计量资料比较的分析方法.ppt

《计量资料比较的分析方法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计量资料比较的分析方法.ppt（80页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、,假设检验的基本思想,计量资料比较的T检验 单组资料比较的T检验 两组资料比较的T检验,计量资料比较的F检验 单因素实验的方差分析 多因素实验的方差分析,计量资料比较的基本方法,5.2 单组计量资料的T检验,第五章 计量资料比较的T检验,5.1-1 配对比较的T检验,5.1 假设检验的基本思想,5.3 两组计量资料的T检验,5.1-2 成组比较的T检验,5.1 假设检验的基本思想,假设检验基本思想,统计假设,本节的重点,假设检验的两类错误,5-1.1 假设检验的基本思想与方法,一、假设检验的基本方法与过程,根据关心的实际问题，提出统计假设(由基本假设 H 0 和备择假设 H 1 组成)。,2.

2、选择适当的统计量，在 H 0 为真时，确定统计量的概率分布。,根据样本资料计算显著性概率 P 值：P=P(H 0为真，拒绝 H 0)。,若显著性概率 P 值比给定的小概率值小，拒绝假设 H 0，接受 H 1。(概率值 称为显著水平，或检验水准),1.第一类错误弃真错误,二、假设检验中的两类错误,(1)弃真错误(医学中为假阳性错误)：H 0 为真，判断拒绝了H 0；(2)显著性概率P：P=P(弃真)。,2.第二类错误取伪(假阴性)错误 取伪错误(医学中为假阴性错误)：H 0 不真，判断接受了H 0；记取伪错误的概率为，即=P(取伪)。(2)与的关系：减小时，会增大；(3)n 很小时，接受H 0，

3、值会很大。,5-2 单组资料比较的T检验,假设检验的目的,单侧、双侧统计假设,本节的重点,统计量及其概率分布,(1)目的：判断均数 是否大于(或小于)。,2.单侧检验的目的和统计假设,(2)单侧检验的统计假设：,一、检验的目的和统计假设,1.双侧检验的目的和统计假设,(2)统计假设：,考察总体的均数,给定的常数,右侧检验：,左侧检验：,(1)目的：判断均数 与常数 是否有差异。,二、统计量及其统计量的分布,因为样本均数 是总体均数 的好估计量，,可以用 来描述 与 的差异。,1.分析使用的统计量,考虑到统计量 的抽样误差：,2.当 H 0 成立时：统计量,三、显著性概率 P 的计算,1.双侧检

4、验：,2.单侧检验：,其中，t 是统计量的值。,四、用界值比较分析的方法,拒绝 H 0，接受 H 1。反之，不能拒绝 H 0。,1.双侧检验分析的方法,若，则。,2.单侧检验的分析方法,双侧图示,单侧图示,(1)计算，确定 T 分布双侧界值。,(2)比较统计量的值和双侧界值。,拒绝 H0，接受 H1。反之，不能拒绝 H0。,(1)计算，确定 T 分布单侧界值。,(2)比较统计量的值和单侧界值。,若，则。,例5-2 已知旧安眠药的平均延长睡眠时间为 2.4小时。由临床收集到 9 例使用某新安眠药 的延长时间资料 小时、小时，问 该新药是否提高了疗效？,解 统计假设 H0：=2.4 H1：2.4,

5、统计量,计算：,所以 P 0.05，拒绝H0，接受H1。,因为|t|=4.5,可认为新安眠药比旧安眠药提高了疗效。,五、单组计量资料 T 检验的计算,计算的基本过程,2.Excel中显著性概率P的计算函数(1)单元格中输入：=TDIST(|t|,df,1或2)(2)参数(tails)1或2：1=单侧，2=双侧。,(1)计算样本均数、样本标准差 S；,(2)计算统计量 t 的值；,计算显著性概率 P(或界值)：双侧检验，计算双侧概率(或双侧界值)；单侧检验，计算单侧概率(或双侧界值)。,例5-3 随机测得5名潜水员的脉搏数(次/分钟)为:60、54、66、66、54。若正常人的平均脉搏数 72次

