用SAS軟件實現橫斷面設計定性資料的統計分析

胡良平，郭辰儀（軍事醫學科學院科技部生物醫學統計學咨詢中心，北京100850）

在之前的專題中，主要涉及的是定量資料的統計分析問題，包括配對設計、成組設計、單因素多水平設計、隨機區組設計、重復測量設計、交叉設計和析因設計，基本涵蓋了藥學科研中常用的定量資料設計類型。然而，并不是所有的數據都是定量資料，往往還會有一些實驗數據是定性資料，這就需要用專門分析定性資料的統計方法來處理。從本期開始將系統介紹藥學實驗中取自不同類型實驗設計中的定性資料及其SAS統計分析。

例1 某研究考察一種藥物對惡性腫瘤骨轉移疼痛和／或高鈣血癥的療效和安全性，收集5家醫院腫瘤科的數據，共入組212例骨痛病人，均為病理組織學和／或細胞學證實的惡性腫瘤病人。治療前對照組和試驗組病人在性別、年齡、既往治療、伴隨治療、疼痛強度、疼痛性質、疼痛部位等方面均無顯著性差異，治療后209例病人可評價療效，結果見表1［1］。

表1 兩組病人的療效比較Table 1 Comparison of the therapeutic effectiveness of patients in two groups

表1是一個典型的2×2列聯表資料，也稱為四格表資料。根據實驗設計和研究目的，通常可以將2×2列聯表資料分為橫斷面研究設計、隊列研究設計、病例－對照研究設計和配對研究設計。如例1屬于橫斷面研究設計，其他幾種類型常出現在流行病學和醫療診斷研究中。

1 2×2橫斷面設計［2］

1.1 2×2橫斷面設計的定義 2×2橫斷面設計是指在某個時間斷面（時間點或很短時間內）進行的調查或實驗研究，對一組受試對象同時按兩個定性變量來劃分，每個定性變量都只有兩個水平，其目的是了解某個時間點的現狀。這樣的資料類型，也可以看作是成組設計定性資料，實驗中只涉及一個具有兩水平的實驗因素，比較兩組受試對象接受不同處理后某一觀測指標的差異。

表2 2×2列聯表Table 2 2×2contingency table

1.2 2×2橫斷面設計統計分析方法合理選用 表2中的數據表示一個2×2橫斷面設計資料，其中a、b、c、d均為觀測頻數，n為總頻數。定義統計量T，稱為理論頻數，計算公式為：Ta＝n1m1／n，Tb＝n1m2／n，Tc＝n2m1／n，Td＝n2m2／n。

在選用具體的分析方法時，應先考察總頻數n和各格上的理論頻數T值。如果沒有統計軟件，應根據不同情況選用相應的統計分析方法。（1）當n≥40且所有的T≥5時，采用一般χ2檢驗公式計算；當P≈α時改用Fisher精確概率法；（2）當n≥40但1≤T＜5時，用連續性校正公式計算；（3）當n＜40或T＜1時，用Fisher精確檢驗法。若有統計軟件，可不考慮上述條件，均直接采用Fisher精確檢驗法。

2 實例解析

2.1 應用SAS軟件分析2×2橫斷面設計定性資料 例2 沿用例1中的資料，試問試驗組受試對象用試驗藥后，其療效與對照組是否存在顯著性差異？

對問題的分析與SAS實現 該研究僅有兩組病人，涉及一個具有兩水平的實驗因素，分別為“對照組”和“試驗組”；有一個定性觀測指標：止痛療效，是選取某個特定時間斷面進行調查。故此資料應采用橫斷面設計2×2列聯表資料的統計分析方法。總頻數n＝209＞40，且理論頻數均＞5，故可用一般χ2檢驗公式計算。應用SAS進行分析，程序如下。

／＊第1步導入數據＊／Data e2；do group＝1to 2；do lx＝1to 2；input f＠＠；output；end；end；cards；71 34 73 31；／＊第2步χ2檢驗＊／Ods html；proc freq；weight f；tables group＊lx／chisq；run；Ods html close；

程序說明：程序中第1步是數據步，“group”分別表示對照組和實驗組，“lx”表示不同的止痛療效。“cards”后分別錄入四格表的各頻數。第二步調用“freq”過程，指定頻數變量為f，用“tables group＊lx”語句表示二維列聯表資料，加參數“chisq”進行χ2檢驗。

