1、2013.6.20,1,醫(yī)用多元統(tǒng)計分析,主講人 陶育純,1,MEDICAL MULTIVARIATE STATISTICAL ANALYSIS,2013.6.20,2,第一講,課程名稱：多元統(tǒng)計分析 參考教材： 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)與電腦實驗 （第二版） 方積乾 主編 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 年級、專業(yè)：2012公衛(wèi)學(xué)院研究生 授課時間：2013年6月21日 授課時數(shù)：4h,2013.6.20,3,目錄,第一部分 多元統(tǒng)計分析簡介,一、多元統(tǒng)計分析簡介, 多元統(tǒng)計分析的概念, 多元統(tǒng)計分析與單變量統(tǒng)計分析的區(qū)別, 多元統(tǒng)計分析的重要性,二、醫(yī)用多元統(tǒng)計分析簡介, 多元統(tǒng)計分析在醫(yī)學(xué)上的重要性, 醫(yī)學(xué)上常用

2、的多元統(tǒng)計分析方法, 如何學(xué)好醫(yī)用多元統(tǒng)計分析方法,2013.6.20,4,第一部分 多元統(tǒng)計分析簡介,一、多元統(tǒng)計分析簡介, 多元統(tǒng)計分析概念,多元統(tǒng)計分析(Multivariate Statistical Analysis) 定義：是研究客觀事物中多種指標(biāo)間相互依賴, 相互影響的統(tǒng)計規(guī)律性的一種數(shù)理統(tǒng)計學(xué)分支。,2013.6.20,5,多元分析(Multivariate Analysis) 英國統(tǒng)計學(xué)家M. Kendall著名論著的書名。 二者絕大多數(shù)情況下是同一的。,因變量(Dependent Variable)指效應(yīng)、指標(biāo)或反應(yīng)變量。即受其它因素影響的變量。 自變量(Independe

3、nt Variable)指影響因素因子（factor）或干預(yù)措施。即不受其它因素影響的變量。,因變量,自變量,2013.6.20,6,變量水平(Level of Variable)指影響因素（因子）的水平數(shù)或干預(yù)措施的種類數(shù)。 性別 2 水平（男、女）。 降溫方法 2 水平（甲法、乙法）； 3 水平（甲法、乙法、丙法）。 個體因素 k 水平（張三、李司、王五、）。 年齡 2 水平（青年、老年）； 3 水平（少年、青年、老年） k 水平（10歲組、20歲組、 30歲組、）。,2013.6.20,7, 多元統(tǒng)計分析與單變量統(tǒng)計分析的區(qū)別,1個因變量,1個自變量,單變量統(tǒng)計分析(Univariate

4、 Statistical Analysis),體重,減肥藥,紅細(xì)胞計數(shù),性別,（配對 t 檢驗）,（兩樣本 t 檢驗）,某病發(fā)病率,性別,（四格表 2 檢驗）,1個因變量,k個自變量,or,2013.6.20,8,體溫,降溫方法,（兩樣本 t 檢驗）,甲法和乙法,甲法、乙法和丙法,（單因素方差分析）,體溫,降溫方法 個體因素,（兩個兩樣本 t 檢驗？）,甲法和乙法,甲法、乙法和丙法,（雙因素方差分析？ ）,體溫,降溫方法 個體因素 年齡,（三個兩樣本 t 檢驗？）,甲法和乙法,甲法、乙法和丙法,（三因素方差分析？ ）,（配伍組方差分析？ ）,（配伍組方差分析？ ）,2013.6.20,9,No

5、. 交互作用(Interaction)指不同影響因素（因子） 的不同水平之間的搭配對因變量的影響作用。又 稱交互效應(yīng)。 降溫方法個體因素 稱一階(級)交互效應(yīng)。 降溫方法個體因素年齡 稱二階(級)交互效應(yīng)。 依此類推。,降溫方法和個體因素只能各自獨立地影響體溫嗎？,2013.6.20,10,Usually No. 常常降溫方法是研究者主要關(guān)心的試驗（或 處理）因素，而個體因素常常是干擾（或混雜 因素），是研究者不得不關(guān)心的，常常把它 作為區(qū)組因素處理。配伍組設(shè)計的方差分析 就是處理此類研究的方法之一。,降溫方法和個體因素的研究地位相同嗎？,2013.6.20,11,Not always. 當(dāng)不

