Methodological aspects of increasing the ormative biometrical sognificance threshold alue

Abstract

The analysis of data has shown the imperfection of a number of criteria for the estimation of results significance. The use of the following significance threshold values is justified P»0,l (when td < 0,35) P> 0,1 (when 0,35

Full Text

К настоящему времени методы биометрии получили широкое признание в научной литературе. Вместе с тем глубина их использования остается далеко не достаточной и не идентичной, что обусловлено прежде всего неадекватностью ограничений применяемых методов обработки уровню используемой техники эксперимента и практическим отсутствием их обоснования.

Как известно, в различных отраслях знаний, в том числе и в биомедицине, рекомендуется использовать при анализе данных три порога значимости, равных соответственно 0,05, 0,01, 0,001 [8]. Принятые уровни порогов (Р), значительно различаясь друг от друга, нередко ведут к существенному занижению приводимого уровня значимости результата (в 5—10 раз).

Поясним это на примере. Допустим, что в результате обработки данных 2 серий опытов получены значения Р, равные 0,011 и 0,0087, которые незначительно отличаются (на ±10—15%) от второго уровня достоверности (0,01). По существу, на основе одних данных для результатов первой серии опытов будет определен Р <0,05, а для второй — Р <0,01. Если в одном случае отмечаемый порог близок к истине, то в другом — он занижен в 4,5 раза. Еще большая неточность представления порога значимости, именуемая также уровнем достоверности, допускается при Р, близком к третьему пороговому значению (Р <0,001).

Большая дискретность представления диапазона порога значимости заметно нейтрализует стремление каждого исследователя измерять изучаемые параметры с большей точностью и округлять М и m с погрешностью не более чем в несколько процентов. Применяемый метод статобработки данных также немало сказывается на их объективности при получении значения Р на грани или вблизи первого порога. Так, в одних случаях положительные результаты отдельных опытов легко попадают в разряд недостоверных или сомнительных. [9, 10], а в других — имеет место обратное, когда ряд результатов, заметно уступающий первому порогу достоверности, приводится без пояснений с Р <0,05 [3, 7].

Определенные попытки устранения этих недостатков в научной литературе предпринимаются. Однако выдвигаемые предложения при одновременном их применении вступают в определенное противоречие. Так, с целью большей детализации второго порога значимости одни авторы [5] начинают применять наряду с Р <0,01 также Р <0,02. Другие [2, 4], используя порог Р <0,05, еще более снижают этим точность определения значимости результатов, причем в диапазоне порогов, где наиболее проявляется достоверность данных.

Таким образом, необходимость совершенствования и унификации принятого метода представления порогов бесспорна. С целью предотвращения потери определенной части необходимой информации, на первый взгляд, требуется большая дифференцировка пределов значимости. Однако простое увеличение числа пороговых уровней лишь усложняет сложившуюся систему представления Р и соответственно восприятие материалов. Поэтому более целесообразно прежде всего повышение точности указания тех же порогов в виде Р≈0,05, Р <0,05, Р≈0,01, Р <0,01, Р≈0,001, Р <0,001. Причем значения Р, равные 0,05, 0,01, 0,001, следует приводить в тех случаях, когда вычисленные параметры критерия достоверности разности средних (td) отклоняются от стандартного (tst) не более чем на ±10%.

Имеется и другая не менее существенная возможность повышения эффективности обработки результатов научных исследований, заключающаяся в некотором смещении первого порога значимости. Так, дополнительная обработка материалов многих публикаций [1, 10] в разных источниках показывает, что нередко изменения нескольких показателей из числа исследованных не подтверждаются лишь в силу того, что они находятся вблизи или на грани первого порога достоверности (Р=0,05). Достоверность таких данных может быть легко доказана повторными опытами даже при незначительном повышении точности измерения или объемов сравниваемых выборок. Однако это не имеет большого смысла, поскольку ожидаемые результаты вполне предсказуемы, а проведение повторных исследований связано с новыми затратами.

Природа определенной противоречивости описанного выше случая кроется в том, что достоверность ряда показателей не удается подтвердить при применяемом уровне нижнего порога даже при регистрации заведомо значительных сдвигов в организме, превышающих, например, 20—30%. Отсюда следует, что при оценке результатов биомедицинских исследований предъявляется слишком жесткое требование к нижней границе порога значимости (Р <0,05), неадекватное технике проведения многих анализов, которое соответственно нуждается в определенной корректировке.

Подтверждением отмеченного может служить также то, что многие из анализируемых показателей в отдельности не являются высокоинформативными и, как правило, используются для комплексного или многопараметрического анализа.

Для корректировки Р прежде всего требуется выяснить допустимый предел смещения нижнего его порога в сторону завышения. Из анализа публикаций [1, 10] следует, что сместив нижний порог лишь в 2 раза, то есть считая его равным 0,1, можно подтвердить наличие достоверных сдвигов целого ряда показателей, которые ранее не обнаруживались. Изредка осуществляемое большее смещение порога, например до Р <0,2, является нецелесообразным, так как уже каждый пятый анализ выходит за рамки обсуждения.

