醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)第1講-緒論-課件

生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)1幾個(gè)問(wèn)題？醫(yī)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)是什么關(guān)系？醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)由哪幾個(gè)部分組成？當(dāng)今醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的應(yīng)用情況如何？醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)是什么？2第一章緒論一、什么是生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)

學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的重要性二、統(tǒng)計(jì)工作的步驟三、統(tǒng)計(jì)資料的類(lèi)型四、統(tǒng)計(jì)學(xué)的幾個(gè)基本概念3工作生活中常見(jiàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)問(wèn)題中國(guó)股民股票投資狀況問(wèn)卷調(diào)查與分析中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的預(yù)測(cè)分析中國(guó)城鎮(zhèn)居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)分析年齡、文化程度、婚姻狀況、職業(yè)對(duì)人口死亡率的影響財(cái)政收入多元線(xiàn)性回歸分析區(qū)域城市化水平差異的定量分析

統(tǒng)計(jì)學(xué)就是設(shè)法在令人困惑費(fèi)解的數(shù)字中找出規(guī)律并提出統(tǒng)計(jì)學(xué)解決方案4一、什么是生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)——研究數(shù)據(jù)及其存在規(guī)律的科學(xué)生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)——用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和方法研究生物醫(yī)學(xué)問(wèn)題的一門(mén)學(xué)科醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)：20世紀(jì)40年代逐漸形成的學(xué)科特點(diǎn)：不討論數(shù)學(xué)理論，而偏重于統(tǒng)計(jì)原理的介紹和具體分析方法的應(yīng)用對(duì)象：人體、健康相關(guān)因素、疾病相關(guān)因素研究特點(diǎn)：變異性強(qiáng)、影響因素多、必須有一定數(shù)量的研究對(duì)象5

根據(jù)研究領(lǐng)域和研究對(duì)象，統(tǒng)計(jì)學(xué)又分為：數(shù)理統(tǒng)計(jì)、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)、生物統(tǒng)計(jì)、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)、衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)…….

生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)(biomedicalstatistics)：用統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法研究生物醫(yī)學(xué)中的問(wèn)題。

衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)（healthstatistics）：與醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)基本相同，但更側(cè)重于社會(huì)、人群的衛(wèi)生問(wèn)題。6統(tǒng)計(jì)學(xué)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用調(diào)查10例男性矽肺患者的血紅蛋白的均數(shù)為12.59(g/dl)，標(biāo)準(zhǔn)差為1.63(g/dL)，已知男性健康成人的血紅蛋白的正常值為14.02(g/dL)，問(wèn)矽肺患者的血紅蛋白是否與健康人不同。某醫(yī)院用某新藥與常規(guī)藥物治療嬰兒貧血，將20名患兒隨機(jī)分成二組，分別接受兩種藥物治療，測(cè)得血紅蛋白增加量如下，問(wèn)新藥和常規(guī)藥物療效有無(wú)差別。

增加量(g/L)新藥組24362514263423201519常規(guī)藥組1418201522242125272323.620.971.采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)不確定現(xiàn)象背后隱藏的規(guī)律。變異（variation）是社會(huì)和生物醫(yī)學(xué)中的普遍現(xiàn)象。變異使得實(shí)驗(yàn)或觀察的結(jié)果具有不確定性，如每個(gè)人的身高、體重、血壓等各有不同。為什么要學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)？82.

用統(tǒng)計(jì)學(xué)思維方式考慮有關(guān)醫(yī)學(xué)研究中的問(wèn)題

“陽(yáng)性”結(jié)果是否是虛假聯(lián)系？

某感冒藥治療1周后，治愈率為90%，能否說(shuō)該感冒藥十分有效？

“陰性”結(jié)果是否是樣本含量不足？

有人曾對(duì)發(fā)表在Lancet(柳葉刀)，NEnglJMed，JAMA等著名醫(yī)學(xué)雜志上的71篇陰性結(jié)果的論文作過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)其中有62篇(93%)可能是由于樣本含量不足造成的假陰性。

93.

