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预测模型

Deming回归

两条定量读数两边都带误差时,按误差方差比估一条校准直线,用来问新方法相对参比是不是斜率接近 1、截距接近 0。

更新日期 2026-08-29 回归

这篇能回答什么

Deming 回归回答的是:「方法 A 和方法 B 测同一批对象,校准直线的斜率、截距是多少」。普通最小二乘把横轴当成没有误差的设计点,只惩罚纵轴残差;测错横轴时,斜率会被压向 0。Deming 允许两边都有误差,用误差方差比 λ=σᵧ²/σₓ² 把距离加权,得到一条两边都认账的直线。医学检验里常拿新仪器对参比仪器,问斜率是否接近 1。

教学表用同一学生的语文成绩(方法 A / 横轴)与数学成绩(方法 B / 纵轴)练操作——真实论文应换成同一指标的两台仪器。成对完整 389 对。相对拟合直线:新法偏低 49 对(12.6%),新法偏高 53 对(13.62%),带内 287 对(73.78%)。偏低与偏高只差 4 对,主体在带内。本页不给 t / F,也不把带内百分比当成「可以互换」的证明。

什么时候不该用

只有纵轴有误差、横轴是精确设定的剂量或时间,用线性回归。要看差值随均值如何散开、给 95% 一致性界限,用 Bland-Altman。只检验平均差是否为 0,用配对 t。把重复测量的方差拆成对象间 / 误差,用 ICC。

如何选择方法

方法学比对先问:要校准直线,还是要差值图。要斜率、截距、两边误差 → Deming。要偏倚与 LoA → Bland–Altman。横轴无误差的因果/预测式 → OLS。只要「平均差显著与否」→ 配对 t。ICC 高只说明排序接近,回答不了「斜率是不是 1」。

  • Deming回归:恰好两列定量读数;输出校准直线与残差带占用。

  • OLS:假定横轴无误差,斜率常被衰减。

  • Bland-Altman:均值—差值图,不估计斜率。

  • 配对 t / ICC:平均差或方差比,不是校准直线。

输入、输出与限制

输入

勾选两列定量测量,顺序即横轴 / 纵轴。可选误差方差比 λ:不知道两边精密度时,教学默认 λ=1(正交回归)。按行删除任一端缺失。

  • 方法 A(横轴):1 个定量列。

  • 方法 B(纵轴):1 个定量列。

  • 误差比 λ:可选;缺省按 1。

输出

残差带占用:偏低 49、偏高 53、带内 287,N=389。图是两法散点加 Deming 直线,常与 y=x 参考线对照。没有 t 列,没有 F 列。

产品限制

  • 成对完整以按行删缺失为准,本页 389。

  • 类别 A/B/C 是残差带,不是年级。

  • 带内 73.78% 不能代替预先写好的临床可接受误差。

  • λ 填错会旋转直线:纵轴更吵时应让 λ>1。

  • 本页不输出 LoA,也不做等价检验。

案例

研究问题。 同一批学生有语文、数学两列连续分数。把语文当参比量尺、数学当「新量尺」,练习:两边都有考试误差时,校准直线会不会被 OLS 压扁,残差带里偏低、偏高是否大致对称。

教学示例工作表为「Sheet1」。方法 A 勾选语文成绩,方法 B 勾选数学成绩。成对完整 389。偏低 49(12.6%),偏高 53(13.62%),带内 287(73.78%)。两尾接近,说明直线没有把残差全部推到一侧。下载后按同样两列复现占用。真实投稿请换成同一指标的两台仪器,并事先给出 λ。

下载教学示例表(定量成绩)

