临床医学与生存分析
Bland-Altman 一致性分析
对照同一批对象上两种定量测量的系统偏倚与 95% 一致性界限,判断读数能否在临床上互换。
这篇能回答什么
Bland–Altman 图回答的是:「方法 A 和方法 B 测同一个人时,差值大概偏哪边、散开有多宽」。它对每一对读数先算平均值(横轴)和差值(纵轴),再报告均值差(偏倚)、差值标准差,以及均值差 ± 1.96 倍标准差得到的 95% 一致性界限(Limits of Agreement, LoA)。绝大多数点落在 LoA 内,只说明差值的经验分布大致如此;能不能互相替代还要拿 LoA 的宽度去对预先写好的临床可接受误差,而不是看相关系数高不高。
适合:同一对象、同一时刻(或可忽略时间差)的两列连续读数——新仪器对参比仪器、床旁无创对有创、两次重复化验。StatsX 要求恰好两列定量,按行删除缺失后至少 10 对。本页绑定的是「方法A」减「方法B」。
如何选择方法
方法学比对先问单位是否相同、有没有金标准类别。两列同一量纲的连续读数,主图用 Bland–Altman;要斜率截距用 Deming;只要「平均差显著与否」用配对 t;要「小到可以替换」且 Δ 事先写好,用配对 TOST。ICC 高只说明排序一致,Kappa 只管分类标签,都不能代替 LoA 的毫米汞柱或浓度单位。
Bland-Altman:恰好 2 个定量测量列;输出偏倚、偏倚的 95% CI、上下 LoA、越界占比与均值—差值散点。
配对 t / 配对等价:同一对差值的假设检验或 TOST,不报告 1.96×SD 界限。
ICC:重复测量或评分者的方差比,对系统平移不敏感。
Kappa:两名评分者的类别一致性,不能吃连续读数。
ROC:金标准 0/1 + 连续得分,问的是分开两类,不是两法互换。
输入、输出与限制
输入
测量结果角色一次勾选两列定量,顺序就是相减方向:第一列减第二列。不要把金标准、年龄或标志物塞进这两格。
测量结果:最少 2 个,最多 2 个,定量。
输出
参数表四行:均值差(偏倚)及其正态近似 95% CI、差值标准差、LoA 下限(Mean − 1.96 SD)、LoA 上限(Mean + 1.96 SD)。表注写清两列名、有效对数、落在 LoA 外的比例。图是横轴为两法均值、纵轴为差值的散点,并画出偏倚线与上下界限。洞察根据偏倚 CI 是否跨过 0 判断「有没有显著系统误差」,并根据越界占比作提示。
产品限制
按行删缺失后至少 10 对,否则拒绝运行。
差值标准差用样本标准差(自由度 n−1);界限系数固定 1.96,不是 t 分位数。
偏倚的区间用 ±1.96×(SD/√n),不输出 LoA 本身的置信带(Bland–Altman 1999 那种更宽的界限不确定度)。
越界占比按「差值 < 下限或 > 上限」计数;正态假设下期望约 5%,看见 5% 本身不能证明「刚好合格」。
本方法不估计斜率、不校正比例偏倚,也不把 ICC 或 Kappa 写进同一张表。
案例
研究问题。 同一批对象同时有「方法A」与「方法B」两个连续读数。需要知道 A 是否整体偏低或偏高,以及单个对象上的差值通常会落到多宽的区间,才能讨论两套读数是否在临床上可互换。
绑定来自临床 xlsx 的 diagnostic 工作表,共 220 行、无缺失。六列里本页只用第 3、第 4 列(方法A、方法B);金标准、预测分数留给 ROC,年龄与标志物不参与相减。运行后偏倚为 −0.1413(A 平均低于 B),95% CI 为 [−0.2008, −0.0819],越界 5.00%。下载同一文件后按这两列复现。
在 StatsX 中操作
步骤 1 · 上传表格
打开工作台,把临床教学 xlsx 拖进上传区,确认工作表切到 diagnostic。单文件不超过 20 MB。
步骤 2 · 查看画像与质量
方法A、方法B 应为定量且成对完整。金标准是 0/1,不要误当成第二套测量。
步骤 3 · 选择「Bland-Altman 一致性分析」
目录里搜「Bland」或「一致性」,点选后进入测量结果角色,不要进 ROC。
步骤 4 · 指定变量并运行
测量结果恰好勾选方法A 与方法B(先 A 后 B,差值方向为 A−B)。不要勾预测分数。点击运行分析。