保證你的研究論文能通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)審查

據(jù)國(guó)外60～80年代對(duì)不同醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表論文的調(diào)查，有統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤的論文的百分比最高達(dá)72%，最低也有20%。國(guó)內(nèi)八十年代年對(duì)《中華醫(yī)學(xué)雜志》、《中華內(nèi)科雜志》、《中華外科雜志》、《中華婦產(chǎn)科雜志》、《中華兒科雜志》等刊物中的595篇論文的調(diào)查結(jié)果，相對(duì)數(shù)誤用為11.2%，抽樣方法誤用15.9%，統(tǒng)計(jì)圖表誤用11.7%。某研究者對(duì)某年的4586篇論文統(tǒng)計(jì)，醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)分析方法誤用達(dá)55.7%。104.

獲得循證醫(yī)學(xué)證據(jù)的主要手段“良好愿望的醫(yī)學(xué)”（well-meaningmedicine）轉(zhuǎn)入“以證據(jù)為基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)”（evidence-basedmedicine，EBM）需要有統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的支持。

全世界的醫(yī)學(xué)期刊每年大約刊登600萬(wàn)學(xué)術(shù)論文，但能作為可靠“證據(jù)”的論文并不多。

11醫(yī)學(xué)論文中的統(tǒng)計(jì)學(xué)錯(cuò)誤甲療法乙療法病情病人數(shù)治愈數(shù)治愈率病人數(shù)治愈數(shù)治愈率輕型80720.960540.9重型120840.740280.7合計(jì)2001560.78100820.82效果一樣的療法？12生物醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)很重要怎樣做？13二、統(tǒng)計(jì)工作的步驟研究設(shè)計(jì)：依據(jù)目的制定計(jì)劃，對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行安排，是整個(gè)工作的關(guān)鍵搜集資料：根據(jù)計(jì)劃取得可靠、完整的資料。收集資料方法有：統(tǒng)計(jì)報(bào)表、日常性工作、專(zhuān)題調(diào)查。注重資料的真實(shí)性（基礎(chǔ)）整理、分析資料：原始資料的整理、清理、核實(shí)、查對(duì)，使其條理化、系統(tǒng)化便于計(jì)算和分析。可借助于計(jì)算機(jī)(常用軟件：Excel,SPSS,SAS)（環(huán)節(jié)）解釋結(jié)果：統(tǒng)計(jì)學(xué)的目的所在。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)、醫(yī)學(xué)的基本原理和方法，分析計(jì)算有關(guān)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)，揭示事物內(nèi)部的規(guī)律。（目的）14研究設(shè)計(jì)非常重要研究設(shè)計(jì)：直接影響研究結(jié)果設(shè)計(jì)缺陷：不能事后彌補(bǔ)嚴(yán)格區(qū)分：科學(xué)研究、日常工作分析方法：設(shè)計(jì)中必須明確事半功倍事倍功半怎樣設(shè)計(jì)？15統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究設(shè)計(jì)研究類(lèi)型（橫向、縱向）研究設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的3原則（重復(fù)、對(duì)照、隨機(jī)化）常用隨機(jī)分組的方法16醫(yī)學(xué)論文中的統(tǒng)計(jì)學(xué)錯(cuò)誤“奇妙的”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：為研究A、B兩種藥物的療效，設(shè)計(jì)了下面實(shí)驗(yàn)。分4組，每組小白鼠20只，觀察定量指標(biāo)為血小板、白細(xì)胞。分組如下：第1組：空白對(duì)照；第2組：?jiǎn)斡肁藥；第3組：A、B藥聯(lián)合使用；第4組：第3組的空白對(duì)照組。2×2析因?qū)φ?7

Fisher在著作中多次強(qiáng)調(diào)：統(tǒng)計(jì)學(xué)家與科學(xué)研究者的合作應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段，而不是在需要數(shù)據(jù)處理的時(shí)候?！霸囼?yàn)完成后再找統(tǒng)計(jì)學(xué)家，無(wú)異于請(qǐng)統(tǒng)計(jì)學(xué)家為試驗(yàn)進(jìn)行“尸體解剖”。統(tǒng)計(jì)學(xué)家或許只能告訴你試驗(yàn)失敗的原因?！?/p>

