用电子表格软件EXCEL处理方法学研究中的实验数据
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药学之窗
在临床检验的科研中，一个重要的方面是进行方法学研究，或是建立新的分析方法，或是评估某一测定方法，或是评估试剂盒和分析仪器等。研究或评估一般都包括精密度， 线性范围，干扰的分析和方法间的比较等项内容。对这些内 容的研究方法，美国国家临床实验室标准化委员会(NCCLS)已提出了一套有详细规定的评价方案(Evaluation Protoc- ols)。在这套方案中，对实验数据的采集与统计处理有严格 的要求，虽然实验室常用的函数型计算器也能解决这套方案中有关的数据的统计处理，但是显得有点复杂和繁琐，工作 量较大，尤其是当需要复验时更是如此。 现在很多实验室已装备了电脑，可以很好地进行数据的处理工作。我们应用电子表格软件 EXCEL，对评价方案中的 各种评价目的的数据进行处理，有快速、简便、自动化程度 高的优点。特作一个介绍，供大家参考。本文的重点在于数据处理，所以不全面介绍每一种评价的具体操作步骤。
一、软件简介
EXCEL是美国微软(Microsoft)公司的一种办公系列软 件，有一系列版本，我们目前所用的是EXCEL 97中文版[1]。EXCEL有友好的用户界面，卓越的数据处理和数据分析能力，它预装的各种函数多达245个，单是统计函数就有80个，用户还可以自行编辑各种公式，或将各个函数组合使用，各种图标化的提示与仅用鼠标就可进行的操作使一般人可以很快掌握基本的操作，无须经过培训。方便的智能型复制功能，极大地减轻了计算工作量，并使大部分结果可以自动生成。
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二、在精密度评价(EP5-T2)[2]中的数据处理
在精密度评价中，要求用二个标本，每个标本每天测定二次，每次均作双份测定，共测定20天，然后计算批内、批间、日间和总CV%。原始实验数据的记录如图1
图1.精密度试验的数据及处理
图1是EXCEL的界面，整页称为工作表，每一小格是单元格，每一单元格都有以坐标表示的地址如B9、D16等，在单元格中可以输入各种文字、数字和符号等，也可输入公式、函数进行计算和处理。图1的数据是评价一种LDL-C直接测定法试剂的精密度，按照EP5-T2的要求将表格的上面几栏填入相应的文字，将实验结果输入到相应的单元格中(为直观只输入10天的数据)。计算与处理操作如下：
, 百拇医药 求上午平均：选中F7单元格，在工具栏上按
按钮，出现函数对话框，选取统计函数中的AVERAGE，鼠标选B7和C7(即确定引用数据的范围)，点击确定，格中即出现上午二个结果的平均值2.925,定小数点位数为2，自动四舍五入为2.93。在编辑菜单中选复制，鼠标选F8-F16，再选编辑菜单中粘贴，则所有每天上午的二个结果的平均值自动求出。
在G7单元格中同样操作可得下午结果的平均数。
日平均是每一天四个结果的平均，操作方法相似。实际操作时，先将F7、G7和H7的三个平均值先求出，然后选取F7-H7三个单元格作一次复制，再用鼠标拖拉过F8-F16，粘贴命令，可将所有的结果都自动求出。
另外要计算的数值与计算公式有：
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A：日平均均值，计算日平均一栏中各数值的均值；方法：在B18单元格中调用函数AVERAGE，引用的数据范围为(H7：H16)，确认。
B：日间平均值的标准差S日间，计算日平均一栏中各数值的标准差；方法：在D18单元格中调用统计函数STDEV，引用的数据范围为(H7：H16)，确认即可。
C：上午测定二个平行结果差值的平方和∑(结果1-结 果2)2；方法：在B19单元格中调用求平方和的数学 函 数 SUMSQ，在各个引用参数中输入(B7 - C7，B8 - C8，……，B16 - C16)，确认后得到二个差值的平方和。
D：下午测定二个平行结果差值的平方和∑(结果1-结 果2)2；方法同上，只是引用参数的单元格地址改成(D7 - E7，……，D16 - E16)。也可直接用复制和粘贴命令将 B19的函数复制到D19中，其数据引用地址会自动纠正。
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E：二次平均值间差值的平方和∑(上午平均-下午平均)2；方法：在F19单元格中调用函数SUMSQ，引用参数为(F7- G7，……，F16- G16)。或再次粘贴在F19中再复制一次B19。
F：日间变异系数CV日间，CV日间=S日间/日平均均值=B/A；方法：在单元格F18，鼠标点击工具栏中=符号后输入公式(D18/B18*100)，回车或点击
确认即得。
G：批间平均值的标准差S批间，S批间=
，n为测定天数，本例中n=10，方法：在单元格B21调用求平方根数学函数SQRT，参数引用输入(F19/20)，确认。
