13.20: 코크란의 Q 검정

Cochran’s Q Test
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Cochran’s Q Test
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01:17 min
January 09, 2025

Overview

Cochran의 Q 테스트는 이분형(예/아니오) 또는 이분형 결과에서 3개 이상의 관련 그룹의 결과에 잠재적 차이가 있는지 확인하는 데 사용되는 비모수 통계 테스트입니다. 이는 본질적으로 두 개의 관련 샘플로 제한되는 McNemar Test의 확장입니다 – Cochran의 Q 테스트는 세 개 이상의 관련 샘플을 처리할 수 있으므로 여러 조건에서 피험자를 측정하는 시나리오에서 더 다재다능합니다. 검정 통계량은 카이제곱 분포를 따르므로 연구자는 그룹 간에 관찰된 차이의 통계적 유의성을 확인할 수 있습니다.

Cochran의 Q 검정은 여러 조건 또는 시점에 걸쳐 이진 변수의 비율이 다른지 확인하기 위해 반복 측정 또는 쌍체 데이터를 분석할 때 특히 유용합니다. 주요 장점은 이진 결과로 반복되는 측정을 처리할 수 있는 능력에 있으며, 다양한 조건에서 피험자를 여러 번 자주 평가하는 의료 연구 및 행동 연구와 같은 분야에서 매우 유용합니다.

코크란의 Q 검정의 가정

테스트 결과의 유효성을 보장하기 위해 Cochran의 Q 테스트는 다음과 같은 가정 하에 작동합니다.

  1. 이항 반응: 데이터는 이항 결과(예: 0 또는 1, 예 또는 아니오)로 구성되어야 합니다.
  2. 무작위 표본추출: 표본은 모집단에서 무작위로 선택되어야 합니다.
  3. 반복 측정: 각 상태 또는 치료에서 동일한 피험자를 측정해야 합니다.
  4. 개인의 독립성: 결과는 각 조건 내에서 독립적이어야 하지만, 동일한 주제가 사용되기 때문에 조건에 따라 달라질 수 있습니다.

이러한 가정을 위반하면 부정확한 결론이 도출될 수 있으므로 테스트를 적용하기 전에 데이터가 이러한 기준을 충족하는지 확인하는 것이 중요합니다.

Cochran의 Q 테스트의 응용

코크란의 Q 테스트는 특히 여러 질환 또는 치료에 걸쳐 이진 결과를 측정하는 분야에서 광범위하게 적용됩니다. 몇 가지 일반적인 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

  1. 의학 연구: 환자 결과에 대한 다양한 치료법의 효과를 평가합니다. 예를 들어, 연구는 동일한 환자 그룹에 다양한 약물을 투여한 후 증상이 나타나는지 여부를 추적할 수 있습니다.
  2. 행동 연구: 다양한 실험 조건에서 행동 변화를 평가합니다. 예를 들어, 연구자들은 다양한 자극에 노출된 피험자에게서 행동의 유무를 연구할 수 있습니다.
  3. 농업 연구: 식물 성장 또는 질병 존재에 대한 다양한 치료법의 영향을 테스트합니다. 여기에는 동일한 식물에 다양한 비료나 살충제를 적용하고 특정 질병의 존재를 관찰하는 것이 포함될 수 있습니다.
  4. 심리 실험 : 심리적 상태에 대한 개입의 효과를 조사합니다. 예를 들어, 연구자들은 다양한 치료 세션 후에 나타나는 불안이나 우울증 증상의 존재를 측정할 수 있습니다.

코크란의 Q 테스트는 반복 측도의 이진 데이터를 분석하기 위한 강력한 도구입니다. 이는 연구자들에게 여러 치료 또는 상태에 따른 비율의 차이를 이해할 수 있는 방법을 제공합니다. 코크란의 Q 테스트를 올바르게 적용함으로써 연구자들은 이분법적 결과에 대한 치료의 효과에 대한 의미 있는 통찰력을 도출할 수 있으며, 이는 의학 연구, 행동 연구 등에서 유용한 기법이 됩니다. 여러 관련 샘플을 처리할 수 있는 유연성과 능력은 여러 조건에서 이진 데이터를 분석할 때 유용한 도구입니다.

Transcript

Cochran의 Q 검정은 데이터의 동일한 개인이 속성의 존재 여부에 대해 반복적으로 테스트될 때 사용됩니다.

예를 들어, 식물 종의 묘목 24그루는 식물 식성 곤충 해충의 영향을 받는 꽃 성장에 대해 테스트됩니다.

실험에서 이 묘목에는 해충을 박멸할 수 있는 거미 종이 없습니다. 묘목은 효과를 이해하기 위해 4개월 동안 관찰됩니다.

이제 매달 꽃봉오리가 손상되지 않은 묘목에 점수 1이 할당되고 꽃봉오리가 보이지 않으면 0점이 할당됩니다.

검정 통계량 Q는 다음 방정식을 사용하여 계산됩니다.

여기서 a = 4 — 관찰된 개월 수, b = 24 — 묘목의 수. 방정식의 다른 수량도 계산됩니다.

Cochran의 Q는 카이제곱 분포의 근사치를 구합니다. 여기서는 a-1 = 3 자유도와 비교됩니다.

0.05 유의 수준에서는 귀무 가설을 기각하는 것이 좋습니다.

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