实验生理科学：统计学在生理实验中的应用

1、LOGO统计学在生理实验中的应用统计学在生理实验中的应用 06 临床八年临床八年 黄娜娅黄娜娅 赵健丽赵健丽Company L统计学：统计学：v从从统计数字中统计数字中挖掘信息、特别是处理资料中变异挖掘信息、特别是处理资料中变异性的科学和艺术；性的科学和艺术；v目的在于取得可靠的结果，其目的在于取得可靠的结果，其求实性求实性毫不含糊，毫不含糊，既不为装点门面，也不为自欺欺人；既不为装点门面，也不为自欺欺人；v在在搜集搜集、归类归类、分析分析和和解释大量数据解释大量数据的过程中完的过程中完成其使命。成其使命。（在实验伊始就要考虑最终的统计设计）（在实验伊始就要考虑最终的统计设计）Company

2、Lv任务：侧重应用，仅介绍必要的统计学术语及常任务：侧重应用，仅介绍必要的统计学术语及常用的统计分析方法。用的统计分析方法。v实验指标：定性指标、实验指标：定性指标、定量指标定量指标v恰当的运用统计方法，能帮助我们：恰当的运用统计方法，能帮助我们： 正确认识客观事物，正确认识客观事物， 透过样本实测值的信息统计推断，透过样本实测值的信息统计推断， 阐明机体机能变化、药物作用的特点和规律性阐明机体机能变化、药物作用的特点和规律性 作出比较可靠地的结论。作出比较可靠地的结论。Company L过敏等级（整体水平）过敏等级（整体水平）肺部血斑面积比例肺部血斑面积比例尿液尿液PH比较（比较（Vc的吸收

3、情况）的吸收情况）生化指标：组胺测定（分子水平）生化指标：组胺测定（分子水平）肺部组织切片（细胞水平）肺部组织切片（细胞水平）Company L统计学概述统计学概述T-test方差分析方差分析线性相关线性相关线性回归线性回归ContentsCompany LSPSSSPSS软件应用软件应用: :SPSS：Statistical Product and Service Solution软件：软件：SPSS13.0Vocabulary Company L数据分布数据分布: :Company L统计学报告内容：统计学报告内容：v统计学描述统计学描述v应用条件分析应用条件分析v统计学假设统计学假设vS

4、PSSSPSS处理处理v统计学结论统计学结论Company L统计描述统计描述Descriptive Statistics Descriptive Statistics （操作）（操作）v样本样本平均水平平均水平的度量的度量 算术平均值算术平均值 几何平均值几何平均值 中位数中位数v样本样本的度量的度量( (即数据的离散程度即数据的离散程度) ) 极差极差 四分位数间距四分位数间距 方差和标准差方差和标准差 变异系数变异系数Company L样本平均水平的度量样本平均水平的度量v算术均数（算术均数（meanmean）nxnxxxxniin121.适用于适用于对称分布对称分布的资料，特别是的资料

5、，特别是正态分布正态分布的资料的资料Company L 几何均数（几何均数（geometric meangeometric mean）主要适用于主要适用于等比资料等比资料和和对数正态分对数正态分布的资料布的资料( (即样本的频数直方图呈正偏锋，若样本值取对数后，其对数即样本的频数直方图呈正偏锋，若样本值取对数后，其对数值的频数直方图接近对称，则几何均数能较好的代表其平均值的频数直方图接近对称，则几何均数能较好的代表其平均水平。水平。) )Company Lv中位数（中位数（medianmedian）M Md d 对于正态分布的资料，理论上等于均数对于正态分布的资料，理论上等于均数（当样本的频数

