醫(yī)學統(tǒng)計學--第二軍醫(yī)大學.ppt

1,醫(yī)學統(tǒng)計學 緒論,第二軍醫(yī)大學衛(wèi)生統(tǒng)計學教研室 第二軍醫(yī)大學臨床流行病學與循證醫(yī)學中心 ,張羅漫,2,3,班次、教材、時間、課代表 教員：張羅漫 學科性質(zhì)：工具學科、交叉學科 學習目的：科學研究中的設計與數(shù)據(jù)處理、 閱讀文獻、撰寫論文等。 學習方法：理解基本概念、對實際資料能用 正確方法描述與分析、準確計算、對計算結(jié) 果能夠正確理解與解釋；不要死記公式與追 求公式推導。 學習要求：認真作作業(yè)；注重統(tǒng)計思想、抽 象思維與嚴謹作風的培養(yǎng)。,教學安排與要求,4,教學內(nèi)容(2010年級碩士研究生周末班) 1. 第一章 緒論 2. 第二章 計量資料的統(tǒng)計描述 SPSS統(tǒng)計分析軟件簡介 3.4.第三章 總體均數(shù)的估計與假設檢驗 5. 第四章 多個樣本均數(shù)比較的方差分析 6. 第五章 計數(shù)資料的統(tǒng)計描述 第十章 統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖 7. 第七章 2 檢驗 8. 第八章 秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗 9. 第九章 雙變量回歸與相關,5,10. 第十一章 多因素試驗資料的方差分析 11. 第十四章第一節(jié) 多變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述 第十五章 多元線性回歸分析 12. 第十六章 logistic回歸分析 13. 第十七章 生存分析 14. 第二十九章 數(shù)據(jù)處理的一般原則與方法 答疑 15. 考試,6,教學內(nèi)容(臨床醫(yī)學八年制2007年級) 1. 第一章 緒論 第十章 統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖 2. 第二章 計量資料的統(tǒng)計描述 3. 第三章 總體均數(shù)的估計與假設檢驗 4. 第四章 多個樣本均數(shù)比較的方差分析 5. 統(tǒng)計軟件實習1 6. 第五章 計數(shù)資料的統(tǒng)計描述 第六章第一節(jié) 二項分布 7. 第七章 2 檢驗 8. 第八章 秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗 9. 統(tǒng)計軟件實習2 10. 第九章 雙變量回歸與相關,7,11. 第十一章 多因素試驗資料的方差分析 第十二章 重復測量設計資料的方差分析 13. 統(tǒng)計軟件實習3 14. 第十四章第一節(jié) 多變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述 第十五章 多元線性回歸分析 15. 第十六章 logistic回歸分析 16. 統(tǒng)計軟件實習4 17. 第二十八章 臨床診斷試驗與評價 18. 第二十九章 數(shù)據(jù)處理的一般原則與方法 答疑 19. 統(tǒng)計軟件實習5 20. 考試,8,教學內(nèi)容(2009年級碩士研究生) 1. 第一章 緒論 2. 第二章 計量資料的統(tǒng)計描述 3.4.第三章 總體均數(shù)的估計與假設檢驗 5. 第四章 多個樣本均數(shù)比較的方差分析 6. 第五章 計數(shù)資料的統(tǒng)計描述 第六章第一節(jié) 二項分布 7. 第七章 2 檢驗 8. 第八章 秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗 第十章 統(tǒng)計表與統(tǒng)計圖 9. 第九章 雙變量回歸與相關,9,10. 第十一章 多因素試驗資料的方差分析 11. 第十二章 重復測量設計資料的方差分析 12. 第十三章 協(xié)方差分析 13. 第十四章第一節(jié) 多變量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計描述 第十五章 多元線性回歸分析 14. 