李 悅 朱 凱 章志紅

SPSS實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計資料單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法及比較

李 悅1△朱 凱2章志紅3

1.南昌大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院(330006)

2.江西師范大學(xué)科學(xué)技術(shù)學(xué)院

3.南昌大學(xué)撫州醫(yī)學(xué)分院

△通訊作者：李悅，E-mail：liyue0803@126.com

析因設(shè)計在醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)用廣泛，是一種全面、高效的試驗設(shè)計方法〔1〕。析因設(shè)計的資料可以分析各因素的效應(yīng)(主效應(yīng))和各因素間的交互效應(yīng)。但若因素間存在交互效應(yīng)，須逐一分析各因素的單獨(dú)效應(yīng)，單獨(dú)效應(yīng)是指其他因素的水平固定時，同一因素不同水平間的差別〔2〕。本文探討SPSS實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計資料單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法并對其進(jìn)行比較，進(jìn)行單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法均是利用總的誤差均方作為標(biāo)準(zhǔn)誤。

實(shí) 例

觀察A、B兩種鎮(zhèn)痛藥物聯(lián)合運(yùn)用在產(chǎn)婦分娩時的鎮(zhèn)痛效果。A藥取3個劑量：1mg，2.5mg，3mg;B藥也取3 個劑量：5μg，15μg，30μg;共9 個處理組。將27名產(chǎn)婦隨機(jī)等分9組，記錄分娩時的鎮(zhèn)痛時間，見表1(孫振球，《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)》供研究生用第一版 P185)。此為兩因素(3×3)析因設(shè)計資料，利用SPSS軟件GLM過程的univariate菜單對其進(jìn)行析因設(shè)計方差分析。結(jié)果顯示，兩藥存在交互效應(yīng)(P=0.006)，此時須進(jìn)一步分析A藥、B藥的單獨(dú)效應(yīng)。下文以該實(shí)例分別介紹SPSS實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計資料單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法。

表1 A，B兩藥聯(lián)合運(yùn)用的鎮(zhèn)痛時間(分鐘)

SPSS實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計資料單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法

1.巧用One-Way ANOVA菜單實(shí)現(xiàn)法

上述實(shí)例的設(shè)計中因素A有三個水平，依次為1mg、2.5mg、3mg，分別用阿拉伯?dāng)?shù)字 1、2、3 表示;因素 B 也有三個水平，依次為 5μg、15μg、30μg，同樣分別用1、2、3表示，兩因素的組合數(shù)為3×3=9。為了能用SPSS中的One-Way ANOVA子菜單分析各因素的單獨(dú)效應(yīng)，把每種組合看作1組，這樣該資料共9組。建立一個組別變量(group)，因素A=1、B=1時group=1，因素 A=2、B=1 時 group=2，因素 A=3、B=1時 group=3，因素 A=1、B=2 時 group=4，依次類推，因素A=3、B=3時group=9，可手工輸入組別代碼，也可用transform菜單實(shí)現(xiàn)組別代碼。然后利用One-Way ANOVA子菜單實(shí)現(xiàn)單獨(dú)效應(yīng)分析。部分輸出結(jié)果見表2。

表2 A藥、B藥單獨(dú)效應(yīng)的多重比較結(jié)果(LSD法)

2.GLM模塊的UNIANOVA語句和EMMEANS子句實(shí)現(xiàn)法

通過GLM過程的UNIANOVA語句及其下的EMMEANS子句實(shí)現(xiàn)兩因素析因設(shè)計單獨(dú)效應(yīng)分析，程序如下。程序的說明及實(shí)例中的主要輸出結(jié)果見文獻(xiàn)〔3〕。

3.GLM模塊的UNIANOVA語句和LMATRIX子句實(shí)現(xiàn)法

運(yùn)用GLM過程的UNIANOVA語句及其下的LMATRIX子句實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計的單獨(dú)效應(yīng)分析，程序如下。程序的說明及實(shí)例中的主要輸出結(jié)果見文獻(xiàn)〔4〕。

4.GLM模塊的MANOVA語句實(shí)現(xiàn)法

運(yùn)用GLM過程的MANOVA語句實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計的單獨(dú)效應(yīng)分析，程序〔5〕如下：

