重復(fù)測量方差分析在臨床試驗中的應(yīng)用

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要題目重復(fù)測量方差分析在臨床試驗中的應(yīng)用摘要：重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析是一種對于同一變量進行重復(fù)測度的試驗設(shè)計技 術(shù)，是生物統(tǒng)計學(xué)中常用的統(tǒng)計方法。重復(fù)測量是指對同一個觀察對象的某項觀 測指標(biāo)在不同時間點上進行多次測量，用于分析該觀測指標(biāo)在不同時間點上的變 化規(guī)律，其測得的數(shù)據(jù)即為重復(fù)測量數(shù)據(jù)。在臨床和基礎(chǔ)研究中，經(jīng)常會涉及重 復(fù)測量數(shù)據(jù)，尋找目的指標(biāo)在不同時間點上的變化規(guī)律是臨床科研工作者感興趣 的問題。本課題通過研究肺表面活性物質(zhì)對胎糞吸入綜合征的患兒的血管內(nèi)皮生 長因子含量的影響，對重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析方法進行探討，并且利用SPSS 軟件實現(xiàn)重復(fù)測量資料的方差分析，

2、結(jié)果表明，肺表面活性物質(zhì)可以抑制胎糞吸 入綜合征患兒血管內(nèi)皮生長因子的表達水平，繼而改善了血管內(nèi)皮的通透性，從 而達到了延緩病情發(fā)展的目的。關(guān)鍵詞： 重復(fù)測量方差分析臨床試驗SPSS軟件畢業(yè)設(shè)計（論文）外文摘要Title Application of Repeated Measure ANONA in The Clinical TrialsAbstractThe repeated measure ANONA is an experimental design technology for the repeated measure of the same dependent variable,

3、and it is a method often applied in the biostatistics. Repeated measures refer to data with multiple records over time on the same subject with the objective of making inference about the expected value of outcomes, in terms of treatment effects and how such effects change over time. Repeated measur

4、ements arise frequently in biomedical research, the scientific question of interest concerns finding differences in the measurements between groups. In this paper, the repeated measure ANONA was used to analyzing the expression of vascular endothelial growth factor(VEGF) among patients of meconium a

5、spiration syndrome, who received drug treatment of pulmonary surfactant. Also this paper introduced how to apply SPSS software to conduct data analysis. The results show that application of pulmonary surfactant treatment of meconium aspiration syndrome by inhibiting VEGF levels to improve the vascul

6、ar endothelial permeability, slow down the disease progresses.Keywords: Repeated measure ANONA Clinical trials SPSS TOC o 1-5 h z 1緒論1 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1.1重復(fù)測量的定義1 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 1.2重復(fù)測量方差分析的應(yīng)用條件 2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 1.3重復(fù)測量設(shè)

7、計的優(yōu)缺點41.4重復(fù)測量方差分析的應(yīng)用方法 41.5重復(fù)測量方差分析的研究現(xiàn)狀 5 HYPERLINK l bookmark43 o Current Document 1.6論文的研究內(nèi)容 6 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 2 SPSS軟件的簡介及研究現(xiàn)狀 6SPSS軟件的簡介6 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document SPSS軟件的研究現(xiàn)狀83臨床資料的重復(fù)測量方差分析8 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 3.1資料來源和分組8 HYPERLI

8、NK l bookmark55 o Current Document 3.2統(tǒng)計學(xué)方法9 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 3.3應(yīng)用SPSS軟件實現(xiàn)重復(fù)測量方差分析的步驟及結(jié)果 10 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 3.4討論18 HYPERLINK l bookmark69 o Current Document 結(jié)論20參考文獻21 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 致謝231緒論醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)是基于數(shù)理統(tǒng)計和概率論原理的一門學(xué)科，結(jié)合了醫(yī)學(xué)實

9、際，然后對 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)資料進行收集、整理、分析和推斷，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是科研與實踐不可或缺的重 要工具，貫穿于整個以現(xiàn)代科學(xué)實驗方法為指導(dǎo)的醫(yī)學(xué)研究過程中1。生物統(tǒng)計中我們常采用的一種方法是重復(fù)測量方差分析。重復(fù)測量(repeated measure)，即在不同時間點上對同一個觀察對象的某項觀察指標(biāo)進行多次測量，以此 來分析該觀察指標(biāo)在不同時間點上的變化規(guī)律勿。重復(fù)測量資料指的是在不同時間點 上對同一觀察對象的同一觀察指標(biāo)進行多次測量后得到的資料，常常被用來分析總結(jié) 該觀察指標(biāo)在不同時間點上的變化規(guī)律。一般通過重復(fù)測量同一個個體的不同部位 (或組織)獲得的指標(biāo)的觀察值，達到比較該指標(biāo)在不同時間點動態(tài)變

10、化趨勢的特征 的目的%。近幾年，在臨床和基礎(chǔ)研究中，以重復(fù)測量設(shè)計方案的科研日益增多，如治療前 和治療后分別在不同時間測量某指標(biāo)的數(shù)據(jù)資料，對此類資料的分析有很多已經(jīng)發(fā)表 的文章都是采用單因素方差分析的方法甚至是t檢驗等更為不妥的方法，并沒有想到 某項指標(biāo)在不同時間點上的關(guān)聯(lián)性或者該指標(biāo)隨時間變化的動態(tài)趨勢，導(dǎo)致了誤差較 大的結(jié)果，其實在這個時候我們應(yīng)該采用重復(fù)測量方差分析的方法。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，數(shù)據(jù)信息量本身就非常大，再加上統(tǒng)計計算的方法往往很繁雜，特 別是那些很復(fù)雜的統(tǒng)計方法，運算量就會相當(dāng)大。計算機技術(shù)迅猛發(fā)展以及廣泛應(yīng)用 促進了多種用于醫(yī)學(xué)統(tǒng)計的軟件包的產(chǎn)生，這些軟件成為了統(tǒng)計分析醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)

