医学统计学绪论课件-002

医学统计学黄品贤e-mail:hpx8388@Cell-phone:51322156一章绪论(Medicalstatistics)医学统计学黄品贤e-mail:hpx8388@sina.1绪论

(IntroductionforMedicalstatistics)医学统计学定义统计学中几个基本概念医学统计工作的基本步骤统计学与有关统计法规如何学好医学统计学统计学在医学应用练习和思考----contents---绪论

(IntroductionforMedical2一、统计学的定义

definitionforstatistics统计学（statistics）：是关于设计（design）和数据(data)的学问，是从数据中提取信息、知识的一门科学与艺术，包括研究设计、数据搜集、数据整理、数据分析和结果报告等步骤。统计学能使数据变得有意义briefhistoryforstatistics一、统计学的定义

definitionforstat3Statistics：“asciencedealingwiththecollection,analysis,interpretationandpresentationofmassesofnumericaldata”

----Webster国际大辞典统计学是收集、分析、解释与表达数据资料的一门科学。一、统计学的定义

definitionforstatisticsStatistics：“asciencedealing4“统计学是对令人困惑费解的问题做出数学设想的艺术”

----DavidFreedman

医学统计学是处理医学资料中的同质性（homogeneity）和变异性（variation）的科学和艺术，内容包括收集、整理、分析、解释和表达数据，目的是求得可靠的结果，统计不是简单的数据汇总。一、统计学的定义

definitionforstatistics“统计学是对令人困惑费解的问题做出数学设想的艺术”5统计数据证明了抽烟对健康是有害的。由统计可知：不结婚的男性会早逝10年。由统计的观点：身材高的父母，有较高的身材的子女。统计调查表明，两天服一片阿斯匹林会减少心脏病第二次发作会机。有统计证据证实，第二个出生的子女没有第一个聪明，第三个出生的子女没有第二个聪明，以此类推。统计调查表明，怕老婆的丈夫得心脏病的机会较大。由统计确认，如果每天摄取500毫升的VC，生命可延长6年。如今，医学中统计学已经变成一个魔术一般的词汇（如果对统计学没有一定了解，常会导致误解）统计数据证明了抽烟对健康是有害的。如今，医学中统计学已经变成6AbusesofstatisticsDoyoubelieveit?研究课题处理因素例数有效数有效率（%）1.洁银牙膏对牙周炎的疗效洁银牙膏？？98.02.黄疸性肝炎治疗的临床疗效比较西药护肝1500135090.0中药治疗140042030.03.胃溃疡治疗的临床疗效比较得乐冲剂504590.0草药治疗55100.04.X线照射脑垂体对高血压效果观察X线照射504080.0AbusesofstatisticsDoyoubel7统计学的分类统计学的分类8统计学（Statistics）理论统计学（theoreticalstatistics）应用统计学（appliedstatistics）理论统计学侧重统计学理论与方法的数理证明，应用统计学侧重于统计理论与方法在各个实践领域中的应用，较少涉及统计公式推导及理论上的证明，着重介绍各种统计方法在各学科中的应用条件和具体应用，及其统计计算结果的解释。如医学统计学、经济统计学、卫生统计学等。统计学的分类统计学理论统计学应用统计学理论统计学侧重统计学理论与9与医学相关的应用统计学分支生物统计学(Bio-statistics)：应用于生物学研究，又称生物测量学Biometry。国际医学界把生命科学研究、临床医学研究和预防医学研究中的统计学称为生物统计学。医学统计学(MedicalStatistics)：应用于医学研究，侧重于医学的生物性。卫生统计学(HealthStatistics)：应用于医学研究，侧重于医学社会性，是将统计学的理论和方法应用于居民健康状况研究、医疗卫生实践、卫生事业管理和医学科研的一门应用学科。

