醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)：第一章-醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)緒論

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)

MEDICALSTATISTICS2第一章緒論概述醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)常用的基本概念統(tǒng)計工作的基本步驟3§1概述一、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的定義二、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的主要研究內(nèi)容三、為什么要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)

世界上各類現(xiàn)象的發(fā)展變化規(guī)律，都表現(xiàn)為質(zhì)與量的辯證統(tǒng)一。要認(rèn)識某現(xiàn)象客觀存在的規(guī)律性，就必須認(rèn)識其質(zhì)與量的辯證關(guān)系，認(rèn)識其數(shù)量關(guān)系的特征及度的界限，這一切都離不開統(tǒng)計學(xué)。自然界中存在的各種現(xiàn)象可歸納為兩類：

必然現(xiàn)象隨機(jī)現(xiàn)象一、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的定義5★自然界存在的各種現(xiàn)象可歸納為兩類：必然現(xiàn)象：在一定條件下必然發(fā)生的現(xiàn)象。其發(fā)生在一定條件下是確定性的。如在地球上，上拋的石子必然下落。隨機(jī)現(xiàn)象：在同一條件下有不確定結(jié)果的現(xiàn)象。例如，投擲硬幣。隨機(jī)事件(randomevent)：對隨機(jī)現(xiàn)象進(jìn)行實驗或觀察稱為隨機(jī)試驗。隨機(jī)試驗每一個可能的結(jié)果稱為隨機(jī)事件，簡稱事件。在一次隨機(jī)試驗中，某隨機(jī)事件可能發(fā)生，也可能不發(fā)生；但在一定數(shù)量的重復(fù)試驗后，該隨機(jī)事件的發(fā)生與否是有規(guī)律的。6隨機(jī)事件具有：可重復(fù)性：相同條件下可重復(fù)進(jìn)行隨機(jī)性：出現(xiàn)兩種及兩種以上結(jié)果偶然性：實驗前不能肯定將出現(xiàn)哪種結(jié)果

隨機(jī)變量(randomvariable)：綜合反映隨機(jī)現(xiàn)象及其結(jié)果(取值)的量。7

在一組條件組Ω實現(xiàn)之下，事件A可能發(fā)生也可能不發(fā)生，則稱A為隨機(jī)事件。若Ω之下，A必然發(fā)生，則稱A為必然事件；若Ω之下，A必然不發(fā)生，則稱A為不可能事件；Ω：活著的健康人

A：在未來某個時間死亡Ω：腦?；颊?/p>

A：死亡的腦神經(jīng)細(xì)胞重生在表面上是偶然性在起作用的地方，這種偶然性始終是受內(nèi)部的隱蔽著的規(guī)律支配的，而問題是在發(fā)現(xiàn)這些規(guī)律?！鞲袼埂堵返戮S希?費爾巴哈和德國古典哲學(xué)的終結(jié)》

8醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的定義醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)(medicalstatistics)：是以醫(yī)學(xué)理論為指導(dǎo)，運用概率論和數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的原理與方法，研究醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中隨機(jī)現(xiàn)象有關(guān)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析與推斷，進(jìn)而闡明其客觀規(guī)律的一門應(yīng)用科學(xué)。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的學(xué)科特點：☆醫(yī)學(xué)＋數(shù)學(xué)，側(cè)重醫(yī)學(xué)，淡化數(shù)學(xué);☆用數(shù)量反映質(zhì)量，如平均期望壽命，解放前為35歲，現(xiàn)在

70歲，可反映國家醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)總體水平的提高;☆大量觀察+實驗數(shù)據(jù)分析→可以揭示醫(yī)學(xué)規(guī)律。9二、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的主要研究內(nèi)容

