医学统计学学习.ppt

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　　医学统计学

　　流行病与卫生统计学教研室 xxx 副教授

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　　第一章 绪 论

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　　学习目的与要求

　　1.掌握医学统计学的基本概念。 2.掌握医学统计学的基本步骤。 3.掌握统计资料的类型。

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　　呋喃硝胺 100人

　　西米替丁 100人

　　疗效 85人

　　疗效 90人

　　例如：某医生比较两种疗法对活动期十二 二指肠球部溃疡的疗效。

　　据此能否立即下结论，呋喃硝胺的疗效高于西米替丁?

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　　(Gp:) 显效 有效 无效 合计

　　(Gp:) 单纯西药 9 25 6 40 冠心灵 19 18 5 42

　　(Gp:) 冠心灵与单纯西药 疗效对比

　　问题：某医师用“冠心灵”治疗冠心病，其疗效是否优于单纯西药?

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　　药物临床疗效研究

　　疗效

　　药物

　　患者的状况(性别、年龄)

　　其他因素

　　混杂因素

　　病情

　　心理因素

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　　一、统计学的概念 统计学是应用概率论和数理统计的原理、方法研究数据的收集、整理、分析和推断的一门学科。它在不同领域的应用，就形成不同的统计学。如医学统计学、生物统计学和卫生统计学等。

　　第一节 医学统计学的定义和内容

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　　1、医学统计学定义： 运用统计学的原理和方法，研究医学科研中有关数据的收集、整理和分析的一门应用学科。

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　　2、与生物统计学和卫生统计学联系与区别： 生物统计学应用于整个生物学范畴有 关的研究，比医学统计学范围更广。 卫生统计学用于医学与卫生学领域的 有关研究，更侧重于医学与卫生学的社会 方面。如居民健康状况统计和卫生服务统 计等。

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　　二、医学统计学的主要内容 1、统计研究设计 2、常用基本统计方法 如统计描述和统计 推断、直线回归与相关等。 3、临床医学中常用的统计方法 如随机 对照试验、生存分析等。 4、多因素分析的统计分析方法 ……………..

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　　第二节 统计学中的几个基本概念

　　一、总体与样本 1、总体(population) 根据研究目的所确定的同质的所有观察单位某项变量值的集合。

　　有关总体的三个要点：

　　研究目的、同质的、全体

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　　观察对象：该地2002年全部正常成人

　　同质： 同一地区、同一年份、同为正常成人

　　全体：该地2002年全部正常成人白细胞数

　　目的：了解某地2002年正常成人白细胞数

　　观察单位：每个人 观察值：测得的白细胞数

　　例如：了解某地2002年正常成人白细胞数

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　　总体

　　有限总体

　　无限总体

　　2002年某地全部 正常成人白细胞数

　　高血压患者

　　①有限总体：个体数量是有限的总体。 ②无限总体：个体数量是无限的总体。

　　总体的分类

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　　(二)样本(sample)： 从总体中随机抽取部分观察单位，其某项变量值的集合。

　　总体

　　样本

　　抽样

　　目的

　　用样本信息来推断总体特征

　　例如：了解某地2002年正常成人白细胞数

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　　样本信息推论总体特征的前提： 1、样本的可靠性： 明确划清总体的同质范围，且样本的 每个个体确属预先确定的总体。 2、样本的代表性： (1)样本必须遵循随机化原则 (2)有足够的样本例数

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　　(三)抽样 指从总体中抽取部分个体的过程。 (1)代表性 样本中的每一个体必须符合总体的规定。 (2)随机性 确保总体中的每一个体有相同的概率被抽作样本。

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　　(3)可靠性 用样本结果推测总体的结论的可信度。确保可靠性，样本含量必须“足够大”。 (4)可比性 如果进行两个或多个样本之间的比较，要求资料具有可比性。

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　　1、变量 研究者对每个观察单位的某项特征进行观察或测量，这种特征能表现观察单位的变异性，称为变量。 例如：身高、体重、性别等。

　　二、变量及其分类

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　　2、变量值 变量的观察指标的结果称为变量值。 (1)定量的变量值 (如身高值等) (2)定性的变量值 (如性别等)

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　　(1)同质(homogeneity)：指被研究指标的影响因素相同。实际工作中，指被研究指标中可控制的主要因素要尽可能相同或基本相同。

　　3、同质与变异

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　　(2)变异 在同质的基础上，个体之间的值各不相同。 例如：同性别、同年龄、同种族的儿童其身高有高有矮。

