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統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本步驟和基本概念橫斷面研究病例對(duì)照研究隊(duì)列研究動(dòng)物實(shí)驗(yàn)臨床試驗(yàn)社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)1、統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本步驟:①研究設(shè)計(jì);②收集資料;③整理資料;④分析資料;⑤對(duì)分析結(jié)果的正確解釋和表達(dá)。橫斷面研究病例對(duì)照研究隊(duì)列研究動(dòng)物實(shí)驗(yàn)臨床試驗(yàn)社區(qū)干預(yù)試驗(yàn)1觀察性研究一J統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)一-實(shí)驗(yàn)性研究―「統(tǒng)計(jì)描述:運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)對(duì)數(shù)據(jù)特征及其分布規(guī)律進(jìn)行客觀描述和表達(dá)統(tǒng)計(jì)分析T統(tǒng)計(jì)推斷:在一定的可信程度或概率保證下,根據(jù)樣本信息推斷總體特征L集中趨勢(shì):L集中趨勢(shì):L統(tǒng)計(jì)描述L離散程度:定量資料1「參數(shù)估計(jì):L統(tǒng)計(jì)推斷TL假設(shè)檢驗(yàn):方差、標(biāo)準(zhǔn)差、極差、四分位間距、變異系數(shù)均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤、總體均數(shù)的置信區(qū)間t檢驗(yàn)、管檢驗(yàn)、方差分析、秩和檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)描述:率、構(gòu)成比、相對(duì)比定性資料T一統(tǒng)計(jì)推斷:X2檢驗(yàn)、秩和檢驗(yàn)、二項(xiàng)分布、Poission分布2、總體和樣本:總體:是根據(jù)研究目的所確定的所有同質(zhì)觀察單位某種觀察值(變量值)的集合。樣本:從研究總體中抽取的一部分滿足代表性的個(gè)體觀察值所組成的集合稱為樣本,樣本包含的觀察單位數(shù)稱為樣本含量或樣本大小。3、參數(shù)和統(tǒng)計(jì)量:參數(shù):描述總體分布特征的指標(biāo),總體均數(shù)U、總體標(biāo)準(zhǔn)差。、總體率n統(tǒng)計(jì)量:根據(jù)樣本算得的某些數(shù)值特征,樣本均數(shù)X、樣本標(biāo)準(zhǔn)差S、樣本率p4、變量和資料變量:是觀察單位的某種特征或?qū)傩?,變量的觀測(cè)值就是所謂的變量值。5、隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差誤差:泛指實(shí)測(cè)值與真實(shí)值之差,一般可分為隨機(jī)誤差和非隨機(jī)誤差。隨機(jī)誤差:即抽樣誤差,由于隨機(jī)抽樣造成的實(shí)測(cè)值與真實(shí)值之差。是不可避免的,但一般服從正態(tài)分布,可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行分析。系統(tǒng)誤差:最常見(jiàn)的非隨機(jī)誤差,指實(shí)測(cè)值系統(tǒng)偏離真實(shí)值、具有方向性的誤差。6、概率、頻率和小概率事件頻率:若用隨機(jī)事件A發(fā)生表示觀察到某個(gè)可能的結(jié)果,在n次隨機(jī)試驗(yàn)中,隨機(jī)事件A發(fā)生了m次,則稱A發(fā)生的比例f=m/n為頻率,醫(yī)學(xué)上所說(shuō)的患病率、病死率等都是頻率。概率:描述事件發(fā)生可能性大小的一個(gè)度量。小概率事件:當(dāng)某事件發(fā)生的概率小于或等于0.05時(shí),統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)慣上稱該事件為小概率事件。7、同質(zhì)性和個(gè)體變異同質(zhì)性:通常指研究對(duì)象在一定范疇內(nèi)的各種可能影響主要觀察指標(biāo)的其他因素處于相同或非常相似的情況。個(gè)體變異:同質(zhì)個(gè)體中同一觀察指標(biāo)的個(gè)體觀察值之間的差異稱為該觀察指標(biāo)的個(gè)體變異。調(diào)查研究設(shè)計(jì)1、調(diào)查研究及其特點(diǎn)調(diào)查研究:又稱觀察性研究,指研究者在研究中沒(méi)有施加任何干預(yù)措施,僅客觀地觀察和記錄研究對(duì)象的現(xiàn)狀及其相關(guān)特征的研究。特點(diǎn):①研究過(guò)程中沒(méi)有人為施加的干預(yù)措施,研究事物或現(xiàn)象及其相關(guān)特征(包括研究因素和非研究因素)是客觀存在的;②不能將研究因素隨機(jī)地分配到研究對(duì)象中,也不能用隨機(jī)化分組來(lái)平衡非研究因素對(duì)調(diào)查結(jié)果的影響。2、調(diào)查研究設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容:①明確調(diào)查目的和指標(biāo);②確定調(diào)查對(duì)象和觀察單位;③確定調(diào)查方法;④確定調(diào)查方式;⑤確定調(diào)查項(xiàng)目和調(diào)查表;⑥制定資料整理分析計(jì)劃;⑦制定調(diào)查的組織計(jì)劃。3、調(diào)查設(shè)計(jì)的常用抽樣方法及其優(yōu)缺點(diǎn)普查:即調(diào)查目標(biāo)總體中全部觀察對(duì)象。優(yōu):理論上沒(méi)有抽樣誤差,可以直接得到總體參數(shù)。缺:成本較高。抽樣調(diào)查:即從總體中抽取一定數(shù)量的觀察單位組成樣本,對(duì)樣本進(jìn)行調(diào)查。分為概率抽樣和非概率抽樣。優(yōu):節(jié)省調(diào)查成本,有助于獲得較為深入、細(xì)致和準(zhǔn)確的資料。缺:樣本推斷總體時(shí)存在抽樣誤差。概率抽樣:是指總體中觀察單位被抽中的概率是已知的或可以計(jì)算的。優(yōu):總體代表性較好,可以計(jì)算抽樣誤差,可以對(duì)總體進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。缺點(diǎn)或前提:目標(biāo)總體和抽樣框架明確。非概率抽樣:是指總計(jì)中每個(gè)觀察單位被抽中的概率是已知或不能計(jì)算的。抽樣方法定義優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)概率抽樣單純隨機(jī)抽樣按等概率原則直接從含有N個(gè)觀察單位的總體中抽取n個(gè)觀察單位組成樣本均數(shù)(或率)及標(biāo)準(zhǔn)誤的計(jì)算簡(jiǎn)單當(dāng)總體觀察單位較多時(shí),要對(duì)觀察單位一一編號(hào),比較麻煩系統(tǒng)抽樣先將總體的觀察單位按某一順序號(hào)分成n個(gè)部分,再?gòu)牡谝徊糠蛛S機(jī)抽取第k號(hào)觀察單位,依次用相等間距,從每一部分各抽取一個(gè)觀察單位組成樣本①易于理解,簡(jiǎn)單易行;②容易得到一個(gè)按比例分配的樣本;③樣本的觀察單位在總體中分布均勻,其抽樣誤差一般小于單純隨機(jī)誤差。①當(dāng)總體中觀察單位按順序有周期趨勢(shì)或單調(diào)增(或減)趨勢(shì)時(shí),將產(chǎn)生明顯的偏性;②實(shí)際中按單純隨機(jī)抽樣方法估計(jì)誤差會(huì)一般偏大。分層抽樣按對(duì)主要研究指標(biāo)影響較大的某種特征,將總體分為若干類別,再?gòu)拿恳粚觾?nèi)隨機(jī)抽取一定數(shù)量的觀察單位組成樣本①減少抽樣誤差;②便于不同的層采用不同的抽樣方法,有利于調(diào)查組織工作的實(shí)施;③還可對(duì)不同層進(jìn)行獨(dú)立分析。要求層內(nèi)差異較小整群抽樣將總體按照某種與主要研究指標(biāo)無(wú)關(guān)的特征劃分為K個(gè)“群”,每個(gè)群包含若干觀察單位,再隨機(jī)抽取k個(gè)“群”,由抽取的各個(gè)群的全部觀察單位組成樣本便于組織,節(jié)省經(jīng)費(fèi),容易控制調(diào)查質(zhì)量當(dāng)樣本含量一定時(shí),其抽樣誤差一般大于單純隨機(jī)誤差(因?yàn)闃颖居^察單位未能廣泛地散布在總體中)非概率抽樣偶遇抽樣研究者根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況,抽取偶然遇到的人或選擇那些距離最近的、最容易找到的人作為調(diào)查對(duì)象簡(jiǎn)單易行結(jié)果對(duì)總體代表性差立意抽樣調(diào)查者根據(jù)研究目的分析判斷來(lái)選擇調(diào)查對(duì)象對(duì)研究者要求較高
定額抽樣研究者首先依據(jù)那些可能影響研究指標(biāo)的各種因素對(duì)總體進(jìn)行分層,并確定各層樣本占總體比例,再在各層中抽取樣本樣本代表性存在一定問(wèn)題,選擇性偏倚較大雪球抽樣當(dāng)無(wú)法了解總體情況時(shí),可以從總體中少數(shù)成員入手,對(duì)他們進(jìn)行調(diào)查,并請(qǐng)他們介紹所認(rèn)識(shí)的其他符合條件的人,再去找那些人進(jìn)行調(diào)查,如此重復(fù),直到達(dá)到所需的樣本含量常用于缺少抽樣框架、目標(biāo)總體不明、采用其他方法難以找到調(diào)查對(duì)象的情形4、調(diào)查問(wèn)題安排順序總原則:①符合邏輯;②一般問(wèn)題在前,特殊問(wèn)題在后;③易答題在前,難答題在后;④如果采用封閉式和開(kāi)放式相結(jié)合的問(wèn)題,一般先設(shè)置封閉式問(wèn)題;⑤敏感問(wèn)題一般放在最后。5、信度和效度效度:又稱真實(shí)性或準(zhǔn)確性,用以反映測(cè)量結(jié)果與“真實(shí)值”的接近程度。定量觀察:通常用兩者的相關(guān)系數(shù)「來(lái)描述標(biāo)準(zhǔn)效度。定性或半定量觀察:Kappa系數(shù)描述兩個(gè)測(cè)量手段或結(jié)果的一致性。信度:又稱可靠信、重復(fù)性、穩(wěn)定性或精密度,用以反映相同條件下重復(fù)測(cè)定結(jié)果的一致程度。重復(fù)測(cè)量法:組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC評(píng)價(jià)信度高低。ICC=/,廠MLMS為組間(研究對(duì)象間)均方,MS為組內(nèi)(誤差)均方,n為重復(fù)測(cè)量次數(shù)。一般MS-(n-1)MS A eA e認(rèn)為ICCN0.75,說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的可重復(fù)性較好。實(shí)驗(yàn)研究設(shè)計(jì)1、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的3個(gè)基本原則和3個(gè)基本元素:對(duì)照、隨機(jī)化、重復(fù),受試對(duì)象、處理因素、實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。2、對(duì)照形式主要有:空白對(duì)照、安慰劑對(duì)照、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照、實(shí)驗(yàn)對(duì)照、自身對(duì)照、相互對(duì)照。