生物统计学医学统计学卫生统计学(bio-statistics)(healthstatistics)(medicalstatistics)与医学相关的应用统计学分支生物统计学(Bio-statist10为什么要学习统计学？第一，发现不确定现象背后隐藏的规律性自然界和人类社会活动中，普遍存在三类现象。确定性现象：在相同的条件下出现相同的结果，称为确定性现象或必然现象。如自由落体。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，称为随机性现象。如掷硬币。模糊性现象：在相同的条件下出现不确定的结果，称为模糊性现象。如美人与丑人。学习统计学要树立不确定性思维即概率的思想.....................为什么要学习统计学？第一，发现不确定现象背后隐藏的规律性学习11第二，用统计学思维方式考虑有关研究中的问题期刊杂志研究论文中的结果部分，常常是统计分析的结果，批判性地理解和对待这些结果十分重要。为什么要学习统计学？第二，用统计学思维方式考虑有关研究中的问题为什么要学习统计学12第三，“阳性”结果是否是虚假联系？

一批感冒患者用药治疗了一周，治愈率90%，能说该感冒药真的有效吗？第四，“阴性”结果是否真是阴性或无效？“阴性”结果主要由于样本量较少导致的。PositiveresultNegativeresult为什么要学习统计学？第三，“阳性”结果是否是虚假联系？一批感冒患13医学统计学在医学中的重要性据调查，柳叶刀（TheLancet）、新英格兰医学杂志（NewEnglandJ.Medical）、美国医学杂志（JAMA)、英国医学杂志（BritishJ.Medical）等著名医学杂志发表的文章中，有70%应用了统计学，而且杂志有统计学的常务编审。统计学能使数据变成信息“统计学是现代医学大厦的一个重要支柱”。---美国医学会杂志（JAMA）主编

数据≠信息datainformation对统计学的一知半解常常造成不很必要的上当受骗对统计学的一概排斥往往造成不必要的愚昧无知---《统计与真理》医学统计学在医学中的重要性据调查，柳叶刀（TheLance14统计学是处理复杂的问题的工具FrancisGalton(1822.2.16~1911.1.17)“当人类科学探索者在问题的丛林中遇到难以逾越的障碍时，唯有统计工具可为其开辟一条前进的通道”。---英国著名遗传学家Galton统计学是处理复杂的问题的工具Francis15国内著名的经济学家、人口学家马寅初学者不能离开统计学而研学；政治家不能离开统计学而施政；事业家不能离开统计学而执业；军事家不能离开统计学而谋略。————Laplace(1745-1872)由赌局引起的一门学问，居然会成为人类知识最重要的研究对象，这实在令人非常惊奇。法国数学家国内著名的经济学家、人口学家马寅初学者不能离开统计学16现代统计学的新观念统计学是对不确定性问题做决策的科学。从哲学角度看，统计学是从个性中寻找共性，透过偶然现象看事物内部本质规律的一种方法和手段。“统计学既是一门科学也是一门哲学。”统计学考虑的是面对不确定性如何决策.ChernoffandMoses现代统计学的新观念统计学是对不确定性问题做决策的科学。统计学172002年6月12日，世界著名的统计学家C.R.劳先生在白宫接受了布什总统颁发的美国总统科学奖《统计与真理-----怎样运用偶然性》2002年6月12日，世界著名的统计学家C.R.劳先生在白宫18统计学家是科学家那些教给我们运用偶然性的数学家们雅各布·伯努利(JacobBernoulli，

1654-1705)

Halley,Edmond1656-1742棣美弗马尔萨斯

（ThomasRobertMalthus，

1766～1834）统计学家是科学家雅各布·伯努利(JacobBernoul19统计学家是科学家那些教给我们运用偶然性的数学家们FrancisGalton(1822.2.16~1911.1.17)AndreyKolmogorov(1903.4.25~1987.10.20)SirRonaldAylmerFisher(1890.2.17~1962.7.29)KarlPearsonJerzyNeymanGertrudeMaryCoxWilliamSealeyGosset统计学家是科学家FrancisGaltonAndrey20根据中国学科分类标准（GB/T13745－92），数学、临床医学、统计学都是一级学科，学科代码分别：110、320、910。医学统计学是一门应用学科，学习时可以回避复杂的数学方法，学习统计学的主要目的是用统计学思维方法解决医学问题。统计学与数学关系统计学不是数学，学习统计学可以回避部分数学问题。根据中国学科分类标准（GB/T13745－92），数学、临21统计学与数值计算数值计算是统计分析过程中必然遇到的问题。早期的统计计算工具是通过对数表、乘方开方表、计算尺、算盘和手摇式机械计算器。现在的统计计算工作，已完全可以依靠计算器（calculator）、办公软件（如Excel）和统计学专业软件（如SPSS、SAS）完成。统计学不仅仅是数值计算数值计算人类已经解放统计学与数值计算数值计算是统计分析过程中必然遇到的问题。早期22培养统计学思维，正确领悟统计学思想。计算机时代统计分析的任务大多数可以交给计算机完成，将统计教学与统计软件的使用相结合，强调概念、突出应用、淡化计算。正确理解统计软件所输出的结果。分析结果在论文中适当的解释和表达。教学理念SPSS统计软件SPSSSTATISTICALSOFTWARE培养统计学思维，正确领悟统计学思想。教学理念SPSS统计软件23二、统计学中几个基本概念

