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【统计分析软件SPSS】106、配对设计卡方检验

【统计分析软件SPSS】106、配对设计卡方检验
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01
应用场景

配对设计通常将受试对象按照某些特征相近的原则配成对子,每对中的两个个体随机分配到不同组别;或者直接对同一个体在不同时间、不同部位进行重复测量与比较在统计分析策略上:

  • 当效应指标为计量资料时,通常采用配对t检验;

  • 当效应指标为计数资料(分类变量)时,则需要采用配对设计卡方检验。

  • 配对设计卡方检验:

配对设计卡方检验,也称为McNemar检验,是一种特殊的卡方检验,专门用于分析配对样本分类数据的统计方法。与关注变量独立性的普通卡方检验不同,它聚焦于同一组研究对象在两种不同条件(或两个不同时间点)下的结果是否存在显著差异
例如,某医院开展了一项研究,对比快速核酸检测试剂A与B的效果(其中1代表检出、0代表未检出此时,配对卡方检验即可用于判断这两种方法的检出率是否存在统计学差异

方法 B (检出)

方法 B (未检出)

方法 A (检出)

40(一致)
25(不一致)

方法 A (未检出)

5(不一致)
30(一致)

配对卡方检验的独特之处在于,它不关心那些“结论一致”的格子(即两种方法均检出或均未检出的样本),而是只盯着那些“结论不一致”的格子(即上表中的25和5)。它通过比较这两个不一致格子的频数,来判断两种方法发生“改变”的概率是否平衡,进而推断差异是否显著。

需要注意的是,根据分类变量的类别数量不同,配对卡方检验的输出结果与计算逻辑存在以下差异

2×2列联表

K×K列联表

示例

通过/不通过

轻度/中度/重度

输出结果

麦克尼马尔(McNemar)检验

麦克尼马尔-鲍克(McNemar-Bowker)检验

计算逻辑

只比较两个不一致格子的频数是否相等

比较所有关于主对角线对称的格子。如果对称位置的频数差异大,说明“改变”是有方向性的,即处理效应显著

02
2×2列联表卡方检验
  • 一、操作步骤:
  • 加载数据:
加载示例数据【McNemar_2x2.sav】。
该数据为某医院针对快速核酸检测试剂A与B的对比研究数据,其中1代表检出、0代表未检出。
本次将通过配对卡方检验来判断两种方法的检出率是否存在差异。
  • 个案加权:

因为数据有权重变量频数,因此分析前需进行加权操作,点击顶部菜单栏的【数据→个案加权】,将「Count」频数变量放入加权框中。
  • 卡方检验:

点击顶部菜单栏的【分析→描述统计→交叉表】,在打开的对话框中进行相应设置。

将「Method_A」指定为行变量的分类变量将「Method_B」指定为变量的分类变量。

点击「统计」按钮,在打开的「交叉表:统计」对话框中选择「麦克尼马尔(McNemar)」。

设置完成,点击确定。
  • 二、结果解读:

SPSS会输出几个表格,重点查看「卡方检验」结果表。

在配对卡方中,SPSS通常直接给出「精确显著性 (双侧)」。在本次示例中,显著性P值<0.001,说明方法A和方法B的检出率存在显著差异。

此时,可以通过查看交叉表结果,发现方法A检出而方法B未检出的有25例,方法A未检出而B检出的有5例。可以明显看出,方法A的检出率显著高于方法B。

03
K×K列联表卡方检验
  • 一、操作步骤:
  • 加载数据:
加载示例数据【McNemar_3x3.sav】。
该数据为某医院分别使用两种方法对100名患者病情的评估数据
本次将通过配对卡方检验来判断两种诊断方法对病情的评估分布是否一致
  • 个案加权:

因为数据有权重变量频数,因此分析前需进行加权操作,点击顶部菜单栏的【数据→个案加权】,将「Result」频数变量放入加权框中。
  • 卡方检验:

点击顶部菜单栏的【分析→描述统计→交叉表】,在打开的对话框中进行相应设置。

将「Method_A」指定为行变量的分类变量将「Method_B」指定为变量的分类变量。

点击「统计」按钮,在打开的「交叉表:统计」对话框中选择「麦克尼马尔(McNemar)」。

设置完成,点击确定。
  • 二、结果解读:

SPSS会输出几个表格,重点查看「卡方检验」结果表。

K×K列联表的配对卡方检验中,SPSS会输出「麦克内马尔-鲍克检验 (McNemar-Bowker Test)」结果,同样关注P值。在本次示例中,显著性P值<0.001,说明方法A和方法B的评估结果存在显著差异。

此时,通过查看交叉表结果,可以发现方法A判轻、方法B判重(10+5=15人)的比例,明显高于方法A判重、方法B判轻”(0+3=3人)。这说明方法B方法A的判定结果更偏向“严重”。