簍檢驗 或者 Wilcoxon秩和檢驗15常用假設檢驗方法的選擇常用假設檢驗方法的選擇計數(shù)資料計數(shù)資料常用假設檢驗方法常用假設檢驗方法16一個例子一個例子v 實例5 兩組病人，采用兩種藥物治療，治療療效如下表。經(jīng)卡方檢驗，P=0.0486，差異有統(tǒng)計學意義。因此可以認為試驗組的療效比對照組的療效好。 資料特點：計數(shù)資料，兩組，例數(shù)比較少資料特點：計數(shù)資料，兩組，例數(shù)比較少不妥的方法：卡方檢驗恰當?shù)姆椒ǎ篎isher精確檢驗17常用假設檢驗方法的選擇常用假設檢驗方法的選擇等級資料等級資料常用假設檢驗方法常用假設檢驗方法18一個例子一

9、個例子v 實例6 兩組病人，采用兩種藥物治療，治療療效如下表。經(jīng)卡方檢驗，P=0.0570，差異無統(tǒng)計學意義。資料特點：等級資料，兩組資料特點：等級資料，兩組不妥的方法：卡方檢驗恰當?shù)姆椒ǎ篧ilcoxon秩和檢驗19常用多變量分析方法的選擇常用多變量分析方法的選擇v 臨床研究中，經(jīng)常需要分析某些因素與疾病之間的關系，探討疾病的危險因素。這些通常會涉及到多變量分析。20一個例子一個例子v 實例7 欲研究治療某病的改進法（傳統(tǒng)藥+輔藥）與傳統(tǒng)法（傳統(tǒng)藥）在不同劑量下的療效。將150例研究對象隨機分成10組，每組15例；每種劑量及每種療法下觀察15例。結果如下表：資料特點：結果變量：是否有效，二分

10、類（有效、無效）資料特點：結果變量：是否有效，二分類（有效、無效） 兩個影響因素：治療方法、藥物劑量兩個影響因素：治療方法、藥物劑量不妥的方法：卡方檢驗或Fisher精確檢驗恰當?shù)姆椒ǎ篖ogistic回歸分析21SPSSSPSS操作簡介操作簡介vSPSS是Statistical Package for the Social Sciences（社會科學統(tǒng)計軟件包）的縮寫v非統(tǒng)計人員廣泛使用的統(tǒng)計軟件v特點n操作簡單，容易上手，無需寫程序n統(tǒng)計分析方法豐富n繪制圖形美觀n數(shù)據(jù)接口齊全22SPSSSPSS工作界面工作界面23數(shù)據(jù)錄入原則數(shù)據(jù)錄入原則v數(shù)據(jù)錄入的基本原則n同一研究對象的所有信息錄入到

11、同一行行上n同一研究對象的不同信息錄入到不同列列上n完整地描述研究對象所提供的所有信息n相同信息的不同表達應進行標準化 例如，性別記錄為：男，男性，Male等，錄入時應統(tǒng)一為一個符號v按以上格式錄入的數(shù)據(jù)幾乎可以完成所有的統(tǒng)計分析、滿足所有的統(tǒng)計分析軟件24兩個例子兩個例子v 例例8 用甲、乙兩種治療方法治療一批病人，治療結果如下表。用甲、乙兩種治療方法治療一批病人，治療結果如下表。 試建立試建立SPSS數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集。 甲、乙兩種治療方法的療效比較甲、乙兩種治療方法的療效比較治療方法治療方法測測 量量 值值甲療法（甲療法（8例）例） 15.1 16.3 20.4 21.3 15.4 18.5

12、 16.9 20.1乙療法（乙療法（6例）例） 25.2 21.9 23.2 24.1 19.1 19.8 明確兩點：這個數(shù)據(jù)集有多少行（病人例數(shù)）？明確兩點：這個數(shù)據(jù)集有多少行（病人例數(shù)）？ 有多少列（變量個數(shù)）？有多少列（變量個數(shù)）？14行行2列列25設定變量名設定變量名v 首先建立變量名及指定類型首先建立變量名及指定類型n Name中錄入：中錄入：group，Type：默認，：默認，Label中錄入：中錄入：治療方法治療方法；n Name中錄入：中錄入：result，Type：默認，：默認，Label中錄入：中錄入：療效療效；n 完成之后界面大致如下完成之后界面大致如下26錄入數(shù)據(jù)后的界