11、的有力 工具。然而，在處理數(shù)據(jù)的實踐中，醫(yī)學(xué)科研人員發(fā)現(xiàn)，因為不懂得如何使用多種統(tǒng) 計軟件，在數(shù)據(jù)量少且只需一些常用的簡單統(tǒng)計方法的時候，都要帶著數(shù)據(jù)求助于統(tǒng) 計學(xué)研究室，這就造成了醫(yī)學(xué)科研工作極大的不便。因而，如何使用統(tǒng)計分析軟件對 醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)資料進行快速且科學(xué)的處理，并能夠得到正確的結(jié)論，成為了醫(yī)學(xué)研究中的 重要環(huán)節(jié)囹。1.1重復(fù)測量的定義重復(fù)測量，即在不同時間點上對同一個觀察對象的某項觀察指標(biāo)進行多次測量， 以此來分析該觀察指標(biāo)在不同時間點上的變化規(guī)律。在這里我們給出重復(fù)測量數(shù)據(jù)的定義，在給予一種或多種處理后，分別在不同的 時間點上通過重復(fù)測量同一個受試對象獲得的指標(biāo)的觀察值，或者是通過重

12、復(fù)測量同 一個個體的不同部位（或組織）獲得的指標(biāo)的觀察值。對象指取樣成員。對象內(nèi)因子指因為多次測量變量，覆蓋了全部取樣成員以及一系列條件時，這里 被覆蓋的一系列的條件就是對象內(nèi)因子。對象間因子指由于多次測量變量，然而是在所有成員在不同的獨立的組的情況 下，也就是說成員已經(jīng)分組了，每個組都曝光于一個不同的條件，這里的條件就是對 象間因子。在分析里包含了雙方（對象內(nèi)因子和對象間因子）的時侯，我們就稱之為有對象 間因子的重復(fù)測量方差分析。1.2重復(fù)測量方差分析的應(yīng)用條件重復(fù)測量資料方差分析所需要的條件：（1）正態(tài)性 處理因素的各處理水平的樣本個體彼此相互獨立，是隨機的樣本， 樣本整體均數(shù)需要服從正態(tài)

13、分布；（2）方差齊性 相互比較的處理因素的各處理水平具有總體方差相等的特性， 即具有方差齊性；（3）由每個時間點組成的協(xié)方差陣具有球形性特征。某一時點上測定值變異的大小是方差，而在兩個不同時點上測定值相互變異的大 小是協(xié)方差。如果在某個時點上的取值不影響其它時點上的取值。則協(xié)方差為0，相 反，則不為0。協(xié)方差陣就是由協(xié)方差構(gòu)成的矩陣。方差（即對角線元素）相等、協(xié)方差（即非 主對角線元素）為零指的就是該協(xié)方差陣的球?qū)ΨQ性。Box在1954年指出，如果不能滿足球形性質(zhì)，則說明方差分析的F值是有誤差 的，這會導(dǎo)致過多本來是真的的無效假設(shè)被拒絕，也就是說增加了 I型錯誤。方差分析是從整體上對不同因素（

14、多因素方差分析）或相同因素的不同水平（單 因素方差分析）對響應(yīng)變量的影響是否存在差異進行分析的方法。并能通過對數(shù)據(jù)變 異來源的分析，判斷哪些因素或因素間交互效應(yīng)是影響數(shù)據(jù)差異的眾多因素中的主要 因素。重復(fù)測量的方差分析的目的是檢驗平均值的差別，這點同任何方差分析都一樣。 使用重復(fù)測量的方差分析的條件是：在許多不同的條件下測量隨機取樣的所有成員。 因為樣本是用各個條件依次處理的，所以重復(fù)測量因變量。由于不符合標(biāo)準(zhǔn)方差分析 的前提假定：數(shù)據(jù)之間的獨立性，所以對此使用標(biāo)準(zhǔn)的方差分析方法進行分析是不合 適的。有些方差分析的實驗設(shè)計中既有重復(fù)測量因子又有非重復(fù)測量因子，但只要設(shè) 計中有一個重復(fù)測量因子，

15、重復(fù)測量的方差分析的方法就應(yīng)該被考慮。使用該方法有以下幾個原因：（1）一些研究的要求就是要重復(fù)測量。（2）當(dāng)取樣成員之間存在很大的變異時，如果按標(biāo)準(zhǔn)方法得到的實驗結(jié)果會出 現(xiàn)誤差變異很大的問題，若想減小和改變誤差變異就要對每個取樣成員進行重復(fù)測 量。（3）當(dāng)取樣成員獲取困難時，重復(fù)測量的設(shè)計就會因為它的每個成員都可以用 所有的條件來處理而顯得尤其的經(jīng)濟實惠。（4）需要注意的是，重復(fù)測量的方差分析不能用來檢驗隨機效應(yīng)。（5）在把取樣成員按照一些重要的相似特征完成配對之后，也可以采用重復(fù)測 量方差分析的方法。因為在這種情況下，那些完成配對的組各自具有相同的成員，各 組中的每個成員都會因某個因子的不

16、同的隨機水平而被曝光。當(dāng)取樣成員完成配對的 時候，在不同條件下的測量也可看作重復(fù)測量。例如，選擇了一組低氣壓做研究對象時，首先測量其氣壓水平，然后將具有相似 氣壓水平的那些對象進行配對。在低壓處理每對中的一個成員后，再次對所有成員的 低壓水平進行測量。這時應(yīng)該把一個配對看做一個單一的取樣成員。對于以上的情況， 重復(fù)測量的方差分析的數(shù)據(jù)處理方法是最行之有效的。重復(fù)測量設(shè)計和單純的多變量設(shè)計之間有很大區(qū)別。對于二者來說，雖然都是多 次測量取樣成員，但是重復(fù)測量設(shè)計中每次實驗測量的是在不同條件下同一特征的各 個數(shù)值。比如，橘子樹在不同年份所結(jié)的橘子的數(shù)目就能夠用重復(fù)測量方差分析來比 較。這里不同的年