18研究類(lèi)型縱向研究(longitudinalstudy)

由于是指動(dòng)態(tài)地、持續(xù)地提供信息，稱(chēng)橫斷面研究(cross-sectionstudy)

又稱(chēng)現(xiàn)況研究，提供靜態(tài)的、瞬時(shí)的即某一時(shí)點(diǎn)的觀察信息。19前瞻性研究(prospectivestudy)又稱(chēng)組群研究(cohortstudy)。把范圍明確的人解分為兩組，一組暴露于某因素之下，另一組不暴露，用一段時(shí)間觀察兩組的發(fā)病(死亡)率，進(jìn)行比較。即由因?qū)す?0回顧性研究(retrospectivestudy)又稱(chēng)病例對(duì)照研究(case-controlstudy)。要求選好有代表性的病例組，同時(shí)設(shè)立對(duì)照組。兩組對(duì)象用同樣方法回顧有無(wú)暴露于某因素及暴露程度，然后統(tǒng)計(jì)研究，尋找疾病與原因聯(lián)系，即由果找因。21舉例例：研究孕婦妊娠期服用塞利多米，與嬰兒四肢缺失之間是否有關(guān)。回顧性研究前瞻性研究a-苯肽茂二酰亞胺，反應(yīng)停22實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三要素實(shí)驗(yàn)因素：實(shí)驗(yàn)對(duì)象：人、動(dòng)物、細(xì)菌、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)效應(yīng)：23實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)三原則在“有利條件”下獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果在排除非干預(yù)措施因素的影響后，推論干預(yù)措施的因果效應(yīng)Fisher三原則：重復(fù)、對(duì)照、隨機(jī)化24實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：重復(fù)樣本量：有一定數(shù)量的重復(fù)觀測(cè)結(jié)果。也叫樣本容量、樣本含量樣本量不能太多，不能太少直接影響結(jié)論的可靠性、可行性、控制難度；“夠用”的問(wèn)題：必須考慮，樣本量的估計(jì)很重要。25原始計(jì)量資料26實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：對(duì)照基于未“暴露”因素上的“暴露”因素的效應(yīng)前后對(duì)照；平行對(duì)照；除“暴露”因素外，其他非暴露因素應(yīng)基本相同，使暴露因素具有科學(xué)性；隨機(jī)對(duì)照；非隨機(jī)對(duì)照；27對(duì)照-常用的干預(yù)方式空白對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)照：假干預(yù)對(duì)照安慰劑對(duì)照：?jiǎn)蚊ぁ㈦p盲、三盲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照28實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則：隨機(jī)化分組時(shí)，每個(gè)觀察對(duì)象具有相同的概率被分到實(shí)驗(yàn)組/對(duì)照組，主要作用：保證各種已知/未知的特征在各組均衡性；避免主觀愿望破壞各組均衡性；是所有統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)推論結(jié)果的基礎(chǔ)29常用隨機(jī)分組方法完全隨機(jī)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：P23，例2-5由隨機(jī)數(shù)據(jù)表附15配對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：P19,圖2-3、2-4隨機(jī)區(qū)組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：P167,例11-3拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)：雙重局部控制，精確度最高正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)：L4(23)多、快、好、省。ABBA2×2ABCBCACAB3×330三、統(tǒng)計(jì)資料的類(lèi)型

三種基本類(lèi)型:計(jì)量資料、計(jì)數(shù)資料、等級(jí)資料

基本概念：變量、變量值 研究者對(duì)每個(gè)觀察單位的某項(xiàng)特征進(jìn)行觀察和測(cè)量，這種特征稱(chēng)為變量，變量的測(cè)得值叫變量值（也叫觀察值），稱(chēng)為資料。*按變量值性質(zhì)——定量資料和定性資料。311.計(jì)量資料

得到的資料是每一個(gè)觀察單位的某項(xiàng)研究指標(biāo)的量的大小。例如：體重、身高、血壓等。特點(diǎn)：a.

