临床科研统计方法与选择陈世耀赵耐青pdf概要

1、?讲座？临床科研统计方法与选择陈世耀 赵耐青作者单位：200032 上海，复旦大学中山医院临床流行病学中心临床科研中数据的处理和统计方法是临床研究得出结论的步骤之一。而描述临床数据，应用正确的统计方法是获 得正确的临床科研结果的前提。本文从 描述数据到统计方 法的选择介绍临床科研论文中常用的统计方法、基本概念。一、数据的种类1. 数据种类：临床上的数据通常可简单地分成计量资料、等级资料和分类资料（计数资料三种类型。计量资料指连续的数据，通 常有具体的数值，如身高、体重、血压、血红蛋白、胆红素和白蛋白等。等 级资料指有一定级别的数据，如临床疗效分为治愈、显效、好转、无效，临床 检验结果分为-、+

2、、+、+,疼痛等症状的严重程度分为0（无疼痛、1（轻度、2（中度、3（重度等,等级资料又称为半定量资料。分类资料指各数据之间没有顺序或等级关系，而是归于一定 属性，可以是两类也可以是多类。如性别资料，按男性和女性分类，计算男性与女性各有多少例； 职业资料，按工人、农民、职员等归类，计算各自的例数；随访结果资料，按生 存或死亡归类，计算各自的例数；接受干预措施资料，按用试验药 物、用安慰剂 归类；是否存在吸烟、饮酒、幽门螺杆菌（Hp感染等暴露因素，按吸烟、不吸 烟,饮酒、不饮酒,Hp （+、Hp（-归类等2. 数据的类别转换：计量资料可以根据需要或一定的标准分成两个或数个等级而变成计数或等级资料

3、。如年龄资料是计量资料，但 可以按大于65岁、4565岁、小于45岁分为老、中、青年3类而转变为等级 资料或计数资料。但需要注意的是：计量资料转换为等级资料或计数资料比较 简单，但从等级资料或计数资料就无法再转换成计量资料，因此,在临床上收集数据或计算机储存数据时，应考虑收集或 储存计量资料，只有在数据处理时根据需要 再转换为等级资 料或计数资料。对两组病人的某项指标进行统计学检验时，数据从计量转换为计数或等级资料，统计的效率也可能下降。二、数据的统计描述对于临床研究数据，通常我们不可能在论文中或在报道 时告诉读者每一个病人 的具体特征。我们需要知道这批数据的特征，一方面便于描述，另一方面便于

4、两组 数据或特征的差异比较，这就是统计描述。1. 计量资料（数据的统计描述：计量资料的特征通常包括中心位置与离散程度。中心位置通常用均数来描述，如一组病人的年龄、 体重、血红蛋白、白蛋白、胆红素、肌酐和尿素氮等，要求是这类数据应该服 从正态分布；如果数据经对数转换后呈正态分布，则可以用几何均数表示其中心位置，如HBsAg滴度（1 : 8,1 : 16,1 : 32,1： 64 ;对于偏态数据,通常用中位数表示其中心位置，加研究急性肝炎时AL T、AST等范围从数十到上 千变动较大，且每个病人的变化情况不一致。正态分布的数据离散程度可用标准 差来描述；对于偏态数 据，可以用4分位范围（inter

5、 2quartile range , IQR描述离散 程度，即:IQR为第25百分位数（P25 第 75百分位数（P75。2. 计数资料（数据的统计描述：计数资料在分类时可以计算各类别在总数中的比重或百分比，称为构成比，如性别资料，100例病人 中,60例男性,40例女性,可表示为男性占60%,女性占40%;如果数据分为发生或不发生,如死亡、患病等，则可计算其死亡率、发病率等指标，表示其发生的强 度，称率。构成 比一般不能说明发生强度。临床上有很多率实际上只是个比例（构成比。如患病 率是一个比例，由于历史原因，仍称为患病率。所以不能将构成比混为发病率来 说明发生强度。当两个率进行比较时，如果某

6、一指标足以对率 的大小有影响（如 年龄对死亡率，而该指标的组成（如年龄构成在两组内不同，则需要对该指标进行 标准化。3. 等级资料的统计描述：根据数据可以用构成比或率来计算。如临床疗效可表示为治愈率、好转率等。腹痛根据程度分为无、 轻、中、重，可计算各程度的构成比。即用各种程度病人数除以总病例数，各构 成比之和应为100%。4. 比数、优势比、相对危险度：在病因学研究中，是暴露因素与疾病之间的联系强度的指标。比数是阳性率与阴性 率之比。相对危险 度（RR是两种暴露条件下发病率之比，如研究Hp感染与胃癌的关系，采用前瞻性 队列研究，按Hp（+与Hp （-分为2组观察若干年后胃癌的发生率，计算两组