13、面錄入數(shù)據(jù)后的界面v 在數(shù)據(jù)界面（在數(shù)據(jù)界面（Data View）錄入數(shù)據(jù)：甲療法數(shù)據(jù)）錄入數(shù)據(jù)：甲療法數(shù)據(jù)8行，乙療法行，乙療法數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)6行行27兩個例子兩個例子v 例例9 用甲、乙兩種治療方法治療一批病人，治療結果如下表。用甲、乙兩種治療方法治療一批病人，治療結果如下表。 試建立試建立SPSS數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集。 甲、乙兩種治療方法的療效比較甲、乙兩種治療方法的療效比較治療方法治療方法有效有效無效無效甲療法甲療法155乙療法乙療法191明確兩點：這個數(shù)據(jù)集有多少行（病人例數(shù)）？明確兩點：這個數(shù)據(jù)集有多少行（病人例數(shù)）？ 有多少列（變量個數(shù)）？有多少列（變量個數(shù)）？40行行2列列28設定變量名設

14、定變量名v 首先建立變量名及指定類型首先建立變量名及指定類型n Name中錄入：中錄入：group，Type：默認，：默認，Label中錄入：治療方法；中錄入：治療方法；Values中中指定：指定：1=甲療法；甲療法；2=乙療法乙療法n Name中錄入：中錄入：result，Type：默認，：默認，Label中錄入：療效；中錄入：療效；Values中指定：中指定：1=有效；有效；2=無效無效n 完成之后界面大致如下完成之后界面大致如下29錄入數(shù)據(jù)后的界面錄入數(shù)據(jù)后的界面v 在數(shù)據(jù)界面（在數(shù)據(jù)界面（Data View）錄入數(shù)據(jù)：甲療法有效）錄入數(shù)據(jù)：甲療法有效15行，甲療法行，甲療法無效無效5行

15、；乙療法有效行；乙療法有效19行，乙療法無效行，乙療法無效1行。行。30t t檢驗操作步驟檢驗操作步驟v 例例10 對對例例8進行進行t檢驗，比較兩種療法的結果有無差異。檢驗，比較兩種療法的結果有無差異。v 操作步驟：操作步驟：q AnalyzeCompare MeansIndependent-Samples T Test彈出彈出t檢驗對話檢驗對話框，如下左圖?？?，如下左圖。q 將將group選入選入“Grouping Variable:”，點擊，點擊“Define Groups”定義兩個組定義兩個組的值：的值：1、2q 將將result選入選入“Test Variable(s):”。完成后如

16、右圖。點。完成后如右圖。點OK分析。分析。31t t檢驗結果檢驗結果v SPSS分析結果分析結果Group StatisticsGroup Statistics818.00002.40773.85126622.21672.41115.98435治療方法甲療法乙療法療效NMeanStd. DeviationStd. ErrorMeanIndependent Samples TestIndependent Samples Test.052.824-3.24112.007-4.216671.30109-7.05150-1.38183-3.24010.915.008-4.216671.30138-7.

17、08372-1.34962Equal variancesassumedEqual variancesnot assumed療效FSig.Levenes Test forEquality of VariancestdfSig. (2-tailed)MeanDifferenceStd. ErrorDifferenceLowerUpper95% ConfidenceInterval of theDifferencet-test for Equality of Means方差齊性檢驗方差齊性檢驗P=0.824，方差齊同，方差齊同t檢驗結果檢驗結果t=3.241，P=0.00732方差分析操作步驟方差分

18、析操作步驟v 例例11 某研究者研究不同飲食對肝臟某研究者研究不同飲食對肝臟CYP2 E1表達的影響。將表達的影響。將45只大只大鼠隨機分為鼠隨機分為3組，每組組，每組15只，分別給予正常飲食、酒精飲食、高脂飲只，分別給予正常飲食、酒精飲食、高脂飲食。食。5周后測定周后測定 CYP2 E1 mRNA量。結果如下：量。結果如下：33錄入數(shù)據(jù)后的界面錄入數(shù)據(jù)后的界面v在數(shù)據(jù)界面（在數(shù)據(jù)界面（Data View）錄入數(shù)據(jù)：）錄入數(shù)據(jù)：group錄入三種錄入三種飲食方式，飲食方式，result錄入表達量。錄入后界面如下：錄入表達量。錄入后界面如下：34方差分析操作步驟方差分析操作步驟v 操作步驟：操作

19、步驟：q AnalyzeGeneral Linear ModelUnivariate彈出對話框，如下左圖彈出對話框，如下左圖q 將將group選入選入“Fixed Factor(s):”q 將將E1MRNA選入選入“Dependent Variable:”q 點點“Post Hoc”，設置兩兩比較方法，選擇，設置兩兩比較方法，選擇SNK法法q 返回，完成后的界面如下右圖。點返回，完成后的界面如下右圖。點OK進行分析。進行分析。35方差分析結果方差分析結果v SPSS分析結果分析結果Tests of Between-Subjects EffectsTests of Between-Subject

20、s EffectsDependent Variable: E1MRNA2.588a21.294814.442.0009.74219.7426130.731.0002.58821.294814.442.000.06742.00212.397452.65544SourceCorrected ModelInterceptgroupErrorTotalCorrected TotalType III Sumof SquaresdfMean SquareFSig.R Squared = .975 (Adjusted R Squared = .974)a. E1MRNAE1MRNAStudent-Newma