6、/分钟，问潜水员的脉搏数是否低于正常人？,统计假设 H0：=72 H1：72,所以 P 0.05。拒绝 H0，接受 H1。,统计量,因为|t|=4.472,解,Excel计算(例5-3),1.实验的目的和要求,(2)已知旧安眠药的平均延长睡眠时间为2.0小时,问新药是否提高了疗效？(=0.05),练习：EXCEL中的统计函数及计算,2.实验内容：现收集到一组使用某新安眠药的延长睡眠时间资料(小时)为：2.5；3.5；2.5；3.0；3.5。,目的:掌握EXCEL中编辑公式的计算方法、统计函数的使用方法。,(1)求平均延长睡眠时间95%的置信区间；,5-3 两个正态总体均数比较的假设检验,实验的

7、基本方法,配对比较的T检验,本节的重点,成组比较的T检验,两总体比较的实验方法,配对实验基本方法(1)异体配对实验：把实验对象按各种条件相同或相近两两配对，把每对中实验对象随机分配到不同的处理组中。(2)同体配对实验：同一实验对象分别接受不同的处理方法。自身前后对照配对实验；自身左右对照配对实验。,完全随机实验：把实验对象随机分成两组，每组分别接受不同的处理方法。,3.第2个随机化原则：随机分组原则。,5-3.1 配对比较的T检验,(其中 和 分别是两比较总体的均数),(3)差值均数 服从均数为 的分布。,1.配对实验的计量资料,2.配对计量资料的特点,一、配对实验的样本资料及特点,(其中差值

8、 di=xi yi),(2)差值的样本均数,(1)差值 di 能客观反映处理方法的差异；,二、对样本的要求和统计假设,2.总体均数配对比较的统计假设,记差值的总体均数为：,(1)双侧检验：,(2)单侧(右侧、左侧)检验：,右侧检验：,左侧检验：,1.T检验对样本资料的要求,样本分别来自总体、。,三、配对比较T检验的分析方法,1.统计量,(1)是差值 的样本标准差;,(2)是差值 的样本标准误。,2.用界值比较推断的方法,拒绝 H0，接受 H1。反之，不能拒绝 H0。,(1)双侧检验：若，则 P。,拒绝 H0，接受 H1。反之，不能拒绝 H0。,(2)单侧检验：若，则 P。,1.选择配对比较的分

9、析工具(参看例5-4.xsl)(1)依次单击“工具”、“数据分析”；(2)选择“t-检验：平均值成对二样本分析”，单击“确定”。2.在分析工具对话框中“输入”选项中输入(1)变量1的输入区域：输入第一组数据（如A2:F2）；(2)变量2的输入区域：输入第二组数据（如A3:F3）；(3)单击“标志”左边的复选框选择是否含有标志;(4)(A)：输入检验水准。3.在分析工具对话框中“输出选项”中(1)单击“输出区域”，在文本框中输入单元格名称(如A6)；(2)单击“确定”。,Excel中配对T检验工具的应用,例5-4 将接种肿瘤的小白鼠配成5对，每对随机分配到试验组和对照组。试验组接种后三天注射30

10、%的三棱莪术液0.5mL，对照组不作任何处理。一段时间后测得肿瘤大小（mm）如表，问三棱莪术液是否有抑制肿瘤的作用？（=0.01）,例5-4 数据及平均值的成对二样本分析对话框,H 0：对照=实验 H 1：对照 实验,例5-4(EXCEl),因为 P=0.00550.05，拒绝H 0，接受H 1。,H 0：d=0 H 1：d 0,平均值成对二样本例5-4的分析结果,5.3.2 成组(完全随机实验)比较,一、完全随机实验的样本资料,1.样本资料的特点：两样本相互独立。,2.T 检验对样本资料的要求：,甲组（X）：,样本容量、样本均数、标准差,乙组（Y）：,样本容量、样本均数、标准差,二、检验的目

