t检验-配对样本t检验

作者: 统计小菜鸟 | 来源:发表于2020-06-28 09:00 被阅读0次

    上一篇我们学习了单样本t检验,今天学习配对样本t检验。在学习之前,我们一定要明白“配对"的含义,因为在后续整个统计学习阶段,”配对”关系始终都是一个很特殊的存在,不仅仅局限于t检验中。

    “配对”的思想

    “配对"的目的就是消除某些混杂因素,这就是”配对“的最主要目的。以配对t检验为例,比如我现在是某医院的大夫,我的研究是A药对二期高血压患者的降压效果,我先在患者服药前测一次他们的血压,然后服A药后再测一次,得到两组他们服药前后的血压数据。

    重点来了,如果A药没用,那理论上服药前后血压数据应该基本一致(除去正常波动),那差值d就是零。此时我们拿差值去和降压无效(差值=0)的总体去比,也就是d和0比。H0:d=0(药没用),H1:d≠0(药有用,具体是吃完降了还是升了不知道,最后看统计描述)。

    仔细观察不难看出,配对t检验和之前学过的单样本t检验很相似,只不过单样本t检验代表μ的是一组数据,而配对t检验代表μ的是差值d;最后比较的总体一个是已知的μ0,另一个是μ0=0而已。

    刚提到的就是配对t检验中的前后配对。(严格点来讲前后配对的t检验在设计上存在缺陷,应该选择重复测量的方差分析才准确,后面相应篇幅会讲,此处仅仅举例用)

    以下是四种不同类型的配对:

    一、前后配对。就刚讲的,略。

    二、同一受试对象,两个不同部位配对。如家兔的左耳和右耳同时注射同一致敏剂,观察结果。

    三、条件配对。根据某一特征相同,比如年龄、性别相同的患者配成一对,分别接受两种处理。(控制了年龄和性别的混杂因素)

    四、同一份标本两种检测方法配对。比如用两种检测方法对乳酸饮料中脂肪含量进行测定。

    通过上述四种配对类型的讲解,我们不光要知道不同配对的类型,其中更深层次的理解就是配对过后两组样本相关不独立,这是区别于独立样本t检验最大的一点。

    使用条件:

    一、两组样本必须是连续型变量

    二、两个分组是相关(配对关系)的非独立组别

    三、不存在明显异常值

    四、服从正态分布或近似正态分布

    案例演示:

    为比较两种方法对乳酸饮料中脂肪含量测定的结果是否不同,随机抽取了10份乳酸饮料制品,分别用脂肪酸水解法和哥特里-罗紫法测定。问两种方法测定结果是否不同?(选自 第4版医学统计学 例3-6)

    实际操作:

    一、异常值检查

    图形-图形构建器-箱图-分别放入Y轴

    目测个案4、5属于正常,9号个案两种方法均偏高,需要重点留意,因为数据太少,不能轻易删除。

    二、检验正态性

    由上图可知,脂肪酸水解法不服从正态分布,哥特里-罗紫法服从正态分布。由于样本量太少,数据确实不太理想。书中给的例子是用配对t检验的方法做,忽略了脂肪酸水解法不满足正态性这一条件,正常来讲一组数据不服从正态就要考虑用非参的方法做。(本文后面会给出非参的统计结果,方便大家对照学习)

    三、单样本t检验

    一、先看统计描述的结果,首先是两种方法的均值不同,10个个案没有缺失值,都纳入统计研究,标准差也差不多,说明两组数据的稳定性也不错。目前主观上看两种测定方法确实得出的结果不同,究竟是真实情况还是误差导致?有待进一步验证。

    二、前面提到过,配对样本相关不独立,在此就是考察数据的相关性,也可以理解为数据的稳定性或一致性。因为如果没有其他干扰因素作用,一个个案在一种方法检测下偏低,在另外一种方法检测下应该也不会很高;同理,一种下偏高,在另一种下也不应出现偏低的情况。比如电子血压计和传统水银血压计测同样一批高血压患者,水银血压计测三人收缩压分别为175、173、170mmHg,显示高血压二期,电子血压计即使存在偏差,总体也会得到从大到小的结果,高对高,低对低。保证了稳定性,检查差异才有意义。

    因此就衍生出四种情况:

    1、相关和t检验P值均<0.05。数据稳定性好,差异具有统计学意义,两组就是有本质的差别。

    2、相关P>0.05,t检验P<0.05。虽然差异有统计学意义,但存在干扰因素,应该返回检查自己的数据和试验设计。

    3、相关P<0.05,t检验P>0.05。数据稳定性好,差异不显著,两组还不能说有本质差异(因为有误差),或者说采取的干预措施没生效。

    4、相关和t检验P值均>0.05。数据又不稳定,差异还不显著。要不就是试验出现失误,或者实验受到未知干扰,或者数据本身真实性有待考察,总之就是得不到什么有意义的东西。

    三、配对样本t检验,t值=7.926,P<0.05,差异有统计学意义。两种方法测定乳酸饮料中脂肪含量的结果不一致,通过统计描述,哥特里-罗紫法测得结果高于脂肪酸水解法。

    非参结果:

    采用两相关样本的Wilcoxon符号秩和检验,P<0.05,结果和配对t检验一致。关于非参方法,后续会讲。

    OK,配对t检验的方法就讲完了,由于配对关系比较特殊,很多人对于配对数据和独立数据总是弄混,尤其是配对样本t检验和独立样本t检验初学者一开始学习时就时常分不清,其实还是理解不够,多看例题,多思考,找不同。拜拜。

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