Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

5 курс / ОЗИЗО Общественное здоровье и здравоохранение / Медицинская_статистика_Жижин_К_С_

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
8.17 Mб
Скачать

Глава б. Критерии сдвига в изучаемых СОВОКУПНОСТЯХ

51

ти 0,05), т. е. альтернативная гипотеза должна быть отверг­

нута.

3~ Как известно, если эмпирические данные распреде­

лены по нормальному закону, то параметрические критерии

являются более мощными по сравнению с непараметричес­

кими. Исходя ИЗ этого, ПОl1робуем использовать парный кри­ терий Стьюдента, но необходимо проверить соответствие

распределения данных нормальному закону. Длгоритм та­ кой проверки в пакете SPSS мы уже рассматривали.

4. Применив критерий Стьюдента, получим, что распре­

деления далеки от номальности, поэтому данные до и пос­

ле проведения исследования достоверно отличаться не мо­

гут и нулевая гипотеза не отвергается. Как видим, даже в

такой ситуации критерий Стьюдента выявил недостоверность сдвига, хотя критерий Вилкоксона способствовал этому.

. Это и есть ИЛ/lюстрация БО/lьшей мощности параметри­

ческих критериев для ситуаций, когда их применение явля­

ется корректным, а объем выборки - достаточно большим.

5. Применим для решения пакет SPSS. И получим:

а) статистика Вилкоксона -3,419, соответствующее ей

р = 0,001;

б) при проверке нормальности статистика Колмогоро­

ва-Смирнова оказалась недостоверной; в) статистика парного критерия Стьюдента тоже. На ос­

новании полученных результатов можно говорить о

том, что не существует достоверного сдвига ·показа­

телей виброчувс,!вительности.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Упражнение.16. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Применение критерия 8илкоксона ДЛЯ определения до- cтoвepHoro сдвига, не выявляемого в малой выборке с по­

мощью парного критерия Стьюдента (пакеты SPSS и Sta-

tistica).

Услo8uе: Можно ли утверждать, что посnе вакцинации

против гриппа показатели ПО.9ярографическоЙ активности фильтрата сыворотки крови двух групп детей (А и Б) отли­

ЧАIOТСЯ АРуг от АРуга?

80

 

 

 

 

Медицинская статистика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nt

А

В

Nt

А

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

'18,5

25.5

7

17,5

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

16

21

8

15.5

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Э

20,5

22,Б

9

16,6

22.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

18

22

10

18

21,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

15.,5

19,5

11

19,9

19,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

16

19,5

12

17,7

22,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение:

1. ВЫД8иr-a.ем альтернаТИ8ные гипотезы: нет сдвига, есть СД8ИГ в показателях активности фильтрата сыворотки крови.

2. Запустив пакет SPSS, введем исходные данные для

выборки А - в первый столбец. для В - во второй.

3. ПримеНИ8 алгоритм решения предыдущей задачи, по­

'лучим следующие результаты проверки:

проверим нормальность распределений по тесту Ша­

пиро""':Уилкса;

рассчитаем достоверность сдвига по парному тесту

Стьюдента: изменине активности на грани достовер­

ности инедостоверности;

проверим достоверность сдвига по тесту Вилкоксо­

на: -3,300 при двухстороннем р = 0,001. Следова­ тельно, односторонний уровень р'= 0,001/2 =0,0005,

т. е. с высокой степенью достоверности можно утвер­

ждать, что нулевая гипотеза об ОТСУТСТ8ИИ различий

сравниваемых выборок должна быть отвергнута. Раз­

личие статистически зафиксировано.

И хотя применение параметрического критерия Стью­

дента в данном случае является корректным, в силу мало­

го'объема выборки более мощны~ оказался непараметри,,:,

ческий критерий Вилкоксона, который позволил 8ЫЯВИТЬ

достоверный сдвиг в сторону повышения активности сыво­

ротки.

4. Теперь применим для решения этой же задачи пакет

Statistica.

Запустив его и применив алгоритм решения упражнения N2 21, получим следующие результаты:

Глава б. Критерии сдвига 8 изучаемыx совокупностях

1.

тест Шапиро-Уилкса отрицателен;

парный тест Стьюдента сомнителен;

тест Вилкоксона высоко достоверен.

Резюме: существует статистически достоверное увели­

чение показателей, причем данный сдвиг выявился при ис­

пользовании критерия Вилкоксона и был сомнителен при

применении парного критерия Стьюдента.

