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第五章 實證分析
第一節 主題分析
本章主要探討「帕金森氏症與跨步時間的關係」。
帕金森氏症(Parkinson’s disease (PD))是最常見的神經病變之一，屬於進行性動作障 礙疾病的一種，在美國每年約有 6 萬人口被診斷罹患此症狀，其中 60 歲以上老年人較 為常見。其發病具有階段性，常見症狀為僵直、震顫、運動遲緩、平衡及行走障礙等等，
根據嚴重程度依 Hoehn&Yahr 分級表分為五個階段，也可能伴隨其他症狀如抑鬱、記憶 力減退、語言障礙等等，目前主要以藥物治療和手術治療為主。
帕金森氏症並沒有特異性診斷詴驗，在臨床上將帕金森氏症分為三類，分別是原發 性、非典型、次發性。研究上多以跨步時間(stride time)、擺盪時間(swing time)等步態表 現搭配跑步機與感測器來測量，Frenkel-Toledo, Giladi, Peretz, et al.(2005)文中提到帕金 森氏症病患在正常速度下步態表現的變異較正常病患大，並指出步態表現變異與罹患帕 金森氏症有關[12]。
本章使用 Physionet 所提供研究帕金森氏症者其步態紀錄資料，利用傾向分數對兩 組詴驗者進行分配，並觀察其平衡效果[13]。
第二節 資料來源與變數定義
壹、 資料來源
擷取 Physionet 中帕金森氏症步態研究所提供之提資料庫，正常速度下感測器測量
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藉由傾向分數配對方法來進行實證分析。分析過程中，主要著眼於藉由配對前之 KLIC 及 KS 值來預估配對比率，並與真實配對比率做比較；以及配對後 KLIC 及 KS 值的計 算，作為平衡診斷的一個判斷準則。
貳、 變數說明
以有無罹患帕金森氏症作為詴驗分組的指標( )進行配對，詳述如下：
罹患帕金森氏症 暴露組 未患帕金森氏症 非暴露組
並以調整過的跨步時間變異(stride time variability(STV), )為評分標準，所包含變數共 七個，分別為性別、年齡、身高、體重、步行速度、平均步行時間、跨步時間標準差。
後兩項變數為感測器所測得之數據整理，受測者在水平地面以各自正常速度行走兩 分鐘，並記錄雙腳各 8 個感測器所呈現之地面垂直反作用力(vertical ground reaction force, VGRF)，來計算腳尖離地與著地之時間以換算步行時間，紀錄頻率為 100 赫茲。
第三節 分析結果
壹、 分析步驟
實證分析步驟如下：
(1) 傾向分數估計：我們依上述變量進行羅吉斯迴歸(logistic regression)以估計傾向分 數。
(2) 配對前比較：繪製配對前傾向分數分配之對照圖，並分別計算配對前六種 KLIC 與 KS 統計量，具以推測成功配對的比率。雖然第四章中我們建議採用 KLIC3 或 KLIC6 作為平衡診斷工具，不過為了進行比較，我們仍將七個統計量的結果全數列出。
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(3) 配對方式：以傾向分數作為配對依據，採用貪婪分配，並設定門檻(caliper)值為 0.2。
(4) 配後比較：計算成功配對的比率，繪製配對後傾向分數分配之對照圖，並計算配對 後六種 KLIC 與 KS 統計量之數值，進行平衡診斷。
貳、 分析結果
我們將配對前後的 KLIC 與 KS 值整理於表 5-3.1。就配對前各統計量的數值與表 4-1.1 的臨界值做比較後可以發現，除 KS 略大之外，其他六個 KLIC 皆較 95%臨界值低，
顯示其原始資料分布應差異不大，對照圖 5-3.1 左圖可知分配大致相似，但仍有些許落 差，可能是樣本數太小所致。雖然表 4-1.1 的臨界值是架構於三類特定的機率分配，此 資料傾向分數呈現雙峰分配未必適用，但我們仍進一步分析配對前後之差異。圖 5-3.1 中呈現的是配對前後兩組之傾向分數分配的對照圖，其中黑色實線為暴露組，綠色虛線 則是非暴露組。
由於原始資料樣本數總數 158 筆，我們以表 4-3.2 中最接近的情況依樣本數 500 做 為參考，推估成功配對比例應高於 0.97，表示配對成功比率非常高，應該值得進行傾向 分數配對。由表 5-3.2 可以發現實際進行配對後，71 個非暴露組的詴驗對象中，69 人成 功配對，配對比例接近 0.97，某種程度上符合預期。
最後，由表 5-3.1 可以發現，對照配對前與配對後各統計量皆明顯下降許多，也遠 低於表 4-1.1 中之臨界值，這意味著配對後暴露與非暴露兩組已可視為達到平衡。圖 5-3.1 的右圖也反映此項事實，該圖呈現的是配對後暴露與非暴露兩組之傾向分數分配的對照 圖。由於兩組之傾向分數機率密度函數圖幾乎一模一樣，顯示出傾向分數配對之後兩者 的背景變項的分配幾乎相同，因此可視為隨機配置。另外，由表 5-3.1 中也可以看到配 對後的 KLIC1 出現非常小的負號，與模擬結果類似，是在計算 KLIC 過程中若兩樣本非 常接近時，因其定義在實務上的處理使得負號產生，在此可視為兩者分配非常接近。
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表 5-3.1 配對前後統計量
KLIC1 KLIC2 KLIC3 KLIC4 KLIC5 KLIC6 KS 配對前 0.0162 0.0162 0.0162 0.1245 0.1246 0.1246 0.1470 配對後 -0.0000* 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0290
*實務操作上太相近的兩個分配其 KLIC 值計算上受範圍選取而產生負值。
上述配對後 KLIC2 至 KLIC6 皆為小於 0.00001 之正數。
表 5-3.2 配對前後非暴露組個數與比例 N=158 配對前 配對後 比例 非暴露組 71 69 0.9718
圖 5-3.1 配對前後傾向分數 PDF 比較