医学统计学第四版 课文例04-05
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例4-4 某研究者采用随机区组设计进行实验,比较三种抗癌药物对小白鼠肉瘤的抑瘤效果,先将15只染有肉瘤小白鼠按体重大小配成5个区组,每个区组内3只小白鼠随机接受三种抗癌药物(具体分配方法见例4-3),以肉瘤的重量为指标,实验结果见表4-9。
问三种不同药物的抑瘤效果有无差别?表4-9 三种不同药物作用后小白鼠肉瘤重量(g )区组 A 药 B 药 C 药 1gij i X =∑1 0.82 0.65 0.51 1.98 2 0.73 0.54 0.23 1.50 3 0.43 0.34 0.28 1.05 4 0.41 0.21 0.31 0.93 5 0.68 0.43 0.24 1.351nijj X =∑3.07 2.17 1.57 6.81 ij X ∑∑i X0.6140.434 0.314 0.454 ()X21nij j X =∑2.02071.05870.54513.62452ij X ∑∑H 0:123μμμ==,即三种不同药物作用后小白鼠肉瘤重量的总体均数相等H 1:三种不同药物作用后小白鼠肉瘤重量的总体均数不全相等0.05α=按表4-8中的公式计算各离均差平方和SS 、自由度ν、均方MS 和F 值。
26.81/15 3.0917C ==3.6245 3.0917=0.5328SS =-总,ν总=15-1=14 2221(3.07 2.17 1.57) 3.09170.22805SS =++-=处理312ν=-=处理222221(1.98 1.50 1.050.93 1.35) 3.09170.22843SS =++++-=区组514ν=-=区组0.53280.22800.22840.0764SS =--=误差(51)(31)8ν=--=误差方差分析表见表4-10。
表4-10 例4-4的方差分析表变异来源 自由度 SS MS F P 总变异 14 0.5328 处理间 2 0.2280 0.1140 11.88 <0.01 区组间 4 0.2284 0.0571 5.95 <0.05 误 差80.07640.0096按ν1=2、 ν2=8查附表3的F 界值表,得F 0.05,(2,8)=4.46, F 0.01,(2,8)=8.65,11.88>F 0.01,(2,8),P <0.01。
医学统计学(第四版)各章例题SAS/STATA 实现(第三章)例3J若果巾1999年18岁男生身咼服从均数为167. 7cm,标准岸为53cm 的正态分布。
从该 正态分布NU67 • 7,5 - 32)cm 总体中随机抽样100次即共抽取样本“二100个,每次样本含量川) 二10人得到每个样本均数Xj 及标准差S/如图3-1和下表3-1所示。
图3-1 1999年某市18岁男生身aN(1677 5. 32)抽样示意图表3-1 N(167 • 7 • 5. 32)总体中100个随机样本的乂 j. S 丿和95%CI («j=10)样木号乂 jSj9S%CZ样本号乂 JSj95%CZ1167.41 2. 74 165. 45 169.37 51 16&47 3・91 165, 67 17L27165. 566. 57 160. 86 170.26 52 165. 95 3・76 163. 26 168. 64 3 16S. 20 5. 36 164. 37 172. 03 53 168. 87 5. 77 164.74 173,00 4 166. 67 4.81 163. 24 170. 11 *54 169. 53 2. 07 16S. 05 171.00 5 164. 89 5.41 161. 02 168. 76 55 166. 10 5. 58 162. 11 170,10 6 166. 36 4. 50 16344 169.58 56 167. 20 4. 56 163. 94 17047 7 166. 16 4. 04 163. 27 169. 05 57 170. 50 7. 66 165. 02 175. 98 S 169.11 5. 71 165. 02 173. 19 58 166. 44 4.93 162. 91 169. 97 9 167. 178. 26 16L27 173. 08 59 16&68 4.52 16545 17L91 10 166. 13 5. 24 1623S 169. 87 60 16&40 6. 95 16343 173. 37 11 167. 71 6.42 163. 