总体：根据研究目的确定的同质的观察单位某项指标测量值的全体，构成总体的最基本的观察单位称为个体。一个总体确定，包含两部分：总体的内涵和外延。内涵一般指观察单位的特征或指标，外延是指总体所涵盖的范围。有限总体（finitepopulation）：总体只包括（确定的时间、空间范围内）有限个观察单位。如某地某年正常成年男子的红细胞数。无限总体（infinitepopulation）：总体没有时间和空间限制，观察单位是无限的，这种总体有时是为了研究而假想的（也称为目标总体）。如研究某种心理治疗法对抑郁症病人的生存质量的影响。(1)总体与样本（Populationandsample）二、统计学中几个基本概念总体：根据研究目的确定的同质24个体样本总体总体样本populationsampleindividual随机抽样二、统计学中几个基本概念个体样本总体总体样本populationsampleindi25样本（sample）是从总体中随机抽取的一部分有代表性的观察单位组成的整体。样本中的个体总数称为样本量（samplesize）。在抽样研究中，随机抽出一部分个体（每个个体都有同等的机会被抽取）进行观察或测量的过程称为随机抽样（randomsampling）。总体随机≠随便二、统计学中几个基本概念样本（sample）是从总体中随机抽取的一部分有代表262.参数与统计量总体指标，刻画总体特征的指标，称为参数(parameter)。一般用希腊字母表示，如：

、

、π样本指标，刻画样本特征的指标，称为统计量(statistic)。一般用拉丁字母表示，如：、s、p参数估计：用样本统计量估计总体参数。注意：总体参数是固定的常数，统计量是在总体参数附近波动的随机变量。二、统计学中几个基本概念2.参数与统计量注意：总体参数是固定的常数，统计量是在总体参27一个样本可能有哪些特征？计量资料集中趋势离散趋势算术均数几何均数中位数众数全距标准差百分位数分位数间距标准差变异系数计数资料阳性率阳性数标准差方差阴性数样本特征总体一个样本可能有哪些特征？计量资料集中趋势离散趋势算术均数几何28能否成功的由样本推断总体，关键是抽样方法、样本的代表性和推断技术。能否成功的由样本推断总体，关键是抽样方法、样本的代表29总体样本（部分信息）统计学参数（parameter）统计量（statistic）统计量=参数+偏差+抽样误差机会误差样本（部分信息）统参数（parameter）统计量（stat30同质(homogeneity):指观察单位具有相同的性质。如个体的性质、影响条件和背景相同或非常相近。变异(variation):指同质个体间的差异。统计学的任务是在变异的背景上描述同一总体的同质性，提示不同总体的异质性。同质是相对的，绝对同质的是事物是没有的，而变异是绝对的。变异现象无所不在。（统计是处理数据变异性科学和艺术）研究中总体是由同质的个体组成，常常是假想的（称为虚拟总体或目标总体）。3.同质与变异（Homogeneityandvariation）二、统计学中几个基本概念同质(homogeneity):指观察单位具有相同的性质31统计学是处理数据变异的科学统计学设计的目的就是创造相同，比较不同。变异是统计学研究的基础，没有变异就无需统计学。统计学是在同质的基础上研究变异。GeneticDiversity统计学是处理数据变异的科学统计学设计的目的就是创造相同，比较324.误差（error）是指研究所获得的实际测量值与真实值之间的差别。对于同一样本（品），不同的人、不同的采样的方法、测量方法以及不同的仪器设备可能给测量结果带来不同的误差。误差是客观存在的，任何测量都不可能绝对准确。在一定条件下，实际测定结果只能接近真实值而不能达到真实值。按照误差的来源、性质和可否控制，误差可分为：非随机误差和随机误差。randomerror误差随机误差非随机误差随机测量误差抽样误差系统误差非系统误差或过失误差SystematicerrorGrosserrorSampleerrorRandommeasurementerror二、统计学中几个基本概念4.误差（error）是指研究所获得的实际测量值与真334.误差（error）(1)随机测量误差（randommeasurementerror)