17、份是條件，而橘子的數(shù)目是測量的指標(biāo)。恰恰相反的是多變量的設(shè) 計中每次實驗測量的都是不同的特征。例如橘子的數(shù)目、重量和價格不能夠用重復(fù)測 量的方差分析來比較，這里的數(shù)目、重量和價格盡管是三個指標(biāo)，但并代表不同的條 件，只是三個不同的指標(biāo)而已。在實際的科學(xué)研究中重復(fù)測量資料往往比獨立資料更常見。例如：（1）在臨床研究中，常常需要通過觀察病人在不同時間的某些生理或病理指標(biāo) 的變化趨勢，來研究不同時間或療程對于該病人的治療效果。（2）在流行病學(xué)研究中，觀察隊列人群在不同時間上的發(fā)病情況。研究對不同 職業(yè)不同性別的人群實施某種措施后，在不同時間的多次效果考察。（3）在衛(wèi)生學(xué)研究中，縱向觀察兒童生長發(fā)育規(guī)

18、律等，不同地區(qū)和環(huán)境營養(yǎng)狀 況。1.3重復(fù)測量設(shè)計的優(yōu)缺點優(yōu)點：（1）用每一個個體作為自身的對照，克服了個體間的變異引起的誤差。所以分 析數(shù)據(jù)時能夠更好地集中于處理的效應(yīng)；（2）由于重復(fù)測量設(shè)計是把每一個體作為自身的對照，所以在研究中所需的個 體就相對較少，因此在經(jīng)濟方面更加節(jié)省。缺點：（1）滯留效應(yīng)：前面一次的處理效應(yīng)有可能會滯留到下一次的處理，從而引起 不必要的誤差；（2）潛隱效應(yīng)：前面一次的處理效應(yīng)有可能會激活原本不活躍的效應(yīng)；（3）學(xué)習(xí)效應(yīng)：由于實驗次數(shù)增多，研究對象會越來越熟悉實驗，其反應(yīng)能力 有可能會逐步得到提高6。1.4重復(fù)測量方差分析的應(yīng)用方法重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析是對同一因變

19、量進行重復(fù)測量的一種試驗設(shè)計技術(shù)。其 目的在于研究各種處理之間是否存在明顯的差異，如研究受試者之間是否存在明顯的 差異，與此同時，還有研究受試者之間的差異、受試者在不同時間點上的幾次測量之 間的差異以及受試者同各種處理之間的交互效應(yīng)。首先，用球形檢驗判 斷重復(fù)測量數(shù)據(jù)在各個時間點之間的關(guān)系是否滿足 Huynh-Feldt條件，當(dāng)球形檢驗的結(jié)果為P 0.05,則說明重復(fù)測量數(shù)據(jù)之間實際上 沒有相關(guān)性，數(shù)據(jù)能夠滿足Huynh-Feldt條件，這時我們可使用重復(fù)測量設(shè)計資料的 單變量方差分析方法來處理資料數(shù)據(jù)；反之，當(dāng)PW0.05時，表明資料不滿足Huynh-Feldt條件，這時就要使用Greenh

20、ouse-Geisser （G-G）法的球?qū)ΨQ系數(shù)進行校 正。一般來說是通過轉(zhuǎn)換因變量來實現(xiàn)球形假定的。也就是說每次實驗的原始變量要 根據(jù)正交比較來進行轉(zhuǎn)換。只要轉(zhuǎn)換矩陣是正交的，那么轉(zhuǎn)換的形式一般情況下不會 影響檢驗的結(jié)果。其實球形檢驗的結(jié)果只是決定輸出結(jié)果的形式，這里有兩種表現(xiàn)： 單變量的和多變量的。這里特別要注意：是否使用重復(fù)測量的方差分析是在實驗設(shè)計 時的事情，而不是由球形檢驗的結(jié)果決定的，球形檢驗的結(jié)果只是決定在重復(fù)測量方 差分析之后選擇哪種輸出結(jié)果。如果選擇的結(jié)果單變量的，那么它若不滿足球形檢驗， 就必須對結(jié)果進行校正。所以，通常如果不滿足球形檢驗，還是選擇多變量的結(jié)果 為好。球形

21、條件不滿足時常有兩種方法可供選擇：（1）采用MANOVA （多變量方差分析方法）；（2）對重復(fù)測量ANOVA檢驗結(jié)果中與時間有關(guān)的F值的自由度進行調(diào)整（調(diào)?。Ｖ貜?fù)測量數(shù)據(jù)之間是否存在相關(guān)性可通過球形檢驗的結(jié)果來判斷。如果該檢驗結(jié) 果為P 0.05，則說明重復(fù)測量數(shù)據(jù)之間不存在相關(guān)性，測量數(shù)據(jù)符合Huynh-Feldt 條件，可以用單因素方差分析的方法來處理；如果檢驗結(jié)果P 0.05，則說明重復(fù)測 量數(shù)據(jù)之間是存在相關(guān)性的，所以不能用單因素方差分析的方法處理數(shù)據(jù)。在科研實 際中的重復(fù)測量設(shè)計資料后者較多，應(yīng)該使用重復(fù)測量設(shè)計的方差分析模型。對單因素重復(fù)測量資料進行方差分析的總思想是將總變異分解

