医学统计学第3版 秩和检验
H1:差值的总体中位数不等于零 ,即 Md≠0
检验水准α=0.05
2.计算检验统计量T值: (1)求出各对数据的差值. (2)编秩
差值为0,不编秩,n要相应减小(有效n)。按差
值的绝对值从小到大编秩,并标明原差值的正负 号。
有绝对值相同且符号相同的差值,按顺序编秩;
绝对值相同但符号不同,须取平均秩次。秩次相 等称为相持。
秩次 (5) 10 -5 8 1.5 6 3.5 -1.5 9 7 3.5
T+=48.5
T-=6.5
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本例配对样本差值经正态性检验,推断得总体不服从正态分
布,现用Wilcoxon符号秩检验。
配对设计资料的符号秩和检验步骤
1.建立检验假设,确定检验水准:
H0:差值的总体中位数等于零,即Md=0
秩次 (5) 10 -5 8 1.5 6 3.5 -1.5 9 7 3.5
T+=48.5
T-=6.5
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求正、负秩和
(3)分别求正、负秩和: 本例, T+ =48.5,T- =6.5. T+ + T- =n(n+1)/2=[10(10+1)/2]=55,计算无误。 (4)确定检验统计量:任取T+或T-为统计量T ,宜取 T+或T-小者为统计量T 。 本例T+=48.5、T- =6.5,宜取较小T- =6.5者。
T+=62.5
T-=3.5
根据专业知识可知,尿氟含量值呈明显的正偏峰分布,对样 本观测值与已知总体中位数的差值做正态性检验(W检验)结 果是不满足单样本t检验条件,故选用Wilcoxon符号秩和检验。
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单样本秩和检验的基本步骤
1.建立检验假设,确定检验水准:
H0
表 12-2 12 名工人尿氟含量(mmol/L)测定结果 尿氟含量 差值 秩次 X d=X-2.15 2.15 0 2.10 -0.05 -2.5 2.20 0.05 2.5 2.12 -0.03 -1 2.42 0.27 4 2.52 0.37 5 2.62 0.47 6 2.72 0.57 7 2.99 0.84 8 3.19 1.04 9 3.37 1.22 10 4.57 2.42 11
先选参数统计方法,后选非参数统计方法。
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第一节 Wilcoxon符号秩和检验
符号:
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一、配对设计的两样本比较
配对设计计量资料两处理效应的比较,一般采用配
对 t 检验,如果差数明显偏离正态分布,应采用 Wilcoxon配对符号秩和检验,亦称符号秩和检验
(signed rank test)。
肺癌病人
n1 10
T1 141.5
规定: n1≤n2, n1对应的秩和为 T。
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1.建立检验假设,确定检验水准
H0:肺癌病人和矽肺工人的RD值总体中位数
相等(总体分布位置相同)
H1:肺癌病人的RD值高于矽肺工人的RD值
检验水准α=0.05
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2.计算检验统计量T值
(1)编秩: 将两组数据从小到大统一编秩次 1)相同数据在同一个样本中,按顺序编秩 2)相同数据在不同样本中,须取平均秩次
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3.确定P值,做出推断
(1)查表法 查配对设计T 界值表(附表10 p334 ): T 在其上、下界值范围内,P值大于相应的概率。 T 在其上、下界值范围外,P值小于相应的概率。 T 等于其上、下界限值,P值小于等于相应的概率。(内 大外小)
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本例,n=10,T=6.5,查配对设计用的T界值表
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配对设计资料的符号秩和检验
例12-1
某研究者欲研究保健食品对小鼠抗疲劳作用,
将同种属的小鼠按性别和年龄相同、体重相近配成对
子,共10对,并将每对中的两只小鼠随机分到保健食 品两个不同的剂量组,过一定时期将小鼠杀死,测得 其肝糖原含量(mg/100g),结果见表12-1, 问不同 剂量的小鼠肝糖原含量有无差别?