3、常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)類型及其優(yōu)缺點(diǎn):類型設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)單因素兩水平或多水平效應(yīng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,易于實(shí)施,出現(xiàn)缺失數(shù)據(jù)時(shí)仍可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析小樣本時(shí),均衡性可能較差,與隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)相比,一般效率較低配對(duì)設(shè)計(jì)受試對(duì)象按配對(duì)因素相同或相近配成對(duì)子可增強(qiáng)處理組間的均衡性,效率較高配對(duì)條件不易嚴(yán)格控制隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)受試對(duì)象按性質(zhì)相同或相近分為b個(gè)區(qū)組,每個(gè)區(qū)組中的k個(gè)受試對(duì)象分配到k個(gè)處理組處理組之間的均衡性較好;更容易揭示處理之間的差別,效率較高非處理因素(配伍條件)不易控制交叉設(shè)計(jì)按事先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)次序,在各個(gè)時(shí)期對(duì)受試對(duì)象先后實(shí)施各種處理①節(jié)約樣本含量;②能夠控制個(gè)體差異和時(shí)間差異對(duì)處理因素的影響,故效率較高;③在臨床試驗(yàn)中,均等地考慮了每個(gè)患者的利益。①每個(gè)處理的持續(xù)時(shí)間不能太長(zhǎng);②當(dāng)受試對(duì)象的狀態(tài)發(fā)生根本變化時(shí),例死亡等,后一階段的處理將無(wú)法進(jìn)行;③受試對(duì)象一旦在某一階段退出試驗(yàn),就會(huì)造成該階段及其以后的數(shù)據(jù)缺失析因設(shè)計(jì)兩個(gè)或多個(gè)處理因素的各水平進(jìn)行組合,對(duì)所有可能的組合中安排多個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)可以均衡地對(duì)各因素的不同水平進(jìn)行全面組合,以最小的實(shí)驗(yàn)次數(shù)探討各因素不同水平的效應(yīng),同時(shí)可獲得各因素間的交互作用,通過(guò)比較還能需求最佳組合工作量較大,析因設(shè)計(jì)的處理數(shù)等于各因素水平數(shù)的乘積,其統(tǒng)計(jì)分析不但計(jì)算復(fù)雜,而且給眾多交互作用的解釋帶來(lái)困難定量資料的統(tǒng)計(jì)描述1、頻數(shù)表和頻數(shù)圖的制作及用途:頻數(shù)表的制作:(1)求全距R,R二最大值-最小值;(2)劃組段:①定組數(shù),以8-15組為宜;②定組距:組距二R/組數(shù),可適當(dāng)取整;③定上下限:起點(diǎn)為下限,終點(diǎn)為上限,組囹下閉,上開(kāi)),一般寫(xiě)下限,最后上下全。(3)統(tǒng)計(jì)頻數(shù)和頻率制作頻數(shù)表。頻數(shù)表和頻數(shù)的用途:①揭示頻數(shù)的分布特征:集中趨勢(shì)和離散趨勢(shì);②揭示頻數(shù)的分布類型:對(duì)稱分布和偏態(tài)分布,集中偏小為正偏,集中偏大為負(fù)偏;③可以發(fā)現(xiàn)某些特大或特小的可疑值,提示檢查核對(duì)。
2、頻數(shù)分布特征的描述指標(biāo)及其適用條件:*對(duì)于經(jīng)對(duì)數(shù)變換后呈正態(tài)分布或近似正態(tài)分布的資料,應(yīng)將原始觀察值取對(duì)數(shù)值后計(jì)算幾何標(biāo)準(zhǔn)差。分布特征指標(biāo)計(jì)算公式適用條件集中趨勢(shì)平均數(shù)X£x①原始資料:X=F =- 2 nn nZfX-fX+fX+■--fX ii②頻數(shù)表資料:X=,11,22一昔f=——于1+于2ifk Zfi單峰對(duì)稱分布資料,特別是正態(tài)分布或近似正態(tài)分布幾何均數(shù)G①原始資料:G=nX1x2x3…x1 1 1 ZlgX或G=lg-1(lgX1+gX2+…gX”)=lg_1( L)n n②頻數(shù)表資料:ZflgXflgX+flgX+ flgX 1 1G=lg-1('161,2:2 Jk&k)=lg-1(^-——)于1+于2+…f Zfi①正偏態(tài)分布資料,經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)變換呈正態(tài)分布或近似正態(tài)分布;②觀察值間呈倍數(shù)關(guān)系或近似倍數(shù)關(guān)系;③變量值中不能有0和負(fù)數(shù),可適當(dāng)加上一個(gè)正數(shù);中位數(shù)M①原始資料:M—X^,當(dāng)「為奇數(shù)時(shí);2M=(X+X)/2,當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)n n+12 2②頻數(shù)表資料:M=L+3(nx50%-Zf)Mf LMLM為中位數(shù)所在組段的下限;i為組距;fM為中位數(shù)所在組段的頻數(shù);ZfL為中位數(shù)所在組段前一組的累計(jì)頻數(shù)。不對(duì)稱分布的資料,兩端無(wú)確切值或分布不明確的資料離散趨勢(shì)極差RR二最大值-最小值單峰對(duì)稱分布小樣本資料四分位間距Q-QU LQ-Q=P-PP=L+—(nx%-Zf)U L75 25xxf LxLx為第x百分位數(shù)所在組段下限,i為第x百分位數(shù)所在組段的組距,fx為第x百分位數(shù)所在組段的頻數(shù),ZfL為第x百分位數(shù)所在組段前一組的累計(jì)頻數(shù)偏態(tài)分布資料、兩端無(wú)確切值或分布不明確資料方差S2V _ v (Zx"乙(X-X)2乙X2-*1'i i n①原女□資料:S2—I ■ —I -n-1 n一1丁 (ZfX)2ZfX2 ? n②頻數(shù)表資料:S2— n-1單峰對(duì)稱分布資料標(biāo)準(zhǔn)差S變異系數(shù)CVSCV—之x100%X比較計(jì)量單位不同或均數(shù)相差懸殊的幾組資料的離散程度3、正態(tài)分布及其應(yīng)用:概率密度曲線和正態(tài)分布曲線:對(duì)于變量的頻數(shù)分布滿足中間多,兩邊少,且左右對(duì)稱的資料,以觀察變量(組距)為橫軸,頻率密度(頻率密度二頻率/組距)為縱軸,即可得到頻率密度直方圖,當(dāng)觀察單位逐漸增加,組段一8,頻率分布圖中的直條逐漸變窄,就會(huì)逐漸形成一條高峰位于中央(均數(shù)所在處)、兩側(cè)逐漸降低且左右對(duì)稱、不與橫軸相交的光滑曲線,即概率密度曲線,近似于數(shù)學(xué)上的正態(tài)分布曲線。若變量X的頻率曲線逼近數(shù)學(xué)上的正態(tài)分布曲線,則稱該變量服從正態(tài)分布。正態(tài)分布曲線的密度函數(shù)為:1 (一一||)2f(x)=-^e-2a2-8<x<+8(日為總體均數(shù),o為總體標(biāo)準(zhǔn)差,n為圓周率,e為自然對(duì)數(shù)的底)八;2兀特點(diǎn):①正態(tài)曲線在橫軸上方均數(shù)處最高;②正態(tài)分布以均數(shù)為中心,左右對(duì)稱;③正態(tài)分布有兩個(gè)參數(shù),即均數(shù)N與標(biāo)準(zhǔn)差o,N決定位置,o決定“胖瘦”③正態(tài)曲線在±1o處各有一個(gè)拐點(diǎn);④正態(tài)曲線下的面積分布有一定的規(guī)律:X土1.645S-90%,X土1.96S-95%,X土2.58S-99%。令若X服從正態(tài)分布N(日,o2),經(jīng)Z=X二艮變換后,則Z就服從均數(shù)為0,標(biāo)準(zhǔn)差為1的xo1 」正態(tài)分布N(0,1),稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布或Z分布,其密度函數(shù)為:奴z)=^=e2,-oo<z<+oo。兀?正態(tài)分布的應(yīng)用:(1)估計(jì)總體變量值的頻率分布D:①(zx)可通過(guò)查附表2(Z分布界值表)獲得。D=①(z)-①(z)Z=上E(可用樣本均數(shù)X和樣本標(biāo)準(zhǔn)差S作為總體均數(shù)目和總體標(biāo)準(zhǔn)差o的估計(jì)值)1 2 o(2)制定醫(yī)學(xué)參考值范圍:醫(yī)學(xué)參考值范圍指包括絕大多數(shù)正常人的人體形態(tài)、功能和代謝產(chǎn)物等各種生理及生化指標(biāo)觀察值的波動(dòng)范圍。制定步驟及注意事項(xiàng):①確定觀察對(duì)象和抽取足夠的觀察單位;②測(cè)定方法統(tǒng)一、準(zhǔn)確;③決定是否分組制定參考值范圍;④確定取雙側(cè)或單側(cè)參考值范圍;⑤選定適當(dāng)?shù)陌俜纸缦?⑥選擇制定醫(yī)學(xué)參考值范圍的方法:部分指標(biāo)服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布,對(duì)觀察值取對(duì)數(shù)后計(jì)算其對(duì)數(shù)值的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差,按正態(tài)分布法算出醫(yī)學(xué)參考值范圍的對(duì)數(shù)值,然后取反對(duì)數(shù)求其真數(shù)。百分界限(%)正態(tài)分布法百分位數(shù)法雙側(cè)單側(cè)雙側(cè)單側(cè)只有下下艮只有上限只有下限只有上限95X±1.96S叉-1.64S叉+1.64SP?P 2.5 92.5—P 5 P 95 99X±2.58SN-2.32SN+2.32SP?P 0^ 99^—P 1 P 99
總體均數(shù)的估計(jì)1、1、??抽樣誤差:這種由個(gè)體變異產(chǎn)生的、隨機(jī)抽樣引起的樣本統(tǒng)計(jì)量與總體參數(shù)間的差異稱為抽樣誤差。均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤:由于隨機(jī)抽樣所造成的樣本均數(shù)與總體均數(shù)的差別,即為樣本均數(shù)的抽樣誤差。樣本均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差稱為均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤(SEM),用符號(hào)外表示,它說(shuō)明各樣本均數(shù)又圍繞總體均數(shù)u的離散程度,可用來(lái)描O述樣本均數(shù)的抽樣誤差大小?!鉞=茴在抽樣研究中,總體標(biāo)準(zhǔn)差。常常未知,常用樣本標(biāo)準(zhǔn)差s作為。的估計(jì)值,因而得到均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤的估計(jì)值為,-……cS其計(jì)算公式為:S-=「=xme根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)的中心極限定理:從均數(shù)為u,標(biāo)準(zhǔn)差為。的正態(tài)總體中進(jìn)行獨(dú)立隨機(jī)抽樣,其樣本均數(shù)服從均數(shù)為u,標(biāo)準(zhǔn)差為。/后的正態(tài)分布;即使是從非正態(tài)總體(均數(shù)為小標(biāo)準(zhǔn)差為Q中進(jìn)行獨(dú)立隨機(jī)抽樣,當(dāng)樣本含量逐漸增大(nN50)時(shí),其樣本均數(shù)的分布逐漸逼近與均數(shù)為u,標(biāo)準(zhǔn)差為。/石的正態(tài)分布。e標(biāo)準(zhǔn)差與均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤的區(qū)別于聯(lián)系:標(biāo)準(zhǔn)差均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤區(qū)別統(tǒng)計(jì)符號(hào)總體標(biāo)準(zhǔn)差用。