医学统计学--第二军医大学.ppt

1,医学统计学 绪论,第二军医大学卫生统计学教研室 第二军医大学临床流行病学与循证医学中心 ,张罗漫,2,3,班次、教材、时间、课代表 教员：张罗漫 学科性质：工具学科、交叉学科 学习目的：科学研究中的设计与数据处理、 阅读文献、撰写论文等。 学习方法：理解基本概念、对实际资料能用 正确方法描述与分析、准确计算、对计算结 果能够正确理解与解释；不要死记公式与追 求公式推导。 学习要求：认真作作业；注重统计思想、抽 象思维与严谨作风的培养。,教学安排与要求,4,教学内容(2010年级硕士研究生周末班) 1. 第一章 绪论 2. 第二章 计量资料的统计描述 SPSS统计分析软件简介 3.4.第三章 总体均数的估计与假设检验 5. 第四章 多个样本均数比较的方差分析 6. 第五章 计数资料的统计描述 第十章 统计表与统计图 7. 第七章 2 检验 8. 第八章 秩转换的非参数检验 9. 第九章 双变量回归与相关,5,10. 第十一章 多因素试验资料的方差分析 11. 第十四章第一节 多变量数据的统计描述 第十五章 多元线性回归分析 12. 第十六章 logistic回归分析 13. 第十七章 生存分析 14. 第二十九章 数据处理的一般原则与方法 答疑 15. 考试,6,教学内容(临床医学八年制2007年级) 1. 第一章 绪论 第十章 统计表与统计图 2. 第二章 计量资料的统计描述 3. 第三章 总体均数的估计与假设检验 4. 第四章 多个样本均数比较的方差分析 5. 统计软件实习1 6. 第五章 计数资料的统计描述 第六章第一节 二项分布 7. 第七章 2 检验 8. 第八章 秩转换的非参数检验 9. 统计软件实习2 10. 第九章 双变量回归与相关,7,11. 第十一章 多因素试验资料的方差分析 第十二章 重复测量设计资料的方差分析 13. 统计软件实习3 14. 第十四章第一节 多变量数据的统计描述 第十五章 多元线性回归分析 15. 第十六章 logistic回归分析 16. 统计软件实习4 17. 第二十八章 临床诊断试验与评价 18. 第二十九章 数据处理的一般原则与方法 答疑 19. 统计软件实习5 20. 考试,8,教学内容(2009年级硕士研究生) 1. 第一章 绪论 2. 第二章 计量资料的统计描述 3.4.第三章 总体均数的估计与假设检验 5. 第四章 多个样本均数比较的方差分析 6. 第五章 计数资料的统计描述 第六章第一节 二项分布 7. 第七章 2 检验 8. 第八章 秩转换的非参数检验 第十章 统计表与统计图 9. 第九章 双变量回归与相关,9,10. 第十一章 多因素试验资料的方差分析 11. 第十二章 重复测量设计资料的方差分析 12. 第十三章 协方差分析 13. 第十四章第一节 多变量数据的统计描述 第十五章 多元线性回归分析 14. 第十六章 logistic回归分析 15. 第十七章 生存分析 16. 第二十章 主成分分析与因子分析,10,17. 第二十五章 医学科学研究概况 第二十七章 实验研究设计 18. 第二十六章 观察性研究设计 19. 第二十九章 数据处理的一般原则与方法 答疑 20. 考试,11,确定性现象 在相同的条件下出现相同的结果。如纯水在一个大气压下加热到1000C必然沸腾。 随机性现象 在相同的条件下出现不同的结果，但结果是确定的。如红细胞计数检测。 模糊性现象 在相同的条件下出现不同的结果，结果是不确定的。如体操运动员比赛成绩。,自然界和人类社会活动中存在三类现象,12,确定性现象 经典数学 随机性现象 概率统计学 模糊性现象 模糊数学,不同现象与数学研究方法,13,医学统计学,运用概率论、数理统计等原理与方法， 研究医学研究中有关数据的搜集、整理、 分析的科学。,Medical Statistics,14,Statistics is the science dealing with the collection, analysis, interpretation, and presentation of masses of numerical data. Websters International Dictionary Statistics is the science and art of dealing with variation through collection, classification, and analysis in such a way as to obtain reliable result. John M. Last, A Dictionary of Epidemiology,15,数理统计学与生物医学的结合,生物统计学 (Biostatistics) 侧重于生物学研究 又称生物测量学 (Biometrics) 医学统计学 (Medical Statistics) 侧重于临床医学研究。 