第十六章 logistic回歸分析 15. 第十七章 生存分析 16. 第二十章 主成分分析與因子分析,10,17. 第二十五章 醫(yī)學科學研究概況 第二十七章 實驗研究設計 18. 第二十六章 觀察性研究設計 19. 第二十九章 數(shù)據(jù)處理的一般原則與方法 答疑 20. 考試,11,確定性現(xiàn)象 在相同的條件下出現(xiàn)相同的結(jié)果。如純水在一個大氣壓下加熱到1000C必然沸騰。 隨機性現(xiàn)象 在相同的條件下出現(xiàn)不同的結(jié)果，但結(jié)果是確定的。如紅細胞計數(shù)檢測。 模糊性現(xiàn)象 在相同的條件下出現(xiàn)不同的結(jié)果，結(jié)果是不確定的。如體操運動員比賽成績。,自然界和人類社會活動中存在三類現(xiàn)象,12,確定性現(xiàn)象 經(jīng)典數(shù)學 隨機性現(xiàn)象 概率統(tǒng)計學 模糊性現(xiàn)象 模糊數(shù)學,不同現(xiàn)象與數(shù)學研究方法,13,醫(yī)學統(tǒng)計學,運用概率論、數(shù)理統(tǒng)計等原理與方法， 研究醫(yī)學研究中有關數(shù)據(jù)的搜集、整理、 分析的科學。,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,數(shù)理統(tǒng)計學與生物醫(yī)學的結(jié)合,生物統(tǒng)計學 (Biostatistics) 側(cè)重于生物學研究 又稱生物測量學 (Biometrics) 醫(yī)學統(tǒng)計學 (Medical Statistics) 側(cè)重于臨床醫(yī)學研究。 衛(wèi)生統(tǒng)計學 (Health Statistics) 側(cè)重于社會醫(yī)學研究。,16,統(tǒng)計工作 收集數(shù)據(jù)的活動 統(tǒng)計數(shù)據(jù) 對現(xiàn)象進行計量的結(jié)果 統(tǒng)計學 分析數(shù)據(jù)的方法與技術(shù),與統(tǒng)計有關的幾個名詞內(nèi)涵,17,統(tǒng)計學與數(shù)學的區(qū)別,數(shù)學研究的是抽象的數(shù)量規(guī)律 統(tǒng)計學研究的是具體實際現(xiàn)象的數(shù)量規(guī)律 數(shù)學研究的是沒有量綱的抽象的數(shù) 統(tǒng)計學研究的是有具體實物的數(shù)據(jù) 數(shù)學研究所使用的方法主要是演繹法 統(tǒng)計學研究所使用的方法主要是歸納法,18,第一節(jié) 統(tǒng)計學的幾個基本概念,19,一、個體變異 二、隨機 三、隨機試驗與隨機事件 四、總體與樣本 五、變量與資料 六、誤 差 七、頻率與概率,20,同質(zhì)個體間的差異。 一種或多種不可控因素(已知的或未知的)作用下所產(chǎn)生的綜合表現(xiàn)。 結(jié)果是隨機的(無法絕對正確地預測)。 個體變異是普遍存在的。 個體變異是有規(guī)律的。 沒有個體變異，就沒有統(tǒng)計學！,一、個體變異 (individual variation),21,二、隨機 (random) 機會均等，不等同于隨意或隨便。 隨機抽樣 (random sampling) 有相同的機會被抽到 隨機分組 (random allocation) 有相同的機會被分到不同的組中,22,三、隨機試驗與隨機事件,1. 隨機試驗 (1)可以在相同的條件下重復進行； (2)每次試驗的可能結(jié)果不止一個，并且 能事先明確試驗的所有可能結(jié)果； (3)進行一次試驗之前不能確定那一個結(jié) 果會出現(xiàn)。,23,醫(yī)學隨機試驗舉例 對某人某項生理生化指標的檢測 某種疾病的治療結(jié)果 抽煙與肺癌的關系 18歲正常中國男子的身高測量 ,24,2. 隨機事件 在隨機試驗中，每一次試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果稱為隨機事件。 隨機事件的發(fā)生在大量重復試驗中具有 某種規(guī)律性，稱為資料的概率分布或總 體分布。 