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H：批间变异系数CV批间，CV批间= S批间/日平均均值，方法：在单元格F21，鼠标点击工具栏中=符号后输入公式(B21/$B$18*100)，回车或点击?确认即得。这里在B和18前都加上一个美元符号$，使这一引用地址成为绝对引用。
I：批内平均值的标准差S批内，S批内=
，方法：在单元格B20中调用函数SQRT，求得(B19+D19)/40的平方根。
J：批内变异系数CV批内，CV批内=S批内/日平均均值×100%，方法：在单元格F20中按=输入公式(B20/B18*100)，确认即得。或将F21的内容复制到F20也可，由于F21中的B18引用地址是绝对引用，所以复制到F20中仍然不变，而B21已自动改成B20。
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K：总标准差S总，S总=
，方法：在单元格B22中调用函数SQRT，求(2*D18*D18 + B21*B21 + B20*B20)/2，确认即可。
L：总变异系数CV总，CV总=S总/日平均均值×100%，方法：在单元格F22中按=输入公式(B22/B18*100)，确认即得。或将F21的公式复制到F22中。
上面所有的引用参数都以单元格的地址引用而不用具体的数字，这样如果原始数据有错或要作修改时，相应的结果都会自动改正，不用再重新计算。
三、在方法比较研究中的数据处理
方法比较研究应该按照NCCLS的EP9-A导则文件[3]执行，将要评价的新方法与参考方法或推荐方法或经典方法相比较，使用病人的血清，标本至少为40个，每个标本用二种方法 各作双份测定，二次测定时的次序应相反。现仍以LDL-C测定的实验数据为例介绍EXCEL的应用，评价的方法是第一化学的试剂盒，比较的方法为PVS沉淀法。
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图2。二种方法测定LDL-C的数据
原始实验数据及处理后的结果在EXCEL表格中如图2所示
计算与操作：1.实验方法(Y)两次测定值的平均值，在F6单元格调 用函数AVERAGE，引用数据(B6：C6)，确认。
2.比较方法(X)两次测定值的平均值，在G6单元格调用函数AVERAGE，引用数据(D6：E6)，确认。
3.实验方法(Y)每个标本两次测定值差值的绝对值DYi，DYi=| yi1 - yi2 |，在单元格H6调用绝对值函数ABS，引用数据为(B6 - C6)，确认。
4.比较方法(X)每个标本两次测定值差值的绝对值DXi，DXi = | xi1 - xi2 |，在单元格I6调用绝对值函数ABS，引用数据为(D6 - E6)，确认。选中单元格F6-I6，在编辑菜单中选复制，再以鼠标拖中F7-F53，粘贴，全部48个标本的两次测定的平均值和差值绝对值都自动生成。
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5.计算两种方法的平均值，在单元格I55调用函数AVERAGE，引用数据范围(I6：I53)，确认即得。再选复制命令，粘贴到H55单元格，得到。
根据和的大小，按EP9-A要求检查离群点
6.求直线回归方程，相关系数和作图
方法学研究中经常要作相关比较，或求直线回归方程，直线回归也往往以图的形式直观地表达，这些EXCEL可以方便地做到。仍以图2中的F列和G列的数据为例。于EXCEL表中的空白区，选用插入菜单命令中的图表，选中XY散点图类型，在弹出的图表向导中按向导的要求一步一步地操作，如有错误可以返回去重来或在以后修改。适当修饰图的大小、纵横比例、字体大小、和图符的大小等，使图美观，最后得到图3，图中有直线称为趋势线，还有直线方程和相关系数。图中的每一个部份如坐标、标题、图例等都可以分别修饰，这里主要介绍趋势线和直线方程。
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图3 二种方法比较的散点图
鼠标右键点击图中的数据点，出现一个对话框，选添加趋势线，图中自动画上一条直线，再以鼠标右击此线，出现趋势线格式对话框，选择线条的粗细和颜色，在选项中选取显示公式和显示R平方值，确定后即在图中显 示回归方程和相关系数。
如不作图还可以调用统计函数分别求得截距b、常数a和相关系数r，操作如下：
求截距：调用统计函数INTERCEPT，数据引用范围为(F6：F53，G6：G53)，即得。
求常数：调用统计函数LINEST，引用数据范围同上，确认即得。
求相关系数：调用统计函数CORREL，引用数据范围同上，确认即得。
上面介绍了用 EXCEL处理实验数据的一些例子，在笔者的经验中，使用EXCEL后使大量的计算工作变得方便，而且避免了计算过程中的差错，只输入一次原始数据就可以反复引用，大部分操作是以鼠标进行的。由于篇幅的关系，有些操作无法详细，有兴趣的同志可以参阅有关EXCEL的参考书。除了本文介绍的统计处理内容之外，检验论文中常用的如显著性检验等统计操作也可在EXCEL中同样方便地进行。
参考文献：1.东箭工作室编著 EXCEL 97中文版易学易用专辑人民邮电出版社 1997年第一版