6、图中间高、两头低，但对称性很差时，可以（当样本的频数图中间高、两头低，但对称性很差时，可以用中位数来度量平均水平）用中位数来度量平均水平）N N为偶数，为偶数，M Md d= =（X Xn/2n/2+X+X（n+2n+2）/2/2N N为奇数，为奇数，M Md d=X=X（n+1n+1）/2/2Company L样本变异性的度量样本变异性的度量v全距（全距（rangerange） = =最大值（最大值（maxmax）- -最小值（最小值（minmin） 缺点：缺点： 稳定性差稳定性差Company Lv四分位数间距（四分位数间距（quartile intervalquartile interv

7、al， Q Q） = =上四分位数（上四分位数（P75P75）- -下四分位数（下四分位数（P25P25） 注：将数据注：将数据从小到大从小到大排序，名次位于前排序，名次位于前25%25%处的数值成为下四分位数，名处的数值成为下四分位数，名次位于前次位于前75%75%处的数值成为上四分位数。处的数值成为上四分位数。P50=P50= 缺点：未考虑每个观察值，稳定性仍较差缺点：未考虑每个观察值，稳定性仍较差中位数中位数Company L样本变异性的度量：样本变异性的度量： 标准差（标准差（standard deviationstandard deviation） 采用每个观察值采用每个观察值XiX

8、i与其均数与其均数 之差绝对值的平均水平反映离散程度之差绝对值的平均水平反映离散程度X1)(12nXXSniiCompany L方差（方差（variancevariance）S S2 2 ： 标准差的平方标准差的平方标准误：标准误：表示均数间变异程度的指标表示均数间变异程度的指标 （常用于计算）（常用于计算）Company L样本变异性的度量样本变异性的度量v变异系数（变异系数（coefficient of variationcoefficient of variation，CVCV） 常用于常用于度量单位不同度量单位不同或或均数相差悬殊均数相差悬殊的两组或多组资料变异程的两组或多组资料变异程

9、 度的比较（如身高和体重）度的比较（如身高和体重）XsCV Company L置信度和置信区间置信度和置信区间置信度置信度 ：)1 (置信区间：置信区间：Company L统计假设的主要步骤统计假设的主要步骤( (分析分析所得数据所得数据与与文献值文献值的的总体平均数总体平均数是否有统计学差异是否有统计学差异) ) (1) 建立统计假设：建立统计假设： (2) 计算统计量计算统计量 00:H01:HnSXt/0 =0.05Company L(3)(3)确定确定P P值值(4) (4) 决策与结论：决策与结论： ) statistic of aluecourrent v(ttPP（P P值是该值

10、是该t t分布曲线下统计量的当前值所对应的分布曲线下统计量的当前值所对应的双侧尾部面积之和双侧尾部面积之和) )When P , reject ; When P , reject ; otherwise, not reject . otherwise, not reject . 0H0H（当（当P P ， 不成立，认为具有显著的统计学差异；不成立，认为具有显著的统计学差异； 当当P , P , 成立，认为不具有显著的统计学差异。）成立，认为不具有显著的统计学差异。）0H0HCompany Lv显著性水平（三星法）显著性水平（三星法）* * p p0.050.05，差异无显著意义，差异无显著意义

11、* * * * p0.05p0.05，差异有显著意义，差异有显著意义* * * * * *p0.01p0.01，差异有非常显著的意义，差异有非常显著的意义v 注意：用、注意：用、 * * 表示数据差异有统计学意义表示数据差异有统计学意义Company Lt t 检验（检验（t testt test）Company L 目的：目的： 推断样本所代表的推断样本所代表的未知的总体均数未知的总体均数与一个与一个已知的总体已知的总体均数均数0 0是否相等是否相等应用条件分析：应用条件分析： 1 1、小样本；、小样本； 2 2、样本来自正态分布。、样本来自正态分布。Company L举例：举例： 根据大量

12、调查，健康成年男子脉搏的均数为根据大量调查，健康成年男子脉搏的均数为 7272次次/min/min，某医师在一山区抽样调查了，某医师在一山区抽样调查了2525名健康名健康成年男子的脉搏成年男子的脉搏，请分析该山区健康成年男子的，请分析该山区健康成年男子的脉搏与一般水平脉搏与一般水平是否有差异是否有差异？Company L00:H操作步骤：操作步骤：统计假设：统计假设：01:H=0.05Company LppP，差异不具有统计学意义，差异不具有统计学意义，认为减肥药无效认为减肥药无效Company L3 3、Independent- samples T testIndependent- samp