• • • • • • • • • • • • • • •

• • •

СРАВНЕНИЕ ТРЕХ И БОЛЕЕ ВЫБОРОК

Для выявления достоверности сдвига применим кри­

терий Фридмана. Только надо помнить, что он не указы­

вает направления этих изменений.

Критерий Фридмана вычисляется по одной из следу­

ющих формул, которые являются эквивалентными:

или

 

12

k

 

 

 

 

 

2

~ 2

 

(

 

)

 

Х,

=n·k· (k-l )LJRi/=1

-3n

 

k+l

 

.

Упражнение 17. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Применение критерия Фридмана для определения до-

стоверности сдвига исследуемого приэнака (пакет SPSS)~

Условие: исследовалась реакция переключения внима­

ния по таблице Шульте-Платонова у студентов четырех тем­ пераментных ГРУПl1 по Д. Кейрси: SP, SJ, NF, NT.

Houmu: имеется ли достоверный сдвиг в показателях ско­

рости (сек.) на отыскание 25 чисел и цифр?

Решение:

1. Выдвигаем гипотезы: не существует достоверных

различий в сдвиге исследуемого приэнака между выборка­

ми - такие различия существуют.

82

 

 

 

 

 

МедиЦМНСКlfI статистика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Типы темперамetml

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NR

SP

SJ

NF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время, сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

42

56

58

45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

42

44

44

61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

79

70

62

63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

69

65

67

,. 56

 

 

 

5

 

50

50

64

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

45

6(i

56

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

42

43

55

70

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

45

44

55

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

46

51

45

67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

40

45

60

66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Запустив пакет SPSS, введем данные' в отдельные

столбцы (не используя группирующую переменную).

3.В главном меню последовательно выберем команды:

(Статистики)--(Неnaраметрическиекритерии)--(k-связан­

ных выборок).

4.в окне критериев зададим сравниваемые переменные.

Вполе (Тип теста) флажком установим тип используемого критерия -- (Критерий Фридмана).

5.Нажав ОК, перейдем в окно (Просмотр результатов).

Втаблице (Результаты теста) найдем значение статистики

критерия Фридмана 3,278 при асимптотической значимости

0,321. Из этих данных видно, что имеется сдвиг в распреде­ лении показателей между выборками, но показатель не

очень выражен и нулевая гипотеза полностью не отвергает­

ся, самое целесообразное в данном варианте - увеличить

объем выборки.

• • • • • • • • • • • •

Упражнение 18. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Применение критерия Фридмана дпя определения доcrовернocrи (ДВиrа (пакет Statistica).

Реwение той же самой задачи с помощью пакета Statis-

tica:

Глава б. Критерии сдвига в изучаемых CoвoкynHOC11IX

&.

1. Аналогично выдвигаем альтернативные статистичес­

кие гипотезы.

2. Запустив пакет, перекnючимся в модуль (Непарамет­ рические статистики и подгонка распределения) и введем

данные в отдельные столбцы.

3. В стартовом окне модуля выберем команду (Qднофак­

торный дисперсионный анализ Фридмана и конкордация

Кендалла). В диалоговом окне данного теста зададим ана­

лизируемые neременные и нажмем ОК, получая реЗУllьтаТbI

проверки.

4. В таблице результатов теста найдем значение статис­

тики критерия (Хи-квадрат однофакторного дисперсионно­

го анализа), равное 3,278 при р = 0,350.

ОтВет: результат такой же, как и в преДblдущем слу­

чае - статистически достовеРНblЙ сдвиг значений сомните­

лен, необходимо увеличение числа наблюдений.

• • • • • • • • • • •

КРИТЕРИИ СОГЛЛСОВАННocrи ИЗМЕНЕНИЙ

(КОРРЕЛЯЦИЯ И РЕГРЕССИЯ)

Согласованность изменений признакЬв исследуется с

помощью различных мер связи, которые традиционно

разделяются на функциональные (точные) и корреляци­

онные (вероятностные или стохастические). В медико-· биологических исследованиях чаще встречаются связи BToporo типа, поэтому в качестве мер связи наиболее ча­

сто используются либо линейный коэффициент корре­

ляции Пиреона, либо ранговый коэффициент корреля­

ции Спирмена.

Оба этих коэффициента принимают значения в пре­ делах от -1 до +1. Естественно, в зависимости от знака

при коэффициенте различают положительные и отрица­ тельные корреляционные связи. Нулевое значение коэф­

фициента означает отсyrcrвие связи; чем ближе абсолют­ ная величина коэффициента к 1, тем корреляционная связь сильнее (и ближе к функциональной зависимости). Таким образом, сила корреляционной связи определяется

••

МеАицинская статистика

 

значением абсолютной величины коэффициента корреля­

ции.