2.NCCLS(EP5-T2)Precision performance of cli-nical chemistry devices second edition;Tentative guideline ( 1992 )
3.NCCLS (EP9-A ) Method comparisonand bias estimation using patient samples; Appeoved guide- line (1995), http://www.100md.com
一、软件简介
EXCEL是美国微软(Microsoft)公司的一种办公系列软 件，有一系列版本，我们目前所用的是EXCEL 97中文版[1]。EXCEL有友好的用户界面，卓越的数据处理和数据分析能力，它预装的各种函数多达245个，单是统计函数就有80个，用户还可以自行编辑各种公式，或将各个函数组合使用，各种图标化的提示与仅用鼠标就可进行的操作使一般人可以很快掌握基本的操作，无须经过培训。方便的智能型复制功能，极大地减轻了计算工作量，并使大部分结果可以自动生成。
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二、在精密度评价(EP5-T2)[2]中的数据处理
在精密度评价中，要求用二个标本，每个标本每天测定二次，每次均作双份测定，共测定20天，然后计算批内、批间、日间和总CV%。原始实验数据的记录如图1
图1.精密度试验的数据及处理
图1是EXCEL的界面，整页称为工作表，每一小格是单元格，每一单元格都有以坐标表示的地址如B9、D16等，在单元格中可以输入各种文字、数字和符号等，也可输入公式、函数进行计算和处理。图1的数据是评价一种LDL-C直接测定法试剂的精密度，按照EP5-T2的要求将表格的上面几栏填入相应的文字，将实验结果输入到相应的单元格中(为直观只输入10天的数据)。计算与处理操作如下：
, 百拇医药 求上午平均：选中F7单元格，在工具栏上按
按钮，出现函数对话框，选取统计函数中的AVERAGE，鼠标选B7和C7(即确定引用数据的范围)，点击确定，格中即出现上午二个结果的平均值2.925,定小数点位数为2，自动四舍五入为2.93。在编辑菜单中选复制，鼠标选F8-F16，再选编辑菜单中粘贴，则所有每天上午的二个结果的平均值自动求出。在G7单元格中同样操作可得下午结果的平均数。
日平均是每一天四个结果的平均，操作方法相似。实际操作时，先将F7、G7和H7的三个平均值先求出，然后选取F7-H7三个单元格作一次复制，再用鼠标拖拉过F8-F16，粘贴命令，可将所有的结果都自动求出。
另外要计算的数值与计算公式有：
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A：日平均均值，计算日平均一栏中各数值的均值；方法：在B18单元格中调用函数AVERAGE，引用的数据范围为(H7：H16)，确认。
B：日间平均值的标准差S日间，计算日平均一栏中各数值的标准差；方法：在D18单元格中调用统计函数STDEV，引用的数据范围为(H7：H16)，确认即可。
C：上午测定二个平行结果差值的平方和∑(结果1-结 果2)2；方法：在B19单元格中调用求平方和的数学 函 数 SUMSQ，在各个引用参数中输入(B7 - C7，B8 - C8，……，B16 - C16)，确认后得到二个差值的平方和。
D：下午测定二个平行结果差值的平方和∑(结果1-结 果2)2；方法同上，只是引用参数的单元格地址改成(D7 - E7，……，D16 - E16)。也可直接用复制和粘贴命令将 B19的函数复制到D19中，其数据引用地址会自动纠正。
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E：二次平均值间差值的平方和∑(上午平均-下午平均)2；方法：在F19单元格中调用函数SUMSQ，引用参数为(F7- G7，……，F16- G16)。或再次粘贴在F19中再复制一次B19。
F：日间变异系数CV日间，CV日间=S日间/日平均均值=B/A；方法：在单元格F18，鼠标点击工具栏中=符号后输入公式(D18/B18*100)，回车或点击
确认即得。G：批间平均值的标准差S批间，S批间=
，n为测定天数，本例中n=10，方法：在单元格B21调用求平方根数学函数SQRT，参数引用输入(F19/20)，确认。, http://www.100md.com
H：批间变异系数CV批间，CV批间= S批间/日平均均值，方法：在单元格F21，鼠标点击工具栏中=符号后输入公式(B21/$B$18*100)，回车或点击?确认即得。这里在B和18前都加上一个美元符号$，使这一引用地址成为绝对引用。
I：批内平均值的标准差S批内，S批内=
，方法：在单元格B20中调用函数SQRT，求得(B19+D19)/40的平方根。J：批内变异系数CV批内，CV批内=S批内/日平均均值×100%，方法：在单元格F20中按=输入公式(B20/B18*100)，确认即得。或将F21的内容复制到F20也可，由于F21中的B18引用地址是绝对引用，所以复制到F20中仍然不变，而B21已自动改成B20。
