计量资料的组内相关系数(ICC)计算——SPSS软件实现

发布于 2022年5月21日 星期六 20:18:12 浏览:9551
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在前面文章中介绍了无金标准的诊断试验的评价方法组内相关系数ICC(intraclass correlation efficient, ICC)的理论知识(无金标准的诊断试验研究——概述),本篇文章将实例演示在SPSS软件中计算ICC的操作步骤。

关键词:无金标准诊断试验; 组内相关系数; ICC系数; SPSS; 一致性

一、案例介绍

为检测血液中某指标(X)的含量,分别使用A、B、C三种方法检测10份血液样本(X)的含量,试分析三种方法检测的结果是否有差异?

创建数值型变量“A”方法、“B”方法和“C”方法,测量尺度设为“Scale(标度)”,分别表示用A、B和C方法检测出的指标(X)的含量。数据见图1,本文案例可从“附件下载”处下载。

图1

二、问题分析

本案例的分析目的是探索三种诊断试验之间的一致性,由于检测指标为计量资料,因此可以考虑使用组内相关系数(ICC)来分析。但需要满足3个条件:

条件1:三种诊断试验的指标均为连续型指标或有序分类变量。本研究中用A、B和C方法检测的指标(X)均为连续变量,该条件满足。

条件2:三个诊断试验的指标应当是针对于同一个个体。本研究中同时用三种方法分别检测了10例血液样本,三种方法的检测结果之间是对应关系,该条件满足。

条件3:诊断试验方法可分为2组及以上,本研究中分为A、B和C三组方法,该条件满足。

三、软件操作及结果解读

(一) 软件操作

(1)选择“分析”-“刻度”-“可靠性分析”(图2)

图2

(2)在“可靠性分析”对话框中将观察变量方法“A”、“B”和“C”分别选入右侧“项”处(图3)。

图3

(3)点击“统计”,勾选“同类相关系数”,模型选择“双向混合”,类型选择“绝对一致”,点击“继续”。回到“可靠性分析”对话框后点击“确定”(图4)。

图4

(二) 结果解读

图5中同类相关系数结果包括单个测量与平均测量的“同类相关性”、“95%置信区间”和“显著性”(P值)。当每个受试对象的检测值由单个方法检测得出,选择“单个测量”;当受试对象的检测值由多个方法检测得出时,选择“平均测量”,本例参考单个测量。本研究ICC=0.884,P=0.000<0.05,一致性较好,一般ICC>0.7,即可认为具备较高的一致性。 

图5

四、结论

本研究采用ICC判断A、B和C三种方法检测血液标本中某指标(X)的含量是否有差异。通过专业知识判断,数据为连续型指标,且同一个体分别使用了三个方法,满足ICC的使用条件。

结果显示,A、B和C三种方法检测某指标(X)的结果一致性较好(ICC=0.884,P=0.000<0.05)。综上,三种检测方法之间的一致性较好。

五、分析小技巧

(一) ICC的判断标准

ICC介于0~1之间,0表示完全不一致,1表示完全一致。其推荐的判断说明如下:

表1

(二) 模型选择

计算恰当的ICC主要取决于模型、一致性类型和测量类型的选择,不同模型、一致性及测量类型的ICC计算公式如表2所示(中国卫生统计. 2011, 28(5): 497-500.)。研究者应根据资料类型和分析目的选择恰当的ICC计算过程。

表2

模型包括“单向随机”、“双向随机”和“双向混合”三种。

    “单向随机”模型即为“one-way model (单因素随机效应模型)”,是指仅考虑被测对象之间的变异,而不考虑测量仪器(或者不同评价者)之间的变异。如,每个被测对象由不同的随机选择的评定者评分或所有被测对象由一个评定者评分,用于检验每个被测对象的均值是否全部相等,可选用该模型。此时,不能检验不同评定者或不同方法之间的测量差异,也不能检测不同时间测量之间的重测信度。

双向模型是指既考虑被测对象之间的变异,又考虑测量方法或评定者之间的变异,包括“双向随机”和“双向混合”模型,均可用于检验重测信度。“双向随机”模型即为“two-way random effects model (两因素随机效应模型)”,当被测对象效应和测量方法/评定者效应都是随机时选用。“双向混合”模型即为“two-way mixed effects model (两因素混合效应模型)”,当被测对象效应随机,而测量方法/评定者效应固定时选用。二者的区别在于测量方法/评定者效应是随机还是固定。若测量方法/评定者来自所有可能的情况,统计推断也仅限于这些情况,则为固定效应。若测量方法/评定者是从一个理论上无限大的总体中随机抽样而来的样本,统计推断也要推广到该总体,则为随机效应。本案例中,A、B、C三种检测方法是固定的方法,其结果也仅限于该三种方法之间使用,因此属于固定效应,选择“双向混合”模型。假设从一个更大的具有相似特征的评分者群体中随机选择评分者,将结果推广到具有相同特征的任何评分者中,就应选择“双向随机”模型。

不论是固定效应还是随机效应,ICC的计算结果均相同,不同之处是结果解释时的适用范围。不同模型的变异来源见表3。

(三) 一致性类型选择

当选择“双向随机”和“双向混合”模型时,有“一致性”和“绝对一致”两种类型可供选择。

“一致性”未考虑测量方法/评定者系统误差,仅考虑趋势一致。“绝对一致”考虑了测量方法/评定者的系统误差,分母方差中保留了测量方法/评定者方差,为考虑数据的绝对一致。

对于诊断试验的重复性评价,旨在希望不同的测量方法/评定者能够得到一致的结果,而不仅仅是“高度相关”。因此,本案例中选择“绝对一致”类型。

(四) 测量类型的选择

测量类型包括“单个测量”和“平均测量”。如果每个被测对象的检测值由单个方法检测得出,则选择“单个测量”;当被测对象的检测值由多个方法检测得出时,则选择“平均测量”。本案例中检测值是由单个方法检测得出,因此选择单个测量的结果。

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