22、為個體間變異和 個體內(nèi)變異。對兩因素重復(fù)測量資料進行方差分析的總思想是將總變異分解為對象間 變異與對象內(nèi)變異，其中個體內(nèi)變異是與重復(fù)因素有關(guān)的變量。一般采用正交多項式方法分析某個處理因素的均數(shù)隨時間變化的情況。趨勢分析 有幾點需要注意，首先檢查最高階次的參數(shù)在兩對比組之間是否具有統(tǒng)計學(xué)意義，如 果組間差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，就能夠認為包括本階次及其余各階次在內(nèi)，它們之間都 具有不同的趨勢；否則，應(yīng)繼續(xù)對次高階次的參數(shù)作評價。如果每個階次上的差異都 沒有統(tǒng)計學(xué)意義，就可以認為這兩條曲線的變化趨勢是一致的。1.5重復(fù)測量方差分析的研究現(xiàn)狀運動人體科學(xué)實驗研究方面比較常用的一種實驗設(shè)計方法就是重復(fù)測量設(shè)

23、計， 2010年游永豪等人首先提出重復(fù)測量設(shè)計的歸類命名方法，然后探討了實驗研究中 有“前側(cè)數(shù)據(jù)”（實驗前測試的指標(biāo)數(shù)據(jù)）的重復(fù)測量設(shè)計的統(tǒng)計分析方法，根據(jù)重 測因素和分組因素的因素個數(shù)、各因素水平的不同，其統(tǒng)計方法也不同，最后對各種 與研究設(shè)計對應(yīng)的統(tǒng)計方法進行了歸納。1999年，張毓武等人通過探討大黃不同時 間的吸收效果的實例，介紹了如何對重復(fù)測量資料進行設(shè)計與分析。臨床研究中，往往需要觀察病人在不同時間的某些生理、生化或病理指標(biāo)的變化 趨勢，或研究不同時間或療程的治療效果，重復(fù)測量方差分析在臨床和流行病學(xué)研究 中應(yīng)用廣泛。1997年，張立等利用重復(fù)測量方差分析，研究給予單個氣味刺激和同

24、時給予多個氣味刺激2種不同的試驗設(shè)計方法對布氏田鼠氣味辨別試驗的影響，結(jié)果 表明2種方法所得的數(shù)據(jù)無明顯差異，都能反映出動物對氣味的辨別能力9。2009 年母小真利用重復(fù)測量方差分析對類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療效果進行研究，發(fā)現(xiàn)患者服 用中西藥結(jié)合的藥物四個月后，晨僵時間從140分鐘減少到20分鐘，比單獨服用西 藥的效果更明顯10。2010年楊婭麗就肺表面活性物質(zhì)對胎糞吸入綜合征患兒血管內(nèi) 皮生長因子及血小板源性生長因子的影響進行試驗，對所有試驗數(shù)據(jù)進行整理、匯總 并應(yīng)用SPSS13.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，各項指標(biāo)的變化采用重復(fù)測量設(shè)計方差分析 等，從而得出應(yīng)用外源性肺表面活性物質(zhì)對治療胎糞吸入綜合

25、征有良好的效果的結(jié)論 11。1.6本論文的研究內(nèi)容本論文旨在通過分析胎糞吸入綜合征患兒應(yīng)用肺表面活性物質(zhì)前后血清中血管 內(nèi)皮生長因子VEGF的含量水平，對醫(yī)學(xué)研究中重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析方法進行探 討，并學(xué)習(xí)使用SPSS軟件實現(xiàn)重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析，以期對醫(yī)學(xué)科研工作者提 供可借鑒的統(tǒng)計分析方法。2 SPSS軟件的簡介及研究現(xiàn)狀2.1 SPSS軟件的簡介SPSS (Statistical Product and Service Solutions)，統(tǒng)計產(chǎn)品與服務(wù)解決方案軟件。 SPSS是世界上最早的統(tǒng)計分析軟件，由美國斯坦福大學(xué)的三位研究生于20世紀(jì)60 年代末研制，如今SPSS軟件已出至

26、版本20.0，而且更名為IBM SPSS。到今天為止 SPSS軟件已經(jīng)有40余年的歷史。全球大約有25萬家用戶在使用該軟件，它們分布 于包括通訊、醫(yī)療、財會、銀行、證券、保險、制造、商業(yè)、市場研究及科研教育等 在內(nèi)的多個領(lǐng)域和行業(yè)，在所有的專業(yè)統(tǒng)計軟件當(dāng)中，它在世界上應(yīng)用最廣泛12。世界上最早采用圖形菜單驅(qū)動界面的統(tǒng)計軟件是SPSS軟件，它最大的優(yōu)點就是 操作界面很直觀，輸出的結(jié)果非常美觀漂亮。幾乎所有的功能它都會以統(tǒng)一、規(guī)范的 界面展現(xiàn)出來，而各種管理和分析數(shù)據(jù)方法的功能使用Windows的窗口方式展示， 各種功能選擇項則以對話框的形式展示出來。SPSS軟件的用戶只要有一定的Windows操

27、作技能，稍稍了解統(tǒng)計分析的原理，就可以使用該軟件進行特定的科研工 作。SPSS軟件采用與EXCEL表格類似的方式輸入和管理數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口比較通用， 可以非常方便的從其他的數(shù)據(jù)庫中讀入數(shù)據(jù)。其統(tǒng)計過程包括了所有常用的和比較成 熟的統(tǒng)計過程，完全可以滿足那些非統(tǒng)計專業(yè)人員如醫(yī)學(xué)科研工作者的工作需要。輸 出的結(jié)果非常美觀，結(jié)果存儲時采用的是專用的SPO格式，也可以轉(zhuǎn)存為HTML格 式和文本格式。SPSS軟件還特別為那些熟悉舊版本編程運行方式的用戶設(shè)計了語法 生成窗口，用戶只需在菜單中選擇好各個對應(yīng)的選項，然后按“粘貼”按鈕，系統(tǒng)就 自動生成了標(biāo)準(zhǔn)的SPSS軟件程序。這一設(shè)計為中、高級用戶提供了極大的