表示,樣本標(biāo)準(zhǔn)差用S表示均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤用與表示,其估計(jì)值用L表示計(jì)算公式s=jE(x-.)2n—1=木統(tǒng)計(jì)學(xué)意義標(biāo)準(zhǔn)差越小,個(gè)體值分布相對(duì)越集中,樣本均數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的代表性越好標(biāo)準(zhǔn)誤越小,樣本均數(shù)的分布越集中,樣本均數(shù)與總體均數(shù)的差別越小,抽樣誤差越小,的本均數(shù)估計(jì)總體均數(shù)的可靠性越大用途描述個(gè)體值的變異程度描述均數(shù)的抽樣誤差大小聯(lián)系S-X=92、t分布產(chǎn)生、特征?t分布的產(chǎn)生:從正態(tài)總體中隨機(jī)抽取的樣本的均數(shù)又服從總體均數(shù)為u、總體標(biāo)準(zhǔn)差為2的正態(tài)分布。經(jīng)過(guò)Z變換,正態(tài)分布N(u,哆)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1),即Z分布。由于實(shí)際研究工作中,為未知常見(jiàn),一一S .、一..X-U只能以為代替支,而S-=r中S會(huì)因?yàn)闃颖静煌槐M相同,即S9有變異,故一^不再服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分XXX7n x S-x布,而服從t分布,即:Z=——止-Z=——止—t=..=X_匕#=n-1° °X Sq S/<'n?t分布特征:①t分布是一簇單峰分布曲線。②t分布以t=0為中心,左右對(duì)稱且均勻下降。③其形態(tài)變化與自由度v的大小有關(guān)。自由度丫越小,則t值越分散,曲線越低平;自由度/逐漸增大時(shí),t分布逐漸逼近標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布;當(dāng)v=8時(shí),t分布即為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。3、總體均數(shù)的估計(jì):點(diǎn)估計(jì)用樣本統(tǒng)計(jì)量直接作為總體參數(shù)的估計(jì)值。區(qū)間估計(jì)是給出被估計(jì)參數(shù)的可能范圍。e區(qū)間估計(jì):是指按照一定的概率(1-a),估計(jì)總體參數(shù)所在的范圍,這個(gè)范圍稱為參數(shù)的置信區(qū)間,概率(1-a)稱為置信度。?總體均數(shù)置信區(qū)間的估計(jì):總體均數(shù)口的雙側(cè)(1-a)置信區(qū)間的計(jì)算公式為:P(-1 <t<t)—1-a—pP(-1 < 上<t)—1-a—>X-1s-<曰<X+1s-a/2,v a/2,v a/2,vS/n a/2,v a/2,vX a/2,vX其余計(jì)算同下表。?兩總體均數(shù)差值的置信區(qū)間:假設(shè)兩正態(tài)總體分布服從正態(tài)分布NQ1,4)和NQ2,吟),當(dāng)呼,吟均已知,但嚀一時(shí),兩總體均數(shù)之差%”的雙側(cè)(2置信區(qū)間為:(*「*J土%.Sq,一x2其中t值的自由度丫=(『1)+(4-1)=%+4-2,Sy均稱為兩均數(shù)之差的標(biāo)準(zhǔn)誤。s J心(n-1)S2+(n-1)S2S=:S2(1)S2=1123-x1-x2\cnnc (n+n-2)1 1 1 2S2S當(dāng)n,n均較大時(shí),差值的可信區(qū)間為:(X一X)±zL+H2 1 2 a/2,v丫nn?置信區(qū)間的含義:總體均數(shù)的95%置信區(qū)間的含義是從正態(tài)總體中重復(fù)100此抽樣,每次樣本含量為n,每個(gè)樣本均按攵±t-,Sy計(jì)算95%置信區(qū)間,則在這100個(gè)置信區(qū)間中,理論上有95個(gè)置信區(qū)間包含了總體均U.U5/2,VX數(shù)(估計(jì)正確),而有5個(gè)置信區(qū)間未包含總體均數(shù)(估計(jì)錯(cuò)誤),即犯錯(cuò)誤的概率是0.05o?總體均數(shù)置信區(qū)間與醫(yī)學(xué)參考值范圍的區(qū)別:區(qū)別總體均數(shù)置信區(qū)間醫(yī)學(xué)參考值范圍意義按一定的置信度(1-a)估計(jì)總體均數(shù)所在范圍絕大多數(shù)“正常人”的某項(xiàng)解剖、生理、生物化學(xué)指標(biāo)的波動(dòng)范圍計(jì)算公式①。未知:(X-%/2/Sn,X+%/2/9②。未知而n較大時(shí):(另一Z/S一N+Z,S.)' a/2,uX a/2,uX③。已知:(文-Z.展,N+Z,j)? a/2,uX a/2,uX①正態(tài)分布雙側(cè),(文-Z”S,N+Za/2,a單側(cè),々-Za/2,F+8)或(-8,N+Za/2,“S)②偏態(tài)分布雙側(cè),號(hào)?P100T單側(cè),(1,+8)或(-8,P100T)用途估計(jì)總體均數(shù)所在的范圍判斷觀察對(duì)象的某項(xiàng)指標(biāo)正常與否,為臨床診斷提供參考假設(shè)檢驗(yàn)1、假設(shè)檢驗(yàn)的基本思想:在總體參數(shù)相等這一假設(shè)成立的前提下,計(jì)算出現(xiàn)等于及大于(或等于及小于)現(xiàn)有樣本統(tǒng)計(jì)量的可能性(P值)。在零假設(shè)H0成立的前提下利用小概率反證法的邏輯思維方式,先計(jì)算比現(xiàn)有樣本檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量以及更極端情況的可能性(P值),然后根據(jù)檢驗(yàn)水準(zhǔn)進(jìn)行判斷。如果P值很小,小于或等于事先規(guī)定的檢驗(yàn)水準(zhǔn)a,如0.05,結(jié)論就是拒絕零假設(shè)H0,接受Hj認(rèn)為總體參數(shù)間不同;如果P值大于a,不拒絕H。,尚不能認(rèn)為總體參數(shù)之間不同。2、假設(shè)檢驗(yàn)的基本過(guò)程:①建立檢驗(yàn)假設(shè),確定檢驗(yàn)水準(zhǔn)a:零假設(shè)H0和備擇假設(shè)可,檢驗(yàn)水準(zhǔn)注明單側(cè)或雙側(cè)。②計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量:注明自由度V。③確定P值,做出統(tǒng)計(jì)推斷。3、I型錯(cuò)誤和n型錯(cuò)誤:當(dāng)拒絕h0時(shí),認(rèn)為在零假設(shè)成立的情況下,出現(xiàn)現(xiàn)在這種樣本均數(shù)以及更極端情況的概率很下(P<0.001),但是,并不是說(shuō)不可能發(fā)生。如果真實(shí)的情況是H0成立,這時(shí)結(jié)論就錯(cuò)了。因此,當(dāng)我們進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)時(shí),無(wú)論是拒絕零假設(shè)H0,還是不拒絕零假設(shè)H0,都有可能犯錯(cuò)誤。I型錯(cuò)誤:統(tǒng)計(jì)學(xué)上將這種拒絕了實(shí)際上正確的零假設(shè)H0(棄真)的錯(cuò)誤稱為I型錯(cuò)誤,a稱為犯I型錯(cuò)誤的概率。11型錯(cuò)誤:統(tǒng)計(jì)學(xué)上將這種不拒絕實(shí)際上不成立的零假設(shè)h0(存?zhèn)危┧傅腻e(cuò)誤稱為n型錯(cuò)誤,b稱為犯n型錯(cuò)誤的概率。真實(shí)情況假設(shè)檢驗(yàn)的結(jié)論拒絕H0不拒絕H0H0正確I型錯(cuò)誤(a)推斷正確(1-a)乩不正確推斷正確(1-B)n型錯(cuò)誤(0)e當(dāng)樣本量固定時(shí),a越小,B越大,反之,a越大,B越小。要同時(shí)減少a和B,只有通過(guò)增加樣本含量來(lái)實(shí)現(xiàn)。?檢驗(yàn)效能:如果兩個(gè)總體參數(shù)間確實(shí)存在差異,即H1:uWu0成立,使用假設(shè)檢驗(yàn)方法能夠發(fā)現(xiàn)這種差異(即拒絕H0)的能力稱為檢驗(yàn)效能,記為(1-B)。一般要求檢驗(yàn)效能應(yīng)在0.8以上。4、假設(shè)檢驗(yàn)需要注意的問(wèn)題:(1)數(shù)據(jù)應(yīng)該來(lái)自科學(xué)嚴(yán)密設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)或調(diào)查;(2)數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足假設(shè)檢驗(yàn)方法的前提條件:①獨(dú)立性,即各觀察值間相互獨(dú)立;②正態(tài)性,即該樣本來(lái)自服從正態(tài)分布的總體。(3)正確理解假設(shè)檢驗(yàn)中概率P值的含義,P值是指在H0成立的前提下,出現(xiàn)現(xiàn)有樣本統(tǒng)計(jì)量以及更極端情況的概率。P值越小,說(shuō)
明當(dāng)前樣本的證據(jù)越傾向于拒絕H0,當(dāng)P值小于或等于事先規(guī)定的檢驗(yàn)水準(zhǔn)a時(shí),就拒絕H0。P值的大小不僅與總體參數(shù)間的差別有關(guān),而且與抽樣誤差大小等有關(guān),但P值大小不能得出總體參數(shù)間差別大小的結(jié)論。(4)結(jié)論不能絕對(duì)化:報(bào)告假設(shè)檢驗(yàn)結(jié)果時(shí)要給出檢驗(yàn)水準(zhǔn)、單雙側(cè)檢驗(yàn)、樣本量大小等。(5)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義與實(shí)際意義:有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義存在有實(shí)際意義.、可能有實(shí)際意義.、無(wú)實(shí)際意義.:無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義存在樣本過(guò)小和可接受零假設(shè)。t檢驗(yàn)1、t檢驗(yàn)的應(yīng)用條件:①要求兩樣本均來(lái)自正態(tài)分布總體;②兩樣本總體方差相等。?配對(duì)設(shè)計(jì)資料:①配對(duì)的兩個(gè)受試對(duì)象分別接受兩種不同處理之后的數(shù)據(jù),如把同年齡、同種屬、同窩別的動(dòng)物配成一對(duì);②同一樣品用兩種方法(或儀器)檢驗(yàn)出的結(jié)果;③同一受試對(duì)象處理前后的測(cè)定數(shù)據(jù)。用途公式單樣本:N與從。單樣本:N與從。比較t= 0-= =0-,v=n—1s— s/<nd—0td—0t= S一d =,v=n—1成組:5與也比較X—Xt=i s成組:5與也比較X—Xt=i s X1-X2X,—X。;1 ,s2(+)
cnnX,-X2s2(n—1)+s2(n—1),1 1、-4——1 2——2 (—+—)成組:5與也比較+n2ni(ni、n2均大于5°)在進(jìn)行兩小樣本均數(shù)比較時(shí),若兩總體方差叫w嗎,可使用t'檢驗(yàn)。(S工+S上)2 XXTS?二X.4X.,■1一1 ,,2一n—1n—1正態(tài)性檢驗(yàn)與方差齊性檢驗(yàn):①正態(tài)性檢驗(yàn):P-P圖、Q-Q圖和統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)(W檢驗(yàn)、D檢驗(yàn)及矩法檢驗(yàn))當(dāng)進(jìn)行矩法檢驗(yàn)計(jì)算偏度系數(shù)(SKEW)和峰度系數(shù)(KURT)時(shí),雙側(cè)1=0.10,只有當(dāng)上述兩個(gè)檢驗(yàn)都不拒絕H0時(shí),才有理由認(rèn)為總體的分布為正態(tài)分布。②兩總體的方差齊性檢驗(yàn):雙側(cè)。=0.10,P>a,不拒絕H0時(shí),尚不能認(rèn)為兩總體方差不齊。1r S2(較大)v=n—1,v=n—1F二—t——v=n—1,v=n—1S2(較小)2方差分析方差分析的基本思想:將總變異按設(shè)計(jì)和需要分解成兩個(gè)或多個(gè)部分。用途:比較k個(gè)總體均數(shù)間差別有無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)