卫生统计学 (Health Statistics) 侧重于社会医学研究。,16,统计工作 收集数据的活动 统计数据 对现象进行计量的结果 统计学 分析数据的方法与技术,与统计有关的几个名词内涵,17,统计学与数学的区别,数学研究的是抽象的数量规律 统计学研究的是具体实际现象的数量规律 数学研究的是没有量纲的抽象的数 统计学研究的是有具体实物的数据 数学研究所使用的方法主要是演绎法 统计学研究所使用的方法主要是归纳法,18,第一节 统计学的几个基本概念,19,一、个体变异 二、随机 三、随机试验与随机事件 四、总体与样本 五、变量与资料 六、误 差 七、频率与概率,20,同质个体间的差异。 一种或多种不可控因素(已知的或未知的)作用下所产生的综合表现。 结果是随机的(无法绝对正确地预测)。 个体变异是普遍存在的。 个体变异是有规律的。 没有个体变异，就没有统计学！,一、个体变异 (individual variation),21,二、随机 (random) 机会均等，不等同于随意或随便。 随机抽样 (random sampling) 有相同的机会被抽到 随机分组 (random allocation) 有相同的机会被分到不同的组中,22,三、随机试验与随机事件,1. 随机试验 (1)可以在相同的条件下重复进行； (2)每次试验的可能结果不止一个，并且 能事先明确试验的所有可能结果； (3)进行一次试验之前不能确定那一个结 果会出现。,23,医学随机试验举例 对某人某项生理生化指标的检测 某种疾病的治疗结果 抽烟与肺癌的关系 18岁正常中国男子的身高测量 ,24,2. 随机事件 在随机试验中，每一次试验可能出现的结果称为随机事件。 随机事件的发生在大量重复试验中具有 某种规律性，称为资料的概率分布或总 体分布。 揭示和研究这种规律性是统计学所要研 究的问题。,25,四、总体与样本,1. 总体 (population) 根据研究目的确定的同质观察单位的全体； 是同质的所有观察单位某种观察值的集合。,研究目的：某地某年全体正常18岁男子身高 总体：该地某年全体正常18岁男子身高值,观测单位：每个正常18岁男子 观测值：正常18岁男子身高值,26,(1) 无限总体 (infinite population) 总体的概念是设想的或抽象的，没有时间 和空间范围的限制。研究总体,(2) 有限总体 (finite population) 规定了时间、空间范围内有限个观察单位的总体。目标总体,总体参数 (population parameter) 总体特征值。未知的，固有的，不变的！,27,抽样研究 (sampling research) 从总体中抽取样本，根据样本信息推断总 体特征。 抽样应遵循随机化 (randomization) 原则,3. 样本 (random sample) 从总体中随机抽取部分观察单位的实测 值集合。代表性，包含总体特征。,2.个体 (individual) 观测单位,28,样本统计量 (sample statistic) 样本数据的函数。 已知的，变化的，有误差的！,样本含量 (sample size) 该样本包含的观察单位数。,29,五、变量与资料,1. 变量 (variable) 总体确定后，对每个观察单位的某项特征进行观测，这种特性能反映观察单位的变异性，称为变量。,随机变量 (random variable) 取值不能事先确定的变量。,2.资料 (data) 对变量的观测结果称为变量值， 由许多变量值构成资料。,30,(1)计量资料 (quantitative data) 变量值有度量衡单位，表现为数值大小。 (2)计数资料 (qualitative data) 将观察单位按某种属性进行分组，分组汇 总各组观察单位数。 (3)等级资料 (ranked data, ordinal data) 将观察单位按某种属性的不同程度分成等 级后分组计数，变量值具有半定量性质。