12 172.31 61 171. 21 630 166. 70 175. 72 12 16&68 5. 93 164. 44 172. 92 62 170. 33 4. 34 167. 23 173,44 13 166. 83 3. 69 16449 169.47 63 169. 03 7. 38 163. 75 17431 14 169. 62 4.81 166. 18 173. 06 64 16763 4.58 164. 36 170,90 15 166. 95 3. 64 16435 169. 56 65 16&66 3・33 166. 27 171.04 16170. 294.91166. 78173. 806616&842. 78166. 85170,83167.41, 165. 56,2. 74 = 6. 57 53610017 169. 20 5. 72 165. 11 173. 30 67 169. 31 5.31 165. 51 173. 11 1S 167. 65 2. 79 165. 65 169. 65 68 168. 46 4.81 16302 171.90 19 166. 51 5. 39 162. 65 170. 36 69 168. 60 5. 4S 164,68 172.52 •20163. 28 3. 19 16L00165. 5770 168.47 5. 05 164. 86 172,09 21 166. 29 4. 95 162.75 169. 84 71 165. 6S 5. 19 161.97 169. 40167. 65 5. 27 163S8 171.42 72 165. 68 8. 22 159. 80 171.5623 167. 64 4.61 16435 170. 94 73 168. 03 4.89 164. 53 171.5324 172.61 7. 74 167. 07 178.15 74 169. 37 5. 00 16579 172. 9425 166. 65 4. 12 163. 70 169. 59 75 169. 16 8. 36 163, 18 175,1426 165. 19 4.41 162. 04 168. 34 *76 171.27 4. 99 167.71174,8427 168. 80 7. 68 16331 174.30 77 16&36 4. 50 165, 14 171.5828 167如 2. 58 166.14 169. 83 78 168.50 3. 55 165, 96 171,0429 168.41 3.43 165. 95 170. 86 79 168. 08 5. 33 164. 27 171.9030 167. 75 7. 53 162.36 173. 13 80 165. 51 4.71 162.14 168. 88 ♦31 164. 25 4. 30 161. 17167. 33S1 167. 59 3. 73 164. 93 1702632 166. 42 5. 19 16271 170.13 *82 171. 12 4. 40 167. 98174, 2733 166. 90 4.41 163. 74 170. 05 83 165. 92 5. 11 162. 26 169.5834 166. 77 4. 34 163& 169& 84 16786 4. 44 164.69 171,0435 165. 77 5. 34 161.95 169.59 85 167. 43 6. 15 163. 03 171.8336 16442 6. 63 15938 168. 86 86 16790 6. 13 163. 51 172. 2837 169. 83 4. 20 166. 82 172. 84 87 167. 59 633 163. 06 172.1238 165. 16 4. 01 162. 29 168. 02 88 167. 744・60 16445 17L0339 166. 59 6. 20 1623 171.03 89 167. 408. 27 161. 49 173. 3240 165. 65 3. 56 163. 10 168. 20 90 167. 1S 6. 00 162. 89 171.4841 165. 72 4. 17 162.74 168.71 91 16643 3.87 163. 66 169,2142 166. 22 7. 44 1603 171.54 92 166. 62 4. 08 163. 