口腔統(tǒng)計分析方法2014之一

臨床研究資料統(tǒng)計分析方法-1康德英四川大學華西醫(yī)院臨床流行病學/循證醫(yī)學中心基本內容統(tǒng)計描述：反映樣本結果的基本特征–統(tǒng)計圖表(各類表格或圖示)–基本指標(均數(shù)/標準差；率、構成比)統(tǒng)計推斷：樣本推斷總體參數(shù)–參數(shù)估計(點估計及其95%可信區(qū)間)–假設檢驗：差別(均數(shù)、率)推斷；相關性推斷。Francis

GaltonKarl

Pearson貢獻：重要術語和方法，包括SD、相關與回歸、卡方檢驗等1890-1920RonaldFisher貢獻：小樣本統(tǒng)計推斷方法、假設檢驗、確切概率法、方差分析（1915-33）JerzyNeymanEgonPearson貢獻：I、II型錯誤；檢驗效能Power可信區(qū)間（置信）（1937-1949）Abraham

Wald貢獻：統(tǒng)計決策理論1950-生物統(tǒng)計在國內外臨床研究中的應用1747年英國Lind醫(yī)生對船員壞血病進行干預研究。1835年法國研究者Louis對“放血療法”治療肺炎進行研究，否定了該種療法。1948年在英國發(fā)表了用鏈霉素治療肺結核的隨機對照試驗報告，使用生物統(tǒng)計方法進行分析。1960年Doll和Hill等利用隊列研究首次證實了肺癌與吸煙有關，RR=23.7。1948年原四軍大郭祖超教授編寫出版了全國首部教材《醫(yī)學與生物統(tǒng)計方法》臨床研究的基本數(shù)據(jù)類型計量資料—數(shù)值變量資料numerical

data計數(shù)資料—分類變量資料categoricaldata二分類變量資料binary

data有序多分類變量資料---等級資料ordinal

data無序多分類變量資料nominal

data變量類型的判斷病例號年齡(歲)性別身高(m)血型心電圖尿WBC職業(yè)RBC1012/L135女1.65A正常-教師4.67244男1.74B正常-工人5.21326男1.80O正常＋職員4.10425女1.61AB正常＋農民3.92541男1.71A異常++工人3.49645女1.58B正常++工人5.48750女1.60O異常++干部6.78828男1.76AB正常+++干部7.10931女1.62O正常＋軍人5.24基于不同資料分型的分析方法數(shù)值變量資料(計量資料)統(tǒng)計描述(頻數(shù)表/直方圖、均數(shù)/標準差)統(tǒng)計推斷（均數(shù)估計、t和u檢驗）分類變量資料(計數(shù)資料)統(tǒng)計描述（頻數(shù)表/直條圖、率/比）統(tǒng)計推斷（總體率估計、卡方檢驗）中華醫(yī)學系列雜志80篇治療性研究的論文使用統(tǒng)計方法匯總統(tǒng)計方法篇數(shù)比例t檢驗290.36卡方檢驗230.29秩和檢驗100.13其他26未做統(tǒng)計分析13注：2001年測評結果,BMJ

44%

（t檢驗）評價實例[CJIM;16(5）]假設檢驗頻數(shù)頻率（100%）t

檢驗13062%方差分析3115%卡方檢驗2713%秩和檢驗178%生存分析10.5%直線回歸/相關10.5%未做假設檢驗21%合計209100%未見多元分析方法使用評價實例[CJIM;16(5）]假設檢驗頻數(shù)正確率錯誤t

檢驗13026%方法不當：重復測量方差分析\方差分析方差分析3194%數(shù)據(jù)類型混用、未考慮設計方案卡方檢驗2774%P、FISHER、生存分析、秩和檢驗、檢驗水準未校正秩和檢驗1712%重復測量生存分析11/1直線回歸/相關10/1回歸、相關混淆未做假設檢驗2合計209一、計量資料的統(tǒng)計描述及結果表達統(tǒng)計圖表：頻數(shù)表、直方圖、箱圖定量描述臨床研究中對于服從正態(tài)分布者用均數(shù)±標準差；服從對數(shù)正態(tài)分布者改用幾何均數(shù)對于其它不服從以上分布者，用中位數(shù)和四分位間距(IQR)表達(inter

quartile

range,

IQR)6.005.004.00正態(tài)性判斷正態(tài)性檢驗:判斷資料是否服從正態(tài)分布。正態(tài)性檢驗偏度系數(shù)(Skewness)峰度系數(shù)(Kurtosis)W檢驗或D檢驗法(Shapiro-Wilk

