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文檔簡介
2022/9/221第一章緒論
醫(yī)學統(tǒng)計學人民衛(wèi)生出版社2022/9/222[學習要求]掌握:統(tǒng)計工作的基本步驟、統(tǒng)計資料的類型和統(tǒng)計學的基本概念:總體與樣本、同質(zhì)與變異、變量的類型、參數(shù)與統(tǒng)計量。熟悉:醫(yī)學統(tǒng)計學的研究內(nèi)容;醫(yī)學統(tǒng)計學學習的目標與方法。了解:醫(yī)學統(tǒng)計學的發(fā)展史;統(tǒng)計學和醫(yī)學的關(guān)系。
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第一節(jié)概述一、統(tǒng)計學、醫(yī)學統(tǒng)計學的定義
統(tǒng)計學(statistics):統(tǒng)計學是處理數(shù)據(jù)中變異性的科學與藝術(shù),內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的收集
(collection)、分析(analysis)、解釋(interpretation)和表達(presentation),目的是求得可靠的結(jié)果。
統(tǒng)計學是幫助人們分析所占有的信息,達到去偽存真、去粗取精、正確認識世界的一種重要手段。2022/9/224
根據(jù)研究領(lǐng)域和研究對象的不同,統(tǒng)計學又分為:數(shù)理統(tǒng)計、經(jīng)濟統(tǒng)計、生物統(tǒng)計、衛(wèi)生統(tǒng)計、醫(yī)學統(tǒng)計……
醫(yī)學統(tǒng)計學(medicalstatistics):用統(tǒng)計學的原理和方法研究醫(yī)學領(lǐng)域中數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和結(jié)果正確解釋與表達的一門科學。
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為何要學習醫(yī)學統(tǒng)計學?
1.采用統(tǒng)計學方法,發(fā)現(xiàn)不確定現(xiàn)象背后隱藏的規(guī)律。
變異(variation)是個體間存在的差異,是絕對的,是社會和生物醫(yī)學中的普遍現(xiàn)象。變異使得實驗或觀察的結(jié)果具有不確定性,如每個人的身高、體重、血壓等各有不同。
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2.用統(tǒng)計學思維方式考慮有關(guān)醫(yī)學研究中的問題
如試驗設(shè)計是否合理?樣本含量是否滿足要求?不同藥物間臨床療效是否不同?發(fā)病的主要因素是什么?聯(lián)合用藥是否效果更好?如何能延長癌癥病人的生存年限?………
3.科學研究和科研論文的需要2022/9/227二、統(tǒng)計學和醫(yī)學統(tǒng)計學的發(fā)展簡史
統(tǒng)計學“statistics”一詞源于國家“state”,拉丁語中“statisticus”就是治國術(shù)的意思。
1.早期:早在奴隸社會,當時的統(tǒng)治階級為了征兵和征稅,需要了解土地、人口等數(shù)量,就有了原始的統(tǒng)計活動。公元前3050年古埃及人為修建金字塔籌集建筑費,對全國的人口和財產(chǎn)進行了普查。公元前2200年夏禹時代,“禹平水土,還為九州”,人口數(shù)1355萬人,土地3431萬頃。
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2.近代:19世紀應(yīng)用數(shù)學家為了解決賭徒們在博彩中出現(xiàn)的輸贏概率問題逐漸形成和發(fā)展了概率論,從而為統(tǒng)計學的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。
19世紀,比利時的凱特勒(Quetelet,1796—1874),把概率論的理論引入統(tǒng)計學中,使統(tǒng)計學的研究方法發(fā)生了質(zhì)的飛躍。被稱為數(shù)理統(tǒng)計學派創(chuàng)始人。
2022/9/229卡爾皮爾遜(KarlPrarson,1857-1936),英國生物學家和統(tǒng)計學家,現(xiàn)代統(tǒng)計科學的創(chuàng)立者,公認為統(tǒng)計學之父。他對統(tǒng)計學的最大貢獻為:
導(dǎo)出一般化的頻數(shù)曲線體系。包括正態(tài)分布、矩形分布、J型分布、U型分布等13種曲線及其方程式。提出卡方(χ2)檢驗。發(fā)展了相關(guān)和回歸理論。重視個體變異性的數(shù)量表現(xiàn)和變異數(shù)據(jù)的處理。提出了“標準差”及其符號σ。2022/9/2210
為了推廣統(tǒng)計在生物學上的應(yīng)用,于1901年創(chuàng)立統(tǒng)計的元老期刊《生物統(tǒng)計》,他的學生W.Gosset(1876-1937)關(guān)于Studentt分布的著名文章于1908年就發(fā)表在《生物統(tǒng)計》上。
1747年英國醫(yī)生詹姆斯.林德(JamesLind,1716–1794)1747年對壞血病進行干預(yù)研究。
1840年法國醫(yī)生皮爾.路易斯(PierreLouis,1787-1872)用臨床對照方法證明放血對治療傷寒、肺炎和扁桃體咽頰炎無效。2022/9/2211
1854年,英國醫(yī)生約翰·斯諾(JohnSnow,1813-1858)對1854年倫敦西部西敏市蘇活區(qū)霍亂爆發(fā)的研究被認為是流行病學研究的先驅(qū)。
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1948年,英國發(fā)表了評價鏈霉素治療肺結(jié)核療效的隨機對照的臨床試驗告,第一次用生物統(tǒng)計方法進行臨床干預(yù)試驗。
1960年英國醫(yī)生Doll和Hill發(fā)現(xiàn)吸煙與肺癌有關(guān),相對危險度RR=1.66/0.77=23.7。
1948年郭祖超教授(1912-1999,我國醫(yī)學統(tǒng)計學主要奠基人)編著的《醫(yī)學與生物統(tǒng)計方法》一書,是我國第一部醫(yī)學統(tǒng)計方法的教科書。1964年更名為《醫(yī)用數(shù)理統(tǒng)計方法》,由人民衛(wèi)生出版社出版。1988年10月,140萬字的《醫(yī)用數(shù)理統(tǒng)計方法》(第三版),由人民衛(wèi)生出版社出版。
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3.現(xiàn)代:計算機和統(tǒng)計軟件如SAS、SPSS的出現(xiàn),使統(tǒng)計學得到突飛猛進的發(fā)展。三、醫(yī)學統(tǒng)計學的研究內(nèi)容:
1.統(tǒng)計設(shè)計(statisticaldesign)包括實驗設(shè)計和調(diào)查設(shè)計,它可以合理地、科學地安排實驗和調(diào)查工作,使之能較少地花費人力、物力和時間,取得較滿意和可靠的結(jié)果。2022/9/2214
2.統(tǒng)計描述(descriptivestatistics)和參數(shù)估計(parameterestimation)
通過計算各種統(tǒng)計指標和統(tǒng)計圖表來描述資料的集中趨勢、離散趨勢和分布特征況(如正態(tài)分布或偏態(tài)分布);利用樣本指標來估計總體指標的大小。
3.假設(shè)檢驗(hypothesistest)
假設(shè)檢驗是統(tǒng)計學的主要內(nèi)容,是通過統(tǒng)計檢驗方法(如t檢驗、u檢驗、F檢驗、χ2
檢驗、秩和檢驗等)來推斷兩組或多組統(tǒng)計指標的差異是抽樣誤差造成的還是有本質(zhì)的差別。2022/9/2215
4.相關(guān)與回歸(correlationandregression)醫(yī)學中存在許多相互聯(lián)系、相互制約的現(xiàn)象。如兒童的身高與體重、胸圍與肺活量、血糖與尿糖等,都需要利用相關(guān)與回歸來分析。
5.多因素分析(multipleanalysis)
如多重回歸、判別分析、聚類分析、正交設(shè)計分析、主成分分析、因子分析、logistic回歸、Cox比例風險回歸等,都是分析醫(yī)學中多因素有效的方法。這些方法計算復(fù)雜,大部分需借助計算機來完成。2022/9/2216
6.健康統(tǒng)計(healthstatistics)
研究人群健康的指標與統(tǒng)計方法,除了用上述的某些方法外,他還有其特有的方法,如壽命表、生存分析、死因分析、人口預(yù)測等方法。2022/9/2217第二節(jié)統(tǒng)計工作的基本步驟統(tǒng)計設(shè)計搜集資料整理資料分析資料一、統(tǒng)計設(shè)計(statisticaldesign)
統(tǒng)計工作的第一步,也是關(guān)鍵的一步,是對統(tǒng)計工作全過程的設(shè)想和計劃安排。
Fisher在他的著作中多次強調(diào),統(tǒng)計學家與科學研究者的合作應(yīng)該在實驗設(shè)計階段,而不是在需要數(shù)據(jù)處理的時候?!霸囼炌瓿珊笤僬医y(tǒng)計學家,無異于請統(tǒng)計學家為試驗進行“尸體解剖”。統(tǒng)計學家或許只能告訴你試驗失敗的原因?!?/p>
2022/9/2218二、收集資料(collectionofdate)
是根據(jù)設(shè)計的要求,獲取準確可靠的原始資料,是統(tǒng)計分析結(jié)果可靠的重要保證。資料收集必須滿足及時、完整和準確的要求。醫(yī)學資料的主要來源:
1.統(tǒng)計報表
2.醫(yī)療衛(wèi)生工作記錄
3.專題調(diào)查或?qū)嶒炑芯?022/9/2219
三、整理資料
整理資料(sortingdata)的目的就是將收集到的原始資料進行反復(fù)核對和認真檢查,糾正錯誤,分類匯總,使其系統(tǒng)化、條理化,便于進一步的計算和分析。
1.審核2.分組(1)質(zhì)量分組(2)數(shù)量分組3.匯總2022/9/2220
四、分析資料分析資料(analysisofdata)是根據(jù)設(shè)計的要求,對整理后的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析,結(jié)合專業(yè)知識,作出科學合理的解釋。統(tǒng)計分析包括以下兩大內(nèi)容:1.統(tǒng)計描述(descriptivestatistics)將計算出的統(tǒng)計指標與統(tǒng)計表、統(tǒng)計圖相結(jié)合,全面描述資料的數(shù)量特征及分布規(guī)律。2.統(tǒng)計推斷(inferentialstatistics)包括總體參數(shù)的估計和假設(shè)檢驗。2022/9/2221第三節(jié)統(tǒng)計資料的類型
一、定量資料定量資料(quantitativedata)亦稱計量資料(measurementdata),是用定量的方法測定觀察單位(個體)某項指標數(shù)值的大小,所得的資料稱定量資料。定量資料一般有度量衡單位,其觀察指標為數(shù)值變量(numericalvariable)。2022/9/2222特點:表現(xiàn)為數(shù)值大??;有度量衡
單位;多為連續(xù)性資料。統(tǒng)計分析:常用均數(shù)、標準差進行統(tǒng)計描述;用t檢驗、F
檢驗進行假設(shè)檢驗。定量變量分類連續(xù)型變量(continuousvariable):在一個區(qū)間中任意取值。如血壓、身高、體重。離散型變量(discretevariable):
只能取整數(shù)。如新生兒出生數(shù)、手術(shù)病人數(shù)。2022/9/2223
二、定性資料定性資料(qualitativedata)亦稱計數(shù)資料(enumerationdata)或分類資料(categoricaldata),是將觀察單位按某種屬性或類別分組,清點各組的觀察單位數(shù),所得的資料稱為定性資料。定性資料的觀察指標為定性變量(qualitativevariable),亦稱分類變量(categoricalvariable)。2022/9/2224特點:沒有度量衡單位;多為間斷性資料。統(tǒng)計分析:常用率、構(gòu)成比進行統(tǒng)計描述;用卡方檢驗、
秩和檢驗進行假設(shè)檢驗。二分類變量:如男女、生死、有無等。常用0和1編碼。
名義變量:如職業(yè)、地區(qū)等。常用多個0
和1“假變量”編碼。等級變量:如優(yōu)、良、中、差;檢驗結(jié)果
-、±、+、+++、++++等。常用1,2,3,4,┄,編碼。無序變量有序變量定性變量2022/9/2225
三、等級資料等級資料(rankeddata)亦稱有序分類資料(orderedcategoricaldata),是將觀察單位按屬性的等級分組,清點各組的觀察單位數(shù),所得的資料為等級資料。等級資料的觀察指標為有序分類變量,亦稱為又稱為半定量資料。2022/9/2226變量轉(zhuǎn)換定量變量有序變量血壓值kpa<8低血壓
8
正常血壓12
輕度高血壓15
中度高血壓17
重度高血壓二分類變量<12正?!?2異常變量轉(zhuǎn)換不能以上相反的方向2022/9/2227一、同質(zhì)與變異(homogeneity&variation)
同質(zhì)或同質(zhì)性是指觀察單位(研究個體)間被研究指標的主要影響因素相同或基本相同。