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　　4、资料 所有的变量值集合构成资料。按变量是定量或定性，可将资料分为： (1)计量资料(数值变量) (2)计数资料(无序分类) (3)等级资料(有序分类)

　　分类变量

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　　(1)计量资料 (定量资料或数值变量)

　　对每一观察对象用定量的方法，测定某项指标所得的资料。其变量值是定量的，表现为数值的大小，一般有度量衡单位。 ①连续型计量资料(如身高、体重等) ②离散型计量资料 (如某医院每年的病死人数等)

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　　某年某地健康成人空腹血糖值(mmol/L)

　　血糖 频数 3.60- 3 3.80- 3 4.00- 8 4.20- 23 4.40- 24 4.60- 25 4.80- 20 5.00- 12 5.20- 10 5.40-5.60 4 合计 132

　　特点： ①有单位 ②可计算平均数

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　　(2)计数资料(定性资料或无序分类变量)

　　对观察对象按属性或类型分组计数所得的资料。每个对象之间没有量的差异，只有质的不同。其变量值的定性的，表现为互不相容的属性或类别。可分为： ①二分类计数资料(如阳性或阴性等) ②多分类计数资料 (如血型分O型、A型、AB型、B型)

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　　特点： ①无单位 ②可计算率或比

　　(Gp:) 分 组 发病人数 未发病人数 合计 发病率%

　　(Gp:) 服药组 40 190 230 17.39 对照组 50 130 180 27.78

　　(Gp:) 合计 90 320 410 21.95

　　(Gp:) 两组人群流感发病率比较

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　　(3)等级资料(有序分类)

　　又称半定量资料或有序分类变量。是对观察对象按属性或类型程度的不同分组计数，分类汇总各组观察单位数后所得的资料。其变量是半定量性质，表现为等级大小或属性程度。 如：疗效分为治愈、显效、好转、无效

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　　(Gp:) - 12 + 25 ++ 36 +++ 10

　　(Gp:) 检查结果 人数

　　(Gp:) 某组病人某指标结果

　　特点： ①无确切定量 ②分组有程度差别

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　　(Gp:) 显效 有效 无效 合计

　　(Gp:) 单纯西药 9 25 6 40 冠心灵 19 18 5 42

　　(Gp:) 冠心灵与单纯西药 疗效对比

　　特点：①无确切定量 ②分组有程度差别

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　　对观察对象按属性或类型分组计数所得的资料。每个对象之间没有量的差异，只有质的不同。

　　资料的类型

　　计量资料(数值变量或 定量资料)

　　计数资料(无序分类变量 或定性资料)

　　等级资料(有序分类变量 或半定量资料)

　　对每一观察对象用定量的方法， 测定某项指标所得的资料。一般有度量衡单位，每个对象之间有量的区别。

　　对观察对象按属性或类型程度的不同分组计数， 但各属性或类型之间又有程度的差别。

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　　注意： (1)不同类型的资料采用的统计分析方法不同; (2)三类资料类型可以相互转化。

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　　例：某地调查高血压的患病情况。

　　每人的血压：以mmHg计

　　计量资料

　　以舒张压≥90mmHg为高血压，结果在1000人中有10名高血压患者，990名非高血压患者，整理后的资料

　　计数资料

　　按低血压、正常、高血压分组所得资料。

　　等级资料

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　　三、误差 1、误差：误差是指对事物某一特征的度量值偏离真实值的部分，即实测值与真实值之差。 2、按其产生的原因和性质可分为 (1)随机误差 (2)非随机误差 ①系统误差 ②非系统误差。

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　　(1)随机误差 是指在实验过程中，在同一条件下对同一对象反复进行测量，每次测量结果仍会出现一些随机变化。是一类不恒定的、随机变化的误差，是无法控制的因素引起的。

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　　由于生物个体变异的客观存在，由随机抽样引起的样本指标与总体指标的差异，称抽样误差。 抽样误差愈小，用样本推断总体的准确性就愈高，反之亦然。 抽样误差是不可避免的，但有一定规律，可运用这些规律进行控制和加以估计的。

　　抽样误差的定义

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　　是实验过程中产生的误差，它的值或恒定不变，或遵守一定的变化规律，其产生的原因往往是可知的或可能掌握的。 如：来自于受试者抽样不均匀，分配不随机;不同实验者个人感觉或操作上的差异;不标准的仪器等。

　　(2)系统误差

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　　(3)非系统误差 也称过失误差。在实验过程中，研究者偶然失误而造成的误差。 如：仪器失灵，抄错数字，点错小数点，写错单位等。

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　　1、频率：在相同条件下重复某试验，某事件重复发生次数的比例。 如：投硬币试验。

