Graphpad，經典繪圖工具初學初探

大多數科研文章都離不開圖表，尤其是圖，熟悉一些繪圖軟件，并將圖在文章和PPT中展示出來，是科研訓練的重要內容。漂亮的文章配圖能給自己的工作加不少分，生信寶典推出R的系列教程ggplot2高效實用指南 (可視化腳本、工具、套路、配色)講解通過R語言繪制高顏值圖。后來為了更加方便使用，生信寶典團隊開發了在線繪圖工具www.ehbio.com/ImageGP，支持14中常見圖形和部分擴增子分析，深受歡迎，日均訪問400次，累計訪問數十萬次，遍及世界各大洲，功能也在一直增加完善中。

后臺不少朋友說有更多繪圖的需求，故整理了Graphpad的使用，一是傳播知識，二是向優秀軟件學習，讓在線繪圖越來越好。 Graphpad ， Origin和SigmaPlot是科研領常用的三款統計作圖軟件，他們各有優缺點，經常需要配合使用。

今天給大家介紹的是Graphpad的基本使用方法

了解Graphpad的圖表類型

下面是Graphpad的歡迎界面

從方框1處可知Graphpad Prism 6為用戶提供了6種基本統計圖表選擇；方框2處是對所選類型圖表的解釋說明，點擊Learn more查看官方幫助文檔；方框3處可以選擇某一類型圖表下的小分類；方框4處則提供了演示數據集，方便新手入門。

graphpad_welcome.png

6種統計圖表類型的說明和使用的統計方法介紹如下：

  1. XY：

    介紹： 即用XY坐標系確定一個點的位置。當數據有多個重復時，可以計算平均值和標準差等，繪圖時可以插上誤差線。

    統計方法： 線性回歸、非線性回歸、相關分析。

  2. column：柱狀圖

    介紹： 分組指標只有一個，比如治療組與對照組。

    統計方法： 單樣本t檢驗、配對t檢驗、成組t檢驗、單樣本秩和檢驗、兩組獨立樣本秩和檢驗、多組獨立樣本秩和檢驗、單因素方差分析。

  3. grouped：二維分組柱狀圖

    介紹： 分組指標有多個，比如統計治療組與對照組在男性和女性患者的不同情況。

    統計方法： 兩因素方差分析、重復測量的兩樣本方差分析。

  4. contingency：列聯表

    介紹： 看起來和grouped組合圖很像，區別在于沒有誤差線，那是因為沒有重復測量值，一個柱子就是一個值。

    統計方法： 卡方檢驗、Fisher精確檢驗。

  5. survival：生存曲線圖

    統計方法： 單因素生存曲線比較。

  6. parts of whole：部分占總體的比例，常用餅圖表示。

分組柱狀圖作圖演示

在此選擇grouped下提供的第二個現成數據集進行作圖演示。選好后直接點擊creat即可。

graph_grouped.png

操作主界面

上一步之后我們便進入了graphpad操作的主界面，


control_panel.png

方框1處展示的是我們的數據，每個大組表示三種不同的細胞系（wild-type cells、GPP5 cell line和GPP7 cell line）；每行表示不同的處理（血清饑餓和正常培養）；每組5個平行重復。

該實驗數據存在缺失值，如第一行的A:Y4。

方框2處是一個目錄樹

  1. Data Tables：點擊后展示分析的數據集；
  2. Info：點擊此處顯示數據的基本信息，并可以新增一些備注描述；
  3. Results：生物統計分析結果展示（接下來會講到）；
  4. Graphs：當錄入數據之后，點擊該圖標可初步生成一個統計圖，之后根據統計分析結果稍加修改即可；
  5. Layouts：對多個圖表進行排版。

選擇作圖類型

導入數據后，點擊Graphs即可出圖，如下：

Graph0.png

在這個界面中，可以根據自己的需求改變圖的類型。初學者要敢于亂點，自己試試不同的選項，就能知道每部分是什么功能了。（嘗試出真知）

  1. Graph family：改變圖表類型，就是最開始提到的6種；
  2. plot individual values和plot summary data：顧名思義，前者把每組實驗5個平行的值都展示到了圖中，后者展示的是平均值。選擇合適的分組作圖方式；
  3. Interleaved bars：誤差棒，點擊Plot下拉框，按照不同的統計分析給圖加上誤差棒，一般選擇Mean with SD。