В литературе также встречаются единичные работы [5, 6], в которых авторы используют в качестве нижнего порога Р <0,1. Примечательно, что если представленные в них данные обработать при общепринятом нижнем пороге Р <0,05, то некоторые из достоверных результатов применительно к решаемым задачам неоправданно переходят в разряд недостоверных. В случае кажущейся или реальной неадекватности, с точки зрения читателя, использованного в публикации порога (Р <0,1) соответствующие результаты могут быть легко вычленены при анализе материала.

Определенная потеря информаций имеет место и при использовании в качестве нижнего порога Р> 0,10 или Р>0,05. Обычно такой результат в большинстве случаев воспринимается как отсутствие изменения в исследуемых показателях. Вместе с тем, согласно биометрии [8], величина Р <0,05 указывает лишь на неопределенность полученного результата. При этом изменения исследуемого параметра могут, действительно, отсутствовать или использованный объем выборки будет недостаточным.

В случае получения Р>0,10 — 0,05, а td ≪2 вполне допустимо принять отсутствие изменений в показателях. Однако существует немало примеров, когда вычисленные значения td лишь незначительно не достигают первого стандартного порога (всего на 5—10%). По этой причине исключать из обсуждения такие результаты представляется ошибочным.

Критерий td может несколько уступать tst и по причине вероятностного колебания величин признаков в каждой выборке. Поэтому простое отрицание результатов при Р> 0,1—0,05 или, наоборот, их обсуждение только на основании наличия процентных изменений средних значений (М) ведет не только к субъективной интерпретации излагаемых материалов, но и к потере немаловажной информации. Во избежание этого при получении Р>0,1 целесообразно соизмерять степень отклонения td относительно tst в диапазоне, ограниченном нижней его предельно допустимой величины (tdmin). Последняя может быть найдена из следующих предпосылок.

За минимально допустимое различие между средними величинами М₁ и М₂ вполне допустимо взять такую величину, при которой разность значений M₁+m₁, и М₂-m₂ по модулю становится больше нуля. В этом случае М₂ будет отличаться от М₂ более чем на 2m при одновременном выполнении условия m₁=m₂. Воспользовавшись известной формулой td [8] и подставляя соответствующее значение М₂, получим

$\text{td=}\frac{{\mathrm{M}}_2 — {\mathrm{M}}_1}{\sqrt{{\mathrm{m}}_1^2—{\mathrm{m}}_2^2}}\text{=}\frac{({\mathrm{М}}_2 — 2\mathrm{m}) — {\mathrm{M}}_1}{\sqrt{2{\mathrm{m}}^2}}\text{= 1.4}$      

Поскольку резервы снижения т за счет совершенствования техники эксперимента во многих опытах остаются до конца не востребованными, то использование td меньше tst, но больше 1,4 является вполне допустимым при обработке материалов.

Следовательно, при Р> 0,10 или Р> 0,05 неопределенность результата в немалой степени может быть устранена, если его обсуждение осуществлять при получении td более 1,4. В таких случаях наряду с Р следует одновременно использовать значения td.

Например, Р> 0,1, td=1,8".

Имеется немало задач, когда требуется доказать, наоборот, отсутствие влияния воздействующего фактора на биообъект. Обычно и в этом случае руководствуются системой порогов, фактически предназначенной для подтверждения и одновременной оценки значимости регистрируемых сдвигов. Такой метод и используемое в качестве граничного порога недостоверности Р> 0,05, далеко не адекватны отдельным решаемым задачам.

В таких случаях имеет смысл использовать в качестве нижнего порога Р> 0,1, но также при этом учитывая td. При получении td <0,35 целесообразно приводить порог значимости в виде Р≫ 0,1. В качестве последнего значения td выбрана величина, при которой ни значительное увеличение объема выборки, ни существенное снижение ошибки опыта (в 3—4 раза) практически не могут привести к достоверности результата. Она получена из приведенной выше формулы при условии M₁—М₂ <0,5 m.

Изложенный метод оценки результатов является приближенным, но используя его на данном этапе можно существенно повысить объективность обсуждения материалов.

Для наглядности практические предложения обобщенно представлены в таблице. Как из нее следует, вместо 4 широко применяемых порогов значимости для повышения информативности результатов предлагается использовать до 10 их градаций.

Биометрические показатели порогов значимости

Используемые в литературе Р	Рекомендуемые для применения Р	Следует приводить при уровнях td
> 0,05	≫ 0,1	Td < 0,35
	> 0,1, td	0,35 < td > tstl
	≈0,1	Td = tstl ± 10%
	<0,1	Td > tst 1
	≈0,05	Td = tst2 ± 10%
<0,05	<0,05	Td > tst3
	≈0,01	Td = tst3 ± 10%
<0,01	<0,01	Td > tst4
	≈0,001	Td = tst5 ± 10%
<0,001	<0,001	Td > tst5

Таким образом, использование большего числа порогов значимости, смещение их нижней границы до Р <0,1 и учет при Р> 0,1 критерия достоверности разности средних (td) дают возможность более объективно описывать результаты исследования, выявляя их научную значимость.