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1、SPSS软件入门（三）软件入门（三）SPSS软件中的软件中的T检验和方差分析介绍检验和方差分析介绍1例：药物临床实验例：药物临床实验新研制出一种治疗高血脂的药物，设计其临床实验。新研制出一种治疗高血脂的药物，设计其临床实验。分别选两组高血脂病人，一组用新药，另一组不用药，过一段时间后分别测两组病人的分别选两组高血脂病人，一组用新药，另一组不用药，过一段时间后分别测两组病人的血脂（血脂（X）。）。经检验两组相等，则药物无效。经检验两组不相等，用药人群的血脂低于不用药人群，则药物有效。1 1?2 2一、假设检验概述一、假设检验概述2 假设检验基本思想：首先假设两样本来自同一总体，通过计算估计这一假
2、假设检验基本思想：首先假设两样本来自同一总体，通过计算估计这一假设成立的可能性大还是小。若这一假设成立是小概率事件则认为假设不成立，设成立的可能性大还是小。若这一假设成立是小概率事件则认为假设不成立，两样本来自不同总体；若是大概率事件，两样本来自同一总体。两样本来自不同总体；若是大概率事件，两样本来自同一总体。假设1=2计算P（即假设成立的概率）P0.05假设成立P0.05假设不成立3假设检验基本步骤假设检验基本步骤 建立假设建立假设建立假设建立假设 确定显著性水平确定显著性水平确定显著性水平确定显著性水平 计算统计量计算统计量计算统计量计算统计量 判断概率值判断概率值判断概率值判断概率值P
3、P 作出统计学推论作出统计学推论作出统计学推论作出统计学推论4nT检验和方差分析都是用于均数比较的假设检验方法检验和方差分析都是用于均数比较的假设检验方法n对均数的假设检验要求数据服从正态分布对均数的假设检验要求数据服从正态分布nCompare Meansn两个均数的比较两个均数的比较T检验检验 多个均数的比较多个均数的比较方差分析方差分析5二、常用二、常用T检验方法：检验方法：单一样本单一样本T检验：样本均数与一个已知总体均数比较检验：样本均数与一个已知总体均数比较 样本数据服从正态分布样本数据服从正态分布两个独立样本两个独立样本T检验：两个样本均数比较检验：两个样本均数比较 独立性、正态性
4、、等方差性独立性、正态性、等方差性配对样本配对样本T检验：配对实验设计的两样本均数比较检验：配对实验设计的两样本均数比较配对资料：实验对象经过配对，或同一实验对象不同时间、不同方法的观测值。配对资料：实验对象经过配对，或同一实验对象不同时间、不同方法的观测值。6比较一组或两组数值变量的数据库形式比较一组或两组数值变量的数据库形式单一样本独立样本配对样本7独立样本和配对样本独立样本和配对样本T检验的数据库比较检验的数据库比较分分组组变变量量测量结果变量，包测量结果变量，包括两个组测量结果括两个组测量结果数值数值独立样本T检验配对样本T检验一组测一组测量结果量结果二组测量二组测量结果结果8SPSS
5、过程：过程：Compare Means单一样本单一样本T检验检验 One-Sample T Test两个独立样本两个独立样本T检验检验 Independent-Samples T Test配对样本配对样本T检验检验 Paired-Samples T Test9单一样本单一样本T检验检验例：已知成年男性的平均脉搏是例：已知成年男性的平均脉搏是72次次/分，某研究在山区随机调查抽取了分，某研究在山区随机调查抽取了25名成年名成年男性，其脉博测量值见数据男性，其脉博测量值见数据t1，山区成年男性的脉搏与一般人是否相同？，山区成年男性的脉搏与一般人是否相同？One-Sample T Test检验变量检
6、验变量总体均数总体均数H0：山区成年男性的脉搏与一般人相同：山区成年男性的脉搏与一般人相同H1：山区成年男性的脉搏与一般人不同：山区成年男性的脉搏与一般人不同10输出结果输出结果样本的基本指标样本的基本指标统计量值与统计量值与p值值P0.1 ，方差齐。，方差齐。14 H0： 1= 2 H1： 12=0.05t t=1.873=1.873，P=0.080P=0.080。P0.05P0.05，不拒绝，不拒绝H H0 0，尚不能认为两总体均数不相等，尚不能认为两总体均数不相等，不能认为病人与健康人平不能认为病人与健康人平板时间不同。板时间不同。T检验检验15配对配对T检验检验例：某研究者欲研究控制饮