：由于一些非人为的偶然因素使得结果或大或小，是不确定、不可预知的。不可避免。

(2)抽样误差（samplingerror)

：由于抽样所引起的样本统计量与总体参数之间的差异称为抽样误差。不可避免，但可以计算并在一定范围内控制抽样误差。

(3)系统误差（systematicerror）：数据搜集和测量过程中由于仪器不准确、标准不规范、抽样不均匀，分配不随机，实验者感觉或操作上的差异等原因，造成观察结果呈倾向性的偏大或偏小，这种误差称为系统误差。通过周密的研究设计和严格的技术措施可以避免(4)过失误差（grosserror）：可以避免误差控制（质量控制）——实验取得成功的保证实验过程要保证：数据的准确（不准确的数据在统计分析阶段很难消除）二、统计学中几个基本概念4.误差（error）(1)随机测量误差（randomme34均数实测值真实值系统误差随机误差频数误差示意图均数实测值真实值系统误差随机误差频数误差示意图355.抽样误差：

在医学科研中通常采用抽样研究的方法，从某总体中随机抽取一个样本来进行研究，而所得样本统计量与总体参数常不一致，这种由抽样引起的样本统计量与总体参数间的差异属于抽样误差（samplingerror)，这在抽样研究中是不可避免的。抽样误差由个体变异和抽样所致。增加样本含量可减少抽样误差。抽样误差具有规律性，虽然在一次抽样研究中的抽样误差是随机的，但抽样误差在概率意义下是有规律。Pandora二、统计学中几个基本概念5.抽样误差：抽样误差具有规律性，虽然在一次抽样研究366.资料与变量(ＤataandVariable)数据的来源：常规保存记录病案职工流动情况数据实验记录实验室记录和临床试验记录现场调查记录糖尿病的患病率调查其它数据公开发表的报告、商业性数据库二、统计学中几个基本概念6.资料与变量(ＤataandVariable)数据的37资料的类型（Typeofdata）根据是否定量化分为三种：(1)定量资料(quantitativedata)由定量变量组成的资料，如体重、身高。(2)定性资料(qualitativedata)由分类变量组成的资料，如血型、职业。(3)等级资料(rankeddata)由等级变量组成的资料，如疗效、心功能分级。资料的类型（Typeofdata）根据是否定量化分为三种381.计量资料——定量资料或数值变量定义：用定量的方法对观察单位某项指标准确测量后所得的资料。特点：有度量衡单位。根据观测值是否连续又可分为连续型和离散型两类。连续数据（一般可以度量）

身高（cm）、体重（kg）、血压（mmHg）、红细胞计数（1012/L）离散数据（只取整数值）例：家庭成员数、一年中的随访次数、24小时早博次数、某医院每年的并死人数等。与有序分类数据的区别：是否可以用数值表示、是否可以用来求平均值、倍数、间距。1.计量资料——定量资料或数值变量定义：用定量的方法对观察39定义：将观察单位按某种属性或类别分组计数，分组汇总各组观察单位数后而得到的资料。特点：定性的、表现为互不相容的属性和类别。1.两分类数据(binarydata)