7、的发病率之比即估计相对危险度。优势比（OR是在病 例对照研究中表示暴露与疾病发生之间的相关程度，是RR的近似值，如同样研究，采用病例对照设 计，按胃癌与非胃癌 分为两组，调查两组病人发病前Hp感染情况，评价Hp感染 与胃癌之间的关系需用优势比。三、定量数据的统计学检验临床研究中要进行两个样本或多个样本间差异的统计学检验，以判定差异是真实存在或者由于抽样误差引起。1. t检验与方差分析：对于分组呈正态分布的定量资料,如为两组比较，可用t检验。t检验有2种方法，取决于资料是成组比较 还是配对比较。临床科研中对每一病人治 疗前后的比较：如应用利胆药物后胆红 素水平前后的比较；应用保肝药物后白蛋白水平

8、的前后比较等多属于配对比较。临床上许多研究无法配对，如新药与对照药物的比较，通常都是治疗组与对照组进 行成组比较。在选用t检验时，这两886种t检验的方法是不同的。对两组以上（多组资料比较，则选用方差分析；方差分析也有二种方法，取决 于研究设计。如研究血液放置时间对血糖测定值的影响，对8名健康人抽血后将 每一个体的血液 分为4份,分别放置0、45、90、135min后测定血糖浓度,这种 设计每4份血糖测定值均来自同一个体，称为随机区组随 机,需要用随机区组分差 分析。同样，如果我们的目的是比 较三种不同降血糖药物的治疗效果，采用随机化 方法将病人分为三组，每种药物应用于一组病人，三组病人最终的

9、血糖 比较则用完 全随机设计方差分析。需要注意的是，各组样本含量相等与不相等时，由于组间 离均差平方和计算方法略有差别，所选用方差分析计算公式也不一样。需要指出的是，配对或配伍组设计比成组或完全随机设 计的优点是对某一因素 进行控制，如上述4份血糖结果，除了放置的时间外，其余因素都一样（来自同一 人，从而减少了偏倚误差，提高统计效率。在进行方差分析时，如对A、B、C三种药物的疗效进行比较时，无效假设 为三组疗效相同,即H0:A=B =C ,差异有统计意义而推翻此无效假设时,其备选假 设H1为三种药物 的疗效全不相同或不全相同，这时并不能区分是哪两种药物 疗效 相同，哪两种不同。一种自然的想法是

10、不做方差分析而 直接做三个t检验，即检 验A =B、A =C、B =C ,由此直接得 出结论。从统计学角度看,这是不正确的, 因为它增加了第 一类错误，即假阳性错误的概率。这时统计上有意义的临界 值概 率a已超过a =0. 05勺标准,因而是不可取的。比较合理的方法是在方差分析后 作多重比较（两两比较。多重比较的方法很多,常用的有SN K （Student 2New 2 man 2K euls法、Duncan法、L SD法以及Dunnett法等。应用t检验和方差分 析的前提是：小样本时，无论t检验或方差分析，对数据的要求均应是正态分布， 资料正态性问题可以用频数图考察或正态检验；成组t检验和方

11、差 分析要求各 组的样本方差间差异无显著性（方差齐性。两组方差齐性检验可以用F检验；多组 方差齐性检验可以用Baetlett检验。2. 数据转换：如果数据属于某种特殊分布或数据具有一定特征，经过一定转换后可转换成正态或方差齐性，则分析效果更好。如水中细菌数、单位时间放射性 计数等符合普松 分布，数据可通过平方根转换；非传染病患病率、白细胞百分 数、淋巴细胞转换率、钡条胃排空检查的残留率等符合二项 分布，数据可通过平 方根反正弦函数转换；滴度资料等可通过对数转换。3. 非参数统计：非参数统计也针对两组或多组计量资料的比较，当t检验或方差分析的前提条件不能满足而对数据的总体分布不能确定或没有适当的

12、转换方法时，可以用非参数统计方法。相应于参数检验、配对比较的设计，非参数统计采 用符号等级检验（Wilcoxon法；两组比较采用两样本等 级和检验（Wilcoxon Mann and Whitney ranksum法或中位数检验；配伍组设计比较采用 M检验（Friedman法； 多组比 较采用H检验（Kruskal a nd Wallis。表1列出了计量资料 比较时参数检验 与非参数检验的选择。表1计量资料比较时参数与非参数统计方法选择设计方法参数统计3非参数统计33配对比较配对t检验符合检验，符号等级检验（Wilcoxon两组比较成组比较t检验两样本等级和检验（Wilcox 2 on Man

13、n and Whitney法,中位数检验配伍组比较 随机区组方差分析M检验（Friedman法多组比较完全随机设计方 差分析H 检验（Kruskal a nd Wallis 法3应用条件是数据正态分布，方差齐性，33应用范围主要为偏 态资料且数 据无法转换为正态，等级资料分组比较等级资料分组比较也应用非参数检验，多组比较时采用H检验，两组比较 时采用等级和检验（Wilcoxon Mann and Whitney检验或中位数检验。如比较两种 胃动力药物治疗功能性消化不良的疗效，疗效评价按显效、有效、好转、无效 分为4等级，两组比较可米用等级和检验。四、卡方检验研究两组或几组资料的性质是定性或分类