變量關(guān)系統(tǒng)計描述統(tǒng)計推斷指標(biāo)描述圖表描述參數(shù)估計假設(shè)檢驗統(tǒng)計設(shè)計統(tǒng)計分析調(diào)查設(shè)計實驗設(shè)計研究內(nèi)容10統(tǒng)計設(shè)計醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的主要內(nèi)容專業(yè)設(shè)計從專業(yè)上把關(guān)，影響研究的深度和水平，取決于研究者的專業(yè)水平。統(tǒng)計設(shè)計是運用統(tǒng)計學(xué)的原理和方法，針對研究目的，幫助研究者如何確定研究對象、樣本大小、觀察指標(biāo)、合理安排實驗或調(diào)查，保證科研課題順利進(jìn)行，起到事半功倍的作用。統(tǒng)計研究設(shè)計影響研究的質(zhì)量，其取決于研究者的統(tǒng)計學(xué)水平。統(tǒng)計設(shè)計分為調(diào)查研究設(shè)計和實驗研究設(shè)計。11統(tǒng)計分析醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的主要內(nèi)容統(tǒng)計描述：統(tǒng)計圖、統(tǒng)計表、描述性指標(biāo)；統(tǒng)計推斷：參數(shù)估計和假設(shè)檢驗；變量關(guān)系：直線回歸與直線相關(guān)；元線性回歸、

logistic回歸、Cox回歸、判別分析、聚類分析、主成分分析、因子分析、典型相關(guān)分析等。統(tǒng)計軟件：SAS（statisticalanalysissystem）SPSS（StatisticalPackagefortheSocialScience）……12三、為什么要學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)

——醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的作用？

1、統(tǒng)計學(xué)是科學(xué)研究的重要工具（1）科學(xué)研究的基本步驟：選題，查閱文獻(xiàn)，立題（提出假說）

設(shè)計

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分析資料、驗證假說，做出推斷

撰寫論文（2）統(tǒng)計工作的基本步驟：設(shè)計

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分析資料13◆有控制的臨床干預(yù)試驗：1747年5月20日，英國的J.Lind醫(yī)生將12名病情相同似的患者(海員)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，分別給予下列主要干預(yù)：

A組：每天飲1夸脫（1.136L）蘋果汁；

B組：服25滴硫酸丹劑（elixirvitriol），每天3次；

C組：服2匙醋，每天3次；

D組：每天飲約半品脫海水，服緩和的瀉藥；

E組：每天食2個桔子，一個檸檬；

F組：每天服由大蒜、芥子等成份組成的干藥。當(dāng)6月16日船返回英國Plymouth港時，所有患者的病情都有好轉(zhuǎn)，其中E組恢復(fù)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。Lind醫(yī)生的試驗并沒有得出明確的結(jié)論，直到160年后，通過動物實驗才真正從科學(xué)意義上解釋了E組療效最好的真正原因。幾個例子2、統(tǒng)計學(xué)是促進(jìn)醫(yī)學(xué)科研發(fā)展的重要學(xué)科14◆統(tǒng)計學(xué)方法用于干預(yù)試驗：1835年，法國醫(yī)生P.C.A.Louis對當(dāng)時流行的“放血”療法治療肺炎的效果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)“放血”的療效不象預(yù)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。2、統(tǒng)計學(xué)是促進(jìn)醫(yī)學(xué)科研發(fā)展的重要學(xué)科◆英國遺傳學(xué)家F.Galton爵士（1822-1911）對上千家庭父親身高和兒子身高的觀察發(fā)現(xiàn)遺傳的“回歸”現(xiàn)象◆以護(hù)理學(xué)的奠基人聞名于世的英國F.Nightingale（1820-1910），通過分析醫(yī)院病情記錄說明護(hù)理工作的重要性（傷員死亡率由60‰下降至3‰）◆