男/女；怀孕/未怀孕；已婚/单身；糖尿病/非糖尿病

吸烟/不吸烟；高血压/血压正常2.多分类数据(polytomousdata)名义数据(nominal)：已婚/单身/离婚/分居/鳏寡；A/B/AB/O2.计数资料——定性资料、无序分类变量资料、名义变量资料定义：将观察单位按某种属性或类别分组计数，分组汇总各组观察单40定义：将观察单位按某种属性的不同程度分成等级后分组计数，分类汇总各组观察单位数后得到的资料。特点：其变量值具有半定量性质，表现为等级大小或属性程度。有序数据(ordinalcategories)：轻/中/重；治愈、显效、好转、无效；-、+、++、+++、++++3.等级资料——半定量资料或有序分类变量资料定义：将观察单位按某种属性的不同程度分成等级后分组计数，分类41变量（variable）是指一个个体的任意“特征”（characteristic），同一变量对应于不同的个体，可能有不同的值（所以又称为随机变量）。变量（variable）生理指标生化指标生长发育指标变量（variable）是指一个个体的任意“特征”（ch42Typeofmeasurementforvariable定性变量只能离散型变量家庭人口数，脉搏次数Typeofmeasurementforvariab43变量类型与转化定量变量（数值变量）变量定性变量（分类变量）有序变量连续变量离散变量名义变量二项分类多项分类二项分类多项分类变量类型与转化定量变量变量定性变量有序变量连续变量离散变量名44不同类型资料间的转化不同资料转化举例（每分钟脉搏次数）计量资料计数资料等级资料75缓脉（<60）82正常（60～100）125正常脉（60～100）96异常（<60或>100）56速脉（>100）不同类型资料间的转化不同资料转化举例（每分钟脉搏次数）计数资45（4）概率与频率（Probabilityandfrequency）概率（probability）都是描述随机事件发生可能性大小的度量，常用P表示。如医学中，生男生女的问题、将来是否生病问题。概率有时又称机遇（chance）。概率论是统计理论与方法的基础。概率与频率关系：频率是根据n次独立重复试验所获得的样本资料计算而得的；而概率则是随机事件在总体中发生的可能性大小。实践表明，在重复试验中，事件A的频率，随着试验次数的不断增加将愈来愈接近一个常数P，频率的这一特性称为频率的稳定性，而这个常数P就是事件A出现的概率。二、统计学中几个基本概念（4）概率与频率（Probabilityandfrequ46

实验者

Buffon（法）k.pearson（英）k.pearson（英）投掷次数40401200024000“正面”次数2048601912012

频率0.50690.50160.5005实验者投掷次数“正面”次数频率47概率的几点说明：３.频率一般针对样本而言，而概率针对的是总体而言。1.概率的定义：公理化定义非负性P≥0正则性P（Ω）=1可加性数学上定义２.统计学上，称P<0.05为小概率事件。.....................定理：几个相互独立事件同时发生的概率等于各独立事件的概率之积。

定理：在几个互不相容的事件中，任一事件发生的概率等于这几个事件的概率之和。

概率的几点说明：３.频率一般针对样本而言，而概率针对的是总体48三、医学统计工作的基本步骤医学研究的基本过程好的研究首先必须有一好的设计三、医学统计工作的基本步骤医学研究的基本过程好的研究首先必须49论文撰写结论推断搜集资料统计设计专业设计整理资料统计处理计量资料等级资料计数资料DME统计描述统计推断统计结论专业结论DatacleaningDatacollectingStatisticalanalysisStatisticalinferenceResearchdesign三、医学统计工作的基本步骤设计、测量和评价(design，measurementandevaluation论文撰写结论推断搜集资料统计设计专业设计整理资料统计处理计量50四、统计学有关统计法规临床试验《生物统计学指导原则》四、统计学有关统计法规临床试验《生物统计学指导原则》51五、如何学好医学统计学

