生物統計學習筆記從概念、推導到實務判讀

CHAPTER 08 · TOPIC 04

附錄:統計方法選擇表

選擇統計檢定時,先判斷結果變數的資料型態,再判斷樣本是單一樣本、彼此獨立,還是來自相同個體的重複測量。下表整合本筆記已介紹的方法,作為定位工具;最終選擇仍需檢查各方法的假設與研究問題。

本頁內容
  1. 統計方法整合表
  2. 第一個問題:結果變數是什麼型態?
  3. 第二個問題:樣本彼此是什麼關係?
  4. 第三個問題:虛無假設究竟在比較什麼?
  5. 使用表格後仍要完成的檢查

選擇統計檢定時,先判斷結果變數的資料型態,再判斷樣本是單一樣本、彼此獨立,還是來自相同個體的重複測量。下表整合本筆記已介紹的方法,作為定位工具;最終選擇仍需檢查各方法的假設與研究問題。

統計方法整合表

結果變數單一樣本兩組獨立樣本兩次相依測量三組以上獨立樣本
二元變數Binomial testChi-square test 或 Fisher's exact testMcNemar's testChi-square test
近似常態的連續變數One-sample t-testIndependent-samples t-test;變異數不同時用 Welch t-testPaired t-testOne-way ANOVA;變異數不同時用 Welch ANOVA
偏態或有離群值的連續變數Sign test 或 Wilcoxon signed-rankMann–Whitney U / Wilcoxon rank-sumSign test 或 Wilcoxon signed-rankKruskal–Wallis test
次序變數Sign test 或 Wilcoxon signed-rankMann–Whitney U / Wilcoxon rank-sumSign test 或 Wilcoxon signed-rankKruskal–Wallis test

第一個問題:結果變數是什麼型態?

資料型態例子主要比較內容
二元變數有/無、陽性/陰性比例或事件機率
連續變數血壓、體重、血糖平均數、位置或完整分布
次序變數疾病分期、疼痛等級、滿意度次序與分布位置

不要因為類別用 0、1、2 編碼,就把它當成連續數值;也不要只因連續資料未通過常態檢定,就自動改用無母數方法。資料尺度與研究問題要先於軟體檢定結果。

第二個問題:樣本彼此是什麼關係?

樣本關係判斷方式例子
單一樣本一組資料與指定參考值比較滿意度中位數是否為 4
獨立樣本不同觀察對象分在不同組治療組與對照組是不同病人
相依樣本同一對象重複測量或經配對同一病人的治療前後血壓

第三個問題:虛無假設究竟在比較什麼?

方法主要虛無假設
t-test / ANOVA指定平均數相等
Sign test正差與負差的機率各為 1/2
Wilcoxon signed-rank差值分布以 0 為中心且對稱
Mann–Whitney / rank-sum兩組分布相同
Median test兩組落在 pooled median 兩側的比例相同
Kruskal–Wallis所有獨立組的分布相同
Chi-square independence兩個類別變數彼此獨立

不同方法即使都被稱為比較兩組,也可能檢定不同母體命題。只有在額外的分布形狀或位置平移條件成立時,某些等級檢定才可以簡化解讀為中位數比較。

使用表格後仍要完成的檢查

  1. 畫圖並查看離群值、偏態、組間變異與資料可能的群聚結構。
  2. 寫出研究問題與虛無假設,確認表格建議的方法真的回答同一問題。
  3. 檢查樣本獨立性、配對方式、期望次數、對稱性、等變異性及 ties 等條件。
  4. 小樣本時確認使用精確法、排列法或近似法,並說明連續性與 ties 修正。
  5. 報告效果大小與信賴區間,不讓方法選擇表把分析縮減成只看 p 值。