醫(yī)學統(tǒng)計學緒論課件

1、醫(yī)學統(tǒng)計學緒論醫(yī)學統(tǒng)計學緒論醫(yī)學統(tǒng)計學緒論“不明于計數(shù)，而欲舉大事，猶無舟楫而欲經于水險也。” -管仲“(統(tǒng)計學)是追求科學的人從荊棘叢生的困難阻擋中，開辟出道路的最好的工具?！?-Francis Galton“統(tǒng)計根據(jù)科學方法，以繁賾事實，列記之，整理之；從大量，得共相；由已知，測未知；使樊然者，呈整齊之相；棼如者，有跡可循；復雜變量，燭照無遺；紛紜事態(tài)，一目了然，此其功也?！?-陳善林2“不明于計數(shù)，而欲舉大事，猶無舟楫而欲經于水險也?！?-管仲“(統(tǒng)計學)是追求科學的人從荊棘叢生的困難阻擋中，開辟出道路的最好的工具?！?-Francis Galton“統(tǒng)計根據(jù)科學方法，以繁賾事實，列記之

2、，整理之；從大量，得共相；由已知，測未知；使樊然者，呈整齊之相；棼如者，有跡可循；復雜變量，燭照無遺；紛紜事態(tài)，一目了然，此其功也?！?-陳善林2第一章 緒論 Charpter1：Introduction “數(shù)字雖然枯燥，但卻能說明問題”統(tǒng)計學是一門與數(shù)據(jù)有關或研究數(shù)據(jù)的學科。統(tǒng)計學是一門收集、分析、解釋與呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的科學。Statistics：“A science dealing with the collection, analysis, interpretation and presentation of masses of numerical data” -Webster 國際大辭典

3、一、統(tǒng)計學與醫(yī)學統(tǒng)計學方法4統(tǒng)計學（statistics）運用概率論、數(shù)理統(tǒng)計的原理和方法，研究數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和推斷的科學。醫(yī)學統(tǒng)計學（medical statistics）用統(tǒng)計學原理和方法研究生物醫(yī)學問題的一門學科。5生物統(tǒng)計學（biostatistics）應用于整個生物學范疇，側重于人的生物方面。衛(wèi)生統(tǒng)計學（health statistics）用于醫(yī)學和衛(wèi)生學領域，側重于人的社會方面，如健康狀況統(tǒng)計和衛(wèi)生服務統(tǒng)計。61. 計數(shù)資料2. 計量資料3. 等級資料二、醫(yī)學統(tǒng)計學中常用的數(shù)據(jù)類型7計數(shù)資料(count data)：變量值表現(xiàn)為按某屬性劃分的定性類別，清點各類別個數(shù)后得到的

4、資料。數(shù)據(jù)表現(xiàn)：兩分類： 陽性或陰性；存活或死亡； 有效或無效；男性或女性多分類：如血型： O ，A，B，AB計數(shù)資料（血型） 100 52 78 328計量資料(measurement data) ： (1)連續(xù)變量： 身高值(cm) ：1.65，1.70 1.58， 體重值(kg)： 52，55，61，.(2)比率變量 腦電圖波形變化率(%)：29%，37%，.用儀器、工具或其他定量方法準確獲得的定量結果，一般帶有計量單位。9等級資料(ordinal data) :例：病情分級(1)： ， ， 療效(X)：痊愈、顯效、有效、無效 病人滿意度(X)： 好、 中、 差 人數(shù) ： 50 25 5

5、變量值按變化程度大小劃分分類，清點各分類的個數(shù)后得到的資料。10住院號年齡身高體重住院天數(shù)職業(yè)文化程度分娩方式妊娠結局20256552716571.55無中學順產足月20256532216074.05無小學助產足月20258302515868.06管理員大學順產足月20225432316169.05無中學剖宮產足月20224662515962.011商業(yè)中學剖宮產足月20245352715768.02無小學順產早產20258342015866.04無中學助產早產20194642415870.53無中學助產足月20257832915457.07干部中學剖宮產足月觀察單位observations個

6、體individuals變量variablesMeasurement data 計量資料Count data 計數(shù)資料Ordinal data 等級資料11實例數(shù)據(jù)112實例數(shù)據(jù)213100例高血壓患者治療后臨床記錄患者 年齡 性別 治療組 舒張壓 體溫 療效編號 X1 X2 X3 X4 X5 X6 1 37 男 A 11.27 37.5 顯效 2 45 女 B 12.53 37.0 有效 3 43 男 A 10.93 36.5 有效 4 59 女 B 14.67 37.8 無效 100 54 男 B 16.80 37.6 無效實例數(shù)據(jù)314三類數(shù)據(jù)類型間的轉換 例：一組2040歲成年人的血壓