6、同影響因素的不同水平之間的搭配只有 一個結(jié)果（即沒有重復(fù)試驗）時，不存在交 互作用。配伍組設(shè)計的方差分析就是最簡單 的雙因素方差分析，即沒有重復(fù)實驗的雙因素 方差分析。,降溫方法和個體因素一定存在交互作用嗎？,2013.6.20,12,Certainly. 主效應(yīng)(Main Effect)指影響因素（因子）獨立 地影響因變量的作用。,降溫方法和個體因素各自能獨立地影響體溫嗎？,暈！,2013.6.20,13,Analyze it. 現(xiàn)成的統(tǒng)計軟件都提供交互作用的分析功能。 只需選擇相應(yīng)的選項或命令，你就可以得到 交互作用對因變量的影響程度。,降溫方法和個體因素若存在交互作用，如何 處理？,具體

7、以后講吧，,若有時間的化,2013.6.20,14,Analyze it should be analyzed. 應(yīng)該用兩因素析因設(shè)計(Factorial Design )方法。 關(guān)于析因設(shè)計方法的細(xì)節(jié)參見本課程推薦的 教材的第十二章第四節(jié)。,降溫方法和個體因素若研究地位相同，如何 處理？,到底講什么？！,2013.6.20,15,No. 只要因變量只有一個，不管有多少影響因素， 都不是嚴(yán)格意義的多元分析方法。,三因素方差分析是多元分析嗎？,多元統(tǒng)計分析(Multivariate Statistical Analysis),k個因變量,k個自變量(k1),k個變量之間的相互影響關(guān)系(k2),o

8、r,2013.6.20,16,此資料若用單變量統(tǒng)計分析方法，可分別對x1和x2的均數(shù)與0比較。兩次單樣本t 檢驗。,例1 用益壽寧治療5名高血脂病人，治療結(jié)果見下表1。,2013.6.20,17,結(jié)果顯示，x1和x2的均數(shù)分別與0比較無統(tǒng)計學(xué)意義。,SPSS,2013.6.20,18,此資料若用多元統(tǒng)計分析方法，首先介紹幾個跟多元統(tǒng)計分析有關(guān)的概念。,樣本均數(shù)向量(Mean Vector),p個反應(yīng)變量的樣本均數(shù)向量為,2013.6.20,19,樣本協(xié)方差矩陣(Variance-covariance Matrix),x1和x2的方差分別為：,x1和x2的協(xié)方差為：,2013.6.20,20,x

9、1和x2的樣本協(xié)方差矩陣為：,p個反應(yīng)變量的樣本協(xié)方差矩陣為：,pp矩陣,2013.6.20,21,樣本相關(guān)矩陣(Correlation Matrix),x1和x2的相關(guān)系數(shù)為：,變量自身的相關(guān)系數(shù)為1，即r11=r22=1。,x1和x2的相關(guān)矩陣為：,2013.6.20,22,p個反應(yīng)變量的樣本相關(guān)矩陣為：,總體均數(shù)向量( Vector),2013.6.20,23,總體協(xié)方差矩陣( Matrix),p維正態(tài)分布,2013.6.20,24,兩個均數(shù)向量的比較-Hotelling T2檢驗,檢驗均數(shù)向量 = 0,檢驗統(tǒng)計量Hotelling T2,檢驗假設(shè),2013.6.20,25,SPSS,G

10、eneral Linear Model,結(jié)果顯示，P=0.0480.05，有統(tǒng)計學(xué)意義，可認(rèn)為益壽 寧有降血脂效果。,2013.6.20,26,Sum-up,通過上例可以看出，單變量統(tǒng)計分析針對多個因變量只能逐一進(jìn)行分析，其存在的缺點有： 1.沒有全面利用多個因變量的信息。 2.當(dāng)不同因變量所表現(xiàn)的趨勢不一致時，得 不出一個概括性結(jié)論，難以作出有無統(tǒng)計學(xué)意義 的明確判斷。 3.不能覺察多個因變量之間的相互關(guān)系。,2013.6.20,27,多元統(tǒng)計分析針對多個因變量能統(tǒng)一地進(jìn)行分析，其存在的優(yōu)點有： 1.可以全面利用多個因變量的信息。 2.可以整合不同因變量所表現(xiàn)的不同趨勢，得 出一個概括性結(jié)論