11、的和统计假设,1、双侧检验的目的和统计假设,(1)目的：判断总体均数 与 是否有差异。,(2)统计假设：,2、单侧检验的目的和统计假设,(1)右侧检验目的：判断 是否大于。,统计假设：,(2)左侧检验目的：判断 是否小于。,统计假设：,三、成组比较T检验的统计量,1.两总体 时的统计量：,其中混合标准差,2.两总体 时的统计量：,其中,四、用界值比较的分析方法,拒绝 H0，接受 H1。反之，不能拒绝 H0。,1.双侧检验：,拒绝 H0，接受 H1。反之，不能拒绝 H0。,若，则 P。,若，则 P。,2.单侧检验：,其中 时：,时：,五、方差齐性检验,1.齐性检验的目的和统计假设,(1)目的：判

12、断两总体的方差是否有差异；,(2)统计假设,2.统计量(假定S1S2)及概率分布,3.用界值分析的方法,拒绝H0，接受H1，两总体方差有差异。,若，则 P。,反之，不能拒绝H0，两总体方差齐性。,(2)若方差不等，选择异方差 T 检验。,六、成组比较 T 检验的基本过程,1.首先进行方差齐性检验，判断两总体方差是否相等(满足齐性条件)。2.根据齐性检验结果选择相应的T检验:,(1)若方差齐性，选择等方差 T 检验；,Excel中成组比较分析工具,1.方差齐性检验工具：F-检验 双样本方差。,T检验工具：t-检验:双样本等方差假设；t-检验:双样本异方差假设。,例5-5 两组小白鼠分别饲以高蛋白

13、和低蛋白饲料，四周后得体重增加量(g)如下。问两组体重的增加量是否有显著性差异？(=0.05),例5-5方差齐性检验工具各选项完成后的对话框,H0：2高=2低 H1：2高 2低,因为 P=0.0040.05，拒绝H0，接受H1。,例5-5方差齐性检验结果,例5-5成组比较T检验各选项完成后的对话框,例5-5 成组比较 T 检验结果,例5-5(EXCEL),H0：高=低 H1：高 低,因为 P=0.00060.05，拒绝H0，接受H1。,例5-6 把11名1525岁男女青年随机分成两组，实验组使用电子增高器，对照组不使用电子增高器。一年后测得增加的高度（cm）如下，问电子增高器有无增高作用？（=

14、0.10）,例5-6(EXCEL),1.实验目的：掌握EXCEL中两组资料比较 T 检验工具的使用。t-检验：平均值成对二样本分析；t-检验：双样本等方差假设；t-检验：双样本异方差假设；F-检验 双样本方差。,实验1：EXCEL中的 t 检验(均数比较),2.实验要求:每道实验题一张工件表；给出统计假设和统计结论；实验结果以(实验1-学号后3位姓名)为文件名(如：实验1-012张三)。,(1)有6名志愿者服用某减肥药，服药前和服药一个疗程后各测量一次体重(kg)得数据如表。给定，试判断该减肥药是否有疗效？,3.实验内容(实验1),(2)研究功能性子宫出血症实热组与虚寒组的免疫功能，测定淋巴细

15、胞转化率（%）如下。假定两组资料均服从正态分布，问两组的淋巴细胞转化率是否有差异?,(3)两组小白鼠分别饲以高蛋白和低蛋白饲料，四周后得体重增加量(g)如下。若给定，问两组小白鼠体重的增加量是否有显著性差异？,第六章 方差分析(ANOVA),6-1 单因素方差分析,（analysis of variance),6-2 方差齐性检验及多重比较,6-3 两因素方差分析,6-1 单因素实验的方差分析,单因素方差分析的目的,离差平方和的分解及计算,组间、组内方差(变异均方),本节的重点,分析的方法及方差分析表,单因素实验只按某一因素(实验因素)的不同水平，将实验对象进行分组实验的方法。(1)因素：影响