7、以12kPa為界分為正常與異常兩組，統(tǒng)計每組例數(shù) 8 低血壓 8 正常血壓 12 輕度高血壓 15 中度高血壓 17 重度高血壓計量資料等級資料計數(shù)資料15簡稱變量(variable)，統(tǒng)計上習慣用大寫拉丁字母表示 ，如X、Y 、Z、 。 變量值習慣用小寫拉丁字母表示，如性別 x11(男)、x21 (男)、x30 (女) 、。編號 （ID）性別 （X）體重 （kg）（Y）療效（Z）張11660李21781王30572三、統(tǒng)計學基本概念（一）隨機變量(random variable)16 隨機變量的分類離散型變量(discrete variable)，在一定區(qū)間變量取值為有限個，相當于計數(shù)資料連

8、續(xù)性變量(continuous variable)，在一定區(qū)間變量取值為無限個，相當于計量資料有序變量(ordinal variable)，相當于等級資料17（二）同質與變異(homogeneity and variation)同質：指事物的性質、影響條件或背景相同或非常相近。變異：指同質的個體之間的差異。18 同質與變異的例子例1 調查2004年上海市7歲男童的身高和體重同質：2004年、上海市、7歲男童變異：身高和體重各不相同例2 研究某降壓藥的療效同質：高血壓患者、用某藥治療變異：療效各不相同19120名正常成年男子紅細胞計數(shù)值(1012/L) 5.125.134.584.314.094

9、.414.334.584.245.454.324.844.915.145.254.894.794.905.094.645.145.464.664.204.213.735.175.795.464.494.855.284.784.324.945.214.685.094.684.915.135.263.844.174.563.526.004.054.924.874.284.465.035.695.254.565.534.584.864.974.704.284.375.334.784.755.395.274.896.184.135.224.444.134.434.025.865.125.363.864

10、.685.485.314.534.834.113.294.184.134.063.424.684.525.193.705.514.644.924.934.903.925.044.704.543.954.404.313.774.164.585.353.715.274.525.214.374.804.753.865.692021（三）總體與樣本(population and sample)總體：根據(jù)研究目的確定的同質研究對象的全體(集合)。分有限總體與無限總體。有限總體：總體中的所有研究對象事先可確定而且有限時，為一個確定的總體。無限總體：總體中的所有研究對象事先無法全部獲得而且無限時，為一個假設

11、的總體。22樣本：從總體中隨機抽取有代表性的部分觀察單位（三）總體與樣本(population and sample)隨機抽樣(random sampling)為了保證樣本的可靠性和代表性，需要采用隨機的抽樣方法（在總體中每個個體具有相同的機會被抽到）。23抽樣研究目的： 樣本觀察值結論 推論總體的情況從總體中隨機抽取樣本，根據(jù)樣本信息來推斷總體特征的方法，即抽樣研究。抽樣研究(sampling research)：24參數(shù)：總體的統(tǒng)計指標，如總體均數(shù)、標準差，采用希臘字母分別記為、。固定的常數(shù)?？傮w樣本抽取部分觀察單位 統(tǒng)計量 參 數(shù) 推斷統(tǒng)計量：樣本的統(tǒng)計指標，如樣本均數(shù)、標準差，采用拉丁

12、字母分別記為 。 參數(shù)附近波動的隨機變量。（四）參數(shù)與統(tǒng)計量 (parameter and statistic)25（五）誤差誤差(error)：指實測值與真值之差、樣本指標與總體指標之差。誤差的類型：1.隨機誤差2.非隨機誤差反映數(shù)據(jù)的質量26隨機誤差 非隨機誤差過失誤差 ：如記錄、操作等人為因素。系統(tǒng)誤差：病例選擇、儀器、方法的不一致原 因誤差（Error）多種尚無法控制的因素所引起的數(shù)據(jù)變異，醫(yī)學中主要是個體差異和測量誤差可避免否不能可控制而縮小或消除27由于樣本的隨機性引起的統(tǒng)計量與參數(shù)的差別，或同一總體的相同統(tǒng)計量之間的差別。抽樣誤差(sampling error)：28確定性現(xiàn)象：

13、在一定條件下，一定會發(fā)生或一定不會發(fā)生的現(xiàn)象。其表現(xiàn)結果為兩種事件：肯定發(fā)生某種結果的叫必然事件；肯定不發(fā)生某種結果的叫不可能事件。隨機現(xiàn)象：在同樣條件下可能會出現(xiàn)兩種或多種結果，究竟會發(fā)生哪種結果，事先不能確定。其表現(xiàn)結果稱為隨機事件。 隨機事件的特征：隨機性；規(guī)律性：每次發(fā)生的可能性的大小是確定的。概率：隨機事件發(fā)生的可能性大小，用大寫的P表示；取值0，1。（六）頻率與概率(frequency and probability)29必然事件 P = 1 不可能事件 P = 0 隨機事件 0 P 1P 0.05（5）稱為小概率事件(習慣)，統(tǒng)計學上認為不大可能發(fā)生。小概率事件30頻率(freq