21、n-Keulsa,b15.1534015.5058015.736671.0001.0001.000group正常組高脂組酒精組Sig.N123SubsetMeans for groups in homogeneous subsets are displayed.Based on Type III Sum of SquaresThe error term is Mean Square(Error) = .002.Uses Harmonic Mean Sample Size = 15.000.a. Alpha = .05.b. 方差分析：方差分析：F=814.442P=0.000SNK法兩兩比較結

22、果：法兩兩比較結果：由于三組檢驗結果在三個由于三組檢驗結果在三個不同的子集（不同的子集（Subset），），因此，兩兩之間差異都有因此，兩兩之間差異都有統(tǒng)計學意義統(tǒng)計學意義36卡方檢驗步驟卡方檢驗步驟v 例例12 對對例例9進行卡方檢驗，比較兩種療法的結果有無差異。進行卡方檢驗，比較兩種療法的結果有無差異。v 操作步驟：操作步驟：q AnalyzeDescriptive StatisticsCrosstabs彈出卡方檢驗對話框，如下左彈出卡方檢驗對話框，如下左圖。圖。q 將將group選入選入“Row(s):框框”q 將將result選入選入“Column(s):框框”。完成后如右圖。完成后如

23、右圖。q 點擊點擊“Statistics”按鈕，勾選按鈕，勾選“Chi-square”(卡方檢驗卡方檢驗)，ContinueOK分析。分析。37卡方檢驗結果卡方檢驗結果v SPSS分析結果分析結果C Ca as se e P Pr ro oc ce es ss si in ng g S Su um mm ma ar ry y40100.0%0.0%40100.0%治療方法 * 療效NPercentNPercentNPercentValidMissingTotalCases治治療療方方法法 * * 療療效效 C Cr ro os ss st ta ab bu ul la at ti io on

24、nCount155201912034640甲療法乙療法治療方法Total有效無效療效TotalChi-Square TestsChi-Square Tests3.137b1.0771.7651.1843.3831.066.182.0913.0591.08040Pearson Chi-SquareContinuity CorrectionaLikelihood RatioFishers Exact TestLinear-by-LinearAssociationN of Valid CasesValuedfAsymp. Sig.(2-sided)Exact Sig.(2-sided)Exact S

25、ig.(1-sided)Computed only for a 2x2 tablea. 2 cells (50.0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is 3.00.b. 卡方檢驗結果：卡方檢驗結果：由于下面出現(xiàn)警告（見由于下面出現(xiàn)警告（見b.）因此卡方檢驗結果存在偏因此卡方檢驗結果存在偏差（第一行），應選擇差（第一行），應選擇Fishers Exact Test結果，結果，P=0.18238LogisticLogistic回歸操作步驟回歸操作步驟v 例例13 以實例以實例7數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)進行Logisti

26、c回歸分析回歸分析 欲研究治療某病的改進法（傳統(tǒng)藥欲研究治療某病的改進法（傳統(tǒng)藥+輔藥）與傳統(tǒng)法（傳統(tǒng)藥）輔藥）與傳統(tǒng)法（傳統(tǒng)藥）在不同劑量下的療效。將在不同劑量下的療效。將150例研究對象隨機分成例研究對象隨機分成10組，每組組，每組15例；每種劑量及每種療法下觀察例；每種劑量及每種療法下觀察15例。結果如下表：例。結果如下表：39設定變量名設定變量名v 首先建立變量名及指定類型首先建立變量名及指定類型n Name中錄入中錄入4個變量：個變量：group，result，dose，f，其中，其中f表示頻數(shù)。表示頻數(shù)。n 完成之后界面大致如下完成之后界面大致如下40錄入數(shù)據(jù)后的界面錄入數(shù)據(jù)后的界

27、面v 在數(shù)據(jù)界面（在數(shù)據(jù)界面（Data View）錄入數(shù)據(jù)：）錄入數(shù)據(jù)：n group:改進法改進法=1，傳統(tǒng)法，傳統(tǒng)法=2;n result:有效有效=1，無效，無效=0n dose:分別錄入分別錄入1，2，3，4，5n f:分別錄入對應的頻數(shù)分別錄入對應的頻數(shù)41LogisticLogistic回歸分析步驟回歸分析步驟v由于建立的數(shù)據(jù)集是由于建立的數(shù)據(jù)集是頻數(shù)格式的數(shù)據(jù)集頻數(shù)格式的數(shù)據(jù)集，因此在分，因此在分析前需要先說明。析前需要先說明。n點擊菜單上點擊菜單上“Data”“Weight Cases”點擊彈出對話點擊彈出對話框（如下），將變量框（如下），將變量f選入選入“Frequency Variable:”框中，框中，OK保存退出。保存退出。42LogisticLogistic回歸分析步驟回歸分析步驟