70 169.5443 167.71 6. 12 163. 33 172. 09 93 166. 30 4.84 162. 83 169.7644 16725 5. 24 163. 50 170. 99 94 169. 70 5. 26 165. 94 1734545 165. 69 5.91 161.46 169. 92 95 169. 17 632 164. 65 173. 6946 169. 06 5. 65 165. 03 173. 10 96 167. 89 6. 07 163. 54 172. 2347 16&76 6. 14 16436 173. 15 97 167. 48 6. 03 163. 16 171.79 4S 16&64 4. 54 16539 171.89 98 169. 93 4.80 166. 50 173. 3749 167. 72 3. 82 164. 99 170. 45 99 16940 5. 57 16342 1733950 170. 39 4. 15 16742 173. 35 100 165. 69 5. 09 162, 06 16933*:表该样本资料算得的可信区间未包含已知总体均数167. 7cm例3 • 5某医生测量了36洛从事铅作业男性工人的血红蛋白含量,算得加均数为130. 83或L,标准差为25 - 74g/L.问从事铅作业工人的血红蛋白是否不同于正常成年男性平均值140gzL?⑴建立检验假设,确定检验水准Ho :严3=140g/L,即从事铅作业的男性工人平均血红蛋白含量与正常成年男性平均值H1: /岸MF140弓L 即从事铅作业的男性工人平均血红蛋白含量与正常成年男性平均值 不0=0. 05⑵讣算检验统il 嗤本例 «=36> 乂 =130 - 83g/L, 425 - 74g/L,“o=140g/L 。
医学统计学(第四版)各章例题SAS/STATA实现(第四章)例4-2某医生为了研丸一种降血脂新药的临床疗效,按统一纳入标准选择120名高血脂虑者,采用完全随机设计方法将患者等分为4组(具体分组方法见例4-1),进行双盲试验。
6周后测得低密度脂蛋白作为试验结果,见表4・3。
问4个处理组想者的低密度脂蛋白含量总体均数有无差别?表4・3 4个处理组低密度脂蛋白测量值(mmol/L)统讣S zr iu 11Hn扎“23.534.59 4.34 2,66 3,59 3,13 2.64 2.56 3.50 3・25安慰剂组3・30 4.04 3.53 3,56 3.85 4,07 3.52 3・93 4.19 2・96 30 3・102,91 367・ 85431.37 3-93 233 2,98 4,00 3,552.96 4,3 4.16 2・59降血脂新药2.42 336 4.32 2,34 2・68 2,95 1・56 3・11 1・81 17730 272 81.46 233・ 002・4g组 1.98 2・63 2.86 2,93 2,17 2,72 2.65 2・22 2.90 2・972・36 256 2・52 2,27 2,98 3,72 2.80 3・57 4.02 2・312.36 2.28 239 2,28 2,48 2.28 3-21 2・23 232 2・684・8g组2・66 232 2・61 3,64 2,58 3,65 2.66 3.68 2.65 3.02 30 270 80,94 225・ 543.48 2.42 2.41 2,66 3,29 2.70 3.04 2.81 137 1.680・89 1.06 1.08 1,27 1,63 1,89 1.19 2・17 2.28 1727・2g组 1.98 174 Z16 3,37 2,97 1,69 0.94 2・11 2.81 2・52 30 1.97 5839 132.13 1・31 2・51 1.88 1,41 3,19 1,92 2.47 1.02 2.10 371分析步骤:Ho:/7, = “2 = “3 = “4,即4个试验组的总体均数相等H I: 4个试验组的总体均数不全相等a = 0.05按表44中的公式计算各离均差平方和SS、自由度V、均方MS和F值。
例4-5 某研究者为了比较甲、乙、丙、丁、戊、己6种药物给家兔注射后产生的皮肤疱疹大小(mm2),采用拉丁方设计,选用6只家兔、并在每只家兔的6个不同部位进行注射。
实验结果见表4-11,试作方差分析。
其设计步骤如下:
(1)本研究药物是处理因素,家兔和部位是减少实验误差的控制因素,这三个因素的水平数都为6。
从专业上判断因素间相互作用的影响可忽略,故可选择拉丁方设计。