揭示和研究這種規(guī)律性是統(tǒng)計學所要研 究的問題。,25,四、總體與樣本,1. 總體 (population) 根據(jù)研究目的確定的同質(zhì)觀察單位的全體； 是同質(zhì)的所有觀察單位某種觀察值的集合。,研究目的：某地某年全體正常18歲男子身高 總體：該地某年全體正常18歲男子身高值,觀測單位：每個正常18歲男子 觀測值：正常18歲男子身高值,26,(1) 無限總體 (infinite population) 總體的概念是設想的或抽象的，沒有時間 和空間范圍的限制。研究總體,(2) 有限總體 (finite population) 規(guī)定了時間、空間范圍內(nèi)有限個觀察單位的總體。目標總體,總體參數(shù) (population parameter) 總體特征值。未知的，固有的，不變的！,27,抽樣研究 (sampling research) 從總體中抽取樣本，根據(jù)樣本信息推斷總 體特征。 抽樣應遵循隨機化 (randomization) 原則,3. 樣本 (random sample) 從總體中隨機抽取部分觀察單位的實測 值集合。代表性，包含總體特征。,2.個體 (individual) 觀測單位,28,樣本統(tǒng)計量 (sample statistic) 樣本數(shù)據(jù)的函數(shù)。 已知的，變化的，有誤差的！,樣本含量 (sample size) 該樣本包含的觀察單位數(shù)。,29,五、變量與資料,1. 變量 (variable) 總體確定后，對每個觀察單位的某項特征進行觀測，這種特性能反映觀察單位的變異性，稱為變量。,隨機變量 (random variable) 取值不能事先確定的變量。,2.資料 (data) 對變量的觀測結(jié)果稱為變量值， 由許多變量值構(gòu)成資料。,30,(1)計量資料 (quantitative data) 變量值有度量衡單位，表現(xiàn)為數(shù)值大小。 (2)計數(shù)資料 (qualitative data) 將觀察單位按某種屬性進行分組，分組匯 總各組觀察單位數(shù)。 (3)等級資料 (ranked data, ordinal data) 將觀察單位按某種屬性的不同程度分成等 級后分組計數(shù)，變量值具有半定量性質(zhì)。,資料的分類,31,資料類型的判斷,32,計數(shù)資料 性別 例數(shù) 男 4 女 5,計數(shù)資料 血型 例數(shù) A 2 B 2 O 3 AB 2,等級資料 尿WBC 例數(shù) 2 3 3 1,33,有效,正常,11.58,16.80,B組,女,55,108,無效,異常,15.66,22.56,對照,男,55,4,有效,異常,10.93,17.33,B組,女,43,3,好轉(zhuǎn),正常,12.57,20.00,對照,女,45,2,治愈,正常,11.47,18.67,A組,男,37,1,療效 評價,心電圖,舒張壓 (kPa),收縮壓 (kPa),治療 分組,性別,年齡(歲),患者編號,34,資料的另一種分類,數(shù)值變量資料(numerical variable) 分類資料(categorical variable),35,數(shù)學上的分類,連續(xù)型資料(continuous data) 計量資料 實數(shù)范圍內(nèi)任意取值 離散型資料(discrete data) 實數(shù)范圍內(nèi)只取整數(shù)值,36,37,六、誤 差,實際測量值與真值之差，即樣本指標與總體指標之差。,1. 隨機誤差 (random error) 一類不恒定的、隨機變化的誤差，由多種尚無法控制的因素引起。 如測量一個人體重 (71.3kg)： 71.1 71.4 71.3 71.2 71.3kg,隨機誤差呈正態(tài)分布,38,抽樣誤差 (sampling error) 隨機誤差一種，由抽樣引起的樣本統(tǒng)計量 與總體參數(shù)間的差別。 原因：個體變異抽樣方式 表現(xiàn)：樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)間的差別 不同樣本統(tǒng)計量間的差別 抽樣誤差是有規(guī)律的！,39,其值恒定不變或遵循一定變化規(guī)律，產(chǎn)生原因往往是已知或可能掌握的。,原因：抽樣不均勻，分配不隨機，實驗者感覺或操作上的差異，儀器不準確等，可以通過周密的研究設計和嚴格的技術(shù)措施消除。,2. 系統(tǒng)誤差 (systematic error),40,在實驗過程中，由研究者偶然失誤而造成的誤差。,3. 過失誤差 (gross error),儀器失靈，抄錯數(shù)字，點錯小數(shù)點，寫錯單位等，可以通過認真的檢查核對予以清除。,41,90mmHg,85mmHg,真值,血壓計測定值,。 。 。 。 。,。 。,。 。 。,42,準確度 (accuracy) 在一定測量條件下，觀測值與其真實值的 偏離程度。 精確度(precision) 在一定測量條件下，對同一樣品進行重復 測定所得結(jié)果之間的離散程度。 效度 (validity) 量表是否測量了研究希望測量的東西 信度 (reliability) 測量的一致性,43,44,七、頻率與概率,1. 頻率 (frequency) 在相同條件下，獨立地重復n次試驗，隨機事件A出現(xiàn) f 次，則稱 f/n 為隨機事件A出現(xiàn)的頻率。,45,46,2. 概率 (probability) 隨機事件發(fā)生可能性大小的度量。,當n逐漸增大時，頻率f/n始終在一個常數(shù)左 右作微小擺動，稱該常數(shù)為隨機事件A的 概率，記為： P(A),只要觀察單位數(shù)足夠多，可將頻率作為概率 的估計值。,0 P 1 P=1 必然事件， P=0 不可能事件。,47,P 0.05 表示在一次實驗或觀察中該事件發(fā)生的可能性很小。,小概率事件 (rare event),48,某商家宣稱他的一大批雞蛋“壞蛋率為1%”，為了對這批雞蛋的質(zhì)量作出判斷，從中抽取5個作檢查，結(jié)果4個好蛋，1個壞蛋。,在“壞蛋率為1%”前提下，5個雞蛋中出現(xiàn)1個壞 蛋的機會很小(應用二項分布原理計算為4.8%)。 小概率事件在一次抽樣中不大可能發(fā)生，現(xiàn)發(fā)生 了便懷疑“壞蛋率為1%”的真實性。,這樣推斷也可能出錯，因為在“壞蛋率為1%”前 提下，還有4.8%的可能真的出現(xiàn) 5個雞蛋中有1 個壞蛋。,49,在“壞蛋率為1%”的假設下應用二項分布原理計算5個雞蛋中出現(xiàn)1個壞蛋的機會,50,概率的運算法則： 加法法則(事件A與事件B至少有一個發(fā)生) 兩個相互獨立事件A、B之和: P(AB)=P(A)+P(B) 任意兩個事件A、B之和: P(AB)=P(A)+P(B) P(AB) 乘法法則(事件A與事件B同時發(fā)生) 兩個相互獨立事件A、B之積: P(AB)=P(A)P(B) 任意兩個事件A、B之積: P(AB)=P(A)P(BA)=P(B)P(AB),51,一、個體變異 二、隨機 三、隨機試驗與隨機事件 四、總體與樣本 五、變量與資料 六、誤 差 七、頻率與概率,52,基本概念匯總,總體 個體、個體變異,總體參數(shù) 未知,樣本 代表性、抽樣誤差,隨機 抽樣,樣本統(tǒng)計量已知,統(tǒng)計推斷,53,第二節(jié) 統(tǒng)計工作的基本步驟,54,1.設計 (design) 2.搜集資料 (collection of data) 3.整理資料 (sorting data) 4.分析資料 (analysis of data),55,一、設計,統(tǒng)計設計是影響研究能否成功的最關鍵環(huán)節(jié)，是提高觀察或?qū)嶒炠|(zhì)量的重要保證。,1.調(diào)查設計 (survey design) 客觀描述研究總體，不對研究對象施加任何干預，目的在于摸清某一事物的水平和分布狀態(tài)。,56,(1)實驗研究設計 (experiment design) 以動物或生物材料為研究對象，在研究過程中對研究對象施加干預。 (2)臨床試驗設計 (clinical trial design) 以人為研究對象，在研究過程中對研究對象施加干預。,2.實驗設計,57,統(tǒng)計設計的內(nèi)容,1.研究目的和假說。 2.研究總體、研究對象、觀察單位。 3.是否施加干預，如何施加干預？ 4.需搜集那些資料，如何搜集？ 5.設置觀察指標。 6.