1926年荷蘭C.Eijkman醫(yī)生發(fā)現(xiàn)“腳氣病”的病因◆

1960年英國醫(yī)生Doll，Hill等發(fā)現(xiàn)吸煙與肺癌的關(guān)系

……計算機(jī)的發(fā)展、普及，為統(tǒng)計資料和信息的儲存、整理和分析提供了極為有利的條件。專用統(tǒng)計軟件包（如SAS、SPSS、STATA、S-PLUS等）的問世，解決了復(fù)雜的計算問題，使多元統(tǒng)計分析方法用于醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)發(fā)展。幾個例子15醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的作用1992年，Sackett領(lǐng)導(dǎo)的研究小組首次提出了循證醫(yī)學(xué)的概念。1992年首先在英國成立Cochrane中心，向世界各國臨床醫(yī)生提供臨床決策的最佳證據(jù)。1993年成立了世界Cochrane協(xié)作網(wǎng)，幫助人們進(jìn)行系統(tǒng)評價，并將系統(tǒng)評價結(jié)果通過電子光盤雜志、因特網(wǎng)分發(fā)給世界各地的臨床醫(yī)生、病人和衛(wèi)生決策者，使循證醫(yī)學(xué)的開展、證據(jù)的獲得成為可能。1999年3月中國EBM中心正式注冊為世界上第13個Cochrane中心。3、其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，與醫(yī)學(xué)實際聯(lián)系更密切E.B.M.(evidence-basedmedicine)的創(chuàng)建16醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的作用★據(jù)國外60～80年代對不同醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表論文的調(diào)查，有統(tǒng)計錯誤的論文的百分比最高達(dá)72%，最低也有20%?！飮鴥?nèi)1984年對《中華醫(yī)學(xué)雜志》《中華內(nèi)科雜志》《中華外科雜志》《中華婦產(chǎn)科雜志》《中華兒科雜志》595篇論文的調(diào)查結(jié)果，相對數(shù)誤用為11.2%，抽樣方法誤用15.9%，統(tǒng)計圖表誤用11.7%。某研究者1996年對4586篇論文統(tǒng)計（中華醫(yī)學(xué)會系列雜志僅占6.9%），數(shù)據(jù)分析方法誤用達(dá)55.7%?！锎蠹s在一個世紀(jì)以前，政治家BenjaminDisraeli曾有一個著名的論斷“有三類謊言：謊言、糟透的謊言和統(tǒng)計”。他還說：“圖并沒有說謊，是說謊者在畫圖”★歷史學(xué)家AndrewLang說，一些人使用統(tǒng)計“就像喝醉酒的人使用街燈柱—支撐的功能多于照明”★統(tǒng)計濫用;不好的樣本;過小的樣本;誤導(dǎo)性圖表;局部描述;故意曲解4、醫(yī)學(xué)期刊論文中，統(tǒng)計方面的錯誤率很高從統(tǒng)計研究設(shè)計、數(shù)據(jù)的表達(dá)與描述、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、到統(tǒng)計分析結(jié)果的解釋上，都或多或少的存在問題。17§2統(tǒng)計學(xué)中的幾個基本概念總體樣本同質(zhì)變異變量誤差概率18總體：根據(jù)研究目的確定的同質(zhì)觀察單位(研究對象)的全體（集合）某變量值的集合。樣本：從總體中隨機(jī)抽取的部分觀察單位某變量值的集合

1、總體（population）和樣本（sample）統(tǒng)計學(xué)中，描述樣本特征的指標(biāo)稱為統(tǒng)計量(statistics);描述總體特征的指標(biāo)稱為參數(shù)(parameter)。19總體是根據(jù)研究目的所確定的同質(zhì)研究對象中所有觀察單位某變量值的集合。例如，研究2014年某市7歲男童體重的醫(yī)學(xué)參考值范圍，其研究對象是該市的7歲健康男童，觀察單位是每個7歲健康男童，變量是體重，變量值是體重測量值，該市2014年全體7歲健康男童的體重值構(gòu)成總體。總體所包含的范圍隨研究目的的不同而變化。總體20①同質(zhì)性即構(gòu)成總體的各單位必須具有某種共同性質(zhì)，這是形成總體的客觀依據(jù)，也是我們確定總體范圍的標(biāo)準(zhǔn)。各單位必須具有這種共同性質(zhì)，是由統(tǒng)計研究的目的決定的。②大量性即總體是由許多單位組成的。一個或少數(shù)單位不能形成總體，因為統(tǒng)計研究的目的是要揭示大量事物的普遍規(guī)律性，所以統(tǒng)計研究的對象必須包括足夠多的個體。③差異性即總體的各單位除了某一方面的共同性外，在其他方面必須是有差異的，這些差異是統(tǒng)計研究的基礎(chǔ)和前提?？傮w的三個基本特征：21

