Для сравнения двух зависимых выборок или выборок с попарно связанными вариантами проверяют гипотезу о равенстве нулю среднего значения их попарных разностей. Такая задача возникает, когда имеются данные об изменении интересующего признака у каждого пациента. Например, если группа пациентов получала изучаемый метод лечения, и у каждого пациента измерялось значение признака до и после лечения. В данном случае предстоит проверить нулевую гипотезу о равенстве нулю изменений этого признака в результате получения терапии.
При подобных исследованиях все наблюдения можно представить в виде n-пар измерений (например, до и после)
Для каждой пары вычисляется разность di, где i=1, n
Для полученного ряда вычисляется среднее и среднеквадратичное отклонение
Далее вычисляется значение критерия Стъюдента
(15)
Проверка гипотезы производится по таблицам распределения Стьюдента (Приложение 2) для выбранного уровня значимости и числа степеней свободы f= п-1.
Если │tвыч │<tкрит то принимается Н(0)
Если │tвыч│≥tкрит то принимается Н(1) и делается заключение о наличии статистически значимых различий между генеральными средними значениями «до» и «после».
Пример. В группе из 6 человек изучалось влияние пробежки на ЧСС (уд/мин). В результате опыта получилось 2 ряда ЧСС: первый – до пробежки, второй – после пробежки:
Таблица 16. ЧСС до и после пробежки
До пробежки, уд/мин.
После пробежки, уд/мин.
Изменяется ли ЧСС после пробежки? Необходимо оценить статистическую значимость полученных результаты, если известно, что ЧСС имеет нормальное распределение.
Для наглядности представим данные в следующей таблице 17:
Таблица 17. Изменения ЧСС
x1i (до пробежки)
х2i (после пробежки)
di (разница ЧСС)
Ср. знач.=70,8
Ср. знач.=79
Ср. знач.= 8,2
Несмотря на то, что средние значения ЧСС до и после пробежки отличаются, не исключена возможность, что в генеральной совокупности пробежка не повлияет на ЧСС.
Поэтому выдвигаем гипотезы:
Н(0): после пробежки ЧСС в среднем не меняется
Н(1): после пробежки ЧСС в среднем меняется
Гипотезы будем проверять на уровне значимости α=0,05.
Результаты вычислений представлены в таблице 18.
Таблица 18. Результаты проверки гипотезы
группа
n
(уд/мин)
(уд/мин)
sd (уд/мин2)
вычисленный
t-критерий
до пробежки
70,8
8,2
5,3
3,75
после пробежки
Определим по таблице Стьюдента (Приложение 2) для α=0,05 и числа степеней свободы f=n-1=5 двусторонний tкрит= 2,57.
│tвыч│> tкрит – следовательно принимается Н(1).
Вывод: изменение ЧСС после пробежки статистически значимо с вероятностью не менее 95%.
Контрольное задание 5:
1. На каком уровне значимости можно утверждать, что содержание сахара в крови лиц основной и контрольной групп одинаково
Таблица 19. Данные к заданию
Сахар в крови, г/л
t0,05
t0,01
tвыч
Основная группа
2,262
3,25
3,11
Контрольная группа
2. По данным из таблицы 20 сформулируйте нулевую и альтернативную гипотезы. Какая из гипотез будет принята.