医学统计学六 秩转换的非参数检验

第八章秩转换的非参数检验1（一）非参数统计（nonparametrictest)：不依赖于总体分布形式，应用时可以不考虑被研究对象为何种分布及分布是否已知，其并非是参数间的比较，而是用于分布之间的比较。（二）参数统计(parametrictest)：依赖于总体分布形式，总体分布是已知，而且有规律可循，是总体参数间的比较。基本概念2两类统计方法的优缺点：

参数统计：检验效率较高，但使用条件较严格；

非参数统计：由于对资料无特殊要求，因此适用范围广，但统计效率较低。选择：首先考虑参数检验，当条件不符，才选择非参数统计方法。3非参数统计适用情况（1）偏态分布资料；（2）总体分布不明资料；（3）数据一端或两端有未确定值；（4）等级资料；（5）方差不齐资料。4一、秩和检验的基本思想

总体A总体B

随机抽样：n1（a1、a2

an1）

n2（b1、b2

bn2）按大小顺序混合排列，其排列的位次称为----秩假定：A=B（两总体分布相同）则抽到大小为X的变量值的概率：PA（X）=PB（X）即抽到混合排列中某个秩次的变量值的概率相同计算样本a和样本b的秩和（Ta，Tb），若两总体相同，则两样本秩和（Ta，Tb

）应与其总体平均秩和（）相差不大（抽样误差）；若相差很大，则可认为两样本的总体分布不同。5二、两样本配对比较的Wilcoxon符号秩检验为什么上例要用非参数检验？6为什么上例要用非参数检验？7正态性检验8正态性检验91011正态性检验H0:正态分布H1:非正态分布=0.10非正态12方差齐性检验H0:两总体方差相等

H1:两总体方差不等=0.10方差齐性13

检验假设H0：Md=0即P（A>B)=P(B>A)H1:Md

0

=0.05计算步骤:(1)求差值；

(2)编秩;按差值的绝对值从小到大编秩。差值为0，舍去不记，n相应减少；差值绝对值相同，取平均秩次。

(3)求秩和：T+、

T-，

两者均可作为检验统计量1415秩和分布的特点16秩和分布的特点

（1）离散型的对称分布；（2）N一定时，秩和分布也一定；（3）靠近中央的频数较多；（4）当N足够大时，秩和分布逼近正态分布。17配对资料的秩和均数：T+与T-是以T为中心的两个对称点上例资料：T=11（11+1）/4=33T+=8，T-=58，差值均为25。配对资料秩和标准误：18

结果判断：（1）查表法：当n50时查附表9，P.716得：T0.05,11=10~56，（T0.01,11=5~61）若T+

或T-

：落在范围内，则P>0.05;

落在范围外,则P<0.05;

等于界值,则P=0.05。现T=8或58，故0.01<

P<0.0519SPSS演示2021（2）正态近似法：若n>50时,可近似认为T分布逼近正态分布。

u检验的公式为：如果相同秩次较多，则需要进行校正，校正公式为：22查表得:T0.05,11=10~56，T0.01,11=5~61P<0.0123单个样本中位数和总体中位数比较24三、两个独立样本比较的Wilcoxon秩和检验

例11.1某医师为研究血铁蛋白与肺炎的关系，随机抽查了肺炎患者和正常人若干名，并测得血铁蛋白值（ug/L）如下表。因难以确定数据分布情况，故决定用秩和检验。患者组：均数为301，标准差为199正常组：均数为101，标准差为8525正态性检验H0:正态分布H1:非正态分布=0.10正常人组资料不服从正态分布26方差齐性检验H0:两总体方差相等

H1:两总体方差不等=0.10方差不齐27假设：

H0：两种人的血铁蛋白总体分布相同

H1:两种人的血铁蛋白总体分布不同

=0.05编秩：两组数据混合后按大小顺序编秩；如遇相等数值，取平均秩次；计算各组秩和，以例数较少组秩和为检验统计量T；若两组例数相等，两组秩和均可为检验统计量。问题：为什么选择例数较少组秩和为检验统计量？2829（1）查表法：本例T=183.5

查附表10，P.717，n1=10，n2-n1=6，得：

T0.05,（10，6）

=97~173T0.01,（10，6）

=86~184

所以0.05>P>0.01

按=0.05水准，拒绝H0，接受H1，故可认为肺炎患者和正常人血铁蛋白值差别有统计学意义。肺炎患者血铁蛋白值要高于正常人30SPSS演示3132：（2）正态近似法：当超过附表10的范围时（n1>10,n2-n1>10）

u检验公式为：相同秩次较多时，需要校正：33两组等级资料比较例20名正常人和32名铅作业工人尿棕色素定性检查结果如下表，问铅作业工人尿棕色素是否高于正常人？u=4.493，P<0.0005故铅作业工人尿棕色素(1070/32=33.4)高于正常人(308/20=15.4)。问题：该题用u检验，对原始资料处理而言，此时统计处理方法是参数检验还是非参数检验？34四、完全随机设计多个样本比较的Kruskal-Waliiis检验

例11.3为研究吸烟与尿中硫氰酸盐含量的关系，某医生收集了下述数据，问不同吸烟量者尿中的硫氰酸盐有无差别？3536查表确定P值：（1）若组数k=3，且每组例数ni5时，查附表11，P718，H界值表（2）若超过H界值表范围，如k>3或ni>5,此时H分布近似服从自由度为组数k-1的X2分布。本例k=4，=4–1=3，X20.01(3)=11.34，H>11.34,所以P<0.01。37SPSS结果38多组等级资料的秩和检验（因相同秩次较多，需校正）例11.4某医师为研究早产、足月产及过期产者在产后一个月内泌乳量的差别，收集了如下资料，问三种产妇乳量有无差别？3940若考虑到相同秩次很多，需要进行校正

（ti3-ti）=（1723-172）+（3423-342）+（4793-479）=154991382Hc=14.30/（1-154991382）/（9933-993））=17.0=k-1=3–1=2，X20.01(2)=9.21，所以P<0.0141五.多个独立样本的两两比较

（Nemenyi法）例：某医师随机抽样调查了三个工厂工人血锌卟啉含量，问其有无差别？(数据分布不明)4243本例先作多个样本的秩和检验得:H=16.35P<0.005查表得：P＞0.5,不能认为电子厂与制衣厂有差别。进一步两两比较:假设H0:任两样本总体分布相同

H1:任两样本总体分布不同

=0.05

平均秩和：电子厂8.8、制衣厂13.4、设备厂24.344六、随机区组设计多个样本比较的秩和检验（FriedmanM检验）45查M界值表（附表12，P718）M(8,4,0.05)=105，得P＜0.05。46若超出M界值表范围时，可用X2近似法：结果按=g-1查X2界值表

实际上当g>4，或g=4且n>5或g=3且n>9时，就可用X2近似法。

上例：X2=15.152，按=4-1=3查表得P＜0.00547SPSS演示4849六、多个相关样本两两比较的q检验50

查得长春市90岁以上长寿老人268名的血型如下,问市区与市辖周围五县长寿老人的血型分布有否不同?

八、课堂讨论51

某实验室观察局部温热治疗小鼠移植性肿瘤的疗效,以生存日数作观察指标,结果如下