有限總體與無限總體若在某特定的時間與空間范圍內(nèi)，總體中同質(zhì)研究對象的所有觀察單位的某變量值的個數(shù)是有限的，則稱之為有限總體(finitepopulation)。有時總體是假設(shè)的，沒有時間和空間的限制，觀察單位數(shù)是不確定的，稱之為無限總體(infinitepopulation)。22樣本（sample）

樣本是按隨機(jī)化原則從同質(zhì)總體中隨機(jī)抽取的部分觀察單位其變量值的集合。樣本必須具有代表性。“代表性”的前提是樣本來自同質(zhì)總體、足夠的觀察單位數(shù)和隨機(jī)抽樣。通常把樣本中所含的觀察單位個數(shù)稱為樣本含量

---n

。隨機(jī)化原則是指總體中的每個個體都有同樣的機(jī)會被抽到樣本中；但不同的研究目的和研究對象，所采用的抽樣方法可以不同，如單純隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)隨機(jī)抽樣、整群抽樣和分層抽樣等。232、同質(zhì)（homogeneity）

嚴(yán)格地講，同質(zhì)是指被研究指標(biāo)的影響因素完全相同。但在醫(yī)學(xué)研究中，有些影響因素往往是難以控制的（如遺傳、營養(yǎng)等），甚至是未知的。因此，在實際工作中只有相對的同質(zhì)。統(tǒng)計學(xué)中，可以把同質(zhì)理解為對研究指標(biāo)影響較大的、可以控制的主要因素盡可能相同。例如，研究兒童的身高時，要求影響身高較大的、易控制的因素（如性別、年齡、民族、地區(qū)）要相同，而不易控制的遺傳、營養(yǎng)以及其它的未知影響因素可以忽略。

24

3、變異（variation）

同質(zhì)基礎(chǔ)上的各觀察單位的某變量值的差異稱為變異。如同性別、同年齡、同民族、同地區(qū)健康兒童的身高、體重不盡相同；用同一療法治療同病種、病程的患者，療效卻不相同。變異是生物體的基本屬性之一，也是統(tǒng)計研究的前提。254、變量（variable）在搜集資料時，首先要根據(jù)研究目的確定同質(zhì)觀察單位，再對每個觀察單位的某項特征進(jìn)行測量或觀察，該特征稱為變量，如上述的“身高”、“體重”、“療效”就是變量。變量的觀察結(jié)果或測量值稱為變量值或觀察值。變量按其值的性質(zhì)可分為不同類型。變量—觀察單位的某一項特征變量值—某一變量的測量值26變量類型變量按其值的性質(zhì)可分為數(shù)值變量和分類變量。數(shù)值變量(numericalvariable)其變量值是定量的，表現(xiàn)為數(shù)值的大小，多有度量衡單位。如身高(cm)、體重(kg)、心律(次/min)、住院天數(shù)(d)、血壓(mmHg)等。由數(shù)值變量的測定值組成的資料稱為數(shù)值變量資料或計量資料。大多數(shù)的數(shù)值變量的測定值是連續(xù)性的，稱之為連續(xù)型變量，如身高、體重、血壓等；但有的數(shù)值變量的測定值只是正整數(shù)，如心率、白細(xì)胞計數(shù)等，在統(tǒng)計學(xué)中把它們也視為連續(xù)型變量。27分類變量(categoricalvariable)亦稱定性變量，表現(xiàn)為互不相容的類別或?qū)傩??？煞譃闊o序與有序兩類。無序分類變量(unorderedcategoricalvariable)是指所分類別或?qū)傩灾g無程度或順序上的差別。如性別，血型等。所得資料稱為無序分類變量資料或計數(shù)資料。有序分類變量(ordinalcategoricalvariable)是指所分類別或?qū)傩灾g有程度或順序上的差別。所得資料稱為有序分類變量資料或等級資料。如尿糖化驗結(jié)果按–、

、+、++、+++分類，療效按治愈、好轉(zhuǎn)、無效、惡化分組。變量類型28注意：變量類型并非一成不變，可根據(jù)統(tǒng)計分析的需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化。進(jìn)行統(tǒng)計分析時，需考慮變量類型及其分布特征選取適當(dāng)?shù)拿枋鲋笜?biāo)和分析方法29統(tǒng)計資料類型的表現(xiàn)形式30