意義。應(yīng)用條件:①各樣本是相互獨(dú)立的隨機(jī)樣本,均服從正態(tài)分布;②各樣本的總體方差相等,即滿足方差齊性。?完全隨機(jī)設(shè)計(jì)資料的方差分析:又稱單因素方差分析。完全隨機(jī)設(shè)計(jì)是將同質(zhì)的受試對(duì)象隨機(jī)地分配到各處理組,再觀察其實(shí)驗(yàn)效應(yīng)。%=SS組間+SS組內(nèi),v總=v組間+v組內(nèi)變異來(lái)源SSvMSF總變異E(X—X)2N—1組間變異/n(X—X)2k—1ss組間/v組間MS組間/MS組內(nèi)組內(nèi)變異巴一SS組間N—kss組內(nèi)/v組內(nèi)
隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)資料的方差分析:屬于無(wú)重復(fù)數(shù)據(jù)的兩因素方差分析。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)又稱配伍組設(shè)計(jì),通常是將受試對(duì)象按性質(zhì)相同或相近者組成b個(gè)區(qū)組(又稱配伍組),再將每個(gè)區(qū)組中的受試對(duì)象分別隨機(jī)分配到卜個(gè)處理組中。SS總=SS處理+SS區(qū)組+SS誤差,%=v處理+y區(qū)組+y誤差變異來(lái)源SSvMSF總變異£(X—X)2N—1處理組zn(X—X)2k—1ss處理/v處理MS處理/MS誤差區(qū)組£n(X—X)2jjb-1ss區(qū)組/v區(qū)組MS區(qū)組/MS誤差誤差SS總一SS處理一SS區(qū)組“總 v處理 v區(qū)組SS誤差/v誤差個(gè)多個(gè)均數(shù)兩兩之間比較:SNK法(q檢驗(yàn)):比較每?jī)蓚€(gè)樣本均數(shù)所代表的總體均數(shù)是否不同。Dunnett-t檢驗(yàn):用于多個(gè)處理組與對(duì)照組的比較。多個(gè)均數(shù)兩兩之間比較進(jìn)行t檢驗(yàn)會(huì)增大I型錯(cuò)誤。交叉設(shè)計(jì)資料的方差分析:按事先設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)次序,在各個(gè)時(shí)期對(duì)受試對(duì)象先后實(shí)施各種處理。田總=非處理+SS階段+SS個(gè)體+SS誤差\「v處理+V階段+V個(gè)體+V誤差變異來(lái)源SSvMSF總變異£(X-X)22n-1處理£n處理(X處理-X)21SS處理/1MS處理/MS誤差階段£n (X -X)2階段階段1SS階段〃MS階段/MS誤差個(gè)體£n (X -X)2個(gè)體個(gè)體n—1SS個(gè)體/(n-1)MS個(gè)體/MS誤差誤差SS總-SS處理-SS階段-SS個(gè)體n—2SS誤差/(n-2)?析因設(shè)計(jì)資料的方差分析:析因設(shè)計(jì)是將兩個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)因素的各水平進(jìn)行全面組合,對(duì)各組合都進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從而探討各實(shí)驗(yàn)因素的單獨(dú)效應(yīng)、主效應(yīng)以及各因素間的交互效應(yīng)。統(tǒng)計(jì)推斷時(shí)先判斷有無(wú)交互效應(yīng),若存在交互效應(yīng)時(shí),單純研究某個(gè)因素的作用是沒(méi)有意義的,必須在另一個(gè)因素的不同水平下研究該因素的作用大小。SS總=SS處理+SS誤差=(SS4+SSB+SSAB)+SS誤差v總=v處理+v誤差=(vA+vB+vAB)+v誤差變異來(lái)源SSvMSF總變異£(X-X)2N—1處理£n(X-X)2k-1A£n(X-X)2AA1SSA/vAMSA/MS誤差B£n(X-X)2BB1SSb/vBMSB/MS誤差A(yù)BSS處理-SSa-SSb1SSab/vBBMSAB/MS誤差誤差SS總-SS處理N-kSS誤差八誤差?重復(fù)測(cè)量資料的方差分析:重復(fù)測(cè)量資料是同一受試對(duì)象的同一觀察指標(biāo)在不同時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行多次測(cè)量所獲得的資料,常用來(lái)分析該觀察指標(biāo)在不同時(shí)間點(diǎn)上的變化特點(diǎn)。前提條件:除需滿足一般方差分析的條件外,還需特別滿足協(xié)方差陣的球形性或復(fù)合對(duì)稱性。若球?qū)ΨQ性質(zhì)不能滿足,方差分析的結(jié)果會(huì)增大I型錯(cuò)誤的概率。球?qū)ΨQ性通常采用Mauchly檢驗(yàn)來(lái)判斷。若PWa,從理論上講,應(yīng)對(duì)受試對(duì)象內(nèi)所有變異的自由度進(jìn)行校正,包括時(shí)間效應(yīng)、處理X時(shí)間的交互效應(yīng)以及個(gè)體內(nèi)誤差三者的自由度均需乘以G-G法或H-F法的“球?qū)ΨQ”系數(shù)0再查F界值表獲得P值。重復(fù)測(cè)量資料還可以用Mixed回歸模型分析,不要求資料滿足球形對(duì)稱性。ss總一SS受試對(duì)象間+SS受試對(duì)象內(nèi)一(SS處理+SS個(gè)體間誤差)+(SS時(shí)間+SS處理x時(shí)間+SS個(gè)體內(nèi)誤差)V總 V受試對(duì)象間+V受試對(duì)象內(nèi) "處理+V個(gè)體間誤差)+"時(shí)間+V處理X時(shí)間+V個(gè)體內(nèi)誤差)變異來(lái)源SSvMSF總變異z(X-X)2N-1受試對(duì)象間工n(X-X)2k—1處理Zn處理(X處理-X)2g—1ss處理/y處理MS處理/MS個(gè)體間誤差個(gè)體間誤差ss對(duì)象間ss處理k-gss個(gè)體間誤差/y個(gè)體間誤差受試對(duì)象內(nèi)SSjSS對(duì)象間N—k時(shí)間Zn(X -X)2時(shí)間時(shí)間P-1ss時(shí)間/'間MS時(shí)間/MS個(gè)體內(nèi)誤差處理X時(shí)間n處理X時(shí)間(X處理X時(shí)間X)(g-1)(P-1)SS處理x時(shí)間處理X時(shí)間"S處理x時(shí)間/"S個(gè)體內(nèi)誤差誤差ss對(duì)象內(nèi)s'時(shí)間s'處理x時(shí)間N—k-g(p—1)ss個(gè)體內(nèi)誤差/“個(gè)體內(nèi)誤差e隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)與完全隨機(jī)設(shè)計(jì)相比,因?yàn)橥ㄟ^(guò)區(qū)組控制了可能的混雜因素,并將區(qū)組變異從原組內(nèi)變異中分解出來(lái),所以,當(dāng)區(qū)組因素有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí),方差分析的隨機(jī)誤差部分更為準(zhǔn)確,檢驗(yàn)效能更高。e隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)和2X2析因設(shè)計(jì)雖然均為兩因素,但隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)通常為研究單因素而設(shè)計(jì),區(qū)組因素只是一個(gè)控制因素,不能分析其交互效應(yīng);2X2析因設(shè)計(jì)為兩因素設(shè)計(jì),可以分析兩因素間的交互作用。對(duì)析因設(shè)計(jì)資料,應(yīng)先分析交互效應(yīng)。若交互效應(yīng)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,須固定某一因素的水平,逐一分析其他因素的單獨(dú)效應(yīng);反之,若交互效應(yīng)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,則因素間的作用相互獨(dú)立,分析某一因素的作用只需考察該因素的主效應(yīng)。定性資料的統(tǒng)計(jì)描述1、定性資料:在醫(yī)學(xué)研究和實(shí)踐中,有一類資料是按照事物的特征或?qū)傩赃M(jìn)行分類的,這類資料稱為定性資料,也稱分類資料或計(jì)數(shù)資料。定性資料的頻數(shù)分布:定性資料頻數(shù)分布表又稱列聯(lián)表,是用兩個(gè)分類變量對(duì)同一資料進(jìn)行雙向分類形成的表,可用于考察兩種屬性的關(guān)系。常用相對(duì)數(shù)指標(biāo):(1)率:是指某現(xiàn)象實(shí)際發(fā)生數(shù)與某時(shí)間點(diǎn)或某時(shí)間段可能發(fā)生該現(xiàn)象的觀察單位數(shù)之比,用以說(shuō)明該現(xiàn)象發(fā)生的頻率或強(qiáng)度。包括頻率和速率兩類指標(biāo)。(2)構(gòu)成比(proportion):即比例,是指事物內(nèi)部某一部分組成觀察單位數(shù)與同一事物各組成部分的觀察單位總數(shù)之比,用以說(shuō)明事物內(nèi)部各組成部分所占比重。特點(diǎn):①分子是分母的一部分,各組成部分的構(gòu)成比數(shù)值之和等于1或100%。②事物內(nèi)部各組成部分之間呈此消彼長(zhǎng)關(guān)系。(3)相對(duì)比(ratio):是兩個(gè)有關(guān)聯(lián)的指標(biāo)之比值,用以說(shuō)明一個(gè)指標(biāo)是另一個(gè)指標(biāo)的幾倍或幾分之幾。可分為:①關(guān)系指標(biāo):指兩個(gè)有關(guān)的非同類事物的指標(biāo),如醫(yī)護(hù)人員與病床數(shù)之比。②對(duì)比指標(biāo):指同類事物的兩個(gè)指標(biāo)之比,以達(dá)到比較的目的。如男女性別比。