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求秩和
(2)求秩和:以样本例数较小者为n1,其秩和为
T1(141.5)。 N=n1+n2,本例 N=22, T1 + T2
=[N(N+1)/2]=253,秩和计算无误。
(3)确定检验统计量T值:
若n1 = n2,则T= T1或T= T2 。若n1 ≠ n2 ,则T= T1 。
本例, T= 141.5。
T
T n(n 1) / 4 0.5 n(n 1)( 2n 1) / 24
若出现相持较多(如超过25%),用上式求得的Z 值偏小, 应按下公式计算校正的统计量值Zc。
Zc T n(n 1) / 4 0.5
3 ( t j tj)
n(n 1)(2n 1) 24 48 tj为第j个相同秩次(绝对值)的个数, 如,3.5,3.5,6,
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3.确定P值,做出推断
(1)查表法:当n1≤10,且n2 - n1≤10查T界值表(附表11,p336,两独 立样本秩和检验用)。先从左侧找到n1(n1和n2中的较小者),本例为10; 再从表上方找两组例数的差(n2-n1),本例,n2-n1=2,在两者交叉处即为T 的临界值。 确定 P值方法同前。本例 T= 141.5,单侧:0.025<P<0.05,按α =0.05 水准,拒绝H0,可以认为肺癌病人的RD值高于矽肺工人的RD值。
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非参数检验适用范围(资料)
定量资料不满足参数检验条件。
1.总体分布类型不清或总体分布呈明显偏态
分布,而又无适当转换法转为正态分布;
2.有序(等级)资料、秩次资料;
3.分组数据一端或两端有不确定数值 ;
4.总体方差不齐。
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非参数检验特点
优点: 1.适用范围广,不受总体分布的限制 。 2.方法简单。 缺点: 检验效能低(适合用参数检验的资料,如果用非参数检验会 造成数据信息的丢失(观察值转秩次),检验效能下降) 。
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小鼠对子号 (1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表 12-1 不同剂量组小鼠肝糖原含量(mg/100g) 中剂量组 高剂量组 差值 d (2) (3) (4)=(3)-(2) 620.16 958.47 338.31 866.50 838.42 -28.08 641.22 788.90 147.68 812.91 815.20 2.29 738.96 783.17 44.21 899.38 910.92 11.54 760.78 758.49 -2.29 694.95 870.80 175.85 749.92 862.26 112.34 793.94 805.48 11.54
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二、等级资料的两样本比较
例 12-4 某研究者欲评价新药按摩乐口服液治疗高甘油 三脂血症的疗效,将高甘油三脂血症患者189例随机分为两 组,分别用按摩乐口服液和山楂精降脂片治疗,数据见表 12-4,问两种药物治疗高甘油三脂血症的疗效有无不同?
绝对值相同但符号不同,须取平均秩次。秩次 相等称为相持。见表第三栏。
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(3)分别求正、负秩和:分别以T+和 T-表示。 本例, T+ =62.5,T- =3.5. 核对:T++T- =n(n+1)/2=[11(11+1)/2]=66,计算无误。 (4)确定检验统计量:任取T+或T-为检验统计量T 。 一般应取T+或T-小者为T。 本例T-=3.5或T+=62.5宜取T-=3.5为检验统计量T。
若单组随机样本来自正态总体,比较其总体
均数与某已知常数是否不同,可用t检验;若
样本来自非正态总体或总体分布无法确定,
可用Wilcoxon符号秩和检验,检验总体中位
数是否等于某已知数值。
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单样本资料的符号秩和检验例题
例12-2 已知某地正常人尿氟含量的中位数
为2.15mmol/L。今在该地某厂随机抽取12名工 人,测得尿氟含量(mmol/L)的结果见表12-2。 问该厂工人的尿氟含量是否高于当地正常人?
H1:差值的总体中位数大于零,即 Md>0
检验水准α=0.05
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2.计算检验统计量T值:
(1)求差值 d=xi-2.15,见表第二栏。
(2)编秩:
差值为0,不编秩,n要相应减小(有效n)。按
差值的绝对值从小到大编秩,并标明原差值的 正负号。
有绝对值相同且符号相同的差值,按顺序编秩;
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小鼠对子号 (1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
表 12-1 不同剂量组小鼠肝糖原含量(mg/100g) 中剂量组 高剂量组 差值 d (2) (3) (4)=(3)-(2) 620.16 958.47 338.31 866.50 838.42 -28.08 641.22 788.90 147.68 812.91 815.20 2.29 738.96 783.17 44.21 899.38 910.92 11.54 760.78 758.49 -2.29 694.95 870.80 175.85 749.92 862.26 112.34 793.94 805.48 11.54
(p334),双侧:T0.05,10=8-47,T0.02,10=5-50 得0.02<P<0.05,按α=0.05检验水准,拒绝H0,。 可以认为该保健食品的不同剂量对小鼠肝糖原含 量的作用不同。
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(2)正态近似法(n>50时)超出附表10范围,可用正态近似法检验。
Z
T T 0.5
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3.确定P值,做出推断 本例查配对设计T 界值表(p334 ),n=11,单侧: