対応のないt検定のノンパラメトリック代替法。正規分布を仮定せずに2つの独立群を比較します。
Mann-Whitney U検定(Wilcoxon順位和検定とも呼ばれます)は、2つの独立した群の 分布を比較するために使用されるノンパラメトリック統計検定です。独立標本t検定と 異なり、データが正規分布に従うことを仮定しないため、順序データ、非対称分布、 または正規性を検証できない小標本に適しています。Henry B. MannとDonald R. Whitneyが1947年に開発し、行動科学、医学、社会研究で最も広く使用される ノンパラメトリック検定の一つです。
Mann-Whitney U検定は独立標本t検定のノンパラメトリックな代替手法です。以下の 条件のいずれか1つ以上に該当する場合に使用します:データが順序尺度(例: リッカート尺度)で測定されている場合、正規性の仮定が満たされない場合、 標本サイズが非常に小さい場合(例:群あたりn < 15)、またはパラメトリック 検定の結果を歪める可能性のある外れ値が含まれている場合。
| 特性 | Mann-Whitney U | 独立標本t検定 |
|---|---|---|
| 種類 | ノンパラメトリック | パラメトリック |
| データ水準 | 順序尺度または連続型 | 連続型(間隔/比率尺度) |
| 正規性の必要性 | 不要 | 必要(または大標本) |
| 比較対象 | 順位分布 | 平均 |
| 効果量 | 順位二系列相関 r | Cohen's d |
| 外れ値への頑健性 | 高い | 低い |
研究者が新しい治療(群1)を受けた患者とプラセボ(群2)を受けた患者の 疼痛評価(1-10点尺度)を比較します。疼痛評価は順序データであり標本が 小さいため、Mann-Whitney U検定が適切です。
群1 — 治療群 (n=8)
85, 72, 91, 68, 77, 95, 83, 89
Mdn = 84.0
群2 — プラセボ群 (n=8)
65, 78, 71, 62, 73, 69, 75, 67
Mdn = 70.0
結果
U = 5.0, z = -2.84, p = .005, r = 0.84
治療群はプラセボ群より有意に高いスコアを示し、大きな効果量 (順位二系列相関 r = 0.84)を示しました。
1. 順序尺度または連続型データ
従属変数は少なくとも順序尺度で測定されている必要があります。リッカート尺度、 試験得点、反応時間などが含まれます。
2. 独立した群
2つの群は互いに独立でなければなりません。対応またはマッチングされたデータの 場合はWilcoxon符号順位検定を使用してください。
3. 独立な観測
各群内の観測は独立でなければなりません。反復測定やクラスターデータはこの 仮定に違反します。
4. 類似した分布形状(中央値比較時)
検定結果を中央値の比較として解釈するには、2つの群の分布形状が類似している 必要があります(位置のみが異なる場合)。
順位二系列相関(r)は、Mann-Whitney U検定に推奨される効果量 指標です。−1から+1までの範囲を取り、2群間の有利な比較と不利な比較の 比率差を表します。
| |r| | 解釈 | 実質的意味 |
|---|---|---|
| < 0.1 | 無視できる水準 | 順位において2群がほぼ同一 |
| 0.1 – 0.3 | 小さい効果 | 一方の群がやや高い順位を示す傾向 |
| 0.3 – 0.5 | 中程度の効果 | 群間で目に見える分離 |
| > 0.5 | 大きい効果 | 強い分離、一方の群の大部分が他方より高い順位 |
APA第7版のガイドラインに従い、U統計量、z値、p値、効果量、および各群の 記述統計量(中央値と標本サイズ)を報告します:
報告例
Mann-Whitney U検定の結果、治療群(Mdn = 84.0, n = 8)の スコアはプラセボ群(Mdn = 70.0, n = 8)より有意に高かった, U = 5.0, z = −2.84, p = .005, r = .84。
注:Uは小数点第1位まで、zは小数点第2位まで、pは小数点第3位まで報告します。p値が.001未満の場合は p < .001と表記します。常に効果量指標として順位二系列相関 rを併記してください。
StatMateのMann-Whitney U検定の計算は、Rの wilcox.test() 関数およびSPSS出力と比較検証されています。実装はz値に対する連続性補正を 含む正規近似と、確率分布にjstatライブラリを使用しています。同順位は 平均順位法で処理されます。すべての結果はR出力と小数点第4位まで一致します。
t検定
2群の平均値を比較
分散分析
3群以上の平均値を比較
カイ二乗検定
カテゴリ変数の関連を検定
相関分析
関係の強さを測定
記述統計
データを要約
サンプルサイズ
検出力分析・標本計画
1標本t検定
既知の値との比較
ウィルコクソン検定
ノンパラメトリック対応検定
回帰分析
X-Yの関係をモデル化
重回帰分析
複数の予測変数
クロンバックのα
尺度の信頼性
ロジスティック回帰
二値アウトカムの予測
因子分析
潜在因子構造の探索
クラスカル・ウォリス
ノンパラメトリック3群以上比較
反復測定
被験者内分散分析
二元配置分散分析
要因計画の分析
フリードマン検定
ノンパラメトリック反復測定
フィッシャーの正確検定
2×2表の正確検定
マクネマー検定
対応のある名義データの検定
Excel/スプレッドシートから貼り付け、またはCSVファイルをドロップ
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