一文帶你輕松掌握重復測量方差分析


在某些實驗研究中,常常需要考慮時間因素對實驗的影響,當需要對同一觀察單位在不同時間重復進行多次測量,每個樣本的測量數據之間存在相關性,因而不能簡單的使用方差分析進行研究,而需要使用重復測量方差分析。

 

案例:當前有這樣一項關於抑郁症的研究,共有12名患者,分為兩組,每組6名患者分別使用新葯或者舊葯;並且分別測量12名患者用葯后分別第1周,第4周和第8周時的抑郁程度。

 

研究問題:①舊葯、新葯對患者抑郁情況的影響是否有差異?②時間是否會影響抑郁情況?③時間和用葯類型兩者是否存在交互作用?

 

1. 數據格式

 

常見的重復測量數據格式,一般記錄成下圖格式:

 

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常見格式

 

在上傳SPSSAU分析時,需要先進行整理。

 

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上傳格式

 

如上圖,將三次測量的結果,整理到同一列中,並單獨設置一列用於識別測量時間。比如上圖有12個樣本(12個ID號),並且測量3個時間點。那么就一定會有12*3=36行數據。同一個ID號會重復3次,同一個時間點會重復12次。

 

對於重復測量數據,要求比較嚴格,不能出現數據缺失。比如在第八周,ID為12的樣本缺少測量數據,那么在分析時,需要把所有ID為12的樣本數據都剔除出模型。

 

2. SPSSAU操作

 

將數據上傳至SPSSAU分析,選擇【實驗/醫學研究】--【重復測量方差】。

 

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重復測量方差-SPSSAU

 

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重復測量方差分析時涉及兩個重要的術語名詞,分別是組內和組間。

 

組內項表示同一對象被測試多次的標識項(如時間);組間項表示不同對象組別的標識項。案例中測量時間點稱之組內項;舊葯、新葯的不同組別稱為組間項。

 

本例子中共有4項,分別包括測量數據‘抑郁情況’,組內項‘測量時間’,患者編號‘ID’和組間項‘組別’,分別放置數據如下:

 

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3. 結果解讀

 

重復測量分析共包括兩大項,分別是組間項效應分析和組內項效應分析。

 

比如本案例中兩種葯物療效差異對比,即為組間項效應分析。如果希望對比不同時間點的療效差異,即為組內項效應分析。

 

組間項效應分析直接查看p 值即可;組內項效應分析需要進行球形度檢驗,並且結合檢驗選擇適合的結果。

 

(1)針對組間效應檢驗表格進行分析,分析組別間效應顯著性情況。即判斷舊葯、新葯對患者抑郁情況的影響是否有顯著差異。

 

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組間效應分析結果-SPSSAU

 

首先分析組間效應,由上表可知:不同葯物類型對抑郁程度沒有呈現出顯著性(F =0.224,p =0.646>0.05),說明新葯和舊葯對於抑郁症沒有明顯的差異。

 

如果組間項呈現出顯著性,可使用圖形、方差分析或事后多重比較研究具體差異。

 

(2)在分析組內效應前,需要先進行球形度檢驗。

 

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球形度檢驗結果-SPSSAU

 

  • 當球形度檢驗p>0.05說明通過球形度檢驗,此時查看組內效應分析結果時,使用“滿足球形度檢驗”結果。

  • 當球形度檢驗p<0.05說明未通過球形度檢驗,並且球形度W值大於0.75,組內效應則使用HF校正結果。

  • 當球形度檢驗p<0.05說明未通過球形度檢驗,並且球形度W值小於0.75,組內效應分析結果則使用GG校正結果。

 

由上圖可知,P=0.031<0.05,未通過球形度檢驗,球形度W值小於0.75,組內效應分析應以GG校正結果為准。

 

(3)針對組內效應檢驗表格進行分析,分析組內效應及交互項顯著性情況。即判斷時間是否會影響試驗結果和兩者之間是否存在交互作用。

 

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組內效應分析結果-SPSSAU

 

對於時間點來看,其呈現出0.1水平的顯著性(F =4.136,p =0.055 <0.1),即說明不同時間點時患者的抑郁症程度有着明顯的差異性。

 

同時對於時間與葯物類型交互項上,其並沒有呈現出顯著性(F =0.591,p=0.499> 0.05),說明並不存在差異效應。

如果呈現出差異,可具體結合圖表進行分析,也可以使用SPSSAU方差分析或事后多重比較進一步對比差異性等。

 

從上圖可以看出:第1周時抑郁程度分值為4.00分,第4周時為4.08分,第8周明顯上升為4.83分,說明隨着時間的變化,患者抑郁情況有加重跡象,尤其從第4周到第8周變化時,抑郁程度分值由4.08分明顯上升到4.83分。

 

結論:

  • 不同葯物對抑郁症患者的抑郁程度影響沒有顯著差異。

  • 不同測量時間患者的抑郁症程度有着明顯的差異性,隨着用葯后測量時間的延長,患者抑郁情況有加重跡象。

  • 隨測量時間延長,不同葯物對抑郁程度影響沒有顯著差異。


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