資料的整理和匯總，計算有關統(tǒng)計量。 7.控制誤差。 8.預期結(jié)果。 9.時間和經(jīng)費的安排等。,58,研究設計的幾個關鍵問題,1.如何進行抽樣？如何安排干預措施？ 隨機化原則：隨機抽樣和隨機分配。,2.要達到研究目的至少應觀測多少受試者？ 重復原則：確定樣本含量。,3.如何排除非研究因素的影響，分離出研 究因素對實驗結(jié)果的效應？ 對照原則：在實驗組與對照組中，除研 究因素外，其它影響實驗結(jié)果的非研究 因素都盡可能相同。,59,二、搜集資料,指采取措施取得準確可靠的原始數(shù)據(jù)。,醫(yī)療衛(wèi)生工作中的統(tǒng)計資料主要來自：,1.統(tǒng)計報表。 2.經(jīng)常性的工作記錄。 3.專題調(diào)查或?qū)嶒炑芯俊?4.統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計數(shù)據(jù)專輯。,60,三、整理資料,將原始數(shù)據(jù)凈化、系統(tǒng)化和條理化，為下一步的計算和分析打好基礎的過程。,1. 凈化：對原始數(shù)據(jù)的清理、檢查、核對和糾正錯誤等。,2. 系統(tǒng)化和條理化：根據(jù)研究目的將原始數(shù)據(jù)合理分組并歸納匯總等。,61,四、分析資料,1.統(tǒng)計描述 (statistical description) 選用恰當?shù)慕y(tǒng)計指標，合適的統(tǒng)計表 和統(tǒng)計圖，對資料的數(shù)量特征及其分布規(guī)律進行測定和描述。,62,(1)參數(shù)估計 (estimation of parameters) 如何由樣本統(tǒng)計量推斷總體參數(shù),(2)假設檢驗 (hypothesis test) 如何由樣本差異來推斷總體之間是否 不同,2. 統(tǒng)計推斷 (statistical inference) 如何在一定的可信程度下由樣本信息 推斷總體特征,63,醫(yī)學統(tǒng)計 學 內(nèi) 容,64,醫(yī)學統(tǒng)計學思維,歸納型思維 邏輯推理型思維 從樣本到總體 從個別到一般,65,建立醫(yī)學統(tǒng)計學思維,生物體的變異是普遍存在的，這種變異是有規(guī)律的； 抽樣誤差是不可避免的，抽樣誤差是有規(guī)律的； 統(tǒng)計推斷是有風險的，這種風險是可以控制的。,66,統(tǒng)計學的作用,工具 發(fā)現(xiàn)規(guī)律，而不能創(chuàng)造規(guī)律！,67,學習醫(yī)學統(tǒng)計學的要求,建立統(tǒng)計學思維 學會從不確定性、機遇、風險和推斷角度去思考醫(yī)學問題，提高自身科學素質(zhì)和醫(yī)學研究能力； 學會實驗設計 結(jié)合專業(yè)作出嚴密的實驗設計并獲得可靠、準確、完整的資料； 學會分析與表達 運用統(tǒng)計方法充分挖掘資料中蘊含的信息，恰如其分地進行理性概括，寫出具有科學認證的研究報告和學術(shù)論文。,68,臨床科研設計報告書基本內(nèi)容,1.立題依據(jù)(research foundation) 2.研究目的(research objectives) 3.科研假設(research hypothesis)：H0、H1。 4.設計方案(design)： 探索、驗證；試驗、觀察； 隨機、非隨機； 單盲、雙盲、開放； 自身前后、平行對照； 前瞻、回顧、橫斷面。,69,5.研究地點(setting) 6.研究對象(participants) 目標人群、樣本人群； 納入標準、排除標準。 7.樣本大小的確定(sample size estimation) ；1-；、；單側(cè)、雙側(cè)。 8.干預方法(intervention) 受試者的依從性。 9.研究因素(study factor) 主要、次要觀測指標。,70,10.資料收集和分析 (data collection and analysis) 統(tǒng)計軟件、統(tǒng)計方法。 11.預期結(jié)果(expected outcomes) 12.質(zhì)量控制(quality control) 13.預試驗(pilot study) 14.醫(yī)學倫理道德