14、的，通常用率或构成比描述各组的特征。比较组间率或构成情况间的差异是否有统计学意义可以用卡方检验。1. 四格表资料的卡方检验：当比较两组定性或计数资料 且资料的属性只有两种 时，通常采用卡方检验，如研究Hp感染与胃癌关系时，胃癌病例组100例，Hp感 染80例（感染比例80. 0% ,慢性胃炎对照组100例,Hp感染60例（感染比例60% , 是否胃癌病例组Hp感染率高于慢性胃炎组，即Hp感染与胃癌有关是否真实存在 而不是由于抽样误差引 起，统计学检验时即可采用四格表卡方检验。一般计算Pearson卡方，仅表示两组构成比不同，有一般联系。四格表中如果数据较少，理 论值（根据无效假设计算得到的各格

15、应 有的数值5,特别是总观察数40时，或有 理论数1时，需要用精确（Fisher检验法。2. 行列表卡方检验：当比较组超过2组或者资料的属性 超过2种时，这类表格 称行列表。通常仍计算Pearson卡方，表示一般联系的检验，即行变量与列变量都是计数或定性资 料，变量的各水平之间都没有等级关系，检验的结果仅表示 两变量 之间是否存在联系。如果行变量为名义变量（定性而列变量为等级变量时，可以采 用非参数检验、趋势卡方或用行平均得分差进行检验。单纯Pears on卡方检验往 往不能说明问题。对组内分组资料的卡方检验或内部构成不同的两个率差异的统计意义检验，可采用加权卡方检验或 M 2H卡方检验。而如

16、果需要分层的因素很 多或者影响结果的因 素很多，而分层太多样本量又无法满足时，回归分析常是首 先 考虑的选择。9863. 对生存率资料的比较：常采用寿命表法描述，除了可计算年生存率并进行卡 方检验外,还可直接对生存曲线进行 比较,通常采用Log Rank检验。五、临床科研中统计方法应用的常见错误应用正确的统计方法可增加研究结果的可信度，而错误的统计方法常导致不正 确的研究结论。临床科研中常见的 统计方法错误包括：1.构成比的误用：由于医院资料的局限性，临床所获得的数据一般只能计算构成比而不是发病率。构成比通常不能说明事物发生的 强度，而且构成比的大小受到很多其他因 素的影响，因此比较构成比的大

17、小或应用 构成比说明问题时不能滥用。只有纵向随访研究才能得到发病率的资料 。2.内部构成对统计指标的影响：临床研究中，比较两组药物的疗效或说明两组病人的预后时，常需要注意其他因素 对结果的影响。 标化或对可能影响结果的因素进行分层是解决这一问题的最好办法，如果影响因素很多，可能需要多因素分析来平衡各种因素的影响。而无视其他因素的影响 可能 得出错误的结果。3. 偏态定量数据统计描述和检验方法的误用：偏态定量数据的中心位置应当用中位数来描述 （对数正态分布采用几 何均数描述，但目 前很多研究报道的资料仍只用均数描述。由于均数和标准差唯一刻划了正态分布资料的特征，对于正态分布资料只需表示均数 标准

18、差，但是均数 标准差不是偏 态分布资料的特征,通常应该用中位数（25%百分位数75%百分位数 刻划资料的中心位置和分布概况 。对明显偏态资料的组间比较，t检验或方差分析也是不正确的，应选择非参数检验。4. 配对（配伍比较和成组比较：配对t检验与两组比较的t检验选用要根据不同研究设计，完全随机设计和配伍组设计也要根据不同研究设计选用，配对研究设计和配伍组设计的资料属于非独 立数据，只能采用相应的配对t检验或配 伍组方差分析，成组设计或完全随机设计 的资料不能（也无法用配对t检验或配伍组方差分析方法进行检验 。5. 一揽子比较的错误：对于多组或配伍组比较应当先做方差分析或非参数统计分析，然后再用相

19、应的多重比较，而不应直接做所有两 两比较的t检验或非参数检验，否则第一类错误会增大。临床研究和杂志上仍然 常可见到这一错误。6. 统计方法应用的条件不符合：各种统计方法应用有一定的条件，如t检验和方差分析要求数据为正态（或近似正 态分布和方差齐性 很多研究数据呈明显偏态仍然采用t检验或方差分析是不正确的。对于非负值资 料，如果标准差 远大于均数，这样的资料常是偏态分布的。方差是否齐性对 统计 结果影响很大，要特别注意。再如回归分析的方法选 择，不能不管因变量是什么性 质而乱用回归方法，因变量为定量数据可以用线性回归（或数据经转换后应用，因 变量为分类数据可以用Logistic回归,而生存时间因变量可以用Cox回归。乱用不适当的回归分析方法会得出无法解释的结果。7. 论文中应注明哪些与统计有关的结果：统计所用的方法、比较的样本量、统计量如卡方值、P值等。最后需要指出的是，研究结果的准确性与研究设计有 关,统计方法的选择也与 收集资料的方法有关，因此，统计方法应当在研究设计阶段作出正确的选择，而不 是等到数据收集好之后再来考虑。否则，研究结果的可信度就受到怀疑，而单纯依 赖统计学方法对研究设计没有考虑的选择性偏倚和测量性偏倚是无法补救的。（收稿日期：2002208216（本文编辑：沈洁?简讯？胃肠病学杂志征订暨开设2003年度函授继续