兩因素重復測量方差分析,史上最詳細SPSS教程!
一、操作步驟:
1. 數據格式,如下圖所示:
2. 在主菜單下點擊Analyze > General Linear Model > Repeated measures...,如下圖所示:
3、出現Repeated Measures Define Factor(s)對話框,如下圖所示:
4、在Within-Subject Factor Name:中將“factor1”更改為treatment,因為研究對象共進行了2組試驗,在Number of Levels:中填入2;
5、 同樣,增加“group” 組,因為研究對象共進行了2組試驗,在Number of Levels:中填入2;
6、點擊Define,出現下圖Repeated Measures對話框;
7. 如下圖所示,Within-Subjects Variables后面的括號內是受試者內因素的名字,將左側4個變量均選入右側框中,如下圖所示:
8. 點擊Plots,出現Repeated Measures: Profile Plots 對話框,如下圖所示:
9. 將time選入Horizontal Axis:框中,將treatment選入Separate Lines:框中;
10. 點擊Add,出現下圖,點擊Continue;
11. 點擊Save,出現Repeated Measures: Save對話框, 在Residuals下方選擇Studentized,如下圖所示,點擊Continue;
12. 點擊Options,出現Repeated Measures: Options對話框;將treatment、time和treatment*time選入Display Means for:中,下方Compare main effects為勾選狀態,在Confidence interval adjustment:下選擇Bonferroni,在Display下方勾選Deive statistics 和Estimates of effect size,點擊Continue,點擊OK。
二、結果解讀
在結果解釋之前,我們需要先明確幾個概念:單獨效應、主效應和交互作用。
單獨效應(simple effect):指其他因素的水平固定時,同一因素不同水平間的差別。例如,當A因素固定在第1個水平時,B因素的單獨效應為20;當A因素固定在第2個水平時,B因素的單獨效應為24。
主效應(main effect):指某一因素的各水平間的平均差別。例如,當A因素固定在第1個水平時,B因素的單獨效應為20;當A因素固定在第2個水平時,B因素的單獨效應為24。平均后得到B因素的主效應(20+24)/2=22。
交互作用(interaction):當某因素的各個單獨效應隨另一因素變化而變化時,則稱這兩個因素間存在交互作用。
為了更方便理解交互作用的概念,可以看一下下圖中的舉例。當兩條線是平行時,交互作用沒有統計學意義;當兩條線不平行,即使沒有在數據中有交叉點,交互作用也存在。
當存在交互作用時,單獨分析主效應的意義不大,需要逐一分析各因素的單獨效應;當不存在交互作用時,說明兩因素的作用效果相互獨立,逐一分析各因素的主效應即可。
1、均值,標准差,列數,
2、treatment, group 主效應,treatment * group 交互效應的結果【在滿足球形假設的情況下】
3、球形假設【sig 的值 > 0.05 就滿足球形假設,否則,就不滿足】
4、treatment, group 主效應,treatment * group 交互效應的結果【在違背球形假設的情況下】
5、group 主效應
6)treatment 主效應
7、treatment * group 交互效應
8、展示圖:
三、額外知識補充:
1、假設判斷,
那么,用Two-way Repeated Measures Anova分析時,如何考慮和處理這5個假設呢?