在 StatsX 中操作

  1. 步骤 1 · 放入成绩表

    把定量成绩表拖进工作台,确认「Sheet1」。单文件不超过 20 MB。

  2. 步骤 2 · 挑两列同一量纲的连续读数

    画像确认语文、数学为定量。学号、年级不要进这两格。实验室数据应换成仪器 A / 仪器 B。

  3. 步骤 3 · 搜索 Deming

    目录输入 Deming 或「戴明」。不要点成普通线性回归或 Bland-Altman——后两者回答的问题不同。

  4. 步骤 4 · 横轴语文、纵轴数学

    方法 A 选语文成绩,方法 B 选数学成绩。λ 不知道就保持 1。运行分析。

  5. 步骤 5 · 对人数,再看直线

    合计应对 389。偏低约 49、偏高约 53、带内约 287。然后看直线相对 y=x 是更平还是更陡。不要在表里找 t。

StatsX 工作台上传定量成绩表做 Deming
把教学示例表拖进上传区。
列画像确认两列成绩为定量
两列测量必须是同一量纲的连续读数。
在目录中选择 Deming 回归
选定「Deming's 回归」。
为 Deming 指定语文与数学两列
横轴语文、纵轴数学;λ 可保持 1。

如何阅读输出

下表清点 389 对完整读数落在 Deming 直线哪一侧。偏低 49(12.6%),偏高 53(13.62%),带内 287(73.78%)。工作台类别 A/B/C 按这个顺序对应。带内占比高,只说明大多数点离直线不远,不能写成两种量尺可以互换。

相对 Deming 线的残差带占用
相对拟合直线对数占比(%)
新法偏低(残差为负)4912.6
新法偏高(残差为正)5313.62
落在拟合带内28773.78
合计(成对完整)389100

工作台类别 A/B/C 依次对应偏低、偏高、带内。表内只有对数与占比,没有 t 或 F。

Deming 残差带占用表
人数应与上表一致:49 / 53 / 287,合计 389。
两法散点与 Deming 校准直线
对照 y=x:更平表示新法被压缩,更陡表示被拉伸;点数以表为准。

阅读顺序:成对 N=389 → 偏低 / 偏高是否接近(49 对 53)→ 带内 73.78% 只作描述 → 斜率是否靠近 1、截距是否靠近 0。语文与数学本不是同一台仪器的重复测量,教学直线偏离 1 很常见,不要写成「数学卷校准失败」。实验室数据上,斜率明显小于 1 且 λ=1 时,先核对纵轴是不是更吵,再决定是否改 λ。Bland–Altman 页的偏倚与 LoA 是另一张图,不要把 73.78% 带内去对那页的 5% 越界。

理论与公式

设横轴测量误差方差为 σₓ²,纵轴为 σᵧ²,比值 λ=σᵧ²/σₓ²。Deming 最小化加权正交距离。λ=1 时退化为正交回归。斜率的一种闭式写法(以样本协方差表示)为:

OLS 相当于 λ→∞(只信横轴、只罚纵轴),斜率朝 0 衰减。λ→0 则接近把纵轴当无误差。本页占用把相对拟合直线的残差切成负侧、正侧与带内,箱界按教学拟合带,不是假设检验。没有给出 t,就不要把「斜率等于 1」写成已被检验。

注意事项

  • 语文对数学只是操作练习,不能当成仪器比对结论。

  • λ 不是调出来好看的旋钮,应来自重复测量的方差比。

  • 带内 73.78% 替代不了预先声明的可接受误差。

  • 表里没有 t / F,不要手写「斜率显著不等于 1」。

  • 389 是成对完整,和全表行数不是同一个分母。

  • Deming 不管比例偏倚随浓度变化;那种形状要另做加权或分段。

常见问题

参考文献

  • Deming, W. E. Statistical Adjustment of Data. Wiley, 1943.

  • Linnet, K. Evaluation of regression procedures for methods comparison studies[J]. Clinical Chemistry, 1993, 39(3): 424–432.

  • Cornbleet, P. J., & Gochman, N. Incorrect least-squares regression coefficients in method-comparison analysis[J]. Clinical Chemistry, 1979, 25(3): 432–438.

  • Bland, J. M., & Altman, D. G. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement[J]. Lancet, 1986, 327(8476): 307–310.