變異是指同質(zhì)的各觀察單位,其某變量值之間的差異。
同質(zhì)事物個體間的差異來源于一些未加控制或無法控制的甚至不明原因的因素。變異是絕對的,同質(zhì)是相對的。從本質(zhì)上說,統(tǒng)計學就是研究變異的科學第四節(jié)統(tǒng)計學中的幾個基本概念2022/9/2228二、總體與樣本(population&sample)
總體是根據(jù)研究目的所確定的同質(zhì)觀察單位某項變量值的集合(全體)。
如調(diào)查山東省12歲男孩的身高值,每個12歲男孩稱為一個觀察單位(個體),同質(zhì)的基礎(chǔ)是同地區(qū)、同年齡、同性別。山東省所有12歲男孩的身高值就構(gòu)成一個總體。
2022/9/2229
有限總體(finitepopulation)有明確的空間范圍。
無限總體(infinitepopulation)
沒有明確的空間范圍。目標總體(targetpopulation)
如目標為全國
12歲孩生長發(fā)育情況。研究總體(studypopulation)
實際研究山東省
12歲男孩情況??傮w的分類:空間范圍研究范圍2022/9/2230
樣本是指從總體中隨機抽取的部分有代表性的觀察單位的變量值的集合。樣本的例數(shù)稱為樣本含量。對樣本的研究稱為抽樣研究(samplingstudy),醫(yī)學研究中大部分是抽樣研究,用樣本研究的信息推斷總體的特征。
如抽取1萬名山東省12歲男孩做調(diào)查,分析各種生長發(fā)育指標,推論山東省12歲男孩的生長發(fā)育情況。2022/9/22312022/9/2232三、參數(shù)與統(tǒng)計量(parameterandstatistic)參數(shù):總體的統(tǒng)計指標,如總體均數(shù)、總體標準差,分別用希臘字母記為μ、σ。固定的常數(shù)
總體樣本抽樣sampling
統(tǒng)計量
參數(shù)
推斷inference統(tǒng)計量:樣本的統(tǒng)計指標,如樣本均數(shù)、標準差,采用拉丁字母分別記為。參數(shù)附近波動的隨機變量。2022/9/2233四、誤差(error)
誤差泛指測量值與真值之差。醫(yī)學研究中資料中主要存在系統(tǒng)誤差和隨機誤差。系統(tǒng)誤差隨機誤差隨機測量誤差抽樣誤差誤差指數(shù)據(jù)搜集和測量過程中由于儀器不準確、標準不規(guī)范等原因,造成觀察結(jié)果呈傾向性的偏大或偏小,這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。特點:具有累加性。2022/9/22341.系統(tǒng)誤差(systemicerror)
2022/9/22352.隨機測量誤差(randommeasurementerror)
在消除了系統(tǒng)誤差的前提下,由于非人為的偶然因素,對于同一樣本多次測定結(jié)果不完全一樣,結(jié)果有時偏大有時偏小,沒有傾向性,這種誤差叫隨機測量誤差。特點:沒有傾向性,多次測量計算平均值可以減小甚至消除隨機測量誤差。2022/9/22363.抽樣誤差(samplingerror)
由于隨機抽樣所引起的樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)之間的差異以及各樣本統(tǒng)計量之間的差異稱為抽樣誤差。
μσ2022/9/2237特點:抽樣誤差是不可避免的,但有一定的規(guī)律性。
統(tǒng)計上可以計算并在一定范圍內(nèi)控制抽樣誤差。減少抽樣誤差的方法:
增加樣本量n;
選擇變異程度較小的研究指標;
改進抽樣方法,增加樣本的代表性。
樣本量
n
相等的情況下:
整群抽樣>單純隨機抽樣>系統(tǒng)抽樣>分層抽樣2022/9/2238五、頻率與概率(frequency&probability)
頻率:樣本的實際發(fā)生率稱為頻率。設(shè)在相同條件下,獨立重復(fù)進行n次試驗,事件A出現(xiàn)m次,則事件A出現(xiàn)的頻率為f=
m/n。概率:隨機事件發(fā)生的可能性大小,用大寫的P
表示,取值[0,1],即0≤P≤1
。2022/9/2239必然事件P=1隨機事件0<P<1不可能事件P=0
統(tǒng)計學上把P≤0.05或P≤0.01稱為小概率事件(習慣),認為不大可能發(fā)生。CertainImpossible0.501通常我們把經(jīng)常遇到的事件分為三種類型:2022/9/2240頻率與概率間的關(guān)系:
1.樣本頻率總是圍繞概率上下波動;
2.樣本含量
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