應(yīng)用相對(duì)數(shù)的注意事項(xiàng):①計(jì)算相對(duì)數(shù)應(yīng)有足夠的觀察單位數(shù);②分析時(shí)不能以構(gòu)成比代替率;③應(yīng)將分子和分母分別合計(jì)求合計(jì)率;④相對(duì)數(shù)的比較應(yīng)注意其可比性;⑤樣本率或樣本構(gòu)成比的比較應(yīng)作假設(shè)檢驗(yàn);⑥某些情況下最好使用絕對(duì)數(shù):傳染病疫情描述和其他突發(fā)事件的描述。2、率的標(biāo)準(zhǔn)化:標(biāo)準(zhǔn)化法的基本思想就是采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成,以消除年齡、性別、病情輕重及病程長(zhǎng)短等因素構(gòu)成不同對(duì)病死率、死亡率、治愈率等的影響,使算得的標(biāo)準(zhǔn)化率具有可比性。直接法:已知被標(biāo)化組的年齡別死亡率/,時(shí),官用直接法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化率。(1)已知標(biāo)準(zhǔn)組年齡別人口數(shù)時(shí),£Np標(biāo)準(zhǔn)化率p'=——(標(biāo)準(zhǔn)化人口N按照被標(biāo)化組的年齡別死亡率p去死)(2)已知標(biāo)準(zhǔn)組年齡別人口Nii構(gòu)成比時(shí),標(biāo)準(zhǔn)化率p'=Z(N)p(標(biāo)準(zhǔn)組年齡別人口構(gòu)成比x被標(biāo)化組的年齡別死亡率稱為分配死亡率)Ni間接法:當(dāng)只有被標(biāo)化組的年齡別人口數(shù)勺、死亡總數(shù)廠和標(biāo)準(zhǔn)組的年齡別死亡率P時(shí),可采用間接法。, _r_ rp'=Px£^7=PxSMR(被標(biāo)化組人口n按照標(biāo)準(zhǔn)組的年齡別死亡率P去死)£--是被標(biāo)化組的實(shí)乙nP i i乙nPii ii際死亡數(shù)與預(yù)期死亡數(shù)之比,稱為標(biāo)準(zhǔn)化死亡比(SMR)標(biāo)準(zhǔn)組的選擇:①根據(jù)研究目的選擇有代表性的、較穩(wěn)定的、數(shù)量較大的人群;②將欲比較的兩地或兩組的人口數(shù)合并作為標(biāo)準(zhǔn)組,或選擇其中一組較多的人口作為標(biāo)準(zhǔn)組。e應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化法的注意事項(xiàng):①標(biāo)準(zhǔn)化率并不代表真實(shí)水平,選擇的標(biāo)準(zhǔn)不同,計(jì)算出的標(biāo)準(zhǔn)化率也不相同。因此標(biāo)準(zhǔn)化率僅適用于相互間的比較,實(shí)際水平應(yīng)采用未標(biāo)化率來(lái)反映。②樣本的標(biāo)準(zhǔn)化率是樣本指標(biāo)值,亦存在抽樣誤差,若要比較其代表的總體標(biāo)準(zhǔn)化率是否不同,需作假設(shè)檢驗(yàn)。③當(dāng)被標(biāo)準(zhǔn)化組各年齡段人口數(shù)太少,年齡別死亡率波動(dòng)較大時(shí),宜采用間接法。④各年齡組率若出現(xiàn)明顯交叉,或呈非平行變化趨勢(shì)時(shí),則不適合采用標(biāo)準(zhǔn)化法,宜分層比較各年齡組率。x2檢驗(yàn)殍檢驗(yàn)時(shí)在X2分布的基礎(chǔ)上,利用樣本信息考察樣本頻數(shù)分布與假設(shè)成立條件下的理論頻數(shù)分布之間差異的假設(shè)檢驗(yàn)方法。由于X2分布本身是一種連續(xù)型隨機(jī)變量的概率分布形式,而基于頻數(shù)算的的X2值是離散的,不可能?。?,+8)的任意值,因此,Pearson^只是近似服從8分布,只有當(dāng)樣本例數(shù)或理論頻數(shù)足夠大時(shí),這種近似才較好,進(jìn)行8檢驗(yàn)才是有效的。1、獨(dú)立樣本率或構(gòu)成比比較的X2檢驗(yàn)2x2列聯(lián)表資料的X2檢驗(yàn):v=k-s—p=(R—1)(。-1)①當(dāng)n>40且所有格子的T>5時(shí),工①當(dāng)n>40且所有格子的T>5時(shí),工(A-T)一 T~(a+b)(c+d)(a+c)(b+d)②當(dāng)n>40且有1<T<5時(shí),亦可使用確切概率法_ (|ad-bc\-n『2)2n _£(|②當(dāng)n>40且有1<T<5時(shí),亦可使用確切概率法( (a+b)(c+d)(a+c)(b+d) T(a+b)!(c+d)!(a+c)!(b+d)!、③當(dāng)n<40或有T<1時(shí),應(yīng)選擇Fisher確切概率法P= £P(guān)=1i a!b!c!d!n! ,四格表確切概率法的基本思想:在四格表周邊合計(jì)不變的條件下,利用超幾何分布直接計(jì)算發(fā)生樣本事件及比樣本事件更極端情形發(fā)生的概率。由于四格表的自由度為1,在周邊合計(jì)不變的條件下,只需依次增減樣本四格表第1個(gè)格子數(shù)據(jù),即a由小變大,即可得到各種組合的四格表,按a由小到大排列,然后依次計(jì)算出各種組合的概率尸產(chǎn)找出概率小于或等于原四格表概率的所有四格表,將其對(duì)應(yīng)的概率相加,得出雙側(cè)概率。最后,將計(jì)算出的概率與檢驗(yàn)水準(zhǔn)a比較,得出結(jié)論。?RXC列聯(lián)表資料的X2檢驗(yàn):一般要求不能有1/5以上格子的T<5,或有1個(gè)格子的T<1。X2二dzDi二n(Z土一1)T nn個(gè)RXC列聯(lián)表X2檢驗(yàn)注意事項(xiàng):①計(jì)算X2值時(shí),必須用絕對(duì)數(shù),而不能用相對(duì)數(shù),因?yàn)閄2值的大小與頻數(shù)大小有關(guān)。②X2檢驗(yàn)時(shí)要求理論頻數(shù)不宜過(guò)小,否則有可能導(dǎo)致分析的偏性。處理方法:a.最好增大樣本含量,以達(dá)到增大理論頻數(shù)的目的;b.將理論頻數(shù)大小的行或列與性質(zhì)相近的鄰行或鄰列合并,相應(yīng)的實(shí)際頻數(shù)相加,使重新計(jì)算的理論頻數(shù)增大;c.刪去理論頻數(shù)太小的格子所對(duì)應(yīng)的行或列;d.用確切概率法;③在比較各處理組的平均效應(yīng)大小是否有差別時(shí),應(yīng)該用秩和檢驗(yàn)。有序多分類變量時(shí),X2值沒(méi)有考慮效應(yīng)的等級(jí)順序,X2檢驗(yàn)只能說(shuō)明各處理效應(yīng)的構(gòu)成比是否有差異。④當(dāng)多個(gè)樣本率(或構(gòu)成比)比較的X2檢驗(yàn),結(jié)論拒絕H0時(shí),只能認(rèn)為各總體率(或總構(gòu)成比)之間總的來(lái)說(shuō)有差異,但不能說(shuō)明它們彼此之間都有差異,或某兩者間有差異。多個(gè)樣本率兩兩比較的方法:a.調(diào)整檢驗(yàn)水準(zhǔn)后進(jìn)行兩兩比較;b.X2分割;c.估計(jì)兩率之間的置信區(qū)間。2、配對(duì)設(shè)計(jì)樣本率比較的X2檢驗(yàn):配對(duì)2X2列聯(lián)表資料的X2檢驗(yàn):當(dāng)b+c>40時(shí),x2=(b—C)2,v=1(配對(duì)設(shè)計(jì)的X2檢驗(yàn)又被稱為McNemar檢驗(yàn))b+c當(dāng)b+c<40時(shí),x2=(b:。卜1)2,v=1(Yates校正或連續(xù)性校正)b+ce注意事項(xiàng):①比較兩種診斷方法的診斷效能有無(wú)差異時(shí),要求所投入的檢品是用標(biāo)準(zhǔn)法檢出的陽(yáng)性樣品,或者受檢對(duì)象是確診的病例,以便判斷兩種方法的優(yōu)劣。a、d反映的是甲、乙兩種屬性一致的情況。②由于a、d兩個(gè)格子不能反映差異,因此,當(dāng)a、d比較大,b、c比較小時(shí),若得到差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,需結(jié)合兩樣本率差異的大小作出專業(yè)結(jié)論。③X2檢驗(yàn)的分析目的在于比較兩種方法檢出陽(yáng)性率的差異,而非兩種方法檢出陽(yáng)性率的一致性。若要分析檢出結(jié)果是否一致,應(yīng)進(jìn)行一致性檢驗(yàn)(Kappa檢驗(yàn))配對(duì)RXR列聯(lián)表資料的X2檢驗(yàn):^R-1(n—m)2T二乙一4—,v=R-1(A為第i行第i列的實(shí)際頻數(shù),n和m分別為第,行合計(jì)和第,列合計(jì))Rn+m-2A i iii=1iiii3、擬合優(yōu)度的北檢驗(yàn):是根據(jù)樣本的頻數(shù)分布檢驗(yàn)其總體是否服從某特定的理論分布。其原理是按照該理論分布計(jì)算理論頻數(shù),利用8檢驗(yàn),推斷實(shí)際頻數(shù)與理論頻數(shù)的吻合程度??捎糜谂袛囝l數(shù)分布是否符合正態(tài)分布、二項(xiàng)分布或Poisson分布等。X2=Z(A;TXV=k-S-1(k為組段數(shù),S為利用樣本統(tǒng)計(jì)量估計(jì)的總體參數(shù)個(gè)數(shù))iTe注意事項(xiàng):①擬合優(yōu)度的X2檢驗(yàn)同樣要求樣本含量應(yīng)足夠大,且每個(gè)組段的理論頻數(shù)均應(yīng)三5。理論頻數(shù)過(guò)小時(shí)的處理方法:a.將理論頻數(shù)小于5的組段與相鄰組段合并,使窄5。b.當(dāng)v=1時(shí),可進(jìn)行連續(xù)型校正,校正(A-T-0.5)2公式如下:x2=Z-i—t i=1 i②擬合優(yōu)度X2檢驗(yàn)中期望頻數(shù)分布服從理論分布,為了降低犯^型錯(cuò)誤的概率,將斕高到0.1或0.2。4、率的線性趨勢(shì)X2檢驗(yàn):當(dāng)率按某變量自然順序的等級(jí)分層,或連續(xù)性變量等級(jí)化后在分層時(shí),可采用CochranArmitageq趨勢(shì)檢驗(yàn)以分析率隨該分層因素變化的線性趨勢(shì)。N(NZtN-TZnZ)2X2T V V ,VT1T(N-T)[N乙nZ2-(ZnZ)2]N是總?cè)藬?shù),n是各組人數(shù),T是總陽(yáng)性數(shù),t是各組陽(yáng)性數(shù),Z是各組評(píng)分。如果是按數(shù)量分組的資料,評(píng)分的原則與分組間隔相適應(yīng);如果是按性質(zhì)分組的資料,評(píng)分的原則是1,2,3,…。
秩和檢驗(yàn)1、參數(shù)檢驗(yàn)(parametrictest):以特定的總體分布為前提,對(duì)未知的總體參數(shù)作推斷的假設(shè)檢驗(yàn)方法。非參數(shù)檢驗(yàn)(nonparametrictest):不以特定的總體分布為前提,也不對(duì)總體參數(shù)作推斷,故也稱為任意分布檢驗(yàn)(distribution-freetest)。由于非參數(shù)檢驗(yàn)沒(méi)有利用觀察值的具體數(shù)據(jù),而只利用了其大小次序的信息,信息利用不夠充分,故凡適合參數(shù)檢驗(yàn)的資料,應(yīng)首選參數(shù)檢驗(yàn)。2、秩和檢驗(yàn)(ranksumtest):是將原數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為秩次,比較各組秩和的一類非參數(shù)檢驗(yàn)方法。適用范圍:①等級(jí)資料;②總體分布類型不明的資料;③非正態(tài)分布的資料;④對(duì)比組間方差不齊的資料;⑤一端或兩端觀察值不確切的類型。Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)(Wilcoxonsigned-ranktest):可用于配對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)量差值的比較,還可用于單一樣本與總體中位數(shù)的比較。①配對(duì)設(shè)計(jì)的兩樣本比較:Wilcoxon配對(duì)符號(hào)秩和檢驗(yàn)的基本思想:在配對(duì)樣本中,由于隨機(jī)誤差的存在,其對(duì)差值的影響不可避免。假定兩種處理的效應(yīng)相同,則差值的總體分布為對(duì)稱分布,并且差值的總體中位數(shù)為0。若此假設(shè)成立,樣本差值為正的秩和與差值為負(fù)的秩和應(yīng)相差不大,均接近i(n+1)/4;當(dāng)正負(fù)組秩和相差懸殊,超出抽樣誤差可解釋的范圍時(shí),則有理由懷疑該假設(shè),從而拒絕H0。編秩過(guò)程:(1)求差值d.;(2)編秩,以差值的絕對(duì)值由小到大編秩,當(dāng)差值為0,舍去不計(jì),n隨之減少;(3)分別計(jì)算正差值的秩和T+與負(fù)差值T的秩和;(4)確定檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量T,任取T+或T作為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量T。查表法:附表10(T界值表),若T值在上、下界值范圍內(nèi),其P值大于相應(yīng)的概率;若T值恰好等于界值,其P值一般等于相應(yīng)概率;若T值在上、下界值范圍外,其P值小于相應(yīng)的概率,下移一行再做比較。正態(tài)近似法:隨著n的增大,T統(tǒng)計(jì)量的分布逐漸逼近均數(shù)為n(n+1)/4,方差為n(n+1)(2n+1)/24的正態(tài)分布,當(dāng)n>50時(shí),近似程度較滿意。