14、uency)：樣本的實際發(fā)生率稱為頻率。設在相同條件下，獨立重復進行n次試驗，事件A出現(xiàn)f 次，則事件A出現(xiàn)的頻率為f / n。31用途：醫(yī)學中常用頻率作為某事件概率的估計值。統(tǒng)計推斷結論是基于一定可信程度下的概率推斷。頻率與概率間的關系： 樣本頻率總是圍繞概率上下波動樣本含量n越大，波動幅度越小，頻率越接近概率。32根據(jù)研究目的1.研究設計2.收集 資料3.整理資料4.分析資料研究對象、指標、例數(shù)、如何準確得到數(shù)據(jù)。日常工作記錄、病歷。專門的調查和實驗。使資料系統(tǒng)化，便于進一步統(tǒng)計分析用統(tǒng)計方法分析資料，闡述規(guī)律性，得出結論。四、統(tǒng)計工作的基本步驟33五、統(tǒng)計在醫(yī)學中的應用（一）變異的描述數(shù)

15、據(jù)的變異特征：1. 數(shù)據(jù)的分布范圍2. 數(shù)據(jù)的分布規(guī)律34102名7歲男童坐高分布35（二）觀察對比Farr發(fā)現(xiàn)地勢與霍亂的關系當1848-1849年倫敦地區(qū)霍亂流行時，統(tǒng)計學家Farr對觀察結果進行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)居民居住的地勢越高，霍亂的死亡率越低“瘴氣”學說(混濁空氣致病)。36（二）觀察對比Snow發(fā)現(xiàn)自來水污染與霍亂死亡人數(shù)的關系37（二）觀察對比Doll與Hill發(fā)現(xiàn)的吸煙與肺癌的關系1964年Doll和Hill將接受調查的4萬名英國注冊醫(yī)生分為吸煙和不吸煙兩組，通過以后的腫瘤統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，吸煙組和不吸煙組肺癌的年平均發(fā)病率分別為1.66% 和0.07%，相對危險度RR=1.66/0.0

16、7=23.7，強烈提示吸煙的致癌作用，為吸煙致癌更深入的研究提供了形成研究假說的基礎。38兩組人群發(fā)病率比較39（三）實驗性研究英國海軍軍醫(yī)Lind治療牙齦潰爛的研究1747年5月20日，Lind醫(yī)生將12名病情相似的患者帶到一艘船上?；颊叩闹饕Y狀是牙齦潰爛，皮膚有出血點，雙膝無力。Lind將12名患者分為6組，分別給予A、 B、 C 、D、 E、 F組干預。 6月16日船返回英國時，所有患者的病情都有好轉，其中E組恢復的最快、最好，其中一人到第6天就可以工作了。B組也有一人比登船時健康。40（三）實驗性研究法國醫(yī)生Louis對放血療法治療肺炎的研究1835年，Louis對當時流行的“放血”

17、療法治療肺炎的效果進行了比較，發(fā)現(xiàn)“放血”的療效不如預期的那么好，而且早期“放血”和晚期“放血”組比較，患者的診斷、病情、病程、年齡等方面的差異很大，比較平均治愈時間意義不大。因為晚期“放血”組的平均治愈時間長，但該組患者病情重、病程長、年齡大。41（三）實驗性研究英國評價鏈霉素治療肺結核療效的隨機對照試驗1948年，英國首次采用隨機對照試驗評價鏈霉素治療肺結核療效。研究對象是1530歲肺雙側進行性肺結核患者，共抽取了107例患者。試驗時將患者隨機分為兩組，分到試驗組的55例患者用鏈霉素治療，分到對照組的52例患者用常規(guī)方法。治療6個月后，試驗組、對照組的生存率分別為93%、73%。42六、醫(yī)

18、學論文中的統(tǒng)計錯誤統(tǒng)計方法產生的嚴重后果胃冰凍療法治療胃潰瘍“非常痛心地看到，因為數(shù)據(jù)分析的缺陷和錯誤，那么多好的生物研究工作面臨著被葬送的危險”。 Yates和Healy43統(tǒng)計方法的應用情況國外60-80年代調查顯示，不同醫(yī)學雜志發(fā)表論文有統(tǒng)計錯誤的最高達72%，最低也有20%。1966年，據(jù)對美國醫(yī)師協(xié)會雜志（JAMA）等醫(yī)學雜志的來稿的統(tǒng)計顯示，149篇投稿論文中，僅有28%可以接受，67%有統(tǒng)計缺陷但尚可以糾正，5%不可救藥。44“調查結果反映了醫(yī)學論文作者統(tǒng)計知識和統(tǒng)計水平的低下，也再次強調了生物統(tǒng)計學者不是令人生畏的檢查官。恰恰相反，生物統(tǒng)計學者是我們的可貴盟友。生物統(tǒng)計學不是遠離我們的數(shù)學，而是現(xiàn)代醫(yī)學的一門基本學科，就像大廈中的一個支柱”。 美國醫(yī)師協(xié)會雜志編輯 45統(tǒng)計數(shù)據(jù)造假問題1976年New Science 雜志關于科研舞弊行為的調查，74%的調查表反映有不正當修改數(shù)據(jù)的情況。其中，17%拼湊實驗結果，7%憑空捏造數(shù)據(jù)，2%故意曲解結果。舍恩