16、实验结果的原因或条件；(2)水平：因素不同取值、类别或等级。单因素实验的方法(1)完全随机实验：把实验对象按实验因素 的水平数随机分组进行实验；(2)固定其它因素不变，只对实验因素的不同水平进行完全随机实验。,例如,单因素实验及其实验的方法,一、方差分析的目的和分析的条件,6-1.1 单因素方差分析的目的和条件,(2)各样本相互独立；,(3)各总体方差相等(满足齐性条件)。,(1)各样本均来自正态总体；,方差分析的目的和统计假设,目的：判断多个总体均数1、2、k 是否完全相等。,(2)统计假设,方差分析的条件,2.全部数据的个数与平均数,(1)表示第i组第j个数，为样本容量；,(2)与 分别表

17、示数据和与平方和；,(3)为第i组的样本均数，。,(1)N为全部数据的个数：,(2)全部数据的平均数：,二、样本资料的几点说明,1.记第 个总体 的样本为：,一、组间、组内方差(变异均方)总离均差平方和 SS 的分解,6-1.2 方差分析的基本思想与方法,(1)总离均差平方和 SS：,(2)SSA 为组间离均差平方和：,(3)SSe 为组内离均差平方和：,可以证明 SS=SSA+SSe,分解,2.离均差平方和的自由度df,(1)组间方差SA2(或变异均方MSA)：,(2)组内方差Se2(或变异均方MSe)：,(2)SSA 的自由度：,(3)SSe的自由度：,(1)SS 的自由度：,3.方差（或

18、变异均方）,2.统计量及分布：,二、方差分析的基本思想及方法,(1)各总体方差齐性(相等)时,(2)当假设 成立时,1.方差分析的基本原理,3.用界值分析的方法,若，侧，拒绝 H0。,Se2 是2的无偏、有效估计量；,SA2 Se2 2；,(3)当假设 不成立时,SA2 Se2 2；,SA2 是 的无偏估计量；,三、方差分析表及其表中的计算,方差分析表,1.SA2=SSA/(k1)、Se2=SSe/(Nk)；,2.FA=SA2/Se2；,3.PA=P(F FA)，F=F(k1,Nk)。,例6-1 为研究A、B、C(对照组)三种方案治疗儿童贫血的效果，把9名贫血儿童随机分配到三个方案组中进行治疗

19、，一月后测得血红蛋白上升量（g/L）如下。问三种方案的疗效有无差异？(假定方差满足齐性条件),统计假设(分析目的)H 0：A=B=C,单因素方差分析例6-1数据及对话框,1.选择方差分析的分析工具(看例6-1.xls)；(1)依次单击“工具”、“数据分析”；(2)选择“方差分析：单因素方差分析”,单击“确定”。2.在分析工具对话框中“输入”选项中输入(1)输入区域：输入全部数据（如A1:E3）；(2)分组方式：单击左边的单选框选择分组方式；(3)单击”标志”左边的复选框选择是否含有标志；(4)(A)：输入检验水准(0.01)。3.在分析工具对话框中“输出选项”中(1)单击“输出区域”，输入单元

20、格名称（如A6）；(2)单击“确定”。,Excel中方差分析工具的应用,单因素方差分析例6-1的输出结果,H0：A=B=C,所以 P=0.0012 0.01，拒绝H0。,例6-1(EXCEL),6-2 方差齐性检验与多重比较,离均差绝对值,Levene方差齐性检验,多重比较LSD最小偏差 T 检验,本节的重点,一、方差齐性检验(Levene检验)离均差绝对值 zij,2.齐性检验的统计假设,3.Levene检验的基本思想,(1)为第i组离均差绝对值的总体均数；,(2)若 成立，则,(用数据 描述原各组数据的变异。),间无显著性差异。,|1.51.45|=0.05,|1.61.45|=0.15,