/D’Agostino)圖形法(P-P圖/Q-Q圖)正態(tài)性判斷正態(tài)性判斷其它判斷方法：比較均數(shù)與中位數(shù)(收入差距)比較均數(shù)與標準差(均數(shù)–1S或2S中樣本例數(shù))借助醫(yī)學專業(yè)知識對資料的正態(tài)性進行估計。(齲齒數(shù)、患者年齡)患者頭孢唑啉鈉藥物動力學參數(shù)組別

a（h-1）老年組(n=7)60歲以下組(n=5)0.62

–

0.123.55

–

3.56二、計量資料的假設檢驗t檢驗u檢驗t’檢驗方差分析秩和檢驗規(guī)則一：與比較組別和設計類型有關數(shù)值資料兩組間的比較可以考慮使用t、u、方差分析、t’檢驗或者秩和檢驗。結合不同的設計類型又分為：樣本與總體比較、配對設計、兩組完全隨機設計的假設檢驗。數(shù)值資料三組及三組以上間的比較則不能使用t檢驗和u檢驗。可考慮使用方差分析、秩和檢驗等方法。結合不同的設計類型又進一步分為：多組成組設計、配伍設計、析因設計、交叉設計等設計方案假設檢驗。規(guī)則二：與樣本含量有關當樣本含量n較大時，其抽樣分布服從正態(tài)分布(中心極限定理)：*

可考慮使用u檢驗當樣本含量n較小時，其抽樣分布服從t分布；*

可考慮使用t檢驗當樣本含量n較小時，若樣本來源于偏態(tài)或未知分布，其抽樣分布未知。*

則不能使用t、u檢驗，選用秩和檢驗n=30

/

40

/50

/60

/100規(guī)則三：選用假設檢驗方法當且僅當用樣本均數(shù)推斷總體均數(shù)比較是否相等時；否則可直接或校正后比較。我校2013級研究生

統(tǒng)計成績男生（210人）80分–6分我校2013級研究生

統(tǒng)計成績女生（190人）88分–6分男生抽取20人86–6分女生20人80–6分總體樣本t

檢驗概述1908年,統(tǒng)計學家戈塞特（William

Gosset）以Student筆名發(fā)表他發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計量t的分布，他指出若X

為正態(tài)分布，則t為自由度n-1的student

t

分布;開創(chuàng)了小樣本統(tǒng)計推斷的新紀元。1926年,由費雪(Fisher)加以嚴格證明.當σ

未知，尤其當樣本數(shù)n

值很小時，非常適宜采用t分布。t檢驗是以t分布為理論基礎，以t值為統(tǒng)計量的假設檢驗方法，適用于例數(shù)較少，來源于正態(tài)分布資料.t0t分布n=∞(標準正態(tài)分布：u分布

n=30n=5Gosset假設檢驗目的：推斷一個樣本所代表的未知總體均數(shù)μ與已知總體均數(shù)μ0（常為理論值或標準值）有無差別。應用條件：已知樣本服從正態(tài)分布一）、單樣本與總體比較的t檢驗實例分析：36名一線抗SARS醫(yī)生的血紅蛋白含量(150.83–10.5)是否不同于一般水平？

150.83g/l

?140g/l150.83

~=140推斷總體兩總體均數(shù)相等H0兩總體均數(shù)不等P值小概率事件a拒絕H0假設檢驗基本思想不拒絕H0小概率+反證法1：建立假設，確定檢驗水準H0：μ=140g/LH1：μ≠140g/L檢驗水準a=0.052：選定t檢驗,計算統(tǒng)計量統(tǒng)計量t=4.11,自由度=353：確定P值,作出推斷結論P<0.001，按照a

=0.05水準，拒絕H0

，接受H1,可以認為臨床一線醫(yī)生的血紅蛋白含量高于一般水平。(自由度n為36-1)

95%可信區(qū)間：146.8

~

153.6

(g/L)，而一般水平為140g/L。是一種比較獨特的設計方式，能很好控制非實驗因素對結果的影響，有以下類別：①對同對兩個受試對象分別給予不同處理（異體配對）；②對同一受試對象分別給予不同處理（自身配對），目的都是推斷兩種處理的效果有無差別(窩溝封閉)二）.配對設計的t檢驗檢驗目的、資料特點與應用條件假設檢驗目的：推斷兩總體均數(shù)相等,即配對差值的總體均數(shù)是否等于“0”。兩組比較的配對計量資料，檢驗效能較高。應用條件：配對差值服從正態(tài)分布。實例分析某單位研究飲食中缺乏維生素E與肝中維生素A含量的關系,將同種屬的大白鼠按性別相同，年齡、體重相近者配成對子，共8對，并將每對中的兩只動物隨機分到正常飼料組和維生素E缺乏組，過一定時期將大白鼠殺死，測得其肝中維生素A的含量，見下表, 問不同飼料的大白鼠肝中維生素A含量有無差別？不同飼料大白鼠肝中維生素A含量大白鼠對號正常飼料組VE缺乏組差值1355024501100220002400-400330001800120043950320075053800325055063750270010507345025009508305017501300合計6500差值均數(shù)=6500/8=812.5s=546.25（1）建立假設H0：μd=