Корреляция бывает общая и частная.

Общая корреляция

 

NI

Тип связи

Сила.связи

 

п/п

 

 

 

 

 

 

 

1

Сильная. или тесная, связь

Более 0,70

2

Средняя связь

От 0,5 до 0,69

3

Умеренная связь

От 0,30 до 0,50

 

 

 

 

 

4

Слабая связь

От 0,20 до 0,29

 

 

 

 

 

5

Очень слабая связь

Менее 0,20

 

 

 

 

 

 

Частная корреляция

 

 

 

 

 

NI

Тип связи

Уровень статистической

 

п/п

значимости связи

 

 

 

 

 

 

 

1

Высокая. значимая корреляция

р" 0,01

 

 

 

 

 

2

ЗН8Чимаякорреляция

0,01 до 0.05

 

3

Тенденция достоверной связи

0.05 < р" 0,10

 

 

 

 

 

4

Неэначимаякорреляция

0,10 < р

 

 

 

 

Почему эти две юiассификации не совпадают? Общая

классификация характеризует абсолютную величину ко­ эффициента корреляции (силу корреляции), а частная

классификация выделяет уровень статистической значи­

мости - величину коэффициента корреляции при задан­

ном объеме выборки. В результате для малых выборок даже

сильная корреляционная связь может оказаться .HEДOGTO­

ВЕРНОЙ; напротив, для БОJlЬШИХ выборок даже слабая

СВJlЗЬ может оказаться ДОСТОВЕРНОЙ. В медицине и

биологии в первую очередь ориентируются на частную

корреляцию и лишь потом применяют для их ранжирова­

ния общую корреляцию.

Наиболее распространен в исследованиях линейный

коэффициент корреляции (коэффициент Пиреона, выбо­

рочный коэффициент корреляции, х.оэффициент корре­ ляции Бравайса-Пиреона). Он измеряет силу линейной

корреляционной связи количественных признаков. Для

Глава б. Критерии сдвига в изучаемых совокупностях

85

его вычисления сушествует ряд формул~ которые в теоре­

тическом плане эквивалентны. С теоретической точки зре­

ния каждый из указанных методов имеет определенные

преимущества, но также и ограничения.

К примеру, коЭффи~иент корреляции Пиреона дает

«сбои», если не учитывать, что:

использование коэфФиuиента Пиреона оправдано

тогда, когда совместное распределение пары при­

знаков нормальное или приближенно нормальное; игнорирование этого требования является ошибкой,

часто встречаюшейся даже в научных публикациях;

расчет коэффициента Пиреона предполагает в вы­

"'" борках одинаковое количество измерений.

П римеча,ние. Хочется предостеречь начинающих"'

исследователей от часто cOBepweHHO неоправданного

использования коэффициентов корреляции для отыс­

кания ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ между

признаками. ЭТА ГРУППА КОЭФФИЦИЕНТОВ НЕ мо­ ЖЕТВСКРЫТЬ ПРИЧИНУ, I(ОЭФФИЦИЕНТЫ КОРРЕ­

ЛЯЦИИ ОПРЕДЕЛЯЮТ только НАПРАВЛЕНИЕИЗМЕ­

НЕНИЙ. Для объяснения причины существует иной

класс статистических методов обработки данных.

\..

Упражнение 19. • • .'. • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Применение линейной корреляции Пиреона дЛЯ ВЫЯВления'связи между переменными (пакет SPSS).

УслоВие. Можно ли считать, что динамика возраста и

уровень систолического кровяного давления у обследован­ ной группы женщин имеют общую направленность измене­

ний и определенную зависимость?

не nJn

Возраст

Давление

 

 

 

1

71

173

 

 

 

2

33

118

 

 

 

3

31

125

З. К. С. ЖижИН

55

 

 

 

Медицинскаи статистика

 

 

 

 

Окончание табл.

 

 

 

 

 

 

 

NI "1"

Возраст

Давление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

55

 

155

 

 

 

 

 

 

 

 

5

63

 

153

 

 

 

 

 

 

 

 

6

49

 

160

 

 

 

 

 

 

 

 

7

58

 

148

 

 

 

 

 

 

 

 

8

38

 

142

 

 

 

 

 

 

 

 

9

36

 

110

 

 

10

64

 

142

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

45

 

128

 

 

 

 

 

 

 

 

12

68

 

160

 

 

 

 

 

 

 

13

42'

136

 

 

 

 

 

 

 

 

14

76

 

150

 

 

 

 

 

 

 

 

15

34

 

121

 

 

 

 

 

 

 

 

16

75

 

166

 

 

 

 

 

 

 

 

17

78

 

154

 

 

 

 

 

 

 

 

18

62

 

135

 

 

 

 

 

 

 

 

19

68

 

146

 

 

 

 

 

 

 

 

20

46

,

127

 

 

 

 

 

 

Решение: Запустим пакет SPSS и введем в табllИЦУ ис­

ходные данные: «возраст» -

в столбец 1,. «давление» - в

столбец 2.