T—nT—n(n+1)/4|-0.5'~Znn(n+1)(2n+1)/24T-n(n+1)4|-0.5? (當(dāng)相持的情形較多時(shí),如個(gè)體數(shù)超過(guò)n(n+1)(2n+1)工(t3一24482425%,可用校正的統(tǒng)計(jì)量Zc,今為第j個(gè)相同秩次的個(gè)數(shù))②單一樣本與總體中位數(shù)比較;求差值、編秩、求秩和、計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。成組設(shè)計(jì)兩樣本比較的秩和檢驗(yàn):Wilcoxon秩和檢驗(yàn)(Wilcoxonranksumtest)推斷連續(xù)型定量資料或有序分類資料的兩個(gè)獨(dú)立樣本代表的總體分布位置是否有差別?;舅枷耄杭僭O(shè)含量為n1和n2的兩個(gè)樣本(且n1<n2),來(lái)自同一總體或分布相同的兩個(gè)總體,則\樣本的秩和T1與其理論秩和n1(N+1)/2相差不大,即[T]-n](N+1)/2]僅為抽樣誤差所致。當(dāng)兩者相差懸殊,超出抽樣誤差可解釋的范圍時(shí),則有理由懷疑該假設(shè),從而拒絕H0。①原始數(shù)據(jù)的兩樣本比較:原始數(shù)據(jù)為連續(xù)性定量資料,且不滿足參數(shù)檢驗(yàn)條件時(shí)編秩過(guò)程:編秩過(guò)程同上,若兩樣本例數(shù)相等時(shí),取任意組的秩和作為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量;若兩樣本例數(shù)不相等時(shí),取樣本含量較小組的秩和作為檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量。(1)查表法:當(dāng)樣本含量較小組W10,且兩樣本含量之差W10時(shí),查附表11(內(nèi)大外小)。(2)正態(tài)近似法:當(dāng)n1>10或n1-n2>10時(shí),根據(jù)中心極限定理,這時(shí)T1的分布已接近均數(shù)為n1(N+1)/2,方差為nfn2(N+1)/12的正態(tài)分布。Z=二二,c=1-Z(13-1)/(NZ=二二,c=1-Z(13-1)/(N3-N)(當(dāng)相持的情形較多時(shí),如個(gè)體數(shù)超過(guò)25%n(N+1)/12可用校正的統(tǒng)計(jì)量Zc,今為第j個(gè)相同秩次的個(gè)數(shù))②等級(jí)資料的兩樣本比較:編秩、求秩和、確定統(tǒng)計(jì)量,計(jì)算同上。成組設(shè)計(jì)多個(gè)樣本比較的秩和檢驗(yàn):Kruskal-WallisH秩和檢驗(yàn),同于推斷非正態(tài)分布定量變量或有序分類變量的多個(gè)總體分布位置有無(wú)差別。多個(gè)獨(dú)立樣本間的多重比較可以采用秩變換后進(jìn)行方差分析及SNK法多重比較,也可以通過(guò)調(diào)整a水準(zhǔn)(a,=a/需比較次數(shù))直接采用兩獨(dú)立樣本的Wilcoxon秩和檢驗(yàn)。隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)的秩和檢驗(yàn):可用Friedman秩和檢驗(yàn)(FriedmanMtest),又稱M檢驗(yàn),為了比較平衡區(qū)組因素影響后個(gè)處理間的效應(yīng),采用了不同的編秩方法(區(qū)組內(nèi)按大小編秩)。多個(gè)相關(guān)樣本的兩兩比較與多個(gè)獨(dú)立樣本間的多重比較相似。
二項(xiàng)分布和Poisson分布及其應(yīng)用1、二項(xiàng)分布的定義、適用條件及性質(zhì)和應(yīng)用令在相同條件下每次試驗(yàn)只有兩種對(duì)立結(jié)果(A或)、各次試驗(yàn)相互獨(dú)立并且可重復(fù)的試驗(yàn)叫作Bernoulli試驗(yàn)或成敗性試驗(yàn)。n次Bernoulli試驗(yàn),所感興趣的事件A發(fā)生X次的概率分布叫做二項(xiàng)分布。當(dāng)每次Bernoulli試驗(yàn)發(fā)生陽(yáng)性的概率為五時(shí),n次Bernoulli試驗(yàn)中恰好發(fā)生X個(gè)陽(yáng)性的概率為:P(X)=CP(X)=CX兀X(1一兀)n—X
nn!X!(n-X)!兀x(1一兀)n一X(X=0,1,2…,n)二項(xiàng)分布常計(jì)為X?B(n,n)適用條件:①每次試驗(yàn)只會(huì)發(fā)生兩種對(duì)立的可能結(jié)果之一;②在相同試驗(yàn)條件下,每次試驗(yàn)產(chǎn)生某種結(jié)果的概率n固定不變;③重復(fù)試驗(yàn)是相互獨(dú)立的。性質(zhì):(1)二項(xiàng)分布的均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差:若X?B(n,n),則:X的總體均數(shù):口=n兀;X的總體方差:O2=n兀(1一兀);X的總體標(biāo)準(zhǔn)差:。=\,;而(1-兀)。若以樣本率表示,則:樣本率P的總體均數(shù)為:口=1口=兀pn一I?, jr 1 兀(1一兀)樣本率P的總體方差為:02=—O2= ——人pn2 n樣本率P的總體標(biāo)準(zhǔn)差為:1 樣本率P的總體標(biāo)準(zhǔn)差為:1 :兀(1一兀)=n令樣本率的標(biāo)準(zhǔn)差也稱率的標(biāo)準(zhǔn)誤,常用來(lái)描述樣本率的抽樣誤差。當(dāng)總體率五未知時(shí),以樣本資料計(jì)算的P=X/n作為五的估計(jì)值,則'的估計(jì)值為:5作為五的估計(jì)值,則'的估計(jì)值為:5〃=p(1-p)n(2)二項(xiàng)分布的圖形:當(dāng)n=0.5時(shí),二項(xiàng)分布圖形是對(duì)稱的;當(dāng)nW0.5時(shí),圖形是偏態(tài)的,隨著n的增大,圖形趨于對(duì)稱。當(dāng)n-8時(shí),只要五不太靠近0或1,二項(xiàng)分布近似正態(tài)分布。應(yīng)用:(一)總體率的區(qū)間估計(jì):①直接法:對(duì)于小樣本資料3<50),直接查百分率的置信區(qū)間表(附表7)即可得到總體率的95%和99%置信區(qū)間;②正態(tài)近似法:當(dāng)n較大、p和1-p均不太小,如np和n(1-p)均大于5時(shí),可利用樣本率的口的分布近似正態(tài)分布來(lái)估計(jì)總體率的(1-。)置信區(qū)間。計(jì)算公式:p土ZSa/2p(二)單個(gè)樣本率與已知總體率的比較:①直接法:對(duì)單側(cè)檢驗(yàn),有下面兩種情況:A若是回答“差”或“低”的問(wèn)題,則計(jì)算出“陽(yáng)性”次數(shù)至多為k次的概率,即:£p(£p(x)=X=0工X=0n!X!(n一X)!加X(jué)(1一兀)B若是回答“優(yōu)”或“高”的問(wèn)題,則計(jì)算出現(xiàn)“陽(yáng)性”次數(shù)至少為k次的概率,即:P(X>k)=£p(X)=Z——n——兀X(1一兀)n一X
x=k x=kX!(n-X)!兀W兀0,因此,對(duì)于雙側(cè)檢驗(yàn):由于要回答的是“是否有差別”,即無(wú)效假設(shè)H0:兀=兀0,備擇假設(shè)H1:
所要計(jì)算的雙側(cè)檢驗(yàn)概率P值應(yīng)為實(shí)際樣本出現(xiàn)的概率與更背離無(wú)效假設(shè)的事件出現(xiàn)的概率之和,即P=P(x=k)+ZP(x=i),其中i滿足P(X=i)<P(X兀W兀0,因此,>例題:一種鴨通常感染某種傳染病的概率是0.2,現(xiàn)將一種藥物注射到25只鴨后發(fā)現(xiàn)有1只鴨發(fā)生感染,試判斷這種藥物對(duì)預(yù)防感染是否有效。(1)建立假設(shè)檢驗(yàn),確定檢驗(yàn)水準(zhǔn)H°:此藥物對(duì)預(yù)防感染無(wú)效,即兀=0.2;H1:此藥物對(duì)預(yù)防感染有效,即冗<0.2; 單側(cè)a=0.05(2)計(jì)算概率:在X?B(25,0.2)成立的前提下,至多有1只感染的概率,則有:P(X<1)=P(X=0)+P(X=1)=0.825+C150.210.824=0.0274 *這表明在自然情況下,25只鴨感染只數(shù)不超過(guò)1只屬于小概率事件,很難在一次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn),現(xiàn)在的事實(shí)是竟然出現(xiàn)了;(3)作出統(tǒng)計(jì)推斷:根據(jù)檢驗(yàn)水準(zhǔn),有理由拒絕藥物未起作用的假設(shè)H0,接受H1,認(rèn)為藥物是有預(yù)防作用的。②正態(tài)近似法:當(dāng)n較大,n不接近0,也不接近1,如nn和n(1-n)均大于5時(shí),利用正態(tài)近似原理,可作樣本率p與已知總體率n作樣本率p與已知總體率n0的比較,檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為:p一兀
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儼0(1一兀0)(三)兩獨(dú)立樣本率的比較:兩獨(dú)立樣本率比較的目的在于利用樣本信息對(duì)相應(yīng)兩總體率的差別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。設(shè)兩樣本含量分別為人和與,均較大;兩樣本率分別為p1和p2,且p1、1-p1及p2、1-p2均不太小,如np、n1(1-pJ及nR、n2(1-p2)均大于5時(shí),采用正態(tài)近似法。檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為:? 2z=z=4^sS p1-p2P1-P2XJX2(1_
n+nX+X-1 1、T 2)(一十)n+nnn2、弋Poisson2、弋而試驗(yàn)的次數(shù)n很大的小概率事件出現(xiàn)規(guī)律性的一種泊松分布是描述當(dāng)試驗(yàn)中成功的概率式很小(如汽而試驗(yàn)的次數(shù)n很大的小概率事件出現(xiàn)規(guī)律性的一種離散型隨機(jī)分布。用于描述在單位時(shí)間(空間)內(nèi)稀有事件的發(fā)生數(shù)。?Poisson分布的概率密度函數(shù):若離散型隨機(jī)變量X,其取值為0,1,2,…,相應(yīng)的概率函數(shù)為:e-RaxP(X)=—7—?jiǎng)t稱X服從參數(shù)為u的Poisson分布,記作X?P(u)。0:自然對(duì)數(shù)的底,e^2.7182;X!u為總體均數(shù)(u>0),稱為Poisson分布的參數(shù);X為隨機(jī)變量。 之P(X)=1X=0適用條件:①平穩(wěn)性:X的取值與觀察單位的位置無(wú)關(guān),只與觀察單位的大小有關(guān)。②獨(dú)立增量性(無(wú)后效性):在某個(gè)觀察單位上X的取值與前面各觀察單位上X的取值獨(dú)立(無(wú)關(guān))。③普通性:在充分小的觀察單位上X的取值最多為1。即在試驗(yàn)次數(shù)n足夠大時(shí),每次試驗(yàn)可看作是一個(gè)“充分小的觀測(cè)單位”,且每次試驗(yàn)只會(huì)發(fā)生兩種互斥的可能結(jié)果之一(“陽(yáng)性”或“陰性”),這樣每次實(shí)驗(yàn)的陽(yáng)性數(shù)X的取值最多為1。性質(zhì):①總體均數(shù)U與總體方差。2相等,即與工。②當(dāng)n很大,而n很小,且nn=u為常數(shù)時(shí),Poisson分布可看作是二項(xiàng)分布的極限分布。③當(dāng)后20時(shí)已接近正態(tài)分布,當(dāng)后50時(shí)則非常接近正態(tài)分布,Poisson分布資料可作為正態(tài)分布處理。④Poisson分布具備加和性:如果X『X2,…,Xk相互獨(dú)立,且它們分別服從以UjU2,…Uk為參數(shù)的Poisson分布,則T=XjX2+…+Xk也服從Poisson分布,其參數(shù)為口=?+匕+…";⑤u越小,Poisson分布越偏,u越大,Poisson分布漸近正態(tài)分布。應(yīng)用:①可用來(lái)分析一些不具有傳染性、無(wú)永久免疫、無(wú)遺傳性且發(fā)病率很低的疾病的發(fā)病程度,例出生缺陷、癌癥等非傳染性疾病;②研究單位時(shí)間(或單位空間、面積)內(nèi)某事件發(fā)生次數(shù)的分布,如分析單位時(shí)間中放射性脈沖數(shù),單位面積或容積內(nèi)細(xì)菌數(shù),單位空間內(nèi)粉塵顆粒數(shù),單位空間某種昆蟲(chóng)或野生動(dòng)物數(shù)等的分布。