統(tǒng)計上所說的誤差泛指測量值與真值之差，樣本指標(biāo)與總體指標(biāo)之差。主要有以下三種：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)測量誤差、抽樣誤差。

系統(tǒng)誤差（systematicerror）概念：指數(shù)據(jù)搜集和測量過程中由于儀器不準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等原因，造次觀察結(jié)果呈傾向性的偏大或偏小，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。流行病學(xué)稱之為偏倚（bias）。特點：有累加性。觀察值有系統(tǒng)性、方向性、周期性的偏離真值?？梢酝ㄟ^嚴(yán)格的實驗設(shè)計和技術(shù)措施消除5、誤差（Error）和抽樣誤差（

samplingerror）31隨機(jī)測量誤差（randommeasurementerror

）：

由于非人為的偶然因素，對于同一樣本多次測定結(jié)果不完全一樣，結(jié)果有時偏大有時偏小，沒有傾向性，這種誤差叫隨機(jī)測量誤差。特點：沒有傾向性，多次測量計算平均值可以減小甚至消除隨機(jī)測量誤差。提高操作者熟練程度可以減少這種誤差32減少抽樣誤差的方法：（1）改進(jìn)抽樣方法（增加樣本的代表性）；（2）增加樣本量；（3）選擇變異程度較小的研究指標(biāo)。抽樣誤差（sampleerror）:由于隨機(jī)抽樣所引起的樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)之間的差異以及樣本統(tǒng)計量之間的差別稱為抽樣誤差。如樣本均數(shù)與總體均數(shù)之間的差別，樣本率與總體率的差別等。注意：抽樣誤差是不可避免的。無論抽樣抽得多么好，也會存在抽樣誤差。但統(tǒng)計上可以計算并在一定范圍內(nèi)控制抽樣誤差。抽樣誤差（randomsamplingerror）33

6、概率(probability)★隨機(jī)事件發(fā)生可能性的大小是客觀存在的如：A1：脛腓骨骨折病人在正規(guī)三甲醫(yī)院手術(shù)成功----P1A2：擲一枚均勻硬幣落地后正面向上-----P2A3：任查街上一行人其心臟在右側(cè)-----P3

P1>P2>P3★概率（probability):是描述隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值。試驗者投擲次數(shù)n正面出現(xiàn)次數(shù)k正面出現(xiàn)的頻率k/n布豐404020480.5069德?摩根409220480.5005費勒1000049790,4979皮爾遜1200060190.5069皮爾遜24000120120.5005羅曼諾夫斯基80640396990.4923346、概率

(probability)概率（probability):是描述隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值。隨機(jī)事件:0＜P(A)＜1小概率事件：

概率p小于或等于

的隨機(jī)事件，表示一次實驗中該事件發(fā)生的可能性很小。小概率原理：小概率事件在一次試驗中幾乎不可能發(fā)生。利用該原理可對科研資料進(jìn)行假設(shè)檢驗?！靶「怕省钡臉?biāo)準(zhǔn)

是人為規(guī)定的，一般定為0.05；對于可能引起嚴(yán)重后果的事件，如術(shù)中大出血等，可規(guī)定

=0.01，甚至更小。35§3統(tǒng)計工作的基本步驟設(shè)計（design）搜集資料（collectionofdata)整理資料（sortingdata）分析資料（analysisofdata）

緊密相連，不可分割361、設(shè)計設(shè)計是在保證科學(xué)性、可重復(fù)性和高效性的前提下，為驗證研究假說而進(jìn)行的周密安排。是在廣泛查閱文獻(xiàn)，全面了解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，在實施科學(xué)研究之前對研究工作的全面設(shè)想。包括：明確研究目的和研究假說，確定研究內(nèi)容、觀察對象與觀察單位、樣本含量和抽樣方法，擬定研究方案、預(yù)期分析指標(biāo)、誤差控制措施、進(jìn)度與費用等。根據(jù)研究的類型，有調(diào)查設(shè)計和實驗設(shè)計之分。

37搜集資料須遵循統(tǒng)計學(xué)原理采取必要措施