　　四、频率和概率

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　　投掷试验

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　　2、随机事件(random event)： 在一定条件下某一现象可以发生也可以不发生，可以这样发生也可以那样发生的事件。亦称偶然事件。

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　　3、概率(probability)： 描述随机事件发生可能性大小的数值，记作P，其取值范围0≤P≤1，一般用小数表示。

　　P=0，事件不可能发生; P=1，事件必然发生; ? P→0，事件发生的可能性愈小; ? P→1，事件发生的可能性愈大

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　　4、小概率事件： 习惯上将P≤0.05或P≤0.01 的随机事件称小概率事件。表示某事件发生的可能性很小。

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　　五、参数与统计量 根据总体个体值计算出来的描述总体特征的指标统称参数。一般用希腊字母表示，如总体均数μ，总体率π，总体标准差σ。 根据样本个体值计算出来的描述样本特征的指标统称统计量。一般以拉丁字母表示，如样本均数 ，样本率p，样本标准差s。

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　　注意： 总体参数一般是未知的或假设的，而样本统计量是研究者从样本中计算得到的。 总体参数是固定不变的，样本统计量随样本不同而不同。

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　　第三节 医学统计学的基本步骤

　　设计(design)

　　收集资料(collection of data)

　　整理资料(sorting data)

　　分析资料(analysis of data)

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　　一、设计(design)

　　统计设计：对资料收集、整理和分析全过程总的设想和安排。是后续步骤的依据，是最关键的一环。是提高观察或实验质量的重要保证。

　　科研设计

　　专业设计

　　统计设计

　　成果：先进性、创新性 科学性和可行性

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　　统计设计可分为： (1)观察性研究设计 (2)实验性研究设计 ①实验设计 ②临床试验

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　　(1)观察性研究设计 是指研究者旨在客观地描述研究总体，不对研究对象施加任何干预措施，其目的在于了解某一事物的水平和分布现状。 如：某地某年某人群恶性肿瘤死亡率。

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　　(2)实验性研究设计 是以人或动物或生物材料为研究对象，在研 究实施过程中研究者对研究对象施加各种干预 措施，以判断采取干预措施的效果。可分为： ①实验设计(以动物或生物材料为研究对象) ②临床试验(以人为研究对象)

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　　研究者在统计设计过程中的几个关键问题： (1)如何进行抽样，如何安排设计所规定的 干预措施? (2)要达到研究目的应抽取多少个观察单位? (3)如何在诸多的影响因素中，分离出研究 因素对结果的效应?

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　　常见医学科研设计的几种类型 (一)完全随机设计 将受试对象随机分配到各个处理组或对照组中，或分别从不同总体中随机抽样进行研究。 优点：简单; 缺点：效率不高，需要较多的例数才能得到与其他设计相似的结果。

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　　(二)配对设计

　　(1) 同质的两个受试对象配成对子分别接受两种不同的处理 (2)同一样品用两种方法(或仪器等)检验的结果或同一受试对象分别接受两种不同处理。 (3)同一受试对象接受(一种)处理前后。 (这是难点也是重点，易和成组设计的两样本T检验相混淆)

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　　例：随机选择9窝中年大鼠，每窝中取两只雌性大鼠随机地分入甲、乙两组，甲组大鼠不接受任何处理(即空白对照)，乙组中的每只大鼠接受3mg/Kg的内毒素。分别测得两组大鼠的肌酐(mg/L)测定结果如下。

　　窝别编号： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 甲(对照)组：6.2 3.7 5.8 2.7 3.9 6.1 6.7 7.8 3.8 乙(处理)组：7.5 3.8 6.3 4.3 5.3 7.3 5.6 7.9 7.2

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　　例：检验血磷含量有甲、乙两种方法，其中，乙法具有快速、简便等优点。现用甲、乙两法检测相同的血液样品，所得结果如下表。 问：检验甲乙两法检出血磷是否相同，用何统计方法?