由於假設1-2都是對研究設計的假設,需要研究者根據研究設計進行判斷。本例中因變量為CRP濃度,是連續變量,符合假設1:因變量唯一,且為連續變量。
共有2個受試者內因素:干預因素(兩個水平:1個水平為“干預”,另一個水平為“對照”)和時間因素(3個水平:試驗開始時、試驗中和試驗結束時),符合假設2:有兩個受試者內因素(Within-Subject Factor),每個受試者內因素有2個或以上的水平。
2個受試者內因素干預因素(兩個水平:1個水平為“干預”,另一個水平為“對照”)和時間因素(3個水平:試驗開始時、試驗中和試驗結束時),共形成了6個“處理”組。
假設3:受試者內因素的各個水平,因變量沒有極端異常值;
(1). 通過學生化殘差判斷異常值
在上述操作中我們選擇了保存Studentized residuals,就是學生化殘差,一般認為觀測的學生化殘差超過±3(標准差)時為異常值。進行上述操作后,我們在數據主頁面可以看到產生了6個新變量
注:殘差是指實際觀察值與估計值(擬合值)之間的差,學生化殘差是殘差中一種。
(2)點擊數據下方的Label,可以看到新產生的4個變量對應的意義,如下圖所示,分別是SRE_1、SRE_2、SRE_3和SER_4的學生化殘差。
(3) 要判斷觀測是否為離群值,可以查看學生化殘差是否超過±3的范圍。在數據頁面對新生變量進行排序,右擊SRE_1,選擇Sort Ascending,將SRE_1按照從大到小的順序排列。
如下圖所示,SRE_1最小值為-0.19,最大值為1.68,沒有超過±3的范圍。
4)用同樣的方法可以對其他3個新生變量進行檢驗。如果沒有發現異常值,可以這樣報告:通過用學生化殘差是否超過±3的方法沒有發現異常值;如果發現異常值,可以這樣報告:通過用學生化殘差是否超過±3的方法,發現一個異常值,該觀測的學生化殘差為多少即可。
2、異常值處理,
(1) 導致數據中存在異常值的原因有3種:
1) 數據錄入錯誤:首先應該考慮異常值是否由於數據錄入錯誤所致。如果是,用正確值進行替換並重新進行檢驗;
2) 測量誤差:如果不是由於數據錄入錯誤,接下來考慮是否因為測量誤差導致(如儀器故障或超過量程),測量誤差往往不能修正,需要把測量錯誤的數據刪除;
3) 真實存在的異常值:如果以上兩種原因都不是,那最有可能是一種真實的異常數據。這種異常值不好處理,但也沒有理由將其當作無效值看待。目前它的處理方法比較有爭議,尚沒有一種特別推薦的方法。
需要注意的是,如果存在多個異常值,應先把最極端的異常值去掉后,重新檢查異常值情況。這是因為有時最極端異常值去掉后,其他異常值可能會回歸正常。
(2) 異常值的處理方法分為2種:
1) 保留異常值:
① 因變量轉換成其他形式;
② 將異常值納入分析,並堅信其對結果不會產生實質影響。
2) 剔除異常值:
直接刪除異常值很簡單,但卻是沒有辦法的辦法。當我們需要刪掉異常值時,應報告異常值大小及其對結果的影響,最好分別報告刪除異常值前后的結果。而且,應該考慮有異常值的個體是否符合研究的納入標准。如果其不屬於合格的研究對象,應將其剔除,否則會影響結果的推論。
3、因變量是否服從近似正太分布
受試者內因素的各個水平,因變量需服從近似正態分布
盡管有一系列方法可以檢驗正態性,我們這里通過Shapiro-Wilk's檢驗學生化殘差的正態性。
(1). 在主菜單點擊Analyze > Deive Statistics > Explore...,如下圖:
(2). 出現Explore對話框,將新產生的6個學生化殘差選入Dependent List,點擊Plots;
(3). 出現下圖Plots對話框;
(4). 在Boxplots下選擇None,去掉Deive下Stem-和-leaf,選擇Normality plots with tests,點擊Continue,點擊OK。
(5). 對於樣本量較小(<50例)的研究,推薦使用Shapiro-Wilk方法檢驗正態性。當P<0.05時,認為不是正態分布。本例中,P均大於0.05,說明SRE_1~SRE_4均服從正態分布。
可以這樣報告:通過Shapiro-Wilk's 檢驗學生化殘差的正態性,除了干預試驗開始時的CRP濃度外,其他測量的CRP濃度都服從正態分布。
(6). 如果數據不服從正態分布,可以有如下3種方法進行處理:
1) 數據轉換:對轉換后呈正態分布的數據進行單因素方差分析。當各組因變量的分布形狀相同時,正態轉換才有可能成功。對於一些常見的分布,有特定的轉換形式,但是對於轉換后數據的結果解釋可能比較復雜。
2) 直接進行分析:由於單因素重復測量方差分析對於偏離正態分布比較穩健,尤其是在各組樣本量相等或近似相等的情況下,而且非正態分布實質上並不影響犯I型錯誤的概率。因此可以直接進行檢驗,但是結果中仍需報告對正態分布的偏離。
3) 檢驗結果的比較:將轉換后和未轉換的原始數據分別進行單因素重復測量方差分析,如果二者結論相同,則再對未轉換的原始數據進行分析
參考鏈接:https://www.sohu.com/a/202657022_489312