步骤 5 · 阅读结果
先看偏倚 CI 是否跨 0,再看 LoA 宽度是否落进你预先写的临床误差,最后看散点有没有随均值张开或弯曲。




如何阅读输出
下表由 diagnostic 上这 220 对读数在 StatsX 中算出。均值差 (Mean Difference, 偏倚) = −0.1413,区间 [−0.2008, −0.0819] 整体在 0 下方,因此洞察写「存在显著系统误差」——A 系统性低于 B 约 0.14 个读数单位。差值 SD = 0.4497,于是 LoA = −1.0228 到 0.7401。11 个点落在界外(5.00%),与正态假设下的名义 5% 相合,不能据此写成「刚刚好可接受」。
| 一致性指标 | 计算值 | 95% 置信区间 / 说明 |
|---|---|---|
| 均值差 (Mean Difference, 偏倚) | -0.1413 | [-0.2008, -0.0819] |
| 差值标准差 (SD) | 0.4497 | - |
| 一致性下限 (95% LoA Lower) | -1.0228 | Mean - 1.96 SD |
| 一致性上限 (95% LoA Upper) | 0.7401 | Mean + 1.96 SD |
对比方法:『方法A』与『方法B』。总观测样本数:220。越界点(落在 LoA 外)占比为 5.00%。


【系统偏倚】Bias=-0.1413,95%CI=[-0.2008, -0.0819],存在显著系统误差。
读图顺序:有没有随均值增大而呈喇叭口(比例偏倚)→ 有没有弯曲(非线性)→ 越界点是否集中在高端或低端。本教学示例偏倚显著但绝对值不大;论文里应同时给出偏倚、LoA 和预先规定的最大允许误差。若允许误差是 ±0.5,则下界 −1.02 已经超出,不能因为「大多数点在线内」就宣布可替代。ICC 就算很高,也回答不了「差 1 个单位能不能用」。
理论与公式
记同一对象的两读数为 X(方法A)与 Y(方法B)。Bland–Altman 用均值刻画测量水平,用差值刻画不一致:
偏倚是差值的样本均数;95% LoA 在差值近似正态时取均数两侧 1.96 个样本标准差。StatsX 对偏倚另给正态近似区间,不对上下 LoA 再套一层置信带:
s_d 按 n−1 计算。越界率是 |指示函数| 的样本均值。相关系数、ICC 可以在两法差一个常数时仍然接近 1,所以不能拿来代替 LoA。Kappa 定义在列联表上,单位都对不上。
注意事项
两列必须成对、同单位;把不同日、不同部位的测量强行配对会让 LoA 无临床含义。
调换勾选顺序会翻转偏倚符号,表注里的方法名也会对调,写论文时写清「谁减谁」。
偏倚 CI 不含 0 只说明平均差显著,不自动等于「不可互换」;反过来,CI 含 0 也不等于 LoA 够窄。
比例偏倚(差值随均值增大)时,固定 LoA 会误导,应考虑对数变换或百分比 Bland–Altman,本页不自动变换。
n=10 刚过门槛时,1.96 近似偏瘦,LoA 本身很不稳定。
越界 5% 是正态尾巴的期望,不是「通过线」。临床通过与否只看 LoA 是否落在预设误差内。
常见问题
参考文献
Bland, J. M., & Altman, D. G. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement[J]. The Lancet, 1986, 327(8476): 307–310.
Giavarina, D. Understanding Bland Altman analysis[J]. Biochemia Medica, 2015, 25(2): 141–151.
陈峰. 医用多元统计分析方法[M]. 中国统计出版社.
Koo, T. K., & Li, M. Y. A Guideline of Selecting and Reporting Intraclass Correlation Coefficients for Reliability Research[J]. Journal of Chiropractic Medicine, 2016, 15(2): 155–163.