在醫學研究中,數據的反應變量不止一個時,稱為多變量數據。具體看下面示例:
示例:某醫生需評價一種新食譜對具有家族遺傳性心髒病患者的作用。16名患者進行了6個月的飲食實驗,實驗指标為體重和三酰甘油水平,并在實驗過程中重複測量了5次。研究者想知道在實驗過程中患者的體重和三酰甘油水平是否有變化。
1. 數據錄入:
- 在SPSS的“變量視圖”中設置共12個變量:patid 表示編号,數值型;gender 表示患者性别,0-male,1-Female;tg0-tg4 表示三酰甘油水平,數值型;wgt0-wgt4 表示體重。
2. 重複測量數據方差分析參數說明
(1) 打開 分析—一般線性模型—重複測量
(2) 參數選擇
a. 因子定義
- 主體内因子:定義組内因素名稱,不能是數據文件中的變量名。在本例中,定義為 time
- 級别數:定義因素的水平,每個水平代表對受試者的一次觀測。在本例中,為5次測量,級别數定義為5。
- 測量名稱:定義測量的名稱,當重複測量的反應變量多于1個時,可進行多變量測量分析。本例選擇 tg、wgt,點擊 添加。
b. 重複測量
- 主體内變量:在本例中,将tg0-tg4/wgt0-wgt4 選入 主體間變量
- 主體間因子:選擇一個或多個組間因素。非必須選項。在本例中,将 Gender 選入 主體間因子。
c. 模型
- 全因子:系統默認。系統将分析所有的因素變量、協變量主效應以及因素與因素間的交互作用,但不包括協變量的交互作用
d. 對比:對比用來檢驗因子的水平之間的差值
- 因子:顯示主對話框中的因素,每個因素其後括号顯示對比的方法,選擇 time
- 對比:選擇 重複,點擊 變化量
e. 圖:對比用來檢驗因子的水平之間的差值
- 水平軸:水平坐标軸,選擇 time
- 單獨的線條:從因子列表中選入一個因素變量,對其每個取值水平,單獨做一條直線。選擇 gender
f. EM均值
- 顯示下列各項的平均值:選擇 gender * time
g. 選項:顯示各類統計指标
3. 數據結果與說明
(1) 組内因素和組間因素表:組内因素間表A,測量體重與三酰甘油,因素為 time,水平數為5,分别對應time1-time5。組内因素間表B,因素為 性别,兩個水平。
(2) 多變量檢驗:如下圖所示
- 組間效應:性别的檢驗 p<0.05,可看出男性和女性的三酰甘油水平和(或)體重的差異有統計學意義。但這點不是本次研究所關心的。
- 組内效應:time的顯著性檢驗p<0.05,說明在整個研究過程中,心髒病患者的三酰甘油水平和體重是不同的,是變化的,即新食譜對受試者的三酰甘油水平和體重是有影響的。time和gender的交互作用檢驗p>0.05,所以不能認為新食譜對男性和女性三酰甘油水平和體重的影響有差異。
(3) 莫奇來(Mauchly’s)球對稱檢驗結果:
- 無效假設是對數據進行正交對比變化後的協方差矩陣與單位矩陣I成比例,即資料滿足H型協方差矩陣的條件。檢驗顯著性p>0.05,由此可見,數據滿足H型方差矩陣的條件。
(4) 對比檢驗結果
- 三酰甘油(tg)的相鄰水平對比檢驗結果發現:所有p>0.05,故不能認為整個研究過程中,心髒病患者的三酰甘油水平是不同的,是變化的,即多元方差檢驗的差異是由于新食譜對患者體重的影響造成的。
- 體重(wgt)的相鄰水平對比檢驗結果發現:所有p<0.05,所以可以認為整個研究過程中,心髒病患者的體重是不同的,是變化的,即食用新食譜後受試者的體重逐漸地趨向于最後的體重。
(5) time*gender各組邊際均值與輪廓圖
- 從邊際均數上看,男女受試者在試驗過程中,體重均減輕。
- 而對于三酰甘油水平的變化,兩組的趨勢有些不同,男性組顯示出降低趨勢,女性組沒有明顯的趨勢變化,這也可從輪廓圖上直觀反映。
(6) 研究結論:
- 多變量重複測量方差分析發現新食譜對家族遺傳性心髒病患者有降低體重的作用,而對三酰甘油水平尚未發現作用。
- 而且,食譜對患者體重的降低作用,男性、女性基本相同。但兩者在三酰甘油水平上兩組趨勢不同。
- 在結果中,還可發現,time*gender存在交互作用。
- 在本例中,由于樣本量較少,檢驗效能太低;在随後研究中,可增大樣本量進行進一步研究,得到新食譜對患者三酰甘油水平的作用。
4. 語法
GLM tg0 tg1 tg2 tg3 tg4 wgt0 wgt1 wgt2 wgt3 wgt4 BY gender
/WSFACTOR=time 5 Repeated
/MEASURE=tg wgt
/METHOD=SSTYPE(3)
/PLOT=PROFILE(time*gender) TYPE=LINE ERRORBAR=NO MEANREFERENCE=NO YAXIS=AUTO
/EMMEANS=TABLES(gender*time)
/PRINT=ETASQ
/CRITERIA=ALPHA(.05)
/WSDESIGN=time
/DESIGN=gender.
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