13、les T testv目的：目的： 推断两样本均数所代表的未知总体均数推断两样本均数所代表的未知总体均数1 1和和2 2是否相是否相等。等。v应用条件分析：应用条件分析： 1 1、小样本；、小样本； 2 2、两样本相互、两样本相互独立独立； 3 3、两样本的总体来自、两样本的总体来自正态分布正态分布； 4 4、两样本的总体满足、两样本的总体满足方差齐性方差齐性。Company Lv例：例： 某克山病区测得某克山病区测得1111例克山病人例克山病人与与1313名健康人名健康人的血的血磷值，问该地急性克山病患者与健康人的血磷值是磷值，问该地急性克山病患者与健康人的血磷值是否相同？否相同？Compa

14、ny L操作步骤：操作步骤：假设：假设：210:H211:H05. 0Company LP=0.10P=0.10，满，满足方差齐性足方差齐性P=0.05P0.10,P0.10,方差齐性方差齐性p0.001p0.001，H H0 0不成立。不成立。认为三种抗凝剂作用的差认为三种抗凝剂作用的差别具有统计学意义别具有统计学意义Company LLSDLSD：两两比较：两两比较Company LSNKSNK：两两比较：两两比较Company L回归与相关分析：回归与相关分析：Company L单变量资料单变量资料T-testT-test方差分析方差分析双变量资料双变量资料相关或回归相关或回归Compa

15、ny L例：例：测得测得2020名名男生男生和和其父亲其父亲的身高如下，试做线性相关的身高如下，试做线性相关分析及回归分析。（数字见分析及回归分析。（数字见SPSSSPSS）Company L1 1、线性相关：、线性相关：应用条件分析应用条件分析: : 1 1、两变量都是随机变量；、两变量都是随机变量； 2 2、两变量的总体都服从正态分布；、两变量的总体都服从正态分布； 3 3、两变量的散点图成椭圆形，认为在其长轴方向、两变量的散点图成椭圆形，认为在其长轴方向上有线性关系。上有线性关系。统计假设：统计假设： H0: =0, H1: 0， =0.05Company L举举 例：例： 1 1、分析

16、某药的、分析某药的用量用量及其及其效果效果是否有线性关系是否有线性关系 2 2、肺部血斑面积与过敏级别相关性分析、肺部血斑面积与过敏级别相关性分析（证明肺部血斑面积也可以作为过敏实验中的指标之一）（证明肺部血斑面积也可以作为过敏实验中的指标之一）Company L定义项目定义项目Company L两列数据，父亲两列数据，父亲身高和儿子身高身高和儿子身高Company L绘制散点图：绘制散点图： graph scatter simple scatter definegraph scatter simple scatter define（X X：自变：自变量，量，Y Y：因变量）：因变量） OKO

17、KCompany LCompany LCompany LAnalyze correlate bivariate OKAnalyze correlate bivariate OKCompany L相关系数相关系数 r rP0.010,所以为正相关。所以为正相关。Company L2、线性回归：、线性回归：应用条件分析：应用条件分析：L：linear correlation I：independentN：normal distribution E：equality of variance（方差齐性）（方差齐性）举例：举例： 两线性相关数据，试图更加具体的确定其两线性相关数据，试图更加具体的确定其关系方程关系方程 ( (如半数致死量试验中，将曲线关系转为直线计算，并确定其半数致如半数致死量试验中，将曲线关系转为直线计算，并确定其半数致死量死量) )Company LbXaYa - estimate of , intercept（截距）（截距）b - estimate of , slop（斜率）（斜率）假设：假设： H0: =0, H1: 0， =0.05Company L定义项目定义项