28、方便。SPSS軟件的輸出結(jié)果雖然漂亮，但不能用word等常用的文字處理軟件直接打 開，只有通過拷貝、粘貼的方式才能應(yīng)用。這可以說是SPSS軟件的缺陷。SPSS軟件的基本功能有很多，其中包括數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)計分析、圖表分析、輸出 管理等等。其中，統(tǒng)計分析過程包含有幾大類別：描述性統(tǒng)計、一般線性模型、均值 比較、相關(guān)分析、對數(shù)線性模型、回歸分析、數(shù)據(jù)簡化、聚類分析、生存分析、時間 序列分析、多重響應(yīng)等，在每一類中又包含了幾個統(tǒng)計過程，在回歸分析中就又包含 了多個統(tǒng)計過程：線性回歸分析、曲線估計、Probit回歸、Logistic回歸、兩階段最 小二乘法、加權(quán)估計、非線性回歸等，并且在每個過程中還可以允

29、許用戶選擇不同的 方法與參數(shù)。當(dāng)然SPSS軟件也有其專門的繪圖系統(tǒng)，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)來繪制各種圖 形。SPSS有很多優(yōu)點，比如說它操作簡便、編程方便且功能強大，并有全面的數(shù)據(jù) 接口和靈活的功能模塊組合，而且針對性很強13。SPSS for Windows的分析結(jié)果具有清晰、直觀、易學(xué)易用的特點，而且可以直接 讀取結(jié)果的EXCEL及DBF數(shù)據(jù)文件，現(xiàn)已能多種各種操作系統(tǒng)的計算機上應(yīng)用。 國際上最有影響的三大統(tǒng)計軟件就是SPSS軟件、SAS軟件和BMDP軟件。由于SPSS 軟件操作簡單，已經(jīng)在我國的社會科學(xué)、自然科學(xué)的各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮了巨大 作用。2.2 SPSS軟件的研究現(xiàn)狀SPSS軟件在臨

30、床試驗研究中有非常廣泛的應(yīng)用。2003年陳平雁介紹了如何應(yīng)用 SPSS10.0軟件處理重復(fù)測量的定量數(shù)據(jù)及如何正確的表述統(tǒng)計分析結(jié)果US 06年為 動態(tài)觀察激光在治療心肌缺血和心動過緩上的作用，把用家兔做實驗得到的數(shù)據(jù)用 SPSS11.0軟件處理，然后資料結(jié)合數(shù)圖可直觀看出各組心率隨時間變化結(jié)果，即用 激光治療的效果良好US在SPSS16.0軟件中，可輕松通過菜單實現(xiàn)從重復(fù)測量數(shù)據(jù) 到數(shù)據(jù)庫格式的數(shù)據(jù)重構(gòu)，然后再根據(jù)菜單中提示輸入變量名、重復(fù)測量次數(shù)等內(nèi)容， 就可對重復(fù)測量數(shù)據(jù)進行方差分析并得到清晰的結(jié)果16。應(yīng)用SPSS11.0軟件中一般 線性模型的repeated measures和mul

31、tivariate過程對水迷宮重復(fù)測量數(shù)據(jù)進行重復(fù)測 量方差分析和多元方差分析，并進行不同時間點和不同組間的兩兩比較，可知對于重 復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析，宜采用一般線性模型的重復(fù)測量過程方法進行分析，SPSS 統(tǒng)計軟件易于實現(xiàn)重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析4。3臨床資料的重復(fù)測量方差分析3.1資料來源和分組資料來源本文資料來源于河北醫(yī)科大學(xué)的研究生楊婭麗的學(xué)術(shù)論文“肺表面活性物質(zhì)對胎 糞吸入綜合征患兒血管內(nèi)皮生長因子及血小板源性生長因子的影響”中的部分數(shù)據(jù) (表 3.1)。新生兒胎糞吸入綜合征(MAS)是由于胎兒在子宮內(nèi)或著生產(chǎn)時吸入了混有胎 糞的羊水，從而導(dǎo)致呼吸道和肺泡發(fā)生機械性阻塞，并伴有肺泡表面

32、活性物質(zhì)失活， 而且肺組織也會發(fā)生化學(xué)性炎癥，胎兒出生后出現(xiàn)的以呼吸窘迫為主，同時伴有其他 臟器受損現(xiàn)象的一組綜合征11。據(jù)國內(nèi)相關(guān)報道，活產(chǎn)兒中患有胎糞吸入綜合征的約 為1.2%2.2%，病死率可達7%15.2%，而國外流行病學(xué)調(diào)查資料報告指出MAS的 病死率大約為3%12%【17，18。通常MAS患兒的內(nèi)源性肺表面活性物質(zhì)(pulmonary surfactant，PS)都受到了嚴重損害，由于胎糞吸入而引起的缺氧、酸中毒等現(xiàn)象會損 害肺血管內(nèi)皮細胞和肺泡上皮細胞，繼而發(fā)生肺水腫和肺出血，從而使肺彌散的功能 降低，缺氧現(xiàn)象更加嚴重。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial

33、growth factor，VEGF) 是一種有絲分裂原，它特異作用于血管內(nèi)皮細胞時，能夠調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細胞的增殖和 遷移，從而使血管通透性增加。而本實驗旨在通過觀察分析給予外源性肺表面活性物 質(zhì)治療前后胎糞吸入綜合征患兒血清中VEGF的含量變化，學(xué)習(xí)如何使用SPSS軟件 對重復(fù)測量數(shù)據(jù)進行方差分析。表3.1血清中VEGF的原始數(shù)據(jù)（ng/l）治療前0小時1.03 1.772 0.094 0.596 1.314 1.516 0.987 1.03 0.836 0.746 0.556 1.12 1.161.211 0.983 0.934 0.828 1.164 0.594 1.05 0.88424小

