
重复测量意味着数据是配对的。以下是一些示例:
•您对每个受试者的因变量进行多次测量,例如在干预前、干预期间和干预后。
•您招募受试者组成匹配组,这些组在年龄、种族和疾病严重程度等变量上进行了配对。
•您多次进行实验室实验,每次并行处理多种处理方案。由于您预见到实验间存在变异性,因此希望在分析数据时将每次实验视为一组配对数据。尽管并非有意为之,但由于外部因素(例如某天湿度高于另一天,或实验者无意中的练习效应),同一实验内的响应可能比跨实验的响应更为相似。
配对不应基于您正在比较的变量。如果您正在比较三个群体的血压,基于年龄或邮政编码进行配对是可以的,但基于血压进行配对则不可行。
“重复测量”这一术语严格来说仅适用于对同一受试者重复施加处理的情况(即上文中的第一个例子)。其余两个例子被称为随机区组实验(每组受试者称为一个区组,并在每个区组内随机分配处理)。重复测量与随机区组实验的分析方法完全相同,而 Prism 软件始终使用“重复测量”这一术语。
如果您的数据是配对数据,请选择两个因素中哪个是重复测量,或者两个因素都是重复测量。如果一个因素是重复测量而另一个不是,这种分析也称为混合效应模型。
请谨慎选择,因为如果选择与实验设计不符,结果可能会非常具有误导性。可选选项包括:
无配对。使用常规的双因素方差分析(非重复测量)。
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每列代表不同的重复,因此配对值分布在同一行中。
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每行代表不同的时间点,因此配对值被堆叠在子列中。
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两个因素均为重复测量。
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请务必仔细做出此选择。我们发现,许多人虽然想到“重复测量”,却没有花时间仔细指定是哪个因子在重复,还是两个因子都在重复。如果此处的选择与您的实际实验设计不符,结果很可能不正确。
选择拟合完整模型(包括列效应、行效应及列/行交互作用效应),还是仅包含主效应(列效应和行效应,无交互作用)的方差分析模型。选择哪种选项取决于实验中是否存在交互作用效应,这完全是一个科学决策,必须基于对实验和数据的了解。
为更好地理解交互作用的概念,请考虑以下假设性实验设计。您想研究一种实验药物对血压的影响,因此招募了一组男女受试者,并准备了该药物和安慰剂。为了进行这项实验,您将受试者分为以下组别:
1.服用安慰剂的女性
2.服用药物的女性
3.服用安慰剂的男性
4.服用药物的男性
在此实验设计中,存在两个“主效应”:治疗效应(安慰剂与药物)和性别效应(女性与男性)。例如,您可能预期服用药物者的血压会低于服用安慰剂者(治疗的主效应)。 您可能还会预期,女性的血压会比男性低(性别的主效应)。可以通过以下假设来检验这些效应:
•对于治疗效应,需检验以下假设:服用安慰剂者的血压与服用药物者的血压相同(忽略受试者性别差异)。
•对于性别效应,需检验“女性的血压与男性的血压相同”这一假设(忽略受试者所属的治疗组别)。
到目前为止,这描述了一个“仅含主效应”的方差分析模型,其中不包含交互作用项。 如果一个因素(治疗)的作用依赖于第二个因素(性别)的作用,则模型中应包含交互作用项。在上述情景中,交互作用的一个例子可能是:治疗会提高男性的血压(与接受安慰剂的男性相比),而会降低女性的血压(与接受安慰剂的女性相比)。 换言之,治疗(第一个主效应)的效果依赖于个体的性别(第二个主效应)。在此情况下,您需要包含交互作用项,并应选择“完整模型”。
另请注意,如果一种或多种效应的组合存在缺失值,则无法使用完整模型,Prism 将拟合仅含主效应的方差分析模型。以本示例为例,如果“接受安慰剂的男性”(或任何其他个体组)没有获得任何数据,Prism 将只能拟合仅含主效应的方差分析模型。
在双向重复测量方差分析中,需选择是否假设球面性。若不假设球面性,Prism 将采用 Greenhouse-Geisser修正并计算 epsilon。
球面性假设指出:处理 A 与 B 之间的差异方差等于 A 与 C 之间的差异方差,该方差又等于 A 与 D 之间的差异方差,该方差又等于 B 与 D 之间的差异方差…… (或者,当重复测量数据堆叠在子列中时,意味着处理 1 与 2 之间的差异方差等于 1 与 3 之间的差异方差……)与所有统计假设一样,该假设涉及数据采样的总体,而不仅仅针对这些特定的数据集。
请注意,如果重复测量因子只有两个水平,则无需担心球形违背问题。例如,如果每个受试者在治疗前后均接受测量,且共有四种不同的治疗方案,则无需担心球形违背问题,因为重复测量因子只有两个水平(治疗前和治疗后)。 若在重复测量因子仅含两个水平的情况下要求进行 Greenhouse-Geisser修正,结果将与未选择该选项时完全一致,且报告的 ε 值将为 1.0000000。