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K：总标准差S总，S总=
，方法：在单元格B22中调用函数SQRT，求(2*D18*D18 + B21*B21 + B20*B20)/2，确认即可。L：总变异系数CV总，CV总=S总/日平均均值×100%，方法：在单元格F22中按=输入公式(B22/B18*100)，确认即得。或将F21的公式复制到F22中。
上面所有的引用参数都以单元格的地址引用而不用具体的数字，这样如果原始数据有错或要作修改时，相应的结果都会自动改正，不用再重新计算。
三、在方法比较研究中的数据处理
方法比较研究应该按照NCCLS的EP9-A导则文件[3]执行，将要评价的新方法与参考方法或推荐方法或经典方法相比较，使用病人的血清，标本至少为40个，每个标本用二种方法 各作双份测定，二次测定时的次序应相反。现仍以LDL-C测定的实验数据为例介绍EXCEL的应用，评价的方法是第一化学的试剂盒，比较的方法为PVS沉淀法。
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图2。二种方法测定LDL-C的数据
原始实验数据及处理后的结果在EXCEL表格中如图2所示
计算与操作：1.实验方法(Y)两次测定值的平均值，在F6单元格调 用函数AVERAGE，引用数据(B6：C6)，确认。
2.比较方法(X)两次测定值的平均值，在G6单元格调用函数AVERAGE，引用数据(D6：E6)，确认。
3.实验方法(Y)每个标本两次测定值差值的绝对值DYi，DYi=| yi1 - yi2 |，在单元格H6调用绝对值函数ABS，引用数据为(B6 - C6)，确认。
4.比较方法(X)每个标本两次测定值差值的绝对值DXi，DXi = | xi1 - xi2 |，在单元格I6调用绝对值函数ABS，引用数据为(D6 - E6)，确认。选中单元格F6-I6，在编辑菜单中选复制，再以鼠标拖中F7-F53，粘贴，全部48个标本的两次测定的平均值和差值绝对值都自动生成。
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5.计算两种方法的平均值，在单元格I55调用函数AVERAGE，引用数据范围(I6：I53)，确认即得。再选复制命令，粘贴到H55单元格，得到。
根据和的大小，按EP9-A要求检查离群点
6.求直线回归方程，相关系数和作图
方法学研究中经常要作相关比较，或求直线回归方程，直线回归也往往以图的形式直观地表达，这些EXCEL可以方便地做到。仍以图2中的F列和G列的数据为例。于EXCEL表中的空白区，选用插入菜单命令中的图表，选中XY散点图类型，在弹出的图表向导中按向导的要求一步一步地操作，如有错误可以返回去重来或在以后修改。适当修饰图的大小、纵横比例、字体大小、和图符的大小等，使图美观，最后得到图3，图中有直线称为趋势线，还有直线方程和相关系数。图中的每一个部份如坐标、标题、图例等都可以分别修饰，这里主要介绍趋势线和直线方程。
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图3 二种方法比较的散点图
鼠标右键点击图中的数据点，出现一个对话框，选添加趋势线，图中自动画上一条直线，再以鼠标右击此线，出现趋势线格式对话框，选择线条的粗细和颜色，在选项中选取显示公式和显示R平方值，确定后即在图中显 示回归方程和相关系数。
如不作图还可以调用统计函数分别求得截距b、常数a和相关系数r，操作如下：
求截距：调用统计函数INTERCEPT，数据引用范围为(F6：F53，G6：G53)，即得。
求常数：调用统计函数LINEST，引用数据范围同上，确认即得。
求相关系数：调用统计函数CORREL，引用数据范围同上，确认即得。
上面介绍了用 EXCEL处理实验数据的一些例子，在笔者的经验中，使用EXCEL后使大量的计算工作变得方便，而且避免了计算过程中的差错，只输入一次原始数据就可以反复引用，大部分操作是以鼠标进行的。由于篇幅的关系，有些操作无法详细，有兴趣的同志可以参阅有关EXCEL的参考书。除了本文介绍的统计处理内容之外，检验论文中常用的如显著性检验等统计操作也可在EXCEL中同样方便地进行。
参考文献：1.东箭工作室编著 EXCEL 97中文版易学易用专辑人民邮电出版社 1997年第一版
2.NCCLS(EP5-T2)Precision performance of cli-nical chemistry devices second edition;Tentative guideline ( 1992 )
3.NCCLS (EP9-A ) Method comparisonand bias estimation using patient samples; Appeoved guide- line (1995), http://www.100md.com