34、時1.703 1.548 1.23 1.135 1.422 1.123 1.345 1.098 1.235 1.336 1.367 1.2431.214 1.234 1.313 1.464 1.21 1.356 1.298 1.134 0.97672小時1.703 1.548 1.23 1.435 1.422 1.823 1.345 1.412 1.435 1.336 1.367 1.3431.354 1.334 1.413 1.464 1.271 1.356 1.298 1.334 1.423治療后0小時0.88 1.03 1.226 1.558 0.854 1.03 0.778 1.03

35、0.856 0.78 0.868 1.03 0.64 1.030.82 1.272 1.006 1.08 0.862 1.05 0.88424小時1.203 1.068 1.23 1.335 1.322 1.123 0.921 0.987 1.235 1.236 1.432 1.1431.214 0.934 1.213 1.164 1.21 0.956 1.298 1.134 0.97672小時1.203 1.368 1.423 1.335 1.322 1.123 1.463 1.387 1.235 1.236 1.432 1.1431.214 1.334 1.213 1.364 1.21 0

36、.956 1.298 1.134 0.976患兒及分組對入選患兒按隨機數(shù)字法分為實驗組和對照組兩組。選用河北省兒童醫(yī)院新生兒科重癥監(jiān)護病房2008年2月至2010年1月收治的診 斷胎糞吸入綜合癥的新生兒共42名。將患兒隨機分為肺表面活性物質(zhì)治療組（PS組） 和常規(guī)治療組（對照組），每組各21例。PS組和對照組兩組所有患兒均給予除用藥 外的其他相應(yīng)的對癥治療。PS組患兒給予牛肺表面活性劑PS 70mg/kg治療。采集PS 組及對照組患兒0小時，治療后24小時和72小時靜脈血2ml，離心并提取上清液后 保存?zhèn)溆貌⒂涗浹逯蠽EGF的含量變化情況。3.2統(tǒng)計學(xué)方法分析資料可知，以上數(shù)據(jù)是同一受試對象

37、（患兒血清中的VEGF含量）在不同時 間點的測量值，即為重復(fù)測量數(shù)據(jù)。重復(fù)測量資料又分為單變量重復(fù)測量方差分析和 多變量重復(fù)測量方差分析。對同一組內(nèi)（或接受同一種處理）的多個受試者，在多個時間點上的反應(yīng)變量所 作的測量就是單組重復(fù)測量，又稱為單變量重復(fù)測量。多組重復(fù)測量指將受試者按處 理的不同水平分為幾個組，對這些組內(nèi)的每一受試者，都對他們的反應(yīng)變量在不同時 間點上進行測量。所以本文資料要用單變量重復(fù)測量方差分析的方法處理。單組重復(fù)測量數(shù)據(jù)分析的缺陷是只能分析觀察對象的觀測值在不同時間點的差 別。通常認為不同時間點上的觀察值的變化可能是所給予的“處理”的作用，也有可 能是患者病情的自然變化，與

38、“處理”無關(guān)，如果要分析“處理”的作用，必須設(shè)立 一個平行對照組，通過組間差別的大小說明“處理”組作用的大小。兩個獨立樣本的 重復(fù)測量設(shè)計就是將N個受試對象隨機地等分為兩組，一組作為實驗組，另一組作 為對照組。采用SPSS13.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計學(xué)處理，PS組在應(yīng)用PS 0小時，24小時及 72小時后血清中VEGF含量的變化采用重復(fù)測量設(shè)計方差分析，對照組也相應(yīng)測得0 小時、24小時和72小時后患兒血清中VEGF含量的變化并進行重復(fù)測量方差分析， 因為至少有一個對象間因子有2個以上水平（本文有3個），必須滿足球形檢驗的條 件，所以對資料進行正態(tài)性及球?qū)ΨQ性檢驗，當(dāng)對象因子不滿足球?qū)ΨQ性條件時

39、，使 用Greenhouse-Geisser（G-G）法的球?qū)ΨQ系數(shù)進行校正。檢驗水準(zhǔn)定為0.05。P值小于 0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。3.3應(yīng)用SPSS軟件實現(xiàn)重復(fù)測量方差分析的步驟及結(jié)果資料的整理將原始資料檢查核對后輸入計算機，數(shù)據(jù)格式如表3.2。本文要建立四個變量：group group=1表示治療前 group=2表示治療后； time1表示0小時 time2表示24小時 time3表示72小時。表3.2重復(fù)測量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編號治療前（group 1）治療后（group 2）0小時24小時72小時0小時24小時72小時11.031.7031.7030.881.2031.20321.7721.

40、5481.5481.031.0681.36831.0941.231.231.2261.231.423190.5941.2981.2980.8621.2981.298201.051.1341.3341.051.1341.134210.8840.9761.4230.8840.9760.976在SPSS軟件中建立數(shù)據(jù)文件模式 首先打開SPSS軟件，如圖3.1。圖3.1 SPSS軟件的樣式其次，設(shè)置第一行Name為group，然后把Decimals項設(shè)為0 （即小數(shù)點后有0 個有效數(shù)字），Label項輸入“治療前和治療后”（即group代表治療前和治療后），Values 項設(shè)為“1=治療前，2=治療后

41、”（即group等于1時代表治療前，group等于2時代表 治療后），如圖3.2。同理設(shè)置第二行Name為time1，Decimals為3，Label為0小時； 設(shè)置第三行Name為time2，Decimals為3， Label為24小時；設(shè)置第四行Name為 time3，Decimals為3， Label為72小時。結(jié)果表現(xiàn)為圖3.3。圖3.2 Values項的設(shè)置圖3.3設(shè)置變量后的SPSS軟件最后，單擊SPSS軟件下排按鈕中的Data View,輸入數(shù)據(jù)，建立的數(shù)據(jù)文件模式如圖3.4。fH 中期報告5袂-SPSS Data EditorFile Edit View Data Transf