表1中的數據經SAS軟件Freq過程處理，得到四格表資料行列合計、頻數、百分比、行百分比和列百分比的詳細計算結果。

根據之前的分析可知，本研究的數據資料適用于一般χ2檢驗，因此結果參看此表第一行。χ2值為0.161 5，P＝0.687 8＞0.05，說明兩組之間差異無統計學意義。

Freq過程Freq procedure

“group＊lx”表的統計量Statistics for table of group＊lx

Fisher精確檢驗發現，單元格頻數（F）＝1，左側P＝0.400 5≤F，右側P＝0.709 2≤F，表概率（P）＝0.109 6，雙側P＝0.765 4≤F。SAS軟件會自動給出Fisher精確檢驗結果，當需要時參看此部分，本例中不涉及。

專業及統計結論：試驗組受試對象的療效與對照組相比，差異無統計學意義（χ2＝0.161 5，P＝0.687 8＞0.05），因此可以認為試驗藥與對照藥療效基本相同。

2.2 采用Fisher精確檢驗 例3 某試驗研究加替沙星治療急性尿路感染的有效性，將86例臨床確診為急性尿路感染的病人隨機分為兩組：試驗組43例，以加替沙星治療；對照組43例，以頭孢克洛治療，比較兩種藥物的療效，數據見表3［3］。

對問題的分析與SAS實現 此研究有兩組病人，涉及一個具有兩水平的實驗因素，分別為“對照組”和“試驗組”，有一個定性觀測指標：治療療效，是選取某個特定時間斷面進行調查，故此資料應采用橫斷面設計2×2列聯表資料統計分析方法。總頻數n＝86＞40，無效列中數據理論頻數（第i格上理論頻數＝行合計頻數×列合計頻數／總頻數）均＜5，故需采用Fisher精確檢驗法。應用SAS進行分析，程序如下。

表3 兩組病人的臨床療效比較aTable 3 Comparison of the clinical efficacy of patients in two groups

／＊第1步導入數據＊／Data e3；do group＝1to 2；do lx＝1to 2；input f＠＠；output；end；end；cards；41 2 40 3；／＊第2步Fisher精確檢驗＊／Ods html；proc freq；weight f；tables group＊lx／chisq；run；Ods html close；

程序說明同例2，只是cards后數據有變化。

SAS輸出結果及結果解釋：

Freq過程Freq procedure

這部分給出的是四格表資料行列合計、頻數、百分比、行百分比和列百分比的詳細計算結果。

由于50%的單元格的期望計數＜5，因此χ2檢驗可能不是有效檢驗。根據之前的分析可知，本研究的數據資料適用于Fisher精確檢驗公式，并且SAS也會友好地提醒用戶，此處不適合用該表中的檢驗方法。

“group＊lx”表的統計量Statistics for table of group＊lx

Fisher精確檢驗發現，單元格頻數（F）＝41，左側P＝0.820 0≤F，右側P＝0.500 0≥F，表概率P＝0.320 0，雙側P＝1.000 0＞0.05，表明兩組間的有效率差異無統計學意義。

統計及專業結論：急性尿路感染病人采用加替沙星治療后，其療效與單用頭孢克洛相比差異無統計學意義，因此可以認為加替沙星與頭孢克洛治療急性尿路感染的療效基本相同。

［1］ 傅 強，王雅杰，秦叔逵，等.國產英卡膦酸二鈉治療惡性腫瘤骨轉移疼痛或／和高鈣血癥的Ⅱ期臨床研究［J］.藥學服務與研究，2007，7（3）：180－183.

Fu Qiang，Wang YaJie，Qin ShuKui，et al.PhaseⅡclinical trial of home－made incadronate in patients with pain of bone metastasis of malignancy or／and hypercalcemia［J］.Pharm Care Res，2007，7（3）：180－183.In Chinese with English abstract.

［2］ 胡良平.醫學統計學：運用三型理論分析定量與定性資料［M］.北京：人民軍醫出版社，2009：233－236.

Hu LiangPing.Medical statistics：analysis of quantitative and qualitative data with triple－type theory［M］.Beijing：People’s Military Medical Press，2009：233－236.In Chinese.

［3］ 張旭環，郭大為，方 霞.加替沙星7日療法治療43例急性尿路感染的臨床評價［J］.藥學服務與研究，2007，7（1）：61－63.

Zhang XuHuan，Guo DaWei，Fang Xia.Clinical evaluation of gatifloxacin treatment for 7days in 43patients with acute urinary tract infection［J］.Pharm Care Res，2007，7（1）：61－63.In Chinese with English abstract.