1. Выполним проверку нормальности рас;пределений

выборок, в результате которой получим значения статисти­

ки UJапиро-Уилкса. Данные результаты подтверждают от­

носительную близость раСl1ределений к нормальному.

2. Теперь можем попробовать использовать для выявле­

ния связи линейный коэффициент корреляции Пирсона. Для

этого в главном меню пакета выберем команды: (Статисти­

ки) - (Коррелировать) - (Парные корреляции).

з. В окне парных корреляций зададим переменные 1 и 2, затем установим флажки в следующие поля:

в разделе (Коэффициенты корреляции) - (Коэффи­

циент Пирсона),

в разделе (Проверка значимости) - тип критерия -

(Двухсторонний),

Глава 6. Критерии сдвига в изучаемых совокупностях

&7

пометим поле (Отметка значимых корреляций).

4. Нажав ОК, перейдем в окно (Просмотр результатов).

(Коэффициент корреляции Пирсона) 0,762 на уровне 0,010

(Двухсторонняя значимость). В итоге выявлена сильная и

высоко статистически значимая корреляционная связь меж­

ду рассматриваемыми показателями.

• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Упражнение 20. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Расчет линейной корреляции впакете Statistica.

Условие: то же.

Решение:

1. Запустив модуль (Основные статистики и таблицы)

IlaKeTa , введем данные в отдельные столбцы.

1. В стартовом окне модуля выберем команду (Корре­

ляционные матрицы).

з. В открывшемся диалоговом окне зададим исследуе­

мые переменные 1 и 2.

4.Отметим поле (Корреляционная матрица - показы­ вать «р» и «N»).

5.Нажав на кнопку (Корреляции), получим коэффици­ ент Пирсона 0,778 при р = 0,0001.

Резюме: и при применении пакета Statistica выявлена

сильная корреляционная связь между рассматриваемыми

показателями, причем как значение коэффициента Пирсо­

на, так и оценка его уровня значимости практически совпа­

дают с полученными ранее в пакете SPSS

.

. .. .. . .. .. . . .......... '...........

БОЛЕЕ ПОДРОБНО О РАНГОВОЙ КОРРЕЛЯЦИИ

Данные медико-биологических исследований, если

сбор данных организован по всем правилам математичес­

кой статистики и планирования эксперимента, обычно

распределены по нормальному закону, но, как мы уже за­

метили~ достаточно часто. встречаются распределения, да­

леко отстоящие от нормальности или по своей сути, или

из-за небрежности исследователя. Кроме того, зачастую

&.

Медицинская статистика

измерения признаков выполняют не в интервальных, а в

ПОРЯДКОВЫХ или номиналЬНЫХ шкалах.

В силу этого применение коэффициента Пирсона ча­

сто является некорректным. Соответственно возрастает

роль непараметрических мер оценки, среди которых наи­

более популярны различные ранговые коэффициенты кор­

реляции. Подобные коэффициенты выявляют связь меж­

ду переменными не непосредственно, а косвенно - через

связь рангов, соответ.ствующих этим переменным.

Среди них наиболее популярным является коэффици­

ент Спирмена. Ранговый коэффициент корреляции Спир­ мена (показатель ранговой корреляции Спирмена, пока­ затель корреляции рангов Спирмена, коэффициент кор­ реляции 'рангов) примсняется в случаях, когда изучается

линейная связь не между самими вариантами, а между рядами их рангов, представленными в количественной или

порядковой шкале.

Формула ДЛЯ вычисления коэффициента Спирмена:

Sp = ~('i -S; )2,

где r, s - массивы рангов анализируемых выборок;

В - поправки на объединение рангов в анализируе­

мых рядах вариант.

Расчет поправок:

1 т

В;= 12~n;'(n; -1),

[=l

где j =х, у.

На практике можно не использовать поправки на объ­

единение рангов, но тогда мы будем иметь меньшую диф­

ференцированность упорядоченных переменных, и, сле­

довательно, понизится степень связи между этими пере­ менныи•.