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统计检验选择指南

本指南提供基于研究问题、数据类型和研究设计的决策树,用于选择适当的统计检验方法。

检验选择决策树

1. 组间比较

两个独立组

  • 连续型结局,正态分布:独立样本 t 检验
  • 连续型结局,非正态分布Mann-Whitney U 检验(Wilcoxon 秩和检验)
  • 二分类结局:卡方检验或 Fisher 精确检验(若期望频数 < 5)
  • 有序分类结局Mann-Whitney U 检验

两个配对/相关组

  • 连续型结局,正态分布:配对 t 检验
  • 连续型结局,非正态分布Wilcoxon 符号秩检验
  • 二分类结局McNemar 检验
  • 有序分类结局Wilcoxon 符号秩检验

三个及以上独立组

  • 连续型结局,正态分布,方差齐:单因素 ANOVA
  • 连续型结局,正态分布,方差不齐Welch ANOVA
  • 连续型结局,非正态分布Kruskal-Wallis H 检验
  • 二分类/分类结局:卡方检验
  • 有序分类结局Kruskal-Wallis H 检验

三个及以上配对/相关组

  • 连续型结局,正态分布:重复测量 ANOVA
  • 连续型结局,非正态分布Friedman 检验
  • 二分类结局Cochran Q 检验

多因素(析因设计)

  • 连续型结局:双因素 ANOVA(或多因素 ANOVA
  • 含协变量ANCOVA
  • 混合被试内与被试间因素:混合 ANOVA

2. 变量间关系

两个连续型变量

  • 线性关系,双变量正态Pearson 相关
  • 单调关系或非正态分布Spearman 秩相关
  • 基于秩的数据Spearman 或 Kendall tau

一个连续型结局,一个或多个预测变量

  • 单个连续型预测变量:简单线性回归
  • 多个连续/分类预测变量:多元线性回归
  • 分类预测变量ANOVA/ANCOVA 框架
  • 非线性关系:多项式回归或广义加性模型(GAM

二分类结局

  • 单个预测变量Logistic 回归
  • 多个预测变量:多元 Logistic 回归
  • 罕见事件:精确 Logistic 回归或 Firth 方法

计数结局

  • Poisson 分布Poisson 回归
  • 过度离散计数:负二项回归
  • 零膨胀:零膨胀 Poisson/负二项

时间至事件结局

  • 比较生存曲线Log-rank 检验
  • 含协变量的建模Cox 比例风险回归
  • 参数生存模型Weibull、指数、对数正态

3. 一致性与可靠性

评估者间信度

  • 分类评级,2 名评估者Cohen's kappa
  • 分类评级,>2 名评估者Fleiss' kappa 或 Krippendorff's alpha
  • 连续型评级:组内相关系数(ICC

重测信度

  • 连续型测量ICC 或 Pearson 相关
  • 内部一致性Cronbach's alpha

方法间一致性

  • 连续型测量Bland-Altman 分析
  • 分类判定Cohen's kappa

4. 分类数据分析

列联表

  • 2×2 表:卡方检验或 Fisher 精确检验
  • 大于 2×2:卡方检验
  • 有序类别Cochran-Armitage 趋势检验
  • 配对类别McNemar 检验(2×2)或 McNemar-Bowker 检验(更大)

5. 贝叶斯替代方法

上述任何检验均可使用贝叶斯方法执行:

  • 组间比较:贝叶斯 t 检验、贝叶斯 ANOVA
  • 相关性:贝叶斯相关
  • 回归:贝叶斯线性/Logistic 回归

贝叶斯方法的优势:

  • 提供给定数据下假设的概率
  • 自然融入先验信息
  • 提供可信区间而非置信区间
  • 无 p 值解读问题

关键考量

样本量

  • 小样本(n < 30):考虑非参数检验或精确方法
  • 极大样本:即使很小的效应也可能具有统计学显著性;重点关注效应量

多重比较

  • 当进行多重检验时,使用以下方法校正多重比较:
    • Bonferroni 校正(保守)
    • Holm-Bonferroni(较不保守)
    • 错误发现率(FDR)控制(Benjamini-Hochberg
    • Tukey HSD 用于 ANOVA 事后比较

缺失数据

  • 完整病例分析(列表删除)
  • 多重插补
  • 最大似然方法
  • 确保理解缺失数据机制(MCAR、MAR、MNAR

效应量

  • 始终在报告 p 值的同时报告效应量
  • 参见 effect_sizes_and_power.md 了解指导

研究设计考量

  • 随机对照试验:标准参数/非参数检验
  • 观察性研究:考虑混杂因素,使用回归/匹配
  • 聚类/嵌套数据:使用混合效应模型或 GEE
  • 时间序列:使用时间序列方法(ARIMA 等)