21、|1.31.45|=0.15,例6-2 分析例6-1中三个方案血红蛋白上升量的总体方差是否满足齐性条件。,0.1,0.0,0.1,0.05,0.05,0.15,0.15,0.1,0.1,解:,|1.11.2|=0.1,|1.21.2|=0.0,|1.31.2|=0.1,|1.41.45|=0.05,|0.60.7|=0.1,|0.60.7|=0.1,3.EXCEL中离均差绝对值的计算(例6-2),(1)选择单元格(如 H2),编辑公式：,=ABS(B2-AVERAGE($B2:$E2),(2)把单元格公式复制到其它相应的单元格，,其中 ABS(number)是求绝对值函数。,例6-2(EXCE

22、L),所以 P=0.687 0.05，不能拒绝假设 H 0。,例6-2方差分析的输出结果,H0：A2=B2=C2,二、多重比较(LSD T检验),1.检验的目的和统计假设,(1)目的：判断任意两个 与 是否有差异。,(2)统计假设：,(其,。),2.统计量及其概率分布,其中 是组内方差，自由度。,拒绝H0，接受H1。反之，不能拒绝H0。,3.若，则。,Nk=6,例6-3 由方差分析，已知例6-1中三个方案血红蛋白上升量有显著性差异，Se2=0.015。问方案A、方案 B 是否有效？,0.5,6,0.75,6,0.0004,解:,1.20.7=0.5,1.450.7=0.75,0.0042,4.

23、472,7.071,6-3 两因素方差分析,无重复、重复实验,无重复实验的方差分析,重复实验的方差分析,本节的重点,两因素无重复、重复实验,1.两因素实验的实验方案,2.无重复实验：每个实验方案只实验一次；,3.重复实验：每个方案实验 n 次(n2)。,4.配伍实验：分为同体配伍实验和异体配伍实验，可属于两因素无重复实验。,6-3.1 无重复实验方差分析,一、无重复实验分析的目的和统计假设,分析的目的：判断因素 A、B 对实验结果是否产生影响(因素的主效应)。,1.SSA 是因素 A 的组间离差平方和，dfA=k-1。,统计假设：,二、离差平方和的分解及自由度,2.SSB 是因素 B 的组间离

24、差平方和，dfB=m-1。,3.SSe 误差的离差平方和，dfe=(k-1)(m-1)。,例6-4 将15只雌性大白鼠按月龄相同、体重相近分为5组，每组中分别注射不同剂量雌激素后得子宫质量（mg）如表。问不同组之间、不同剂量间子宫质量是否相同？,无重复双因素方差分析例6-4数据及对话框,1.选择方差分析的分析工具(看例6-4.xls)；(1)依次单击”工具”、“数据分析”；(2)选择“方差分析：无重复双因素分析”，单击“确定”。2.在分析工具对话框中“输入”选项中输入(1)输入区域：输入全部数据（如B1:G4）；(2)单击“标志”复选框选择是否含有标志；(3)(A)：输入检验水准(默认0.05

25、)。3.在分析工具对话框中“输出选项”中单击“输出区域”，在文本框中输入单元格名称（如 A7），单击“确定”。,三、Excel中无重复方差分析工具,区组：P=0.55070.05，各区组之间无显著差异。,剂量：P=0.00080.01，各剂量之间有极显著差异。,H0：剂量各水平总体均数无显著性差异,H0：区组各水平总体均数无显著性差异,例6-4(EXCEL),6-3.2 两因素重复实验方差分析,一、重复实验方差分析的目的和统计假设,分析的目的：判断因素 A、B 及交互效应A*B 对实验结果是否产生影响。,统计假设：,主效应：因素 A、B 对实验结果产生的影响。,(2)交互效应 A*B：因素 A

