SPSS重復(fù)測量的多因素方差分析

一、概述

重復(fù)測量數(shù)據(jù)的方差分析是對同一因變量進行重復(fù)測量的一種試驗設(shè)計技術(shù)。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。重復(fù)測量數(shù)據(jù)在科學(xué)研究中十分常見。

分析前要對重復(fù)測量數(shù)據(jù)之間是否存在相關(guān)性進行球形檢驗。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。

球形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。

二、實例解析

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 。血管內(nèi)皮生長因子 (vascular endothelial 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，評價藥物治療的效果。

將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 70 mg/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 2 ml，離心并提取上清液后保存?zhèn)溆貌⒂涗浹逯?VEGF 的含量變化情況。

結(jié)果如下：

3、統(tǒng)計分析

建立數(shù)據(jù)文件

變量視圖：

數(shù)據(jù)視圖：

菜單選擇：

首先進入如下對話框，在「被試內(nèi)因子名稱」中輸入「time」，「級別數(shù)」輸入 3，因為每個患者重復(fù)測量了 3 次。

后點擊「添加」按鈕。此時下方「定義」按鈕變?yōu)榭捎?，點擊進入下列對話框：

將「group」選入「因子列表」框，t1-t3 分別選入「全體內(nèi)變量（time）」框內(nèi)，如下圖所示：

點擊右上角「模型」按鈕，進入以下對話框，選擇「設(shè)定」，將「time」選入「全體內(nèi)模型」框，「group」選入「群體間模型」框，「構(gòu)建項」選擇「主效應(yīng)」。下方的平方和選「類型 III」，這是對于平衡數(shù)據(jù)。如果兩組樣本量不等，則選擇「類型 IV」。

點擊「繼續(xù)」返回，點擊「繪制」按鈕。進入下面對話框：將「time」選入「水平軸」，group 選入「單圖」，然后點擊「添加」按鈕，下面框中會顯示「time*group」。

點擊「繼續(xù)」返回，點擊「兩兩比較」按鈕，將 group 選入右側(cè)「兩兩比較檢驗」框中，選中復(fù)選框「LSD」。

點擊「繼續(xù)」返回，點擊「選項」按鈕，進入下面對話框：將 time 選入「顯示均值框」，選中「比較主效應(yīng)」復(fù)選框，選中下方「描述統(tǒng)計」復(fù)選框。

下方顯著性水平設(shè)為 0.05。點擊「繼續(xù)」返回，點擊「確定」輸出結(jié)果。

4、結(jié)果解讀：

這是一個關(guān)于各個時間點的兩組數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計。

這是球形檢驗結(jié)果，p = 0.001<0.05，所以不滿足球形分布假設(shè)，需要進行多變量方差分析或者自由度調(diào)整，SPSS 接下來會給出以上兩種結(jié)果。

這是進行多變量方差分析的結(jié)果，給出了 4 種統(tǒng)計量，它們的檢驗結(jié)果一致，time 的 P<0.001，說明各個時間點的數(shù)據(jù)的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，time*group 的 P>0.05，說明時間和分組無交互作用，說明時間因素（即 0 小時、24 小時、72 小時）的作用不隨分組（即治療組和對照組）的不同而不同。

所謂「主體內(nèi)」，即是重復(fù)測量的各個時間點。上表是用各個時間點進行分組的方差分析表，給出 4 種統(tǒng)計量，第一種為滿足球星假設(shè)的情況，后三種對自由度進行了校正，本題目中不滿足球形分布假設(shè)，只能看下面的三種檢驗方法。結(jié)果解釋同上一個表。

這是對分組的方差分析，對變量進行如下的變換：y =(t1+t2+t3)/sqrt(3)。P = 0.043<0.05，說明有治療組與對照組之間有統(tǒng)計學(xué)差異。

這個圖可以直觀地看出測量指標(biāo)隨時間的變化趨勢。治療組與對照組兩組資料隨時間變化的趨勢大致相同，治療組血清中 VEGF 的含量較對照組呈下降趨勢，說明治療組的效果優(yōu)于對照組。

我們還可以給出在每個時間點上兩個分組之間的比較，需要用到多變量方差分析：操作步驟如下：跟之前操作類似，不贅述，看圖就行。

結(jié)果輸出

每個時間點上兩組之間的比較（即分別比較 0 小時、24 小時及 72 小時時對照組和治療組的數(shù)據(jù)）結(jié)果顯示 0 小時時 P﹥0.05，治療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 P﹤0.05，治療組和對照組兩組間有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。