程序說明：MANOVA語句用于調(diào)用Mutivariate過程，應(yīng)變量為Y，自變量為A和B，并指定A、B的最低和最高水平數(shù);ERROR子句指定誤差項;PRINT子句輸出每種組合的均值和標(biāo)準(zhǔn)差等;第一個DESIGN子句輸出分別固定因素A在1-3水平時，因素B的單獨(dú)效應(yīng)結(jié)果;第二個DESIGN子句輸出分別固定因素B在1-3水平時，因素A的單獨(dú)效應(yīng)結(jié)果;最后一個DESIGN子句指出模型中包括A、B和A*B的參數(shù)。部分輸出結(jié)果見表3和表4。

表3 A藥的單獨(dú)效應(yīng)分析結(jié)果

表4 B藥的單獨(dú)效應(yīng)分析結(jié)果

四種方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較

在析因設(shè)計資料的分析中，應(yīng)當(dāng)先重點(diǎn)考察各因素間是否存在交互效應(yīng)，如果存在交互效應(yīng)，此時應(yīng)進(jìn)一步作各個因素的單獨(dú)效應(yīng)分析。SPSS作為標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計軟件，易學(xué)、易用，用戶多、使用面廣，但其GLM 過程的UNIANOVA對話框界面不能實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計的單獨(dú)效應(yīng)分析。本文探討了SPSS實(shí)現(xiàn)析因設(shè)計單獨(dú)效應(yīng)分析的四種方法，各方法的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)如下：

One-Way ANOVA菜單實(shí)現(xiàn)法，操作簡單，容易理解，特別適合于對SPSS軟件程序比較陌生的用戶。但該方法沒有給出A藥、B藥單獨(dú)效應(yīng)分析中總的比較結(jié)果，而是直接給出單獨(dú)效應(yīng)分析多重比較的結(jié)果。另外，該方法輸出36種多重比較的結(jié)果，使用者須從中準(zhǔn)確挑選出需要的18種結(jié)果，查看結(jié)果過程費(fèi)時、費(fèi)力。GLM模塊的UNIANOVA語句和EMMEANS子句實(shí)現(xiàn)法，該法輸出的內(nèi)容比較全面，包括析因設(shè)計的方差分析、單獨(dú)效應(yīng)分析及多重比較的結(jié)果等。該法的程序簡單、易學(xué)、易用。但要求用戶能靈活使用SPSS軟件程序，并能根據(jù)析因設(shè)計的因素及相應(yīng)的水平對程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹LM模塊的UNIANOVA語句和LMATRIX子句實(shí)現(xiàn)法，該法輸出的內(nèi)容也比較全面，且能靈活定義多重比較中兩兩比較的組合〔4〕。該法的程序主要通過建立對比系數(shù)矩陣來實(shí)現(xiàn)單獨(dú)效應(yīng)分析，要求使用者有比較扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、對矩陣結(jié)構(gòu)的認(rèn)識較為深刻，主要適合于專業(yè)統(tǒng)計人員。應(yīng)用MANOVA語句實(shí)現(xiàn)法，該程序相對簡單、易理解、易用，但未能給出各因素單獨(dú)效應(yīng)多重比較的結(jié)果。在實(shí)際使用過程中，用戶可根據(jù)實(shí)際需要及個人對統(tǒng)計軟件的掌握程度選擇相應(yīng)的方法。

1.陸守曾.醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué).北京：中國統(tǒng)計出版社，2002，184-185.

2.方積乾.衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué).北京：人民衛(wèi)生出版社，2006，157-158.

3.李悅，朱凱，俞慧強(qiáng).析因設(shè)計資料的單獨(dú)效應(yīng)分析及其SPSS程序?qū)崿F(xiàn).中國衛(wèi)生統(tǒng)計，2009，26(6)：643-646.

4.譚旭輝，錢俊，陳平雁.析因設(shè)計資料的單獨(dú)效應(yīng)分析.中國衛(wèi)生統(tǒng)計，2007，24(4)：378-382.

5.SPSS13.0 Help/Topics/MANOVA Command Syntax.