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複進行多次測量,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,而需要使用重複測量方差分析。
案例:當前有這樣一項關於抑鬱症的研究,共有12名患者,分為兩組,每組6名患者分別使用新藥或者舊藥;並且分別測量12名患者用藥後分別第1周,第4周和第8周時的抑鬱程度。
研究問題:①舊藥、新藥對患者抑鬱情況的影響是否有差異?②時間是否會影響抑鬱情況?③時間和用藥類型兩者是否存在交互作用?
1. 數據格式
常見的重複測量數據格式,一般記錄成下圖格式:
常見格式
在上傳SPSSAU分析時,需要先進行整理。
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。那麼就一定會有12*3=36行數據。同一個ID號會重複3次,同一個時間點會重複12次。
對於重複測量數據,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,那麼在分析時,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】--【重複測量方差】。
重複測量方差-SPSSAU
重複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;舊藥、新藥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『抑鬱情況』,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:
3. 結果解讀
重複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。
比如本案例中兩種藥物療效差異對比,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)第一步: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。即判斷舊藥、新藥對患者抑鬱情況的影響是否有顯著差異。
組間效應分析結果-SPSSAU
首先分析組間效應,由上表可知:不同藥物類型對抑鬱程度沒有呈現出顯著性(F =0.224,p =0.646>0.05),說明新藥和舊藥對於抑鬱症沒有明顯的差異。
如果組間項呈現出顯著性,可使用圖形、方差分析或事後多重比較研究具體差異。
(2)第二步:在分析組內效應前,需要先進行球形度檢驗。
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校正結果為準。
(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。
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鬱症程度有著明顯的差異性。
同時對於時間與藥物類型交互項上,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方差分析或事後多重比較進一步對比差異性等。
從上圖可以看出:第1周時抑鬱程度分值為4.00分,第4周時為4.08分,第8周明顯上升為4.83分,說明隨著時間的變化,患者抑鬱情況有加重跡象,尤其從第4周到第8周變化時,抑鬱程度分值由4.08分明顯上升到4.83分。
結論:
· 不同藥物對抑鬱症患者的抑鬱程度影響沒有顯著差異。
· 不同測量時間患者的抑鬱症程度有著明顯的差異性,隨著用藥後測量時間的延長,患者抑鬱情況有加重跡象。
· 隨測量時間延長,不同藥物對抑鬱程度影響沒有顯著差異。