,资料的分类,31,资料类型的判断,32,计数资料 性别 例数 男 4 女 5,计数资料 血型 例数 A 2 B 2 O 3 AB 2,等级资料 尿WBC 例数 2 3 3 1,33,有效,正常,11.58,16.80,B组,女,55,108,无效,异常,15.66,22.56,对照,男,55,4,有效,异常,10.93,17.33,B组,女,43,3,好转,正常,12.57,20.00,对照,女,45,2,治愈,正常,11.47,18.67,A组,男,37,1,疗效 评价,心电图,舒张压 (kPa),收缩压 (kPa),治疗 分组,性别,年龄(岁),患者编号,34,资料的另一种分类,数值变量资料(numerical variable) 分类资料(categorical variable),35,数学上的分类,连续型资料(continuous data) 计量资料 实数范围内任意取值 离散型资料(discrete data) 实数范围内只取整数值,36,37,六、误 差,实际测量值与真值之差，即样本指标与总体指标之差。,1. 随机误差 (random error) 一类不恒定的、随机变化的误差，由多种尚无法控制的因素引起。 如测量一个人体重 (71.3kg)： 71.1 71.4 71.3 71.2 71.3kg,随机误差呈正态分布,38,抽样误差 (sampling error) 随机误差一种，由抽样引起的样本统计量 与总体参数间的差别。 原因：个体变异抽样方式 表现：样本统计量与总体参数间的差别 不同样本统计量间的差别 抽样误差是有规律的！,39,其值恒定不变或遵循一定变化规律，产生原因往往是已知或可能掌握的。,原因：抽样不均匀，分配不随机，实验者感觉或操作上的差异，仪器不准确等，可以通过周密的研究设计和严格的技术措施消除。,2. 系统误差 (systematic error),40,在实验过程中，由研究者偶然失误而造成的误差。,3. 过失误差 (gross error),仪器失灵，抄错数字，点错小数点，写错单位等，可以通过认真的检查核对予以清除。,41,90mmHg,85mmHg,真值,血压计测定值,。 。 。 。 。,。 。,。 。 。,42,准确度 (accuracy) 在一定测量条件下，观测值与其真实值的 偏离程度。 精确度(precision) 在一定测量条件下，对同一样品进行重复 测定所得结果之间的离散程度。 效度 (validity) 量表是否测量了研究希望测量的东西 信度 (reliability) 测量的一致性,43,44,七、频率与概率,1. 频率 (frequency) 在相同条件下，独立地重复n次试验，随机事件A出现 f 次，则称 f/n 为随机事件A出现的频率。,45,46,2. 概率 (probability) 随机事件发生可能性大小的度量。,当n逐渐增大时，频率f/n始终在一个常数左 右作微小摆动，称该常数为随机事件A的 概率，记为： P(A),只要观察单位数足够多，可将频率作为概率 的估计值。,0 P 1 P=1 必然事件， P=0 不可能事件。,47,P 0.05 表示在一次实验或观察中该事件发生的可能性很小。,小概率事件 (rare event),48,某商家宣称他的一大批鸡蛋“坏蛋率为1%”，为了对这批鸡蛋的质量作出判断，从中抽取5个作检查，结果4个好蛋，1个坏蛋。,在“坏蛋率为1%”前提下，5个鸡蛋中出现1个坏 蛋的机会很小(应用二项分布原理计算为4.8%)。 小概率事件在一次抽样中不大可能发生，现发生 了便怀疑“坏蛋率为1%”的真实性。,这样推断也可能出错，因为在“坏蛋率为1%”前 提下，还有4.8%的可能真的出现 5个鸡蛋中有1 个坏蛋。,49,在“坏蛋率为1%”的假设下应用二项分布原理计算5个鸡蛋中出现1个坏蛋的机会,50,概率的运算法则： 加法法则(事件A与事件B至少有一个发生) 两个相互独立事件A、B之和: P(AB)=P(A)+P(B) 任意两个事件A、B之和: P(AB)=P(A)+P(B) P(AB) 乘法法则(事件A与事件B同时发生) 两个相互独立事件A、B之积: P(AB)=P(A)P(B) 任意两个事件A、B之积: P(AB)=P(A)P(BA)=P(B)P(AB),51,一、个体变异 二、随机 三、随机试验与随机事件 四、总体与样本 五、变量与资料 六、误 差 七、频率与概率,52,基本概念汇总,总体 个体、个体变异,总体参数 未知,样本 代表性、抽样误差,随机 抽样,样本统计量已知,统计推断,53,第二节 统计工作的基本步骤,54,1.