SPSS 命令: SPSS PROBIT

剂量反应数据的概率单位分析

概率单位分析对分组的是/否反应(每个剂量下 n 个对象中有多少出现反应)拟合 S 形曲线,并据此推算 ED50 等有效剂量及其基准置信限。

免费 · 无需注册 · 文件留在本机 · 更新于 2026年10月18日

能告诉你什么

Crosstabs 在你的设备上运行与 SPSS PROBIT 对应的过程,支持 Probit 或 Logit 模型、剂量对数变换、可选的自然响应率,以及组间相对中位效价。

  • 反应概率随剂量上升的陡峭程度(Probit 或 Logit 尺度上的斜率)及其标准误。
  • 产生 1% 至 99% 任一反应率所需的剂量(包括 ED50),以及原始剂量尺度上的 95% 基准限。
  • 模型是否拟合分组数据(Pearson 拟合优度检验),以及是否需要异质性因子。
  • 有分组因子时,剂量反应线是否平行,以及一种制剂的效价是另一种的多少倍。

适用场景

适合使用

  • 毒理学、药理学或农学生物测定,每行为一个剂量及其试验数与反应数。
  • 需要带置信限的有效剂量(ED50、ED90、LD50),而不仅仅是回归系数。
  • 在共同斜率下比较两种及以上化合物或批次(相对中位效价)。
  • 零剂量下也有部分对象出现反应,需要估计或固定这一自然响应率。

改用其他方法

  • 每行是一个个体的 0/1 结果且有多个预测变量:更适合用二元 Logistic 回归,或 GENLIN 的二项 Probit 联接。
  • 反应是连续测量值而非反应个数:用非线性回归拟合剂量反应曲线。
  • 需要多个协变量下的有效剂量限:置信限表仅在单个协变量时输出。

在 Crosstabs 中如何操作

  1. 01

    整理分组数据

    每个剂量(及组别)一行,分别有反应数、试验总数和剂量列。在“统计”模式下打开该数据。

  2. 02

    选择概率单位分析

    在“回归”组中选择“概率单位分析”(PROBIT)。

  3. 03

    指定变量

    将“响应频率”设为反应数,“观察总数”设为试验总数,在“协变量”中勾选剂量(最多 6 个),如有分组可选择“因子(可选)”。

  4. 04

    设置模型

    在“模型”中选择 Probit 或 Logit,“变换协变量”选无、以 10 为底的对数或自然对数,“自然响应率”选无、根据数据计算或指定值。

  5. 05

    运行并查看置信限

    点击“运行”。“置信限”表中概率为 .50 的行即 ED50,已反变换回原始剂量尺度。

计算示例

以下结果由 Crosstabs 引擎在构建本页时根据模拟数据实际计算得出,并非手工填写。

用示例数据试一试

数据

两种模拟制剂(A、B)分别在剂量 1、2、4、8、16、32 下各试验 40 个对象;responded 为出现反应的个数。反应数按 log10(剂量) 上的 Probit 曲线做二项抽样生成,B 需要更高剂量才能达到同样效果;随机种子固定。“变换协变量”= 以 10 为底的对数,“因子”= formulation。

参数估计值
项目参数估计标准误Z显著性下限上限
PROBITdose (log10)2.7870.20613.499<.0012.3823.191
Intercept [formulation=A]−1.8990.179−10.633<.001−2.249−1.549
Intercept [formulation=B]−2.3320.203−11.511<.001−2.729−1.935
卡方检验
项目类别卡方自由度显著性
PROBITPearson 拟合优度检验10.6139.303
平行性检验0.0371.847
置信限
formulation概率估计下限上限
A0.1001.6651.2822.066
A0.5004.8014.0165.736
A0.90013.84211.17517.937
B0.1002.3811.8402.947
B0.5006.8655.7468.210
B0.90019.79315.93825.752

基准限使用正态临界值 1.96。此处仅显示概率 .10、.50 和 .90;面板中列出 .01 至 .99。

相对中位效价估计值
formulation估计下限上限
A vs. B0.6990.5250.904
B vs. A1.4301.1061.904

效价已反变换为原始尺度上的剂量比。

结果解读

在 log10 剂量尺度上,共同的 Probit 斜率为 2.787(标准误 0.206)。Pearson 拟合优度检验为 χ²(9) = 10.61,p = .303;平行性检验(p = .847)未拒绝斜率相等,因此可以用水平平移来比较两条剂量反应线。A 的中位有效剂量(ED50)为 4.80,B 为 6.87;相对中位效价 A vs. B 为 0.699(95% 基准限 0.525 至 0.904)。

输出表格说明

参数估计值
每个协变量的斜率和每组一个截距,附标准误、Z、显著性和置信区间;脚注给出模型方程。
自然响应率
选择根据数据计算或指定值时显示:模型中包含的背景反应比例。
卡方检验
Pearson 拟合优度检验;有因子时还给出平行性检验。Pearson 检验 p 小于 .150 时,使用异质性因子放宽置信限。
单元格计数和残差
每个剂量的对象数、观察与期望反应数、残差和拟合概率。
置信限
概率 .01 至 .99 对应的估计剂量及 95% 基准限,分别给出变换尺度与原始尺度。
相对中位效价估计值
有因子且各线平行时:每对组之间中位有效剂量之比及其 95% 置信限。

前提假设与注意事项

  • 各对象的反应相互独立,因此每个剂量下的反应数服从二项分布;额外变异会表现为 Pearson 检验显著。
  • 反应概率在所选剂量尺度(通常为对数剂量)上服从正态(Probit)或 Logistic(Logit)曲线。
  • 做对数变换时剂量必须为正;无法变换或计数无效的行会被排除并注明。
  • 只有当平行性检验支持共同斜率时,相对效价才有意义。

结果如何验证

PROBIT 与 statsmodels 二项 GLM(Probit 或 Logit 联接)以及按 SPSS 基准限和相对效价公式独立实现的 NumPy 版本对照。在含分组因子、log10 剂量的模型中,估计值误差在 1e-7 以内,标准误在 1e-6 以内,Pearson 统计量在 1e-7 以内,基准限与相对中位效价在 1e-6 以内;另用不含因子的 Logit 模型检验了异质性因子下的置信限,估计的自然响应率误差在 1e-5 以内。 验证证据(英文)

常见问题

选 Probit 还是 Logit 模型?

二者给出的有效剂量通常非常接近。Probit 是毒理学的传统选择,假设耐受量服从正态分布;Logit 尾部更厚,斜率可解释为优势比。拿不准时可比较两者的 Pearson 拟合优度。

为什么要对剂量取对数?

生物耐受量常服从对数正态分布,因此剂量反应曲线在对数剂量上对称。选择“以 10 为底的对数”或“自然对数”后,置信限仍会反变换到原始剂量尺度报告。

什么是异质性因子?

若 Pearson 拟合优度检验 p 小于 .150,说明反应变异超出二项模型的允许范围。此时用 Pearson 卡方除以自由度和 t 临界值放宽置信限,并在脚注中说明。

为什么没有基准限?

只有剂量效应明显不为零(g < 1)时才存在基准限。若斜率估计不够精确,表格会说明无法计算;增加剂量水平或对象数通常可以解决。

如何解读相对中位效价?

A vs. B = 0.70 表示 A 只需 B 剂量的 0.70 倍即可达到同样的 50% 反应率,即 A 效价更高。该解释以平行性检验不拒绝共同斜率为前提。

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