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第十一章非参数检验


0 -3.2 -12.0 12.1 -13.4 -50.9 0.6 -12.8 -1.1 -4.3 -13.4 -9.2
-3 -6 7 -9.5 -11 1 -8 -2 -4 -9.5 -5
解: (1)建立假设和确定: H0:差值的总体中位数为零,即Md=0; H1: Md 0; =0.05 (2)求差值。 (3)编秩。 (4)求秩和并确定检验统计量: R+=8,R-=58,R*=8 (5)确定P值和作出统计推断: 以n=11,R*=8,查附表11,得0.05>P>0.02,按 =0.05水 准拒绝H0,认为两种方法测定尿铁蛋白有差别。
12 nk(k+1) n li
Rj 2 - 3n(k+1)=2.76
j=1
k
C= 1 - (t3 -t)/ [nk(k2-1)]=0.98
i=1 p=1
Gc = G/ C=2.82 (3)确定P值和作出统计推断:
以n=5,k=5查附表14 ,Gc < G 0.05,p>0.05,不拒绝H0,还不能认 为穿不同防护服脉搏数间有差别。
若样本量较大,可用u检验 |R* - n(n+1)/4| - 0.5 u= n(n+1) (2n+1)/24 当相同差值数多时,需校正: |R* - n(n+1)/4| - 0.5 u= n(n+1) (2n+1)/24 - (tj3 -tj)/48
第三节 成组设计两样本比较的秩 和检验(Wilcoxon rank sum test)
一.原始数据的多个样本比较

例11-3
(1)建立假设和确定: H0:三个总体的分布位置相同; H1:三个总体的分布位置不全相同; =0.05 (2)编秩 (3)求秩和Ri (4)计算检验统计量H值: H= 12 N(N+1)
R i2 ( n ) - 3(N+1) i
12 481.52 + 332.52 + 1762 ) - 3(44+1)=16.752 本例 H= 44(44+1) ( 15 15 14 C=0.9993,Hc=H/C=16.764 (5)确定P值和作出统计推断: 本例 = 2, 查2表得 P < 0.005,拒绝H0,认为三种病人的动脉 氧分压不全相同。
二.正态近似法
如果n*或n2-n1超出附表12的范围,则 |R* - n*(N+1)/2| - 0.5 u=
n1 n2(N+1)/12
当相同秩次较多时,需校正: uc = u / C 其中 C= 1 - (tj3 -tj)/ (N3 - N)
参见例11.2
三.频数表资料(或等级资料)的两 样本比较
第六节 SPSS演示
符号秩检验:例11.1
View Variable:
View Data:
Analyze Nonparametric Tests 2 Related Samples…
Test Pairs: x1 x2
以=2,查2界值表得P<0.005.
(22.2-12.6)2
[44(44+1)/12](1/15+1/14)0.9993
2 2,3=
=4.05
以=2,查2界值表得0.10<P<0.25.
结论: 可以认为肺动脉高压组动脉血氧分压低于肺动脉压正常组,
尚不能认为隐性肺动脉高压组与肺动脉压正常组间、
例 试据下表资料,比较两组甲状腺功能亢进患者的基础代谢率有 无差异? 两组患者的基础代谢率
基础 代谢率
(1)
人 有精神
数 无精神 合计 秩次范围
(5)
平均秩次
(6)
秩 有精神 障碍(7) 108.5 1968.5 2808
和 无精神 障碍(8) 356.5 2222.5 1989
障碍(2) 障碍(3) (4) 7 31 24 23 35 17 30 66 41
– 不依赖于总体分布类型,也不对总体参数进行统计
推断的假设检验方法称为非参数检验。
二.非参数检验的适用范围


等级顺序资料 偏态资料 未知分布型资料 要比较的各组资料变异度较大,方差不齐,且 经变换也不能达到齐性。 初步分析
三.非参数检验的优缺点
应用范围广,简便,易掌握; 若对符合参数检验条件的资料用非参数检验, 则它的检验效率低于参数检验,第II类错误的 概率增大。
防护服C 脉搏 秩次
143 119 115 120 111 3.5 5 4 3 4 19.5
防护服D 脉搏 秩次
133 118 113 104 110 2 4 2 2 3 13
防护服E 脉搏 秩次
143 111 116 133 101 3.5 1.5 5 5 1 16
(1)建立假设和确定: H0: 穿不同防护服脉搏数总体分布位置相同; H1:穿不同防护服脉搏数总体分布位置不全相同; =0.05 (2)计算检验统计量G值: G =
以=k-1,查2界值表作出推断。
2 1,2=
(32.1-22.2)2
[44(44+1)/12](1/15+1/15)0.9993
=4.46
以=2,查2界值表得0.10<P<0.25.
2 1,3=
(32.1-12.6)2 [44(44+1)/12](1/15+1/14)0.9993
=16.70
第四节
成组设计多个样本比较 的秩和检验
– H检验(Kruskal-Wallis法)步骤:


(1)将各组数据混合,由小到大编秩,若数值相同,则 取平均秩次。 (2)求各组的秩和。 (3)计算H值:
H=
12 N(N+1)
Ri2 ( n ) - 3(N+1) i
相同秩次较多时,需校正:

Hc=H/C,C=1- (tj3 -tj)/ (N3 - N) (4)若最小样本的例数大于5,以 =k-1查 2 界值表, 作出推断。
二.频数表资料和等级资料的多个 样本比较

P149习题3
三.多个样本两两比较的秩和检验 (Nemenyi法检验)
对例11-3作三个样本间的两两比较: H0:任意两组患者动脉血氧分压总体分布位置相同; H1:任意两组患者动脉血氧分压总体分布位置不同; =0.05
(Ri - Rj)2
2 =
[N(N+1)/12](1/ni+1/nj)C
例: 受试者5人,每人穿5种防护服,测得脉搏数。
问5受试者穿5种防护服测得脉搏数有无差别?
5受试者穿5种防护服测得脉搏数(次/分)结果
编号
1 2 3 4 5 Rj
防护服A 脉搏 秩次
130 111 114 123 115 1 1.5 3 4 5 14.5
防护服B 脉搏 秩次
144 116 106 98 104 5 3 1 1 2 12
R1 =183.5
68 11.5 43 3.5
血铁蛋白 177 172 秩 17 15
血铁蛋白 277 44 秩21 5
R2=167.5
解: (1)建立假设和确定: H0:两种人的血铁蛋白总体分布位置相同; H1:两种人的血铁蛋白总体分布位置不同; =0.05
(2)编秩。
(3)求秩和并确定检验统计量: R1=183.5,R2=167.5,R*=183.5 (4)确定P值和作出统计推断: 以n*=10,n2-n1==6,查附表12,得0.01<P<0.02,按 =0.05水准拒绝H0,认为两种人的血铁蛋白总体分布位置不同。
+
对于这类配对设计资料,亦可用下式作2检验:
2 = ( | n+ - n- | - 1)2
n+ + n优点:不受假定的限制;计算简便、迅速。 缺点:精度和检验效率低。
二.配对设计差值的符号秩检验 ( Wilcoxon signed rank test)
步骤: (1)将成对数据的差数按其绝对值从小到大编秩,编秩时 遇差数等于零,舍去不计,同时样本对子数减1;遇绝对值 相等差数,取平均秩次。 (2)将原差数的“+”、“-”号重新写在秩上。
(3)分别计算“+”号和“-”号的秩和,任取一个作为检验 统计量R。
(4)按显著性水平和对子数n,查附表11(配对数据界值 表),作出推断。
例 两种方法测定肺炎患者的尿铁蛋白,结果如下表(2)、(3) 栏,问两法所得结果有无差别?
两种方法尿铁蛋白(g/L)结果
编号
(1)
A法
(2)
B法
(3)
差值d
u=
7985(164+1)/12
=3.0738
C= 1 - [(303-30) +(663-66) +(413-41) +(273-27)]/(1643-164)=0.9086
uc = u / C = 3.2247 查表得0.001 < P < 0.002,按 =0.05水准拒绝H0,认为两种患者基 础代谢率有差别。
正常 16~40 41~70
1~30 31~96 97~137
15.5 63.5 117
> 70
合计
17
79
10
85
27
164
138~164
151
2567
7452
1510
6078
解: (1)建立假设和确定: H0:两组患者的基础代谢率总体分布位置相同; H1:两组患者的基础代谢率总体分布位置不同; =0.05 (2)编秩:先计算各等级的合计人数,再确定秩次范围,求平 均秩次。 (3)求秩和并确定检验统计量: R1=7452,R2=6078,R*=7452 (5)确定P值和作出统计推断: |7452 - 79(164+1)/2| - 0.5
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