SAS軟件使用-4-復(fù)雜設(shè)計方差分析(太原理工大學(xué))

1、 SAS軟件使用復(fù)雜設(shè)計方差分析 山西醫(yī)科大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室 余紅梅yu_ SAS實習(xí)六實習(xí)六 復(fù)雜設(shè)計方差分析復(fù)雜設(shè)計方差分析析因設(shè)計（ Factorial Design）ANOVA重復(fù)測量設(shè)計( Repeated Measurement Design) ANOVA協(xié)方差分析析因設(shè)計例：將20只家兔隨機等分4組，每組5只，進行神經(jīng)損傷后的縫合實驗。處理由兩個因素組合而成。A因素為縫合方法：外膜縫合和束膜縫合；B因素為縫合后時間：縫合后1月和縫合后2月。實驗結(jié)果為家兔神經(jīng)縫合后的軸突通過率（）。試分析不同縫合方法及縫合后時間對軸突通過率的影響。22析因設(shè)計家兔神經(jīng)縫合后的軸突通過率() 外膜

2、縫合（A1） 束膜縫合（A2）1月（B1）2月（B2） 1月（B1） 2月（B2）1010405010303070603010203050305050706030均數(shù)24442852析因設(shè)計特點各因素各水平的全面組合分組。析因?qū)嶒炘O(shè)計不僅可以作每個因素各水平的比較，而且可分析交互作用，還可以從各因素各水平的全面組合中挑選出最優(yōu)實驗條件或最優(yōu)實驗條件的方向。完全隨機設(shè)計的析因?qū)嶒炛幸蟾鹘M例數(shù)相等，且每組例數(shù)不少于2例，否則無法分析因素間的交互作用?；靖拍顔为毿?yīng)（simple effect）：指其他因素的水平固定時，某一因素不同水平間的差別。外膜縫合：不同縫合時間間的差別44-2420外膜縫

3、合2月與1月相比，神經(jīng)軸突通過率提高了20。束膜縫合：不同縫合時間間的差別52-2824束膜縫合2月與1月相比，神經(jīng)軸突通過率提高了24。1月縫合：不同縫合方法間的差別28-2441月縫合束膜縫合與外膜縫合相比，神經(jīng)軸突通過率提高了4。2月縫合：不同縫合方法間的差別52-4482月縫合束膜縫合與外膜縫合相比，神經(jīng)軸突通過率提高了8。主效應(yīng)（main effect）：指某一因素各水平間的平均差別(即單獨效應(yīng)的平均)。縫合時間主效應(yīng)： (20+24)/2=22縫合后2月與1月相比（不考慮縫合方法），神經(jīng)軸突通過率提高了22。縫合方法主效應(yīng)：(4+8)/2=6束膜縫合與外膜縫合相比（不考慮縫合時間）

4、，神經(jīng)軸突通過率提高了6。交互作用（interaction）：當(dāng)某因素的各個水平單獨效應(yīng)隨另一因素水平的變化而變化時，稱這兩個因素間存在交互作用?？p合方法與縫合時間的交互作用：（8-4）/2=2或（24-20）/2=2無交互作用示意圖縫合2月縫合1月外膜縫合 束膜縫合軸突通過率2024有交互作用示意圖縫合2月縫合1月外膜縫合 束膜縫合軸突通過率3010變異分解總變異（Corrected Total）處理組間（Model） A因素主效應(yīng) B因素主效應(yīng) AB交互作用誤差（ Error ）H0:不同縫合方法神經(jīng)軸突通過率相等H1:不同縫合方法神經(jīng)軸突通過率不等H0:不同縫合時間神經(jīng)軸突通過率相等H1

5、:不同縫合時間神經(jīng)軸突通過率不等H0:不同縫合方法與不同縫合時間之間無交互作用H1:不同縫合方法與不同縫合時間之間有交互作用/* factorial design ANOVA, example 11-1 */data ex11_1; input x method $ time $ ;cards;10 a1 b1 10 a1 b1 40 a1 b150 a1 b1 10 a1 b130 a1 b2 30 a1 b2 70 a1 b260 a1 b2 30 a1 b210 a2 b1 20 a2 b1 30 a2 b150 a2 b1 30 a2 b150 a2 b2 50 a2 b2 70 a2

6、 b260 a2 b2 30 a2 b2;proc anova; class method time; 在MODEL語句前指定分類變量 model x=method time method*time; 指定模型的主效應(yīng)和交互效應(yīng) means method*time; 輸出兩因素組合下的均數(shù)proc glm; class method time; model x=method time method*time; means method*time;Estimated Marginal Means of 軸突通過率縫合方法束膜縫合外膜縫合Estimated Marginal Means605040

7、3020縫合時間1月2月20%24%Estimated Marginal Means of 軸突通過率縫合時間2月1月Estimated Marginal Means6050403020縫合方法外膜縫合束膜縫合4%8%注意：若兩因素交互作用不存在，說明兩因素的作用相互獨立，分析各因素的主效應(yīng)即可。若兩因素交互作用存在，在統(tǒng)計分析時須逐一分析各因素的單獨效應(yīng)。即固定另一因素的水平，分析某因素不同水平間的差別。組間比較采用方差分析，誤差均方及其自由度均按析因設(shè)計總方差分析中誤差的均方與其自由度計算。/* factorial design ANOVA, example 11-2 */data ex1

8、1_2; input x a $ b $ ;cards;105 1.0mg 5ug 80 1.0mg 5ug 65 1.0mg 5ug 75 2.5mg 5ug115 2.5mg 5ug 80 2.5mg 5ug 85 5.0mg 5ug 120 5.0mg 5ug125 5.0mg 5ug 115 1.0mg 15ug105 1.0mg 15ug 80 1.0mg 15ug125 2.5mg 15ug 130 2.5mg 15ug 90 2.5mg 15ug 65 5.0mg 15ug120 5.0mg 15ug 100 5.0mg 15ug 75 1.0mg 30ug 95 1.0mg 3

9、0ug 85 1.0mg 30ug 135 2.5mg 30ug120 2.5mg 30ug 150 2.5mg 30ug180 5.0mg 30ug 190 5.0mg 30ug160 5.0mg 30ug;proc anova; class a b; model x=a b a*b; means a*b;run;proc glm; class a b; model x=a b a*b; means a*b; lsmeans a*b/tdiff; 進行每兩組均數(shù)比較，輸出t和P。run;Estimated Marginal Means of 鎮(zhèn)痛時間(min)DRUGA5mg2.5mg1mg

10、Estimated Marginal Means2001801601401201008060DRUGB5微克15微克30微克Estimated Marginal Means of 鎮(zhèn)痛時間(min)DRUGB30微克15微克5微克Estimated Marginal Means2001801601401201008060DRUGA1mg2.5mg5mg例例 為研究減肥新藥鹽酸西布曲明片和鹽酸西布曲明膠為研究減肥新藥鹽酸西布曲明片和鹽酸西布曲明膠囊的減肥效果是否不同，以及肥胖患者服藥后不同時囊的減肥效果是否不同，以及肥胖患者服藥后不同時間的體重隨時間的變化情況。采用雙盲雙模擬隨機對間的體重隨時間

11、的變化情況。采用雙盲雙模擬隨機對照試驗，將體重指數(shù)照試驗，將體重指數(shù)BMI27的肥胖患者的肥胖患者40名隨機等名隨機等分成兩組，一組給予分成兩組，一組給予鹽酸西布曲明片鹽酸西布曲明片+模擬鹽酸西布模擬鹽酸西布曲明膠囊曲明膠囊，另一組給予，另一組給予鹽酸西布曲明膠囊鹽酸西布曲明膠囊+模擬鹽酸模擬鹽酸西布曲明片西布曲明片。所有患者每天堅持服藥，共服藥。所有患者每天堅持服藥，共服藥6個月個月(24周周) 受試期間禁用任何影響體重的藥物，而且受試受試期間禁用任何影響體重的藥物，而且受試對象行為、飲食及其及運動與服藥前的平衡期均保持對象行為、飲食及其及運動與服藥前的平衡期均保持一致。分別于平衡期、服藥后

12、的一致。分別于平衡期、服藥后的8周、周、16周周24周測定周測定肥胖患者的體重肥胖患者的體重(kg)得下表資料。得下表資料。 重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計對同一個受試對象（如人、動物、儀器對同一個受試對象（如人、動物、儀器等）的同一觀察指標（變量）在不同時等）的同一觀察指標（變量）在不同時間點進行多次測量（觀察），這種對同間點進行多次測量（觀察），這種對同一個對象的多次觀察的記錄資料稱為重一個對象的多次觀察的記錄資料稱為重復(fù)測量的資料。復(fù)測量的資料。特點：同一個觀察對象的不同測量間往特點：同一個觀察對象的不同測量間往往存在相關(guān)性，即不滿足普通方差分析往存在相關(guān)性，即不滿足普通方差分析的

13、獨立性條件。的獨立性條件。重復(fù)測量設(shè)計適用場合重復(fù)測量設(shè)計適用場合通常用于受試對象接受某種處理后，通常用于受試對象接受某種處理后，觀察與處理因素相對應(yīng)的某些指標觀察與處理因素相對應(yīng)的某些指標隨時間推移的動態(tài)變化情況。隨時間推移的動態(tài)變化情況。 表表 兩因素重復(fù)測量資料方差分析表兩因素重復(fù)測量資料方差分析表 變異來源變異來源 SS df MS F P 受試對象間受試對象間 13161.9830 39 處理處理 K 5.9290 1 5.9290 0.017 0.897 個體間誤差個體間誤差 13158.0520 38 346.2645 受試對象內(nèi)受試對象內(nèi) 904.6500 120 時間時間 I

14、 384.5300 3 128.1767 28.213 0.000 交互作用交互作用 KI 2.1940 3 0.7313 0.161 0.922 個體內(nèi)誤差個體內(nèi)誤差 517.9260 114 4.5432 總總 14068.6310 159 88.4820 將手術(shù)要求基本相同的將手術(shù)要求基本相同的15名患者名患者隨機分隨機分3組，在手術(shù)過程中分別組，在手術(shù)過程中分別采用采用A，B，C三種麻醉誘導(dǎo)方法，三種麻醉誘導(dǎo)方法，在在T0（誘導(dǎo)前）、（誘導(dǎo)前）、T1、T2、T3、T4， 五個時相測量患者的收縮五個時相測量患者的收縮壓，數(shù)據(jù)記錄見下表。試進行方壓，數(shù)據(jù)記錄見下表。試進行方差分析。差分析。

15、 表表 1212- -1717 不同麻醉誘導(dǎo)時相患者的收縮壓（不同麻醉誘導(dǎo)時相患者的收縮壓（mmHgmmHg） 麻麻 醉醉 誘誘 導(dǎo)導(dǎo) 時時 相相 方方法法 序序號號 T T0 0 T T1 1 T T2 2 T T3 3 T T4 4 A 1 120 108 112 120 117 A 2 118 109 115 126 123 A 3 119 112 119 124 118 A 4 121 112 119 126 120 A 5 127 121 127 133 126 B 6 121 120 118 131 137 B 7 122 121 119 129 133 B 8 128 129 1

16、26 135 142 B 9 117 115 111 123 131 B 10 118 114 116 123 133 C 11 131 119 118 135 129 C 12 129 128 121 148 132 C 13 123 123 120 143 136 C 14 123 121 116 145 126 C 15 125 124 118 142 130 /* repeated measurement design ANOVA :example 12-3 */data ex12_3; input t0 t1 t2 t3 t4 group $ ;cards;120 108 112 1

17、20 117 A118 109 115 126 123 A119 112 119 124 118 A121 112 119 126 120 A127 121 127 133 126 A121 120 118 131 137 B122 121 119 129 133 B128 129 126 135 142 B117 115 111 123 131 B118 114 116 123 133 B131 119 118 135 129 C129 128 121 148 132 C123 123 120 143 136 C123 121 116 145 126 C125 124 118 142 130

18、 C;proc glm; class group; model t0 t1 t2 t3 t4=group; repeated time 5 contrast(1); lsmeans group/tdiff; 進行每兩組均數(shù)比較，輸出t和P。run;Estimated Marginal Means of MEASURE_1GROUP方法C方法B方法AEstimated Marginal Means150140130120110TIME12345Estimated Marginal Means of MEASURE_1TIME54321Estimated Marginal Means150140130120110GROUP 方法A方法B方法C協(xié)方差分析（GLM過程）方差分析用于比較兩組或兩組以上均數(shù)間差別。協(xié)方差分析用于比較兩組或兩組以上