0，即差值的總體均數(shù)為“0”，不同飼料的大白鼠肝中維生素A含量相同。H1：μd≠0，即差值的總體均數(shù)不為“0”，不

同飼料的大白鼠肝中維生素A含量不相同。檢驗水準a=0.05（雙側）（2）.計算統(tǒng)計量t

=－dd

812.5

S

/

n

=

546.25/

8=

4.207自由度v(對子數(shù)減-1)=8-1=7（3）確定P值，作出結論查

t

界

值

表

，

t0.05,7=2.365

，

t>t0.05,7

，

得P<0.05，按a=0.05水準，拒絕H0，接受H1，可認為兩種飼料所得肝中維生素A 含量有差別，即維生素E缺乏對大白鼠肝中維生素A含量有影響。注意當樣本含量n較大時，可用u檢驗.三）、成組設計的t檢驗成組設計又稱為完全隨機設計假設檢驗目的：推斷兩個樣本所代表的總體均數(shù)是否相等。資料特點：成組設計兩組比較的計量資料應用條件：兩獨立樣本均來自服從正態(tài)分布總體兩獨立樣本的總體方差齊性（方差相等）實例分析目的:觀察伢典(Carisolv)去腐法治療老年人根面齲的療效及對老年人血壓、心率、治療心理反應的影響。方法:選擇老年根面齲患者64例,隨機分為伢典(Carisolv)治療組和對照組。伢典(Carisolv)治療組30例,采用伢典

(Carisolv)去腐法治療患牙;對照組34例,采用傳統(tǒng)牙鉆去腐法治療患牙,比較2種方法的治療效果,并且去腐前后測量患者血壓、心率及了解患者對治療的心理反應,采用統(tǒng)計學方法進行比較。結果:2

組患者治療1

年后復查,成功率無統(tǒng)計學差異(P>0.05);

2

組患者去腐治療前后血壓、心率的變化及對治療的心理反應有統(tǒng)計學差異(P<

0.

05)。結論:伢典(Carisolv)對老年人根面齲的治療安全、有效,可大大降低患者對口腔治療的緊張和恐懼,有利于維護老年人的牙齒健康。（1）.建立假設H0：μ1=μ2H1：μ1≠μ2兩組去腐后DBP變化總體均數(shù)相等。兩組去腐后DBP變化總體均數(shù)不等。檢驗水準：a=0.05（雙側）（2）計算統(tǒng)計量t

=1－X

-

－X2X1

X2S

－

-

－3.89

-

9.830.8271

2= =

-6.5,

n=n

+n

-2=62S1X

X2—

-

－=(3.13

)2(30-1)+(4.02

)2(34-1)30+34-2(

1

+

1

)30

34=0.827（3）確定P值，作出結論查t界值表t0.05,62=1.99,t>t0.05,62P<0.05，按a=0.05水準，拒絕H0，接受H1

，可以認為兩組的DBP變化均數(shù)不等。注意當樣本含量n較大時，可用u檢驗成組設計t檢驗的要求（兩獨立樣本均數(shù)比較）應用條件：獨立性、正態(tài)性、方差齊性獨立性：應確保兩組樣本是相互獨立的，如應有明確的診斷標準等兩樣本同時滿足：代表性、均衡性。代表性：（樣本量、隨機化）均衡性：除欲研究因素外，其它因素盡可能的均衡：對于臨床資料，兩組應在性別、年齡、病情輕重、診斷分期分級、有無并發(fā)癥等方面基線比較具有均衡性。因此在設計階段應控制混雜與偏倚。實例分析四）u

檢驗

u檢驗是以標準正態(tài)分布為理論基礎，以u值為統(tǒng)計量的假設檢驗方法，適用于例數(shù)較多的數(shù)值資料。應用條件：樣本例數(shù)較大，n>50或>100，或n雖小而總體標準差已知。實例分析某地男女紅細胞數(shù)（×1012/L）的抽查資料：如下表資料，問該地男女紅細胞數(shù)有無差別？組別例數(shù)均數(shù)標準差男性3604.660.58女性2554.180.291.

建立假設H0：μ1=μ2H1：μ1≠μ2該地男、女紅細胞數(shù)均數(shù)相等該地男、女紅細胞數(shù)均數(shù)不相等檢驗水準a=0.05（雙側）2.

計算統(tǒng)計量u

=－X

1

-

－X

2+1

2(S

)2

(S

)2n1

n2=

4.660

-

4.178

=13.630.5752

0.2912360

+

2553.

確定P值，作出結論查u值表u0.01=2.58，u>u0.01，P<0.01，按a=0.05水準拒絕H0，接受H1，可認

為該地男、女紅細胞數(shù)的均數(shù)不相等。u檢驗的三種形式。1.

正態(tài)性檢驗在做t、u檢驗前，首先應判斷資料是否服從正態(tài)分布，不服從正態(tài)分布的資料不能使用這類方法。判斷資料是否服從正態(tài)分布，可用正態(tài)性檢驗、統(tǒng)計圖和表、其它專業(yè)估計。三、t和u檢驗注意事項2.

方差齊性檢驗在兩小樣本均數(shù)的t檢驗之前，要推斷兩樣本代表的總體方差是否相等，若方差相等，可用t檢驗；否則