42、orm Analyze Graphs Utilities Window Help涸僵雯1宣劍 通薊 圜困匿|暨|grouptimeltime2time3varvarvarvarvar111.0301.7031.7032II1.7721.5481.54831.0941.2301.23041.5961.13514355II1.3141.4221.4226111.5161.1231.82371.9871.3451.3458II1.0301.0981.412911.8361.2351.4351017461.3361.336111.5561.3671.36712II1.1201.2431.3431311

43、.1601.2141.35414II1.2111.2341.3341511.9831.3131.413161.9341.4641.46417II.8281.2101.27118111.1641.3561.356191.5941.2981.29820II1.0501.1341.334211.884.9761.423222.8801.2031.203go1 mn1 nca1 TCQ圖3.4治療前后的測量數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS軟件分析重復(fù)測量數(shù)據(jù)的操作步驟(1)調(diào)用 Repeated Measures：Analyze 一 General Linear Model 一Repeated Measures(2)

44、定義 Repeated Measures Define Factor(s)對話框：在Within-subject factor name框中刪除原有的Factor1,輸入組內(nèi)因素time (定義 重復(fù)測量的變量名為time）,在Number of leves框中輸入組內(nèi)因素time的水平數(shù)3, 單擊Add按鈕，在矩形框中顯示time（3），點擊Define按鈕。（3）定義 Repeated Measures 主對話框：單擊Define按鈕，顯示Repeated Measures主對話框，在左面矩形框中選擇time1、 time2、time3，單擊向右箭頭按鈕，Within-subject va

45、riables （time）框中第一欄變?yōu)?time1 （ 1），第二欄變?yōu)閠ime2 （ 2），第三欄變?yōu)閠ime3 （ 3），點擊group進入 Between-Subjects Factor（s）。（4）定義 Options:點擊Options按鈕，點擊time進入Display Means for對話框中，選中Compare Main effects，選擇LSD作時間因素主效應(yīng)不同水平間的多重比較。選中復(fù)選框中的 Descriptive statistics，輸出描述統(tǒng)計量。點擊Continue按鈕。（5）點擊Model按鈕，選中Custom（自定義模型），選time進入 Within

46、-subject Model （分析3次重復(fù)測量間有無隨時間變化的趨勢），選group進入Between subject Model（只分析主效應(yīng)）。點擊Continue按鈕。（6）繪制交互效應(yīng)輪廓圖：單擊 Plots 按鈕，選 time 進入 Horizontal Axis，選 group 進入 Separate Lines，單 擊Add按鈕。Plots對話框中顯示time*group。點擊Continue按鈕。點擊OK按鈕。（7）每個時間點上兩個分組之間的比較：Datef Split Files選中Analyze all cases， do not create grpups （取消對數(shù)據(jù)

47、文件的拆分），單擊OK 按鈕。Analyze f General Linear Model f Multivariate （調(diào)用多元方差分析過程），選 time1time3 進入 Dependent variables 對話框，選 group 進入 Fixed factors 對話框，單 擊Continue按鈕；點擊Model按鈕，選中Custom （自定義模型），選擇group進入 Model對話框，單擊Continue按鈕；點擊Post Hoc按鈕，選group進入Post Hoc Tests for對話框，選中LSD （選擇LSD為兩兩比較的方法，兩兩比較方法的選擇同單因素 方差分析），

48、單擊Continue按鈕；點擊Options按鈕，選擇group進Disolay means for 對話框，選中復(fù)選框中的Descriptive statistics （輸出對資料的描述），點擊Continue 按鈕。點擊OK按鈕。主要輸出結(jié)果表3.3時間因素和分組因素的描述統(tǒng)計量治療前和治療后MeanStd. DeviationN0小時治療前,97167.35672021治療后,97924.20085721Total,97545.2859504224小時治療前1.28495.16373321治療后1.15876.14153721Total1.22186.1640964272小時治療前1.4

49、1171.13744121治療后1.25567.13868121Total1.33369.15758342通過球形檢驗的結(jié)果判斷重復(fù)測量數(shù)據(jù)之間是否存在相關(guān)性球形檢驗結(jié)果P 0.01，說明6次重復(fù)測量的數(shù)據(jù)間存在很高的相關(guān)性，適合用多元方差分析進行檢 驗或按表右側(cè)給出的3種校正方法對一元方差分析進行校正（校正系數(shù)為Epsilon）。 本文使用Greenhouse-Geisser的校正結(jié)果。主要結(jié)果見表3.4。表3.4球形檢驗的結(jié)果Within Subject s EffectMauchl ys WApprox.Chi-Sq uaredfSig.Epsilon(a)Greenhouse-Geis

50、serHuynh-FeldtLower-boundtime.69014.4892.001.763.807.500分析時間、分組因素的作用及時間和分組之間的交互效應(yīng) 重復(fù)測量數(shù)據(jù)的單變 量方差分析要比其他類型的實驗設(shè)計資料的方差分析稍微復(fù)雜點兒，因為個體所形成 的區(qū)組因素與處理因素之間有包含關(guān)系，所以就需要我們從中分解出反映個體間變異 的部分作為反應(yīng)處理因素效果大小的誤差項，而度量“時間因素”和“處理與時間之 間的交互作用”效應(yīng)的大小時，需要用個體內(nèi)變異部分算得的結(jié)果作為誤差項。個體內(nèi)變異部分的計算結(jié)果顯示，時間因素（即0小時、24小時、72小時）有統(tǒng) 計學(xué)意義（P0.05），說明時間因素（即0

