一文帶你輕松掌握,重復(fù)測量方差分析

在某些實驗研究中,常常需要考慮時間因素對實驗的影響,當(dāng)需要對同一觀察單位在不同時間重復(fù)進(jìn)行多次測量,每個樣本的測量數(shù)據(jù)之間存在相關(guān)性,因而不能簡單的使用方差分析進(jìn)行研究,而需要使用重復(fù)測量方差分析。

案例:當(dāng)前有這樣一項關(guān)于抑郁癥的研究,共有12名患者,分為兩組,每組6名患者分別使用新藥或者舊藥;并且分別測量12名患者用藥后分別第1周,第4周和第8周時的抑郁程度。

研究問題:①舊藥、新藥對患者抑郁情況的影響是否有差異?②時間是否會影響抑郁情況?③時間和用藥類型兩者是否存在交互作用?

1. 數(shù)據(jù)格式

常見的重復(fù)測量數(shù)據(jù)格式,一般記錄成下圖格式:


常見格式


在上傳SPSSAU分析時,需要先進(jìn)行整理。


上傳格式


如上圖,將三次測量的結(jié)果,整理到同一列中,并單獨設(shè)置一列用于識別測量時間。比如上圖有12個樣本(12個ID號),并且測量3個時間點。那么就一定會有12*3=36行數(shù)據(jù)。同一個ID號會重復(fù)3次,同一個時間點會重復(fù)12次。

對于重復(fù)測量數(shù)據(jù),要求比較嚴(yán)格,不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失。比如在第八周,ID為12的樣本缺少測量數(shù)據(jù),那么在分析時,需要把所有ID為12的樣本數(shù)據(jù)都剔除出模型。

2. SPSSAU操作

將數(shù)據(jù)上傳至SPSSAU分析,選擇【實驗/醫(yī)學(xué)研究】--【重復(fù)測量方差】。



重復(fù)測量方差-SPSSAU


組內(nèi)項表示同一對象被測試多次的標(biāo)識項(如時間);組間項表示不同對象組別的標(biāo)識項。案例中測量時間點稱之組內(nèi)項;舊藥、新藥的不同組別稱為組間項。

本例子中共有4項,分別包括測量數(shù)據(jù)‘抑郁情況’,組內(nèi)項‘測量時間’,患者編號‘ID’和組間項‘組別’,分別放置數(shù)據(jù)如下:


3. 結(jié)果解讀

重復(fù)測量分析共包括兩大項,分別是組間項效應(yīng)分析組內(nèi)項效應(yīng)分析

比如本案例中兩種藥物療效差異對比,即為組間項效應(yīng)分析。如果希望對比不同時間點的療效差異,即為組內(nèi)項效應(yīng)分析。

組間項效應(yīng)分析直接查看p 值即可;組內(nèi)項效應(yīng)分析需要進(jìn)行球形度檢驗,并且結(jié)合檢驗選擇適合的結(jié)果。


(1)第一步:針對組間效應(yīng)檢驗表格進(jìn)行分析,分析組別間效應(yīng)顯著性情況。即判斷舊藥、新藥對患者抑郁情況的影響是否有顯著差異。


組間效應(yīng)分析結(jié)果-SPSSAU


首先分析組間效應(yīng),由上表可知:不同藥物類型對抑郁程度沒有呈現(xiàn)出顯著性(F =0.224,p =0.646>0.05),說明新藥和舊藥對于抑郁癥沒有明顯的差異。

如果組間項呈現(xiàn)出顯著性,可使用圖形、方差分析或事后多重比較研究具體差異。


(2)第二步:在分析組內(nèi)效應(yīng)前,需要先進(jìn)行球形度檢驗。


球形度檢驗結(jié)果-SPSSAU


· 當(dāng)球形度檢驗p>0.05說明通過球形度檢驗,此時查看組內(nèi)效應(yīng)分析結(jié)果時,使用“滿足球形度檢驗”結(jié)果。

· 當(dāng)球形度檢驗p<0.05說明未通過球形度檢驗,并且球形度W值大于0.75,組內(nèi)效應(yīng)則使用HF校正結(jié)果。

· 當(dāng)球形度檢驗p<0.05說明未通過球形度檢驗,并且球形度W值小于0.75,組內(nèi)效應(yīng)分析結(jié)果則使用GG校正結(jié)果。

由上圖可知,P=0.031<0.05,未通過球形度檢驗,球形度W值小于0.75,組內(nèi)效應(yīng)分析應(yīng)以GG校正結(jié)果為準(zhǔn)。


(3)針對組內(nèi)效應(yīng)檢驗表格進(jìn)行分析,分析組內(nèi)效應(yīng)及交互項顯著性情況。即判斷時間是否會影響試驗結(jié)果和兩者之間是否存在交互作用。


組內(nèi)效應(yīng)分析結(jié)果-SPSSAU


對于時間點來看,其呈現(xiàn)出0.1水平的顯著性(F =4.136,p =0.055 <0.1),即說明不同時間點時患者的抑郁癥程度有著明顯的差異性。

同時對于時間與藥物類型交互項上,其并沒有呈現(xiàn)出顯著性(F =0.591,p=0.499> 0.05),說明并不存在差異效應(yīng)。

如果呈現(xiàn)出差異,可具體結(jié)合圖表進(jìn)行分析,也可以使用SPSSAU方差分析或事后多重比較進(jìn)一步對比差異性等。



從上圖可以看出:第1周時抑郁程度分值為4.00分,第4周時為4.08分,第8周明顯上升為4.83分,說明隨著時間的變化,患者抑郁情況有加重跡象,尤其從第4周到第8周變化時,抑郁程度分值由4.08分明顯上升到4.83分。


結(jié)論:

· 不同藥物對抑郁癥患者的抑郁程度影響沒有顯著差異。

· 不同測量時間患者的抑郁癥程度有著明顯的差異性,隨著用藥后測量時間的延長,患者抑郁情況有加重跡象。

· 隨測量時間延長,不同藥物對抑郁程度影響沒有顯著差異。

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