有度量單位

b.多為連續(xù)性數(shù)據(jù)

c.往往通過(guò)測(cè)量得到32將全體觀測(cè)單位按照某種性質(zhì)或特征分組，然后再分別清點(diǎn)各組觀察單位的個(gè)數(shù)。如患病人數(shù)、Ａ型血型的人數(shù)等。特點(diǎn)： 無(wú)度量衡單位 為間斷性資料 通過(guò)記數(shù)得來(lái)

2.計(jì)數(shù)資料33介于計(jì)量資料和計(jì)數(shù)資料之間的一種資料，通過(guò)半定量方法測(cè)量得到。特點(diǎn)：每一個(gè)觀察單位沒(méi)有確切值各組之間有大小、程度上的差別。3.等級(jí)資料34（二）三類(lèi)數(shù)據(jù)間的關(guān)系

例：一組2040歲成年人的血壓以12kPa為界分為正常與異常兩組，統(tǒng)計(jì)每組例數(shù)

<8低血壓

8

正常血壓

12

輕度高血壓

15

中度高血壓

17

重度高血壓定量數(shù)據(jù)等級(jí)數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)（三）三類(lèi)數(shù)據(jù)的編碼與計(jì)算(1)

例：一組2040歲成年人的血壓以12kPa為界分為正常（＝0）與異常（＝1）兩組，統(tǒng)計(jì)每組例數(shù)

<8低血壓418

正常血壓102

12

輕度高血壓13315

中度高血壓164

17

重度高血壓185定量數(shù)據(jù)等級(jí)數(shù)據(jù)定性數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)論文中的統(tǒng)計(jì)資料錯(cuò)誤令人驚訝的資料表達(dá)：在一個(gè)96孔板上做實(shí)驗(yàn)。板上每行有12個(gè)孔。在某個(gè)孔中加入某細(xì)胞液，再加入一種特定藥物，觀察其反應(yīng)。若反應(yīng)為陽(yáng)性，記為“1”；若反應(yīng)為陰性記為“0”。得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：（僅給出前3組）第1組：0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0第2組：0,0,1,0,0,0,1,0,0,1,0,0第3組：0,1,0,0,1,0,1,0,0,1,0,1

表達(dá)結(jié)果如下：第1組：0.083±0.289第2組：0.250±0.452第3組：0.417±0.51537四、統(tǒng)計(jì)學(xué)中的幾個(gè)基本概念1、同質(zhì)與變異2、總體與樣本3、普查與抽樣4、參數(shù)與誤差5、頻率與概率（小概率事件）

381.同質(zhì)與變異

同質(zhì)（homogeneity）

指事物某方面的性質(zhì)、影響條件或背景相同或相近變異（variation）

同質(zhì)個(gè)體間的差異。來(lái)源于一些未加控制、或無(wú)法控制的、甚至不明原因的因素，是統(tǒng)計(jì)學(xué)存在的基礎(chǔ)從本質(zhì)上說(shuō)：統(tǒng)計(jì)學(xué)就是通過(guò)對(duì)個(gè)體變異的研究，揭示同質(zhì)事物的本質(zhì)特征與規(guī)律

39總體－－－參數(shù)（parameter）

根據(jù)研究目的確定的研究對(duì)象的全體，即性質(zhì)相同的所有觀察對(duì)象的集合；分為有限總體和無(wú)限總體樣本－－－統(tǒng)計(jì)量（statistics）

總體中的部分；研究對(duì)象總體與樣本的關(guān)系

統(tǒng)計(jì)學(xué)解決的問(wèn)題：正確從樣本特征推測(cè)總體水平抽樣：從總體中選擇樣本的過(guò)程

樣本量（samplesize）：樣本所包含的個(gè)體數(shù)目2.總體與樣本402.總體與樣本參數(shù)：總體統(tǒng)計(jì)學(xué)特性的數(shù)字，包括總體均數(shù)、總體方差、總體標(biāo)準(zhǔn)差；大多數(shù)得不到總體數(shù)據(jù)，參數(shù)是未知的估計(jì)總體結(jié)果是統(tǒng)計(jì)學(xué)的目的之一413.普查與抽樣普查：全面調(diào)查，根據(jù)研究目的確定總體，如人口普查、腫瘤普查是社會(huì)學(xué)/衛(wèi)生防疫的指標(biāo)確定的依據(jù)注意時(shí)效性、變化性傳染病報(bào)告制度，地震傷亡等都屬于普查423.普查與抽樣選擇樣本的方法:概率抽樣和非概率抽樣等概率抽樣非等概率抽樣單純隨機(jī)抽樣系統(tǒng)抽樣分層抽樣整群抽樣43概率抽樣、非概率抽樣概率抽樣：每個(gè)對(duì)象被抽中的概率是已知/可計(jì)算的，其樣本統(tǒng)計(jì)量是參數(shù)估計(jì)和計(jì)算誤差的基礎(chǔ)；等概率抽樣：隨機(jī)抽樣不等概率抽樣：多單位被抽取的概率不同，可能會(huì)得到更有效的估計(jì)量非概率抽樣：抽樣概率未知/無(wú)法計(jì)算，按主觀、有目的、為方便進(jìn)行抽樣；不能計(jì)算抽樣誤差，或一般按簡(jiǎn)單隨機(jī)抽樣計(jì)算誤差。配額抽樣、滾雪球/識(shí)別抽樣44A單純隨機(jī)抽樣 *將調(diào)查總體的全部觀察單位編號(hào)，*用抽簽法或隨機(jī)數(shù)字表法進(jìn)行抽樣。*它是最基本的抽樣方法，也是其他抽樣方法的基礎(chǔ)。45B系統(tǒng)抽樣

*按照一定順序機(jī)械地每隔若干個(gè)單位抽取一個(gè)單位，又稱(chēng)機(jī)械抽樣、等距抽樣。*其抽樣間隔＝(總體數(shù)量／樣本含量)，一般是隨機(jī)找一個(gè)單位為起點(diǎn)，以后按抽樣間隔進(jìn)行抽樣。46Ｃ分層抽樣 *先將總體中所有觀察單位按主要特征(如年齡、性別、病情輕重等)分為若干層次*在各層次中進(jìn)行隨機(jī)抽樣*要求層內(nèi)個(gè)體差異越小越好，層間差異越大越好

*優(yōu)點(diǎn)是抽樣誤差小，不同層可采用不同抽樣方法，各層可獨(dú)立進(jìn)行分析47D、整群抽樣整群抽樣不是按個(gè)體進(jìn)行抽樣，而是抽取由個(gè)體組成的群體的抽樣方法。如抽取的是該地區(qū)若干個(gè)縣的全體居民。整群抽樣的主要持點(diǎn)是以“群”為基本抽樣單位。抽樣誤差由小到大的依次為：

分層抽樣<

系統(tǒng)抽樣<

單純隨機(jī)抽樣<

整群抽樣。484.誤差誤差：統(tǒng)計(jì)上泛指測(cè)量值與真值之差，樣本指標(biāo)與總體指標(biāo)之差。主要有二種：系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差（隨機(jī)測(cè)量誤差,抽樣誤差）。(1)系統(tǒng)誤差：指數(shù)據(jù)搜集和測(cè)量過(guò)程中由于儀器不準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等人為原因，造成觀察結(jié)果呈傾向性的偏大或偏小。

特點(diǎn)：具有累加性、方向性、可避免性(2).隨機(jī)誤差：由于一些非人為的偶然因素使得結(jié)果或大或小，是不確定、不可預(yù)知的。

特點(diǎn)：無(wú)方向性、不能避免。49

在消除了系統(tǒng)誤差的前提下，由于非人為的偶然因素，對(duì)于同一樣本多次測(cè)定結(jié)果不完全一樣，結(jié)果有時(shí)偏大有時(shí)偏小，沒(méi)有傾向性，這種誤差叫隨機(jī)測(cè)量誤差。

特點(diǎn)：沒(méi)有傾向性，多次測(cè)量計(jì)算平均值可以減小甚至消除隨機(jī)測(cè)量誤差。A、隨機(jī)測(cè)量誤差50

由于抽樣原因造成的樣本指標(biāo)與總體指標(biāo)之間的差別。