交叉设计及SPSS多因素方差分析

原创 数据小兵  2020-09-24 11:23  阅读 255 次
视频课程《SPSS统计分析:从入门到实践提高》

为了便于理解,我们先看一个实验案例:为研究12名高血压病人用A、B两方案疗效的差别,随机地让其中6名病人先以A法治疗,后以B法治疗;另外6名病人先B法,后A法。记录治疗后血压的下降值(kPa) ,请分析A、B两方案疗效有无差别。(倪宗瓒医学统计学》,具体因子张文彤《SPSS统计分析教程》。

什么是交叉设计

此案例即为典型的交叉设计,交叉设计能够很好的解决实验设计中,实验对象数量有限,而且每个研究对象的状况无法保证完全相同,并会对响应结果产生不同影响的情况。

交叉设计中,主要会涉及到三个因素,一个是研究/处理因素、两个是干扰因素,两个干扰因素是研究对象和时间(实验阶段)。

就本案例来说:

1)研究/处理因素:A、B治疗方案

2)研究对象干扰因素:12名高血压病人

3)时间阶段干扰因素:第一阶段与第二阶段

大家看,两种处理在全部实验过程中交叉进行,这种设计称为交叉设计。在交叉设计中,A、B两处理先后以同等的机会出现在两个实验阶段中,固又称为两阶段交叉设计。

该设计的一个前提条件需要强调:前一个实验阶段的处理效应不能持续作用到下一个实验阶段,因此,有必要在两个阶段之间设一个洗脱阶段,以消除残留效应的影响。在医学研究中适用于病程长的疾病治疗方案对比。

另外需要注意的是,在交叉实验中,时间干扰因素的水平数和研究因素的水平数相同,如上面案例的2种药物与2个阶段。如果需要对比的药品有三种,那么需要进行三个阶段实验安排。

SPSS交叉分析方差分析

交叉设计的数据可以采用方差分析来实现,数据的变异/方差分解为处理因素效应、阶段效应和个体差异,(一般忽略顺序效应),不能考察交互作用。

SPSS菜单:【分析】→【一般线性模型】→【单变量】。

因变量即实验的研究目标变量血压下降值,固定因素呢则是主要要考察的处理因素和时间阶段干扰因素,建议把个体对象干扰因素放入【随机因子】框。

打开【模型】对话框。

注意,这里我们只设置一个【主效应】类型,将处理因素、阶段因素、个体因素统一送入主效应框即可,本例忽略顺序因素。不考虑交互作用。

其他菜单选项不用多余设置,统一按软件默认设置即可,【确定】后开始执行。

交叉设计结果解读

其实就一个最重要的结果表格,方差分析表。由于数据量不足,方差齐次、正态分布可以先不做考察。

前面原理部分介绍过了,我们最关注的就是处理因素,阶段和个人的干扰因素并不是主要的。那我们看上表发现,尚不能认为处理因素的A、B两种治疗方案疗效有差别(F=4.599,P=0.058>0.05)。

其他结论,如血压下降值不受实验阶段stage的影响(F=1.150,P=0.309);血压下降值受个体差异的影响,有统计学意义(F=4.387,P=0.014)。

ok,以上为交叉设计及SPSS方差分析的内容。

本文完
文/图=数据小兵

参考资料

[1] 张文彤. SPSS 11统计分析教程[M]. 希望电子出版社, 2002.
[2] 生活统计学公号. 实验分析技术:交叉设计及其数据分析.2018.
[3] SPSS学习乐园公号.交叉设计资料的方差分析(SPSS版+SAS版).2019.

 

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