建立清晰的量化观念；树立起生物性个体变异的观念；抽样误差不可避免的观念；医学统计学的结论具有概率性；建立起统计学观念，学会从不确定性、机遇、风险和推断的角度去思考医学问题；树立严谨的科研思维。培养医学统计学思维，不是为了计算Statisticsforthemwho(thinkthey)hatestatistics五、如何学好医学统计学建立清晰的量化观念；培养医学统计学思52学好统计学的十种方式：相信自己不笨统计学很难学？是也不是不要缺课形成学习小组向老师提问或者向朋友提问完成课后练习题练习，练习，再练习寻找应用实例使得所学内容更现实浏览得到乐趣摘自《爱上统计学》作者：（美）尼尔·J·萨尔金得乘客司机修理师工程师学好统计学的十种方式：相信自己不笨摘自《爱上统计学》乘客司53六、医学论文中的统计（1）通过撰写和发表论文，报告自己观察或实验的研究结果。（2）阅读别人的论文，吸收新知识，了解学术进展。以上两个方面都要求对统计学有深入的理解：撰写论文，对自己研究结果的数据资料要能够正确地表达和分析；阅读论文，要能够理解和评价别人研究成果的可信程度。某研究者曾对1996年申报科技成果的4586篇科研论文所做的统计分析显示，统计方法使用率为76%。六、医学论文中的统计（1）通过撰写和发表论文，报告自己观察或541962年美国明尼苏达医学院一位外科教授，根据动物实验和24名患者的治疗结果，在学术会上报告了胃冰冻机方法治疗胃溃疡有效的报告，使胃冰冻疗法在全球风行一时，先后制造胃冰冻机2500台，治疗病人上万例。但该法最终被正确的临床试验否定。论文中的统计错误引发的伦理问题医学论文中的统计学错误会导致：（1）影响论文的科学性（2）引发的伦理学问题

“非常痛心地看到，因为数据分析的缺陷和错误，那么多好的生物研究工作面临着被葬送的危险”。------F.Yates，M.J.R.Healy1962年美国明尼苏达医学院一位外科教授，根据动物实验和55

据对国外20世纪60年代到80年代不同医学杂志上所发表论文的调查发现，有统计学错误的论文的百分比最高达72%，最低也有20%。国内1984年对《中华医学杂志》、《中华内科杂志》、《中华外科杂志》、《中华妇科杂志》、《中华儿科杂志》595篇论文的调查结果，相对数误用为11.2%，抽样方法误用15.9%，统计图表误用11.7%。国内有研究者对1996年4586篇论文统计（中华医学会系列杂志仅占6.9%），数据分析方法误用达55.7%。“调查结果反映了医学论文作者统计知识和统计水平的低下，也再次强调了生物统计学者不是令人生畏的检查官。恰恰相反，生物统计学者是我们的可贵盟友。生物统计学不是远离我们的数学，而是现代医学的一门基本学科，就像大厦中的一个支柱”---JAMA的编辑部医学论文中的统计学方法的误用据对国外20世纪60年代到80年代不同医学杂志上所发表论56论文中的统计数据造假问题据1976年NewScience杂志关于科研舞弊行为的调查74%的调查表反映有不正当修改数据的情况，其中，17%拼凑实验结果，7%凭空捏造数据，2%故意曲解结果。就统计学本身来说，正确实验设计得出的统计结果，是用P值作为“重现性”的概率保证。P<0.05，就是说实验结果显示的差别是机遇所致的可能性不足5%，或者说，别人在同样的条件下重复同样的试验，得出相反结论的可能性不足5%。

伪造统计数据违反科学道德论文中的统计数据造假问题据1976年NewSc572002年9月，著名的美国贝尔实验室传出了其77年历史上的最大丑闻，科学家Schon至少在16篇论文中捏造或篡改了试验数据。科学界发现，Schon的论文中明明描述了其试验结果采用的是一系列不同的仪器设备，但报告的部分数据地一模一样。在生物学试验中，试验数据是随机变化的，“运气”再好，不同的实验也不会得出完全相同的试验结果。贝尔实验室自1925年成立以来，共计推出了2.8万项专利，所属的科学家曾获得6个诺贝尔物理学奖，Schon是该实验室查出的首起科研人员数据造假行为，并被立即开除。深刻的教训2002年9月，著名的美国贝尔实验室传出了其7758韩国克隆之父黄禹锡造假风波新华网华盛顿2006年1月12日电(记者曲俊雅)美国《科学》杂志12日正式宣布，撤销韩国首尔大学科学家黄禹锡等人两篇被认定造假的论文。《科学》杂志发表声明说：“鉴于首尔大学的最终调查报告确认两篇论文均系假造，《科学》杂志的编辑们认为有必要立即且无条件地撤销这两篇论文。同时，我们通告科学界，两篇论文所报告的研究成果被视为无效。”2004年2月黄禹锡在《科学》杂志上发表论文，宣布在世界上率先用卵子成功培育出人类胚胎干细胞；2005年5月，他