51、小時、24 小時、72小時）的作用不隨分組（即PS組和對照組）的不同而不同。見表3.5。個體間變異部分（即PS組與對照組在同一時間點的測量數(shù)據(jù)）的計算結(jié)果顯示， group的P值小于0.05，說明PS組和對照組的測量數(shù)據(jù)總體而言是不同的，分組因素 起作用。見表3.6。不同測定時間點的多重比較（即0小時、24小時及72小時的測量數(shù)據(jù)分別兩兩比 較）結(jié)果顯示P 0.05, PS組和對照組之間沒有統(tǒng)計學(xué)差異，而24 小時和72小時時P0.05)。治療后24小時PS組1.159 0.142ng/L，對照組 1.2850.164ng/L；治療后 72 小時 PS 組 1.2560.139ng/L，對照

52、組1.4120.137ng/L，可以看出PS組均低于對照組，故治療后24小時、72小時比較PS組和對照組兩組統(tǒng)計學(xué)差異均有顯著性(P0.05)。見表3.9。表3.9治療前后PS組與對照組血清中VEGF的含量對比VEGF、分一含、PS組,對照組0小時0.979 0.201ng/L0.972 0.357ng/L24小時1.159 0.142ng/L1.285 0.164ng/L72小時1.256 0.139ng/L1.4120.137ng/L借助于Plot s子菜單作出3次重復(fù)測量指標(biāo)的均數(shù)變化趨勢圖，可以直觀地看 出測量指標(biāo)隨時間的變化趨勢。PS組與對照組兩組資料隨時間變化的趨勢大致相同， 兩組

53、血清中VEGF的含量都呈上升趨勢，其中對照組比PS組的曲線變化快，治療后 血清中VEGF的含量較治療前呈下降趨勢。見圖3.5。圖3.5時間因素與分組因素交互效應(yīng)輪廓圖對患有胎糞吸入綜合征患兒采用肺表面活性物質(zhì)治療，抑制了血管內(nèi)皮生長因子 的水平，繼而改善了血管內(nèi)皮的通透性，同時減輕肺部水腫，也改善了肺部氧和，從 而達到了延緩病情發(fā)展的目的。3.4討論重復(fù)測量數(shù)據(jù)即在給予一種或多種處理后，分別在不同的時間點上通過重復(fù)測量 同一個受試對象獲得的指標(biāo)的觀察值，或者是通過重復(fù)測量同一個個體的不同部位 （或組織）獲得的指標(biāo)的觀察值20。重復(fù)測量數(shù)據(jù)在醫(yī)學(xué)研究中十分常見，在醫(yī)學(xué)類 雜志中大約可占到四分之一

54、，但統(tǒng)計表達和分析誤用的情況很嚴重。重復(fù)測量數(shù)據(jù)的分析方法在國內(nèi)發(fā)表的論文中誤用情況很常見。其中一種表現(xiàn)為 重復(fù)對各時間點進行t檢驗，這種情況下會增大假陽性錯誤；另一種表現(xiàn)為用隨機區(qū) 組進行方差分析。重復(fù)測量設(shè)計與隨機區(qū)組設(shè)計有很大區(qū)別。對于重復(fù)測量設(shè)計，處 理因素在區(qū)組間隨機分配且區(qū)組內(nèi)各時間點固定，不能隨機分配，區(qū)組內(nèi)實驗單位彼 此不獨立；對于隨機區(qū)組設(shè)計處理因素在區(qū)組內(nèi)隨機分配但每個區(qū)組內(nèi)實驗單位彼此 獨立。當(dāng)數(shù)據(jù)不滿足“球?qū)ΨQ”假設(shè)時，用隨機區(qū)組方差分析也會增大假陽性錯誤。 還有一種情況表現(xiàn)為只分析單獨效應(yīng)，這種情況下會導(dǎo)致信息損失。結(jié)論在臨床研究數(shù)據(jù)中，經(jīng)常會涉及重復(fù)測量數(shù)據(jù)。國內(nèi)發(fā)

55、表的很多論文中，經(jīng)常會 出現(xiàn)重復(fù)測量數(shù)據(jù)分析方法誤用的情況，為試驗研究帶來不便。本課題結(jié)合臨床實際， 以肺表面活性物質(zhì)對胎糞吸入綜合征患兒血管內(nèi)皮生長因子含量水平的影響為例，詳 細介紹了重復(fù)測量方差分析在臨床試驗的具體應(yīng)用，以及如何使用SPSS軟件實現(xiàn)重 復(fù)測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。本論文主要完成以下三部分工作內(nèi)容：第一部分對重復(fù)測量方差分析技術(shù)進行了綜述，介紹了重復(fù)測量方差分析的原 理、意義及其研究現(xiàn)狀。第二部分主要介紹SPSS軟件的研究現(xiàn)狀及其在醫(yī)學(xué)等方面的一些應(yīng)用。第三部分結(jié)合一例真實的臨床實驗，運用SPSS軟件，采用重復(fù)測量方差分析的 方法研究了肺表面活性物質(zhì)對胎糞吸入綜合征患兒血管內(nèi)皮生長因子的影響，統(tǒng)計結(jié) 果表明，應(yīng)用外源性肺表面活性物質(zhì)治療胎糞吸入綜合征可以通過抑制血管內(nèi)皮生長 因子的水平來改善血管內(nèi)皮通透性，以降低肺水腫，改善肺部氧和，從而達到延緩病 程發(fā)展的目的。重復(fù)測量方差分析具有簡易性、高效性、科學(xué)性和先進性等優(yōu)點，結(jié)論嚴謹可信， 是分析重復(fù)測量數(shù)據(jù)強有力的統(tǒng)計方法。由本課題的結(jié)果，希望能對科研工作者提供 可借鑒的統(tǒng)計分析方法。參考文獻1孫振球.醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué).第2版.北京：人民衛(wèi)生出版社，20082