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多组连续资料的比较

上篇推文中介绍了常用的 2 组连续资料的统计推断和假设检验方法。除了 2 组资料比较外,临床研究中也会涉及 3 组甚至多组资料的比较,其统计方法与 2 组资料的比较并不相同。本次文章将以 2015 年发表的有关异氟烷、七氟烷和地氟烷在儿童脑外科手术麻醉中的研究《Awakening properties of isoflurane, sevoflurane, and desflurane in pediatric patients after craniotomy for supratentorial tumours》为例,讲解 3 组连续资料比较的方法和注意事项。

 

研究摘要

本前瞻性、随机研究的目的是比较吸入麻醉药异氟烷、七氟烷和地氟烷在儿童幕上肿瘤切除术中的应用。研究评估了术后早期恢复情况、术中血流动力学、脑肿胀程度以及术后呕吐和寒颤。

将 60 例计划行幕上脑瘤切除的患者随机分为 3 组 (每组 20 例),纳入异氟烷、七氟烷和地氟烷组。静脉麻醉诱导后,按组给予吸入性麻醉维持。主要终点是气管拔管时间。次要终点包括:睁眼时间、达到 Aldrete 评分 ≥ 9 分所需的间隔时间、术中脑肿胀程度、术中心率、平均动脉血压、术后呕吐、寒颤等情况。

地氟烷组和七氟烷组的平均睁眼时间、拔管时间和达到 Aldrete 评分 9 分所需的间隔时间明显短于异氟烷组。3 组患者术中脑肿胀、血流动力学、术后寒颤、呕吐等指标无统计学差异。

 

统计学要点

同上一期《两组连续资料的比较》中所讲,选择检验方式的大前提是识别数据类型。同理,在 ≥ 3 组连续数据比较中,如果多组随机样本资料符合正态分布,且各组方差齐性,直接采用方差分析;同时也要区分「多组完全随机样本」和「多组随机区组样本」(配对设计),选择不同的方差分析公式;如果方差分析检验结果为有统计学意义,可再进一步作两两比较。

 

一、单因素方差分析(one-way ANOVA)简介

当比较的平均值数目 ≥ 3 时,需要应用用方差分析(ANOVA)进行组间比较。需要注意的是,使用方差分析要求资料呈正态分布、方差齐性。进行方差分析时,根据「完全随机设计」和「配对设计」两种方案,采用不同的比较公式。方差分析可以是单因素方差分析(one-way ANOVA),也可以是两因素或多因素,本文只介绍常用的单因素方差分析。

方差分析的原理是将全部数据看成一个整体,分析构成变量的变异原因,进而计算不同变异来源的总体方差的估值。然后进行 F 检验,判断各样本的总体平均数是否有显著差异。若组内无差异、组间差异显著,再对平均数进行两两比较。两两比较有多种方法,本篇文献选用的是 Bonferroni 检验进行两两比较,除此以外,还有最小显著性差数法(LSD)、Student-Newman-Keuls(SNK)q 检验等等。以下图表是本文的统计结果。

图 1 三组患者睁眼时间、拔管时间和 Aldrete 评分达到 9 分时间比较(小编认为表格最后一列增加 P 值可能更好)

图 2 三组患者平均心率变化

图 3 三组患者平均动脉压变化

 

二、使用统计软件实现方差分析

方差分析的原理和计算公式在此文中不作赘述,感兴趣的小伙伴可查阅统计学教材学习。在实际工作中,可以用 SPSS 和 GraphPad 等软件实现方差分析。导入数据后,选择分析→比较平均值→单因素 ANOVA,然后将应变量和单因素拉到右侧框中。

点击右侧事后 (post hoc) 多重比较按钮,可以选择刚才讲解过的 LSD 或 Bonferroni 等检验方法。如果有小伙伴 SPSS 为英文版,可参照以下示意图。在最后导出的结果中可以看到 F 值和 P 值。

 

统计分析常见误区

1.  用 t 检验或 u 检验进行三组资料两两比较:会大大增加犯 I 类错误即假阳性的概率。正确的做法应该是用 ANOVA 进行三组资料比较后,再用 post hoc 检验进行两两比较。post hoc 的检验方法也有多种,论文撰写时,也应写清用哪种方法进行 post hoc 检验,否则会受到审稿人质疑。

2.  数据不满足正态分布、方差齐性:不能用方差分析。如果不满足这两个条件,则应进行变量变换,或多组比较的秩和检验。

 

总结

方差分析是进行多组连续资料比较的最重要方法。使用方差分析需要注意以下几点:

  • 要求资料呈正态分布、方差齐性。
  • 「完全随机设计」和「配对设计」两种方案,采用不同的比较公式。
  • 解读完全随机设计的方差分析结果时,除了注意组间资料有差异外,还要组内是否无显著差异。
  • 若三组比较组间有统计学差异,进行进一步两两比较时选用合适的 post hoc 检验方法 (LSD 或 Bonferroni 等)。

 

【参考文献】

 Ghoneim AA et al. Awakening properties of isoflurane, sevoflurane, and desflurane in pediatric patients after craniotomy for supratentorial tumours. J Neurosurg Anesthesiol. 2015 Jan;27(1):1-6.

 

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