非参数统计是统计学的一个重要分支,主要处理不依赖于特定分布假设的数据。在实际应用中,当数据不服从正态分布或者分布形式未知时,非参数统计方法就显得尤为重要。本节主要讨论了配对设计的符号秩和检验,也称为威尔科xon signed rank test。
配对设计的符号秩和检验适用于以下两种情况:
1. 配对设计的计量资料,但资料不满足正态分布或者分布类型未知。
2. 配对设计的等级资料。
例如,在比较两种方法测定水中锰含量的差异时,我们可以通过计算每对观察值的差值来分析。若差值为零,这一对数据将被忽略,不计入统计。如果差值的绝对值相等但符号相反,则取它们的平均秩次;如果绝对值相等且符号相同,按照原有的顺序编秩。
接下来,我们需要进行编秩。根据差值的绝对值大小,从小到大进行排序,并根据差值的正负赋予秩次。例如,在提供的数据中,我们看到差值的绝对值和秩次的分配过程。
然后,计算秩和,用\( T \)表示。秩和检验的统计量是所有正差值的秩之和(\( T_+ \))和所有负差值的秩之和(\( T_- \))。
在确定显著性水平(例如,\( \alpha = 0.05 \))后,我们可以使用查表法来比较\( T \)值与临界值,判断是否拒绝原假设。如果\( T \)值位于临界值范围内,那么\( P \)值大于\( \alpha \),我们不拒绝原假设,即认为两种方法测定的结果没有显著差异。反之,如果\( T \)值落在临界值之外,那么\( P \)值小于\( \alpha \),我们拒绝原假设,说明两种方法之间存在显著差异。
此外,当样本量较大时,可以使用近似正态法。这种方法考虑了相同绝对值的差值导致的相同秩次,并对这些秩次进行校正,以更精确地估计\( P \)值。
另一个例子是关于临床研究中白介素IL-6水平的比较。这里同样是通过计算配对样本的差值,编秩,然后计算秩和,来判断白斑部位与正常部位的白介素IL-6水平是否存在显著差异。
总结来说,非参数统计中的配对设计符号秩和检验是一种灵活且实用的方法,尤其适用于数据分布未知或不满足正态分布的情况。通过对数据的秩转换,我们可以有效地比较两组配对数据,而不需要事先知道数据的具体分布。这种方法对于医学、生物科学以及许多其他领域的实验数据分析具有广泛的应用价值。