(一)總體均數(shù)的區(qū)間估計(jì):①查表法:樣本計(jì)數(shù)XW50時(shí),可直接查Poisson分布u的置信區(qū)間表(附表8)。②正態(tài)分布法:當(dāng)X>50時(shí),可采用正態(tài)近似法估計(jì)總體均數(shù)的(1-a)置信區(qū)間。如總體均數(shù)的雙側(cè)(1-&)置信區(qū)間計(jì)算公式如下:X±Z5漢。(二)單個(gè)樣本均數(shù)與已知總體均數(shù)的比較:檢驗(yàn)假設(shè)同二項(xiàng)分布①直接法:當(dāng)總體均數(shù)u<20時(shí),可采用直接計(jì)算概率的方法對(duì)樣本代表的總體均數(shù)與已知總體均數(shù)間的差別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷,即對(duì)以樣本代表的總體率n與已知的總體率n0進(jìn)行比較。單側(cè)檢驗(yàn)時(shí):若備擇假設(shè)為斗:口>匕(或者斗:n>;°),則所要計(jì)算的單側(cè)檢驗(yàn)概率P=P(XNk);若備擇假設(shè)為此:口<匕(或者斗:n”°),則所要計(jì)算的單側(cè)檢驗(yàn)概率P=P(XWk)。雙側(cè)檢驗(yàn)時(shí):備擇假設(shè)斗:口2%(或者斗:冗£冗0),所要計(jì)算的雙側(cè)檢驗(yàn)概率P=2P(X=i),其中i滿足P(X二i)WP(X二k)。②正態(tài)近似法:一般當(dāng)口三20時(shí),近似正態(tài)分布。樣本計(jì)數(shù)*與已知總體均數(shù)%的比較,檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量為:(三)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)兩個(gè)樣本均數(shù)的比較:設(shè)兩個(gè)樣本計(jì)數(shù)分別為£和%,當(dāng)£和%均較大(一般要求£三20且X2三20)時(shí),可采用正態(tài)近似法比較。 1 1「X一X①兩個(gè)樣本的觀察單位數(shù)相等(njnJ時(shí):Z=&+X1V1 2②兩個(gè)樣本的觀察單位數(shù)不等('WnJ時(shí):②兩個(gè)樣本的觀察單位數(shù)不等('WnJ時(shí):XX―1——23、正態(tài)分布、二項(xiàng)分布和Poisson分布之間的關(guān)系:①Poisson分布與二項(xiàng)分布:當(dāng)n很大,n很小時(shí),二項(xiàng)分布B(n,n)逼近Poisson分布P(nn)。根據(jù)這一性質(zhì),在n很大且n很小時(shí),利用Poisson分布概率計(jì)算可以簡(jiǎn)化二項(xiàng)分布的概率計(jì)算。②正態(tài)分布與二項(xiàng)分布:當(dāng)nn和n(1-n)均較大時(shí)(通常要求nn和n(1-n)均大于5并且n>40),二項(xiàng)分布逐漸逼近于均數(shù)為nn,方差為n(1-n)n的正態(tài)分布。此時(shí)可用正態(tài)分布N(nn,nn(1-n))作近似二項(xiàng)分布的概率計(jì)算,并且對(duì)應(yīng)的樣本率P=X/n近似正態(tài)分布N(n,n(1-n)/n)。③正態(tài)分布與Poisson分布:當(dāng)均數(shù)u越來(lái)越大時(shí),Poisson分布逐漸逼近于均數(shù)為u,方差為u的正態(tài)分布。據(jù)此性質(zhì),均數(shù)較大的Poisson分布(通常要求u>20)可用正態(tài)分布計(jì)算。二項(xiàng)分布用于率的計(jì)算和比較,Poisson分布用于均數(shù)的計(jì)算和比較。統(tǒng)計(jì)表與統(tǒng)計(jì)圖1、統(tǒng)計(jì)表制表原則:重點(diǎn)突出、簡(jiǎn)單明了、主謂分明、層次清楚?;窘Y(jié)構(gòu):標(biāo)題、標(biāo)目、線條、數(shù)字。2、統(tǒng)計(jì)圖基本架構(gòu):標(biāo)題、標(biāo)目、刻度、圖例。統(tǒng)計(jì)圖適用條件條圖適用于比較相互獨(dú)立的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的數(shù)值大小圓圖、百分比條圖描述分類變量各類別所占構(gòu)成比,后者特別適合多個(gè)構(gòu)成比的比較線圖描述某統(tǒng)計(jì)量隨另一連續(xù)性數(shù)值變量變化而變化的趨勢(shì)直方圖描述數(shù)值變量的頻數(shù)分布箱式圖描述數(shù)據(jù)的分布特征統(tǒng)計(jì)地圖描述某指標(biāo)在地理區(qū)域的分布
雙變量關(guān)聯(lián)性分析1、兩變量關(guān)聯(lián)性分析的目的在于推斷從某一總體中隨機(jī)抽取的同一份樣本觀測(cè)出的兩個(gè)變量間是否存在關(guān)聯(lián)性,以及這種關(guān)聯(lián)性的密切程度如何,這種關(guān)聯(lián)并不表示專業(yè)上的因果關(guān)系。在統(tǒng)計(jì)學(xué)上兩個(gè)隨機(jī)變量之間呈直線趨勢(shì)的關(guān)系被稱為直線相關(guān),又稱簡(jiǎn)單相關(guān)。?兩個(gè)定量變量間的直線相關(guān):Pearson積矩相關(guān)系數(shù)----常被用于定量描述兩個(gè)定量變量間直線關(guān)系的相關(guān)方向和密切程度,又被稱為直線相關(guān)系數(shù),用廠表示。樣本相關(guān)系數(shù),正負(fù)號(hào)表示兩變量間直線相關(guān)的方向,大于0為正相關(guān),小于0為負(fù)相關(guān),等于0為零相關(guān)。其絕對(duì)值大小表示兩變量間直線相關(guān)的密切程度,絕對(duì)值越接近于1,說(shuō)明相關(guān)密切程度越高;絕對(duì)值越接近于0,說(shuō)明相關(guān)密切程度越低。廠取值范圍在[-1,1]之間?!陎y」(£x)(£y)ii=1TOC\o"1-5"\h\ziini iii=1t=1 i=1 t=1£(xjx)2£(yi-y)2i=1 i=1統(tǒng)計(jì)推斷:用樣本計(jì)算出來(lái)的相關(guān)系數(shù)[[££(xjx)2£(yi-y)2i=1 i=1統(tǒng)計(jì)推斷:用樣本計(jì)算出來(lái)的相關(guān)系數(shù)Vini inii=1 i=1 i=1 i=1r是一個(gè)樣本統(tǒng)計(jì)量,存在抽樣誤差,需作假設(shè)檢驗(yàn)以便判斷總體相關(guān)系數(shù)p是否為0。若PWa時(shí),則拒絕H°,可認(rèn)為兩變量間存在直線相關(guān)關(guān)系;若P>a,則不拒絕H°,尚不能認(rèn)為兩變量間存在直線相關(guān)關(guān)系。 ° °r—0 .1—r2①t檢驗(yàn):t=—S=:--(S為樣本相關(guān)系數(shù)r的標(biāo)準(zhǔn)誤,當(dāng)X和丫無(wú)線性關(guān)系,即H成立時(shí),t服rSr\n-2 r 0 rr從自由度為v=n-2的t分布)②查表法:根據(jù)自由度丫』-2,查相關(guān)系數(shù)界值表(附表14),|丁|越大,P越?。粅丁|越小,P越大。。注意事項(xiàng):①進(jìn)行直線相關(guān)分析前應(yīng)先繪制散點(diǎn)圖;②Pearson積矩相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計(jì)推斷要求兩個(gè)隨機(jī)變量均服從正態(tài)分布。③出現(xiàn)離群點(diǎn)慎用;④相關(guān)關(guān)系不一定是因果關(guān)系;⑤分層資料不可盲目合并。?秩相關(guān):對(duì)于不服從正態(tài)分布、總體分布未知、存在極端值或原始數(shù)據(jù)用等級(jí)表示的資料可采用秩相關(guān),也稱等級(jí)相關(guān),不以特定的總體分布為前提,屬于非參數(shù)統(tǒng)計(jì)方法。最常用的統(tǒng)計(jì)量是Spearman秩相關(guān)系數(shù)rs,又稱等級(jí)相關(guān)系數(shù),其值在[-1,1]之間,無(wú)單位,rs>0,為正相關(guān);rs<0,為負(fù)相關(guān)。rs:將兩變量x、y成對(duì)的觀察值分別從小到大編秩,用秩次作為分析變量,直接計(jì)算Pearson積矩相關(guān)系數(shù)。lr=p7qq統(tǒng)計(jì)推斷:總體秩相關(guān)系數(shù)4的假設(shè)檢驗(yàn),可用以下方法進(jìn)行推斷:當(dāng)nW50時(shí),可查等級(jí)相關(guān)系數(shù)界值表(附表15),若|q|超過(guò)臨界值,則拒絕H0;當(dāng)n>50時(shí),可作t檢驗(yàn),同上。?分類變量的關(guān)聯(lián)性分析:兩個(gè)分類變量關(guān)聯(lián)性分析在設(shè)計(jì)上是從同一個(gè)總體中進(jìn)行隨機(jī)抽樣,對(duì)樣本中的每個(gè)個(gè)體,考察其兩種屬性的關(guān)系。其目的是檢查兩個(gè)分類變量之間是否獨(dú)立。對(duì)于至少一個(gè)變量為無(wú)序分類變量的兩個(gè)分類變量的關(guān)聯(lián)性分析,通常先是根據(jù)交叉分類計(jì)數(shù)所得的列聯(lián)表進(jìn)行兩種屬性獨(dú)立性的X,2檢驗(yàn),然后計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。y2 , .一——,k=min(y2 , .一——,k=min(R,C)n(k-1)(2)RXC列聯(lián)表的關(guān)聯(lián)性分析:兩種屬性獨(dú)立性的X2檢驗(yàn),然后計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)。V=令至少一個(gè)變量為無(wú)序分類變量的兩個(gè)分類變量的獨(dú)立性檢驗(yàn)與幾個(gè)獨(dú)立樣本頻率比較的假設(shè)檢驗(yàn)所用的X2檢驗(yàn)公式、理論頻數(shù)計(jì)算公式和自由度的計(jì)算公式完全相同。但是,必須注意,這兩種分析方法所針對(duì)的研究目的、設(shè)計(jì)方案、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間及其結(jié)果解釋都不相同。(3)兩有序分類變量的關(guān)聯(lián)性分析:宜用Goodman-KruskalGamma方法(簡(jiǎn)稱Gamma法)來(lái)完成。利用列聯(lián)表,計(jì)算Gamma系數(shù):①共變(concordance,。:變量X和Y具有相同變化趨勢(shì),即兩者同向變化。②異變(discordance,。:變量X和Y具有不同變化趨勢(shì),即兩者反向變化。