11、，對整體能作出有無統(tǒng)計學(xué)意 義的明確判斷。 3.可以覺察多個因變量之間的相互關(guān)系。,2013.6.20,28, 多元統(tǒng)計分析的重要性,既然事物是由諸多可能有聯(lián)系、可能 沒聯(lián)系的因素單獨或共同或協(xié)同影響的千 變?nèi)f化的統(tǒng)一體，我們?yōu)槭裁匆盍阉兀?既然多元統(tǒng)計分析能使我們對所研究 的事物更全面、更深刻的認(rèn)識，幫助我們 透過現(xiàn)象看本質(zhì)，發(fā)觀事物之間內(nèi)在的本 質(zhì)規(guī)律，我們何樂而不為呢？！,2013.6.20,29,二、醫(yī)用多元統(tǒng)計分析簡介, 多元統(tǒng)計分析在醫(yī)學(xué)上的重要性,一句話：它能幫助我們活得更長 ！ 成功的案例：肺癌的影響因素分析 吸煙 飲酒 食鹽量,少量,少量,2013.6.20,30, 醫(yī)學(xué)

12、上常用的多元統(tǒng)計分析方法,多因子方差分析(Univariate ANOVA) 多變量方差分析(Multivariate ANOVA) 多重回歸和相關(guān)(Multiple Regression and Correlation) Logistic回歸 判別分析(Discriminant Analysis) 聚類分析(Cluster Analysis) 主成分分析(Principal Component Analysis),2013.6.20,31,因子分析(Factor Analysis) 生存分析(Survival Analysis) 對數(shù)線性模型(Log-linear Model),2013.6

13、.20,32, 如何學(xué)好醫(yī)用多元統(tǒng)計分析方法, 面臨的困難和挑戰(zhàn), 多元統(tǒng)計分析的數(shù)學(xué)理論十分復(fù)雜; 多元統(tǒng)計分析的計算步驟復(fù)雜; 多元統(tǒng)計分析要求掌握至少一種統(tǒng)計軟件。 多元統(tǒng)計分析要求掌握基本統(tǒng)計分析方法。 ,2013.6.20,33, 學(xué)習(xí)指南, 了解各種多元統(tǒng)計分析方法的適用前提條件和應(yīng)用領(lǐng)域。 掌握一種統(tǒng)計軟件。SAS或SPSS 正確解釋軟件輸出的主要結(jié)果及結(jié)論。 不要該問的不問，不該問的去問。,只要功夫深，鐵棒能磨沒 ！,2013.6.20,34, 學(xué)習(xí)參考書,有關(guān)SPSS使用方法的參考書如下：,1. SPSS 與統(tǒng)計分析 宇傳華 主編 電子工業(yè)出版社 2007.2,2. 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計

14、學(xué)與SPSS 軟件應(yīng)用 王彤 主編 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)出版社 2008.8,3. SPSS統(tǒng)計分析基礎(chǔ)教程 張文彤 等編 高等教育出版社 2004,4. SPSS統(tǒng)計分析高級教程 張文彤 等編 高等教育出版社 2004,2013.6.20,35,5. SPSS在醫(yī)學(xué)科研中的應(yīng)用 王樂三 主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2007.7,6. SPSS V10.0 for Windows實用基礎(chǔ)教程 三位工作室編 北京希望電子出版社 2001,有關(guān)SAS使用方法的參考書如下：,1. SAS for Windows 統(tǒng)計分析系統(tǒng)教程 洪楠等編 電子工業(yè)出版社 2001,2. Windows SAS 6.12 & 8.

15、0實用統(tǒng)計分析教程 胡良平編 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院 2001,3. 分類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及SAS編程 劉勤編 復(fù)旦大學(xué)出版社 2002,2013.6.20,36,4. 醫(yī)用統(tǒng)計學(xué)中的SAS統(tǒng)計分析 賀佳編 第二軍醫(yī)大學(xué)出版社 2002,5. 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)與電腦實驗（第二版） 方積乾編 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2001,6. SAS 8.2統(tǒng)計應(yīng)用教程 薛富波編 北京希望電子出版社 兵器工業(yè)出版社 2004,有關(guān)多元統(tǒng)計分析使用方法的參考書如下：,1. 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)與電腦實驗（第三版） 方積乾編 上海科學(xué)技術(shù)出版社 2006,2013.6.20,37,2. 現(xiàn)代統(tǒng)計學(xué)與SAS應(yīng)用 胡良平 主編 軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社 2