7、食是否对高血脂病人有疗效，对例：某研究者欲研究控制饮食是否对高血脂病人有疗效，对18名高血脂病人控制饮名高血脂病人控制饮食一年，观察这食一年，观察这18名病人控制饮食前后血清胆固醇的变化，数据见名病人控制饮食前后血清胆固醇的变化，数据见t3，控制饮食对，控制饮食对降血脂是否有效？降血脂是否有效？配对数据配对数据16输出结果输出结果配对数据的统计描述配对数据的统计描述差值的统计描述差值的统计描述t检验结果检验结果17 H0： d= 0 H1： d0=0.05检验过程检验过程P0.05P0.05，不拒绝，不拒绝H H0 0，差别无显著性，不能认为控制饮食对高血脂病人有疗效，差别无显著性，不能认为控
8、制饮食对高血脂病人有疗效。t=0.214，p=0.83318三、方差分析三、方差分析成组设计的方差分析成组设计的方差分析，或称完全随机设计方差分析或单因素方差分析，分析处理因素的，或称完全随机设计方差分析或单因素方差分析，分析处理因素的作用。作用。要求各样本服从正态性、方差齐性、独立随机。要求各样本服从正态性、方差齐性、独立随机。Compare MeansOne-way ANOVA方差分析常用于多个样本均数的比较。方差分析常用于多个样本均数的比较。方差分析的方法较多，其中最基本的是成组设计的方差分析。方差分析的方法较多，其中最基本的是成组设计的方差分析。19方差分析的原理：方差分析的原理： 根
9、据变异的不同来源，将全部观察值根据变异的不同来源，将全部观察值总的变异总的变异(及及自由度自由度)分解为两个或多个分解为两个或多个部分，每个部分的变异主要表示一种因素的作用，通过比较可能由某因素所部分，每个部分的变异主要表示一种因素的作用，通过比较可能由某因素所致的变异与随机误差，从而判断该因素对测量结果有无影响。致的变异与随机误差，从而判断该因素对测量结果有无影响。20 总变异总变异（所有观察值的变异程度）（所有观察值的变异程度） 组内变异组内变异（每个组内各观察值的变异，即随机误（每个组内各观察值的变异，即随机误差）差） 组间变异组间变异（各处理组间的变异）（各处理组间的变异）例：完全随机
10、设计的方差分析例：完全随机设计的方差分析例：完全随机设计的方差分析例：完全随机设计的方差分析 （成组设计的多个样本均数比较）（成组设计的多个样本均数比较）（成组设计的多个样本均数比较）（成组设计的多个样本均数比较）21总变异=组内变异+组间变异SSSS总总总总=SS=SS组内组内组内组内+SS+SS组间组间组间组间变异用离均差平方和来表示，对于完全随机设计的方差分析，就有如下变异用离均差平方和来表示，对于完全随机设计的方差分析，就有如下变异用离均差平方和来表示，对于完全随机设计的方差分析，就有如下变异用离均差平方和来表示，对于完全随机设计的方差分析，就有如下总变异和总自由度的分解：总变异和总自
11、由度的分解：总变异和总自由度的分解：总变异和总自由度的分解：总自由度=组内自由度+组间自由度 总总总总=组内组内组内组内+ + 组间组间组间组间均方均方MS=22 如果用不同方法处理的样本组来自同一总体，则理论上如果用不同方法处理的样本组来自同一总体，则理论上如果用不同方法处理的样本组来自同一总体，则理论上如果用不同方法处理的样本组来自同一总体，则理论上MSMS组间组间组间组间应该等于应该等于应该等于应该等于MSMS组内组内组内组内； 但是由于抽样误差，二者不一定相等，但是不能相差太大；如果但是由于抽样误差，二者不一定相等，但是不能相差太大；如果但是由于抽样误差，二者不一定相等，但是不能相差太
12、大；如果但是由于抽样误差，二者不一定相等，但是不能相差太大；如果MSMS组间组间组间组间/MS/MS组内组内组内组内与与与与1 1相差很大，说明各样本来自同一总体的可能性很小。根据这个原理，我们用相差很大，说明各样本来自同一总体的可能性很小。根据这个原理，我们用相差很大，说明各样本来自同一总体的可能性很小。根据这个原理，我们用相差很大，说明各样本来自同一总体的可能性很小。根据这个原理，我们用F F检验来检验来检验来检验来做方差分析。做方差分析。做方差分析。做方差分析。23例：研究四组不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平，将例：研究四组不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平，将19名受试者随机分组，数名受