(2)g=6,选定6×6基本拉丁方。
(3)行区组代表不同的家兔,列区组代表不同的注射部位,拉丁字母代表不同的药物。
(4)为了达到随机化的目的,即获得随机排列的拉丁方,需对6×6基本拉丁方(见本章最后)做行列变换。
先做行变换,如读取6个两位数的随机数,22,06,34,72,52,82,再按照大小得秩次R=2,1,3,5,4,6,先1,2行对调,再3,5行对调,后4,6行对调。
再做列变换,如读取6个两位数的随机数,27,29,99,72,68,53,则R=1,2,6,5,4,3,先1,2列对调,再5,6列对调,后3,4列对调。
最后随机分配处理,如读取6个两位随机数,35,56,27,09,24,86,则R=4,5,3,1,2,6,于是有D(甲)、E(乙)、C(丙)、A(丁)、B(戊)、F(己)。
具体过程如下:
由此得到本例的拉丁方设计,该研究者依此安排实验,其实验结果(皮肤疱疹大小,mm 2)见表4-11。
表4-11 例4-5的拉丁方设计与实验结果(皮肤疱疹大小,mm 2)
家兔编号 (行区组)
注射部位编号(列区组) 行区组 合计(R j ) j X
1
2
3
4
5
6
1
C (87) B (75) E (81)
D (75) A (84) F (66)
468.0
78.0
1,2列
对调
5,6列对调
3,4列对调
分析步骤
H 0,1:A B C D E F μμμμμμ=====,即6种药物注射后家兔产生皮肤疱疹大小的总体均数相等
H 1,1:6种药物注射后家兔产生皮肤疱疹大小的总体均数不全相等
0.05α=
H 0,2:123456R R R R R R μμμμμμ=====,即6只家兔皮肤疱疹大小的总体均数相等
H 1,2:6只家兔皮肤疱疹大小的总体均数不全相等
0.05α=
H 0,3:123456C C C C C C μμμμμμ=====,即6个注射部位皮肤疱疹大小的总体均数相等
H 1,3:6个注射部位皮肤疱疹大小的总体均数不全相等
据例4-5的结果表4-11,按表4-12中的公式计算各离均差平方和SS 、自由度ν、均方MS 和F 值,计算过程从略,将计算结果按
2 B (73) A (81) D (87) C (85) F (64) E (79) 469.0 78.2
3 F (73) E (73) B (74) A (78) D (73) C (77) 448.0 74.7
4 A (77) F (68) C (69) B (74) E (76) D (73) 437.0 72.8
5 D (64) C (64) F (72) E (76) B (70) A (81) 427.0 71.2
6 E (75) D (77) A (82) F (61) C (82) B (61) 438.0 73.0 列区组 合计(C i )
449.0 438.0 465.0 449.0 449.0 437.0 i X
74.8 73.0 77.5 74.8 74.8 72.8
药物 D E C A B F X
=74.6
合计T k
449.0 483.0 464.0 483.0 427.0 404.0 k X
74.8
80.5
77.3
80.5
71.2
67.3
表4-12汇总,得方差分析表,见表4-13。
表4-13 例4-5结果(表4-11)的方差分析表
变异来源 自由度 SS
MS F P 总变异 35 1686.30 药物间 5 657.336 131.467 3.74 <0.05 家兔间 5 251.663 50.333 1.43 >0.05 部位间 5 65.337 13.067 0.37 >0.05
误 差
20
703.358
35.16
按ν
处理
=ν
行间
=ν
列间
=5,ν
误差
=20 查附表3的F 界值表,F 0.05,(5,20)=
2.71,F 0.01,(5,20)= 4.10。
3.74>F 0.05,(5,20),P <0.05,按0.05α=水准,拒绝H 0,1,接受H 1,1,即6种药物注射后家兔产生皮肤疱疹大小的总体均数不全相等。
1.43< F 0.05,(5,20),P >0.05,按0.05α=水准,不拒绝H 0,2,还不能认为6只家兔皮肤疱疹大小的总体均数不全相等; 0.37<F 0.05,(5,20),P >0.05,按0.05α=水准,不拒绝H 0,3,还不能认为6个注射部位皮肤疱疹大小的总体均数不全相等。
本例的研究目的是推断6种药物注射后家兔产生皮肤疱疹大小的差别,所以主要关心F
药物间
的大小,结论为皮肤疱疹大小与药物有关。