③共變頻數(shù)(Nc):變量X和Y具有相同變化趨勢(shì)的對(duì)子數(shù)。④異變頻數(shù)(Nd):變量X和Y具有不同變化趨勢(shì)的對(duì)子數(shù)。⑤Gamma系數(shù):如果兩變量間相互獨(dú)立,那么兩變量共變頻率與異變概率之差應(yīng)為零;否則,可認(rèn)為兩變量存在相關(guān)。其總體值用Y表示,樣本值用G表示:G=N~NN+N獨(dú)立性檢驗(yàn)一-Z檢驗(yàn):Z=Gx:NJNd、(N為列聯(lián)表的總例數(shù))\N(1-G2)直線回歸分析1、直線回歸:用來(lái)研究?jī)蓚€(gè)連續(xù)型變量之間數(shù)量上線性依存關(guān)系的方法,又稱簡(jiǎn)單回歸。直線相關(guān)或回歸分析步驟:①繪制散點(diǎn)圖,判斷是否有線性趨勢(shì)及異常值;②滿足運(yùn)用條件時(shí),可計(jì)算樣本相關(guān)/回歸系數(shù);③對(duì)樣本相關(guān)/回歸系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn);④正確解釋相關(guān)/回歸系數(shù)的意義;⑤回歸分析應(yīng)評(píng)價(jià)回歸模型的擬合效果R2。描述歹隨x的變化而變化的方程稱為直線回歸方程,也稱為直線回歸模型,可表示為:9=。+次。其中,夕表示當(dāng)x取某一值時(shí)因變量y的平均估計(jì)值;b為回歸系數(shù),表示x增加(或減少)1個(gè)單位時(shí)y的平均改變b個(gè)單位;a為回歸直線的截距或常數(shù)項(xiàng),表示x=0時(shí),y的平均估計(jì)值。與單變量問(wèn)題類似,由于個(gè)體觀察值不一定總等于其均數(shù),所以散點(diǎn)圖中個(gè)點(diǎn)不會(huì)恰好都在回歸直線上,故兩變量的直線關(guān)系并非一一對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,而是回歸關(guān)系,也就是說(shuō)因變量的均數(shù)隨著自變量的改變呈線性變化。2、回歸方程的估計(jì):統(tǒng)計(jì)學(xué)上將各點(diǎn)距回歸直線的縱向距離平方和最小這一原則稱為“殘差平方和最小”。按照最小二乘法,當(dāng)E(y,一9J2取得最小值時(shí)所對(duì)應(yīng)a和b的計(jì)算公式如下:I Z(X一工)(J-y) _y V (ZX)(Zy)b=產(chǎn)=—_、——,a=y-bxy=乙(x-x)(y-y)=乙xy l -(x-x)2 nXX式中,lxy為x與y的離均差交叉乘積和,簡(jiǎn)稱離均差積和。3、直線回歸的統(tǒng)計(jì)推斷:?回歸系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn):對(duì)總體回歸系數(shù)B是否等于0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷。①方差分析:對(duì)因變量y的離均差平方和E(y—歹)2作分解:E(y—歹)2=E(y—歹)2+E(y—y)2上式也可表示為:SS總上式也可表示為:SS總=SS回+SS殘,v總="一1'v回=1,v殘=n-2,v總="回十"殘SS即E(y-歹)2,稱為總離均差平方和,即不考慮y與x的回歸關(guān)系時(shí)y的總變異??係S回即E(y-刃2稱為回歸平方和。SS回反映了在y的總變異中可以用y與x的回歸關(guān)系所解釋的部分,也即在y的總變異中由于y與x的回歸關(guān)系而使y的總變異減少的部分。SS回越大,說(shuō)明回歸效果越好。SS儂即E(y-y)2,稱為殘差平方和,反映在總平方和中無(wú)法用回歸關(guān)系解釋的部分,表示考慮回歸關(guān)系之殘后y的隨機(jī)誤差。在散點(diǎn)圖中,各實(shí)測(cè)值離回歸直線越近,SS殘?jiān)叫?,說(shuō)明直線回歸的估計(jì)誤差越小?!窶SSSvF=回=一回回式中,MS為回歸均方,MS為殘差均方。SS=bl=l2/1=b21MSSSv 回 殘 回xyxyxxxx殘殘殘?jiān)贖0為B=0的假設(shè)下,統(tǒng)計(jì)量F服從自由度為v回、v殘的F分布(附表4)。一,b-0 …S「②t檢驗(yàn):t= ,v=n-2S=y-x^SS=1-殘bS b :i y?x\n-2b xxx?總體回歸系數(shù)B的置信區(qū)間:0的雙側(cè)(1—a)置信區(qū)間為b±%/2("一2)Sb,式中與為樣本回歸系數(shù)b的標(biāo)準(zhǔn)誤;%/2m-2)是自由度為u=n-2的雙側(cè)概率對(duì)應(yīng)的t界值。
?決定系數(shù):回歸平方和,,與總離均差平方和、,總之比稱為決定系數(shù),記為R2,R2?,取值在0到1之間,無(wú)單位,作為反映回歸貢獻(xiàn)的相對(duì)程度,即在因變量y的總變異中,用y與x的回歸系數(shù)系能解釋的比例。還可用來(lái)對(duì)回歸擬合效果作假設(shè)檢驗(yàn)。4、??令令R2 SSVMSF= =—回一回=回(1-R2)/(n—2)SS殘/v殘MS殘直線回歸分析的應(yīng)用:因變量總體條件均數(shù)的置信區(qū)間:給定數(shù)值”由于樣本回歸方程算出的%=a+%只是總體條件均數(shù)以\的一個(gè)點(diǎn)估計(jì)值。由于存在抽樣誤差,%會(huì)因樣本而異,反映其抽樣誤差大小的標(biāo)準(zhǔn)誤計(jì)算如下:11(X-X)2 人S.=sI-+———其條件總體均數(shù)RI的雙側(cè)(1-。)置信區(qū)間為:y土t S,yp y?x\n l y^ p3n-2)ypxx p因變量個(gè)體y值的預(yù)測(cè)區(qū)間:利用回歸方程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè),就是將自變量帶入回歸方程中,對(duì)因變量的個(gè)體值/ 1(x-X)2進(jìn)行估計(jì)。給定數(shù)值與,對(duì)應(yīng)的個(gè)體y也存在一個(gè)波動(dòng)范圍,其標(biāo)準(zhǔn)差S,S=S 1+-+———P yx y\x y?x丫 n lp P xx%=%時(shí)個(gè)體y值的雙側(cè)(1-。)預(yù)測(cè)區(qū)間為y土tSP p0/2,vyxp當(dāng)%-%p時(shí),其條件總體均數(shù)的置信區(qū)間與個(gè)體y值的預(yù)測(cè)區(qū)間含義是不同的:前者表示在固定的%處,反復(fù)抽樣100次,可算出100個(gè)相應(yīng)y的總體均數(shù)的置信區(qū)間,平均而言(概率意義上)有100X(1-a)個(gè)置信區(qū)間包含總體均數(shù);而后者表示個(gè)體值的取值范圍,即固定在%處,隨機(jī)抽取100個(gè)個(gè)體,平均將有100X(1-a)個(gè)個(gè)體值在求出的范圍內(nèi)。直線回歸與直線相關(guān)分析的區(qū)別與聯(lián)系:區(qū)別直線相關(guān)分析直線回歸分析使用條件要求x、y服從雙變量正態(tài)分布①x與y呈線性關(guān)系;②個(gè)體觀察值之間相互獨(dú)立;③不同的x值所對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量y的方差相等;④在給定某個(gè)x值時(shí)y服從正態(tài)分布應(yīng)用反映兩變量間相關(guān)關(guān)系、方向和密切程度反映兩變量數(shù)量依存變化的關(guān)系意義相關(guān)系數(shù)r說(shuō)明具有直線關(guān)系的兩變量間相互關(guān)系的方向與密切程度回歸系數(shù)b表示x每改變一個(gè)單位所引起的y的平均改變量計(jì)算公式r=(xy/jlJyyb=lxy/lXX取值范圍-1<r<1一8<b<+8單位r沒(méi)有單位b有單位聯(lián)系①對(duì)于服從雙變量正態(tài)分布的同一組數(shù)據(jù),既可作直線相關(guān)關(guān)系,又可作直線回歸分析,計(jì)算出的b與r正負(fù)號(hào)一致。②相關(guān)系數(shù)與回歸系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)等價(jià),即對(duì)于同一樣本,tb=tr。由于相關(guān)系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)可以方便地查表得到P值,所以可用相關(guān)系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)來(lái)回答回歸系數(shù)的假設(shè)檢驗(yàn)問(wèn)題。③對(duì)于服從雙變量正態(tài)分布的同一組資料,其相關(guān)系數(shù)r和回歸系數(shù)b可以相互換算:r-J。④用回歸可以解釋相關(guān)。決定系數(shù)R2-SS回/SS總,為相關(guān)系數(shù)的平方。SS回越接近SS總,則相關(guān)系數(shù)和決定系數(shù)都越接近1,說(shuō)明引入回歸效果越好。
生存分析1、生存資料:這類既考慮事件是否出現(xiàn),又考慮事件出現(xiàn)的時(shí)間長(zhǎng)短的資料,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上稱為生存資料。特點(diǎn):①包含有結(jié)局和發(fā)生結(jié)局所經(jīng)歷的時(shí)間兩方面信息;②結(jié)局為兩分類互斥事件;③一般是通過(guò)隨訪觀察收集得到;④生存時(shí)間的不完全形式(不確切),使得資料分布類型不規(guī)則、不確定(未知),分布形式多樣。生存分析:它是將事件的結(jié)局和發(fā)生這種結(jié)局所經(jīng)歷的時(shí)間進(jìn)行綜合分析的一類統(tǒng)計(jì)分析方法?;緝?nèi)容:①描述生存過(guò)程;②比較生存曲線;③分析生存過(guò)程的影響因素。死亡事件:又稱失效事件或終點(diǎn)事件,泛指標(biāo)志某種處理措施失敗或失效的特征事件。生存時(shí)間:泛指研究者關(guān)心的某種現(xiàn)象的持續(xù)時(shí)間。①完全數(shù)據(jù):指從觀察起點(diǎn)到發(fā)生死亡事件所經(jīng)歷的時(shí)間。②截尾數(shù)據(jù)(censoreddata):簡(jiǎn)稱截尾值,又稱刪失值或終檢值,從觀察起點(diǎn)至截尾時(shí)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。生存時(shí)間觀察過(guò)程的截尾不是由于死亡事件,而是由于其他原因引起的,稱為截尾。截尾的主要原因:(1)失訪:指失去聯(lián)系;(2)退出:指死于非研究因素或非處理因素而退出研究;(3)終止:指設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的研究時(shí)限已到而終止觀察,但研究對(duì)象仍然存活。死亡概率:記為q,是指死于某時(shí)段內(nèi)的可能性大小,即在某單位時(shí)段開(kāi)始時(shí)存活的個(gè)體在該時(shí)段內(nèi)死亡的可能性大小。某年內(nèi)死亡數(shù)q能性大小。某年內(nèi)死亡數(shù)q二 1 某年年初觀察例數(shù)-土截尾例數(shù)生存概率:記為p,表示在某單位時(shí)段開(kāi)始時(shí)存活的個(gè)體到該時(shí)刻結(jié)束時(shí)仍存活的可能性大小。某年活滿1年人數(shù)某年年初觀察例數(shù)-2截尾例數(shù)t時(shí)刻仍存活的例數(shù)死亡率:記為^?(t),是指觀察對(duì)象能存活到某一時(shí)點(diǎn)t的概率。S(t)=P(T>t)=‘而三將一(如觀察總例數(shù)人無(wú)截尾數(shù)據(jù))當(dāng)存在截尾數(shù)據(jù)時(shí)采用概率乘法原理估計(jì)生存率:s(t)=P(T>t)=pXpX...XpTOC\o"1-5"\h\z1 2 i\o"CurrentDocument"人 人生存曲線:是指以時(shí)點(diǎn)t為橫坐標(biāo),以各時(shí)點(diǎn)生存率s(t)為縱坐標(biāo),將各個(gè)時(shí)點(diǎn)t的生存率S(t)在坐標(biāo)系中i i i i連接在一起的曲線圖,用以描述生存過(guò)程。中位生存時(shí)間:又稱半數(shù)生存期、中位生存期,是指生存率為0.5時(shí)
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