　　样本号 1 2 3 4 5 6 7 乙 法 2.74 0.54 1.20 5.00 3.85 1.82 6.51 甲 法 4.49 1.21 2.13 7.52 5.81 3.35 9.61

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　　例：某脑电图室观察家兔注射AT3前后脑电图波形的变化，观测结果如下。试分析注射AT3前后脑电图波形是否发生了显著性变化。

　　注射AT3前后脑电图波形的变化率(%)

　　家兔编号 注射前 注射后 1 29 37 2 28 44 3 38 52 4 29 35 5 34 41 6 41 43

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　　医学研究中将配对计量资料也可分为： ①同源配对：同一对象处理前后的数据，同一样品用两种方法测定的结果。 ②异源配对：将实验对象配成对子，对每一对子中的两个实验对象给予两种不同的处理，以推断两种处理的效果有无差别。

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　　(Gp:) 1 10 6 2 13 9 3 7 4 ： 　 　 ： ： n 8 5

　　(Gp:) 病人号 治疗前 治疗后

　　(Gp:) 某药治疗前后的血沉(mm/h)

　　(Gp:) 同源配对(自身配对)

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　　(Gp:) 1 10 6 2 13 9 3 7 4 ： 　 　 ： ： n 8 5

　　(Gp:) 样品号 甲 乙

　　(Gp:) 同一批样品用两方法测定的结果

　　同源配对

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　　1 A1——a1 9 6 2 A2——a2 8 3 3 A3——a3 5 1 ： 　 ： ： ： n An——an 10 5

　　编号 甲 乙 甲指标 乙指标

　　异源配对

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　　配对设计的优缺点

　　优点：需用样本数量少，而效率比完全随机设计高; 缺点：在实验的时间太长，受试者处理因素自身发生明显变化时，不能采用同源配对设计。如0-3岁儿童身高、体重等受时间因素影响较大。

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　　(三)随机区组设计(配伍组设计) 配伍设计： 将实验对象按某些特征或相似条件按1：X配成相应对子，来减少实验误差。分同源配伍和异源配伍。 (1)同源配伍:即实验者自身实验前、后若干时间作对比。 (2)异源配伍：例如将同窝、同性别、同年龄、同体重的动物配成伍，每配伍中一头列入实验组，其余列入对照组。 优点：同配对设计。 缺点：同配对设计。

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　　矽肺患者经克矽平治疗4周血红蛋白含量 治疗后 编号 治疗前 1周 2周 3周 4周 1 9.9 11.3 12.7 13.2 14.5 2 8.9 12.3 11.7 14.4 15.5 3 10.9 11.0 13.1 14.0 14.9 ：

　　同源配伍:

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　　异源配伍: SD大白鼠配对表 配伍组 对照 实验组 1mg/kg 10mg/kg …… 1 雄性，200g 雄性，205g 雄性，203g ……. 2 雌性，150g 雌性，153g 雌性，148g ……. 3 雄性，100g 雄性， 95g 雄性，100g …….. ： N

　　配伍条件：1、同性别 2、体重控制在±5g以内

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　　2、收集资料(collection of data) 根据设计方案，取得准确可靠的原始数据，是统计分析的基础。

　　来源

　　统计报表资料

　　经常性工作记录

　　专题调查或实验研究

　　统计年鉴和统计数据专辑

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　　三、整理资料(sorting data) 将原始数据净化、系统化、条理化，以便为进一步计算和统计分析。 净化是指对原始数据的清理、检查、核对和纠正错误等; 系统化和条理化是指根据研究目的，将原始数据合理分组并归纳汇总等。

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　　资料整理包括：

　　1、首先对原始数据进行核对和检查 2、设计分组 ①质量分组：将观察单位按其属性或类别归类分组。如性别、职业分类等。 ②数量分组：将观察单位按数值大小进行分组。如年龄大小、血压高低等。 3、按分组要求设计整理表，汇总资料。

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　　数据的预处理： 把原始数据转化为能被统计软件识别的数据集。

　　例：性别：男女 sex: =1(男) =2(女)

　　数据录入工具：Foxpro、Ecxel等

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　　资料整理应注意的问题:

　　⑴资料的逻辑性检验 从专业角度对资料的合理性进行检查。如退休年龄不应小于20岁。 ⑵一致性检查 从专业的角度，如诊断和疗效的评定标准是否统一。 ⑶原始数据的加工 如年月进行分组，计算各组出现的频数等。

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　　四、分析资料(analysis of data) 计算有关统计指标，反映数据的综合特征，阐明事物的内在联系和规律。

　　统计分析分为： (1)统计描述 (2)统计推断

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　　(1)统计描述 选择恰当的统计指标(统计量)，选 用合适的统计表和统计图，对资料的数量 特征及分布规律进行测定和描述。 (2)统计推断 在一定的可信程度下由样本信息推断总 体特征。包括参数估计和假设检验。

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　　分析方法：与资料类型和分析目的有关

　　统计软件：中文：PEMS、SPLM 英文：SAS 8.0、SPSS 10.0

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　　学习卫生统计学应注意的问题 掌握卫生统计学的基本知识、基本概念、基本原理和基本方法，培养统计思维方法和能力。

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　　第四节 统计学的发展简史 (略)

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　　谢谢大家!