統計分析

上面初步作出的統計圖并沒有展示諸如組間差異的統計分析結果，那我們要怎么添加*以展示組間差異呢？

在歡迎界面有enter and plot error values already calculated elsewhere選項，說明可以從外部導入在別處做好的統計分析結果，那是要去其他地方做好計算再來作圖嗎？

不需要！因為Graphpad上便可直接做統計分析！！！雖然可以在別的地方先做好分析，但是并不建議這樣做，直接一個操作更便捷。

首先確定我們的分析目標：

1）評估細胞系之間的差異是否超過預期；
2）評估處理之間的差異是否超過預期的偶然性；
3）評估處理之間的差異是否與每種細胞系一致；
4）計算不同處理的細胞系之間差異的95％置信區間。

因此我們需要進行兩因素的方差分析，點擊Analyze，從Grouped分析列表中選擇Two-way ANOVA，并接受對話框中的所有默認選項。Graphpad人性化之處在于，會自動識別當前分析的數據結構，給用戶展示出最優的默認分析選項。

analyze.png

之后的具體分析便需要一定的統計學知識了，初生牛犢別怕試，你會發現點擊不同的選項時，圖示也會跟著變化，十分方便用戶理解。

1）第一部分：實驗設計，最開始提到了該組數據是非配對的，選第一；
2）第二部分：多重比較選擇，就是你想要橫著比還是豎著比或是斜著比；
3）第三部分：選擇做統計分析的一些參數。


![analyze_results.png](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/7071112-f6bbfa73057ec61f.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

上面都設置好后，點擊OK，分析結果會展示到操作主界面，并且保存到左側目錄樹下的Results文件夾中。

analyze_results.png
analyze_results1.png

完善改進統計圖

1. 圖形編輯工具欄介紹

tools.png

1）第一部分：文檔操作模塊，跟office類似，如打開、新建、保存、復制粘貼等；
2）第二部分：數據分析，即之前演示的對錄入數據進行統計分析；
3）第三部分：圖形編輯，這部分是該軟件的精華所在。可對圖形進行例如圖形類型、坐標軸、誤差棒、圖形大小、顏色等編輯更改；
4）第四部分：文字編輯，可以在統計圖上插圖線條、添加文字等；
5）第五部分：圖形輸出，可將做好的圖導出、打印或輸出到word/PPT中。

2. 根據之前的統計分析結果，利用文字編輯工具給統計圖添上組間差異的標志

1）draw：可以插入不同形狀的線；
2）write：編輯文字，插入公式等；
3）雙擊圖形中的任一元素，可對文字、線條等進行形狀、大小、粗細等編輯

draw.png

3. 坐標軸調整

點擊Change中的第二個圖標，或者在圖中雙擊坐標軸，調出坐標調整工具；

坐標軸整體設置和X軸設置，見圖解，一般不做太多改動；

format01.png

重點講解如何設置Y軸，做出截斷圖，這是統計作圖中常見的問題。

之前的數據相差不大，不太適合做演示，故另外生成了一個柱狀圖。左邊柱子值太大，右邊柱子值太小，右側的柱子幾乎消失了，使圖看起來很不協調。做一個截斷圖可以很好地解決該問題。

formatY0.png

1）點擊坐標設置中的Left Y axis（一般作圖默認只生成左邊的Y軸）；
2）Gaps and Direction處選擇Two segments，即將Y軸斷裂成兩部分（根據實際數據，還可以選擇將Y軸斷裂成3段）；
3）在Segment處，對下段（Bottom）和上段（Top）的Y軸分別設置參數（Rang）；
4）然后在Regularly spaced ticks下的Major ticks interval處設置Y軸數值標簽；

length：50%，上下段的長度各一半；
minimum：下段最小值0，上段最小值150；
maximum：下段最大值10，上段最大值200；
Major ticks：下段每格大小為2，上段每格大小為10。

這樣便將Y軸10-150中間部分截掉了，整個圖便顯得好看多了。

4. 顏色修改

點擊Change中的最后一個圖標，或者在圖中雙擊柱子，調出調整參數的工具框；

change.png

利用graphpad做統計圖的基本操作大概就是以上這些內容，掌握一個工具的使用方法并不難，多試試便會了。難的是背后的統計學知識，如何對自己的數據選擇合適的統計分析方法？當掌握不同分析方法適用于哪些數據結構后，便可以舉一反三，對不同實驗設計的數據做合適的分析了。

R統計和作圖

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