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d.対応のあるとき(ノンパラメトリック検定).
検定の対象となるデータが次のようなとき,
@明らかに正規分布でない.
A明らかに分散が異なる.
B半定量的・定性的な離散量データであったり,あるいは順位尺度で測られている.
Cデータの数が少ないので,分布にとらわれず一般性を持たせたいとき.
などのときには,ここでのウイルコックスン(Wilcoxon)検定を適用すると良いでしょう
[一般形式]
[検定の手順]
@検定の問題を明かにする.
「2つの標本の平均値に差があるか?」
A仮説の設定を行う.
注釈表示
厳密にはデータの差(d)が差の分布の中央値(0)であるときに対し,(負)の確率と(正)の確率が同じであろうと云う仮説,H0:Pr{d>0 }, 1=Pr{d<0}に対して行う
|
帰無仮設(H
0):μ
A=μ
B
対立仮設(H
1):μ
A≠μ
B..................(両側検定のとき)
対立仮説(H
1):μ
A>μ
B または μ
A<μ
B....(片側検定のとき)
B危険率(100α%)を設定する.
両側検定の有意水準:α/2
片側検定の有意水準:α
C検定統計量(t0)を計算する.
まず初めにデータの符号化と順位変換を行います.
すなわち,対応するA群とB群のデータの差(di)をひとまとめにし昇順順位系列を作ります.
ここで,
n=データの個数,XAi=A群のデータ,XBi=B群のデータとするとき,
その差は,
di=XAi−XBi(i=1,2,・・・,n)
であり,表27のように表すことができます.
表27 昇順順位系列と順位和
標本 | r1・・r2 ・・ ri ・・・rn | 順位和 |
順位(+d) | +R1 +R2 ・・ +Ri ・・ +Rn | +R |
順位(-d) | -R1 -R2 ・・ -Ri ・・ -Rn | -R |
「+R」と「-R」はデータXAとXBの正(+)と負(−)差の順位とします.
注釈表示
「対応のあるとき」の昇順順位系列は,対応するA群とB群のデータの差(di=XAi−XBi)をひとまとめにして,
差(di)の+−に関係なく差の絶対値(|di|)を小さい方から大きさの順に並べたものを云う
|
データの順位変換においてデータに同じ順位があるとき,順位の平均をそのデータの順位とする.要領は「B.対応のないとき(ノンパラメトリック検定)」と同じである.
|
ここで順位和「+R」と「-R」の小さい方をウイルコックソンの検定統計量(t0)とします.
D統計的判定を行う.
[両側検定のとき]
t0>Tn(α/2)ならば,「危険率100α%で有意な差がない」
t0≦Tn(α/2)ならば,「危険率100α%で有意な差がある」
[片側検定のとき]
t0≦Tn(α/2)ならば,「危険率100α%で大きい(小さい)」
なお,Tn(α/2)は表計算ソフウト(エクセル、関数式)から求めます.
求め方は次の「例題23」を参考にして下さい。
[例題23]
高血圧患者 10名について降圧剤の投与前と投与後の脈拍数を観察し,次の結果を得ました.
投与前・後の脈拍数に有意な差があるかどうかを検定します
投与前 | 78 79 79 85 81 77 80 78 75 76 |
投与後 | 75 84 92 81 89 81 85 84 83 74 |
検定は次の手順で行います.
@投与前と投与後の差(di)を求めます.
投与前 | 78 79 79 85 81 77 80 78 75 76 |
投与後 | 75 84 92 81 89 81 85 84 83 74 |
差(di) | +3 -5 -13 +4 -8 -4 -5 -6 -8 +2 |
A差(di)の符号(+)(−)別に大きさの順に並べます.
順位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
+d | +2 | +3 | | +4 | | | | | | |
同順位 | | | | ○ | | | | | | |
−d | | | -4 | | -5 | -5 | -6 | -8 | -8 | -13 |
同順位 | | | ○ | | △ | △ | | □ | □ | |
同じ順位のものが4(○印)が2ツ,5(△印)が2ツ,8(□印)が2ツあるので,それぞれに順位の平均を与えます.
「B.対応のないとき(ノンパラメトリック)」を参照して下さい.
B 差(di)の符号(+)(−)別に,順位平均の順位和(+R,-R)を求めます.
順位 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
+d | +1 | +2 | | +3.5 | | | | | | |
-d | | | -3.5 | | -5.5 | -5.5 | -7 | -8.5 | -8.5 | -10 |
順位和は次のようになります.
「+R」= 1+2+3.5 = 6.5
「-R」= 3.5+5.5+5.5+7+8.5+8.5+10 = 48.5
そして,順位和の小さい方(+R)を検定統計量(t0=6.5)とします.
ウイルコックスンT分布の下側パーセント点(臨界値)は,表計算ソフト(エクセル、関数式)から求めます。
求め方は「WilcoxonPair%Point」をクリックして下さい。
関数式による方法(WilcoxonPair%Point)
ここでは、5%危険率の両側検定ですので「エクセル、関数式」の有意水準(α=0.025)の「個数入力」セルに「10」を入力しますと、
T(0.05/2)=8
が得られます。
t0=6.5<T(0.05/2)=8(両側検定,危険率 5%)
から,投与前と後の脈拍数に有意な差があると云えます.
これは,降圧剤投与にともなう血管拡張効果によるものと判断されます.
「注釈」
- 厳密にはデータの差(d)が差の分布の中央値(0)であるときに対し,(負)の確率と(正)の確率が同じであろうと云う仮説,
H0:Pr{d>0 }, 1=Pr{d<0}に対して行う.
- 「対応のあるとき」の昇順順位系列は,対応するA群とB群のデータの差(di=XAi−XBi)をひとまとめにして,
差(di)の+−に関係なく差の絶対値(|di|)を小さい方から大きさの順に並べたものを云う.
- データの順位変換において,データに同じ順位があるとき,順位の平均をそのデータの順位とする.
要領は「B.対応のないとき(ノンパラメトリック検定)」と同じである.
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