13、试者随机分组，数据见据见anova1，血浆游离吗啡水平与给药方式是否有关？，血浆游离吗啡水平与给药方式是否有关？检验变量检验变量分组变量分组变量每两组间的比较每两组间的比较24方差分析的数据方差分析的数据成组设计的方差分析数据包括两个变量：成组设计的方差分析数据包括两个变量：分组变量分组变量（处理组因素，（处理组因素，factor）、）、因因变量变量（结果变量，（结果变量，Dependent Variable）。）。25变异来源变异来源离均差平方和离均差平方和 SS自由度自由度DF均方均方MS F P组间变异组间变异(处理组间处理组间)组内组内（误差）（误差）总变异总变异方差分析的结果以表格的
14、形式说明各部分的值，方差分析的结果以表格的形式说明各部分的值， 即：方差分析表即：方差分析表SPSS输出的方差分析表：输出的方差分析表：26H H0 0：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平相同：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平相同：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平相同：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平相同H H1 1：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平不全相等或全不相等。：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平不全相等或全不相等。：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平不全相等或全不相等。：不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平不全相等或全不相等。=0.05F=3.13，P0.05P0.05，差别无显著性，不能拒绝
15、，差别无显著性，不能拒绝H0，不能认为不同摄入方式病人血浆游，不能认为不同摄入方式病人血浆游离吗啡水平不同。离吗啡水平不同。方差分析结果表：方差分析结果表：方差分析结果表：方差分析结果表：变异来源变异来源离均差平方和离均差平方和 SS自由度自由度DF均方均方MS F P组间变异组间变异(处理组间处理组间) 57 319.0003.1320.057组内组内（误差）（误差） 9115 6.067总变异总变异1481827多个样本均数间的两两比较多个样本均数间的两两比较当当当当P0.05P0.05时，检验的结论是至少有两组均数的差别有显著性；时，检验的结论是至少有两组均数的差别有显著性；时，检验的结
16、论是至少有两组均数的差别有显著性；时，检验的结论是至少有两组均数的差别有显著性；如果直接使用如果直接使用如果直接使用如果直接使用T T检验来检验多个样本中其中每两个均数之间的差别，会使犯检验来检验多个样本中其中每两个均数之间的差别，会使犯检验来检验多个样本中其中每两个均数之间的差别，会使犯检验来检验多个样本中其中每两个均数之间的差别，会使犯类类类类错误的概率增加；错误的概率增加；错误的概率增加；错误的概率增加；当各组均数间差别有显著性时，每两组均数的比较可以用多重比较的方法当各组均数间差别有显著性时，每两组均数的比较可以用多重比较的方法当各组均数间差别有显著性时，每两组均数的比较可以用多重比较
17、的方法当各组均数间差别有显著性时，每两组均数的比较可以用多重比较的方法 POST HOC28;.练习：练习：1.20世纪世纪80年代某地男孩的平均出生体重是年代某地男孩的平均出生体重是3300g，数据，数据data1是是2010年该地抽样研年该地抽样研究得到的测量数据，该地究得到的测量数据，该地2010年出生的男婴出生体重与年出生的男婴出生体重与80年代是否相同？年代是否相同？2.对数据对数据data1中男婴和女婴的出生体重进行描述，并分析当地男婴和女婴的出生体中男婴和女婴的出生体重进行描述，并分析当地男婴和女婴的出生体重是否相同？重是否相同？3.根据数据根据数据data1，分析不同文化程度母亲分娩的新生儿出生体重是否相同？，分析不同文化程度母亲分娩的新生儿出生体重是否相同？4.尿铅测定长期以来用湿式热消化法，后改用冷消化法，现将尿铅测定长期以来用湿式热消化法，后改用冷消化法，现将16名患者的尿样分别用名患者的尿样分别用两种方法测定尿铅含量两种方法测定尿铅含量(umol/L)，数据见，数据见data2，两法测量结果有无差别？，两法测量结果有无差别？29