26、、B 共同对实验结果产生的影响。,(1)SSTR 是处理组的组间离差平方和；,二、离差平方和的分解及自由度,2.处理组的组间离差平方和 SSTR 的分解,1.总离差平方和 SS 的分解,(2)SSe 是处理组的组内离差平方和。,其自由度：,(1)SSA、SSB 是因素的组间离差平方和；,(2)SSA*B 是交互作用的离差平方和；,其自由度：,例6-5 外敷1%浓度普鲁卡因缩短第一产程时间试验的数据如表，试分析产程（小时）与用药和年龄间的关系。,例6-5 可重复双因素方差分析数据及对话框,1.选择分析工具(看例6-5.xls)；(1)依次单击”工具”、“数据分析”；(2)选择“方差分析：可重复双

27、因素分析”，单击“确定”。2.在分析工具对话框中“输入”选项中输入：(1)输入区域：输入全部数据（如A1:C16，必需包含一列和一行标题列和行）；(2)每一样本的行数：在文本框中输入 n(如 7)；(3)(A)：输入检验水准(默认0.05)。3.“输出选项”的选择同其它分析工具一样。,三、Excel中重复双因素方差分析工具,H 0：用药、不用药产程时间无显著性差异,H 0：不同年龄之间产程时间无显著性差异,用药：P=0.00010.01，用药不用药之间有极显著差异。,年龄：P=0.02270.05，不同年龄之间有显著差异。,例6-5(EXCEL),H 0：是否用药与年龄间无显著的交互作用,交互

28、作用：P=0.2450.05，药与年龄无显著交互作用。,实验目的：掌握单因素和两因素方差分析工具的使用。方差分析：单因素方差分析；方差分析：可重复双因素分析；方差分析：无重复双因素分析。,实验3：EXCEL中的方差分析工具,2.实验要求:每道实验题一张工件表；结果以(实验3-学号前3位姓名)为文件名(如：实验3-012张三)中，交带实验教师。,(1)研究单味中药对小白鼠细胞免疫机能的影响，把12只小白鼠随机分成3组。用药15天后，进行(E-FPC)测定，得资料如表。假定方差满足齐性条件，问三组小白鼠间免疫机能有无差异？,3.实验内容(实验3),(2)将36只雌性大白鼠按月龄相同、体重相近配成1

29、2组，每组中随机分别注射不同剂量雌激素后得子宫重量(g)如下。问不同组之间、不同剂量之间子宫重量是否有差异？,(3)将24名病情接近的同龄男性缺铁性贫血儿童随机分成四组，按使用中药和西药的不同治疗方案进行治疗。疗程结束后测得血红蛋白增加量(g/dl)如表。问两药各自疗效如何？联合用药的疗效如何？,所以 P。拒绝H0，接受H1。,双侧 T 检验界值比较的图示,P(T|t|),P(T|t|),例5-1,右侧检验():,左侧检验():,单侧 T 检验界值比较的图示,P(T t),P(T t),所以 P。拒绝H0，接受H1。,例5-2,所以 P 0.05。拒绝 H0，有显著差异。,因为|t|=3.0,

30、例5-1 已知某地新生儿的头围均数为34.5cm，现从该地某矿区随机抽取新生儿36人，测得其头围均数为33.6cm，标准差为1.8cm。问该矿区新生儿与一般新生儿头围总体均数是否有差异？,解 统计假设 H0：=34.5 H1：34.5,统计量,计算：,返回t检验,例题 把9名贫血儿童随机分配到A、B、C(对照组)三个方案组中进行治疗，一月后测得血红蛋白上升量（g/L）如下。,返回基本概念,影响治疗结果的原因,取值、分类或等级,治疗方案,A、B、C,儿童性别,男性、女性,病情程度,轻、重,因素,水平,组内SSe,例题 把9名贫血儿童随机分配到A、B、C(对照组)三个方案组中进行治疗，一月后测得血红蛋白上升量（g/L）如下。,返回基本概念,组间变异,组内变异,总变异,组间SSA,总SS,描述,描述,描述,