设计 (design) 2.搜集资料 (collection of data) 3.整理资料 (sorting data) 4.分析资料 (analysis of data),55,一、设计,统计设计是影响研究能否成功的最关键环节，是提高观察或实验质量的重要保证。,1.调查设计 (survey design) 客观描述研究总体，不对研究对象施加任何干预，目的在于摸清某一事物的水平和分布状态。,56,(1)实验研究设计 (experiment design) 以动物或生物材料为研究对象，在研究过程中对研究对象施加干预。 (2)临床试验设计 (clinical trial design) 以人为研究对象，在研究过程中对研究对象施加干预。,2.实验设计,57,统计设计的内容,1.研究目的和假说。 2.研究总体、研究对象、观察单位。 3.是否施加干预，如何施加干预？ 4.需搜集那些资料，如何搜集？ 5.设置观察指标。 6.资料的整理和汇总，计算有关统计量。 7.控制误差。 8.预期结果。 9.时间和经费的安排等。,58,研究设计的几个关键问题,1.如何进行抽样？如何安排干预措施？ 随机化原则：随机抽样和随机分配。,2.要达到研究目的至少应观测多少受试者？ 重复原则：确定样本含量。,3.如何排除非研究因素的影响，分离出研 究因素对实验结果的效应？ 对照原则：在实验组与对照组中，除研 究因素外，其它影响实验结果的非研究 因素都尽可能相同。,59,二、搜集资料,指采取措施取得准确可靠的原始数据。,医疗卫生工作中的统计资料主要来自：,1.统计报表。 2.经常性的工作记录。 3.专题调查或实验研究。 4.统计年鉴和统计数据专辑。,60,三、整理资料,将原始数据净化、系统化和条理化，为下一步的计算和分析打好基础的过程。,1. 净化：对原始数据的清理、检查、核对和纠正错误等。,2. 系统化和条理化：根据研究目的将原始数据合理分组并归纳汇总等。,61,四、分析资料,1.统计描述 (statistical description) 选用恰当的统计指标，合适的统计表 和统计图，对资料的数量特征及其分布规律进行测定和描述。,62,(1)参数估计 (estimation of parameters) 如何由样本统计量推断总体参数,(2)假设检验 (hypothesis test) 如何由样本差异来推断总体之间是否 不同,2. 统计推断 (statistical inference) 如何在一定的可信程度下由样本信息 推断总体特征,63,医学统计 学 内 容,64,医学统计学思维,归纳型思维 逻辑推理型思维 从样本到总体 从个别到一般,65,建立医学统计学思维,生物体的变异是普遍存在的，这种变异是有规律的； 抽样误差是不可避免的，抽样误差是有规律的； 统计推断是有风险的，这种风险是可以控制的。,66,统计学的作用,工具 发现规律，而不能创造规律！,67,学习医学统计学的要求,建立统计学思维 学会从不确定性、机遇、风险和推断角度去思考医学问题，提高自身科学素质和医学研究能力； 学会实验设计 结合专业作出严密的实验设计并获得可靠、准确、完整的资料； 学会分析与表达 运用统计方法充分挖掘资料中蕴含的信息，恰如其分地进行理性概括，写出具有科学认证的研究报告和学术论文。,68,临床科研设计报告书基本内容,1.立题依据(research foundation) 2.研究目的(research objectives) 3.科研假设(research hypothesis)：H0、H1。 4.设计方案(design)： 探索、验证；试验、观察； 随机、非随机； 单盲、双盲、开放； 自身前后、平行对照； 前瞻、回顾、横断面。,69,5.研究地点(setting) 6.研究对象(participants) 目标人群、样本人群； 纳入标准、排除标准。 7.样本大小的确定(sample size estimation) ；1-；、；单侧、双侧。 8.干预方法(intervention) 受试者的依从性。 9.研究因素(study factor) 主要、次要观测指标。,70,10.资料收集和分析 (data collection and analysis) 统计软件、统计方法。 11.预期结果(expected outcomes) 12.质量控制(quality control) 13.预试验(pilot study) 14.医学伦理道德