醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)緒論PPT課件.ppt

全國高等學(xué)校醫(yī)學(xué)規(guī)劃教材醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué) 投資需求理論 第一章緒論 投資需求理論 統(tǒng)計 一詞 對一般人來說并不陌生 在報刊上常見用來說明我們工作 事業(yè)成績的數(shù)字 表 圖 稱為統(tǒng)計數(shù)字 統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖 在西方 統(tǒng)計學(xué) statistics 一詞 源出于state 國家 情況 專指有關(guān) 國情 的學(xué)問 最初多用于文字記敘 后發(fā)展為數(shù)量比較 隨著概率論思想與方法的引入 逐漸形成今天在理論與應(yīng)用方面都已相當完備的獨立學(xué)科 投資需求理論 第一節(jié)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的定義 統(tǒng)計學(xué) statistics 是研究數(shù)據(jù)的收集 整理 分析的一門學(xué)科 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué) medicalstatistics 是應(yīng)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計的基本原理和方法 研究醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的收集 整理 分析的一門應(yīng)用學(xué)科 投資需求理論 例 治療某病的新療法新法 100例 有效20例 有效率20 舊法 100例 有效15例 有效率15 這兩個百分數(shù)就是統(tǒng)計描述指標 現(xiàn)在的問題是 這兩種療法的有效率會穩(wěn)定不變嗎 如果說不會 是什么原因 那么 兩種療法的真實有效率會是多少 我們能根據(jù)統(tǒng)計描述 20 與15 就去正式采用還有較大副作用的新療法 對這樣的差 投資需求理論 異問題 你能再憑直覺去作 否定 在作任何回答之前 必須判斷20 與15 之間的差別是真實的差異 或是僅僅由于 機遇 所致 這里 統(tǒng)計推斷可提供幫助 學(xué)過統(tǒng)計學(xué) 將會了解不僅可判斷新療法是否較好 而且 如果判斷它是較好 還能估計判斷是錯誤的可能性有多大 統(tǒng)計分析是科研工作中的一種有力工具 它從科研的總體設(shè)計 資料采集 資料整理 資料分析直到最后作出結(jié)論都有密切關(guān)系 掌握了這個工具可以使用較少的人力 物力和時間獲得比較可靠的結(jié)果 需要運用統(tǒng)計方法的場合而不去運用它可能造成不應(yīng)有的缺陷或得出錯誤的結(jié)論 投資需求理論 例1 北京某醫(yī)院某大夫使用 烏貝散 烏賊骨3錢 白芨3錢 川貝3錢 甘草3錢 共研細末過120目篩 沖服 治療胃潰瘍病出血107例 有效101例 有效率為94 4 那么如果別的醫(yī)院 其它大夫使用 烏貝散 來治療胃潰瘍病出血 其有效率也一定是94 4 嗎 顯然 不一定恰為94 4 那么是多少呢 比它高還是比它低 這就是一個求可信區(qū)間的問題 投資需求理論 例2 某雜志中一篇文章報導(dǎo) 用某種中草藥治療玫瑰糠疹 有效率為78 平均療程為三周左右 問此藥治療玫瑰糠疹的確有效嗎 由于玫瑰糠疹具有自然治愈的情況 一般不服藥 多喝水 到三周左右有些患者也會自愈 所以 此藥的78 療效有待探討 這就要求設(shè)立具有可比性的對照組 再譬如 用某藥治某病 治一例有效 能說100 有效嗎 治療二例有效 能說明100 有效嗎 治十例 其中九例有效 能說90 有效嗎 顯然 觀察的例數(shù)將是個重要因素 例數(shù)太少不足以說明問題 觀察例數(shù)太多 將費時 加重科研經(jīng)濟負擔 那么觀察多少例能說明問題 這是一個樣本可靠性問題 第二節(jié)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)的主要內(nèi)容 一 統(tǒng)計研究設(shè)計1 實驗設(shè)計2 調(diào)查設(shè)計 在基礎(chǔ) 臨床和預(yù)防醫(yī)學(xué)研究中 經(jīng)常遇到科研設(shè)計的問題 例如 在臨床藥物研究中 我們要了解某降壓藥的療效 一般地 藥物的療效要受許多因素的影響 藥物本身的性質(zhì) 給藥途徑 給藥時間 病人的病情以及病人的心理狀態(tài)等 這些因素有些是可以控制的 有些是不能控制的 因此 我們在做研究前 要有一個全面合理的計劃 以排除實驗中的影響因素 使研究因素的效應(yīng)突出地表現(xiàn)出來 從中得出準確的結(jié)論 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中講的研究設(shè)計就是設(shè)計醫(yī)學(xué)實驗或調(diào)查研究的過程 使從實驗或調(diào)查得來的數(shù)據(jù)適合用統(tǒng)計方法分析 得出有效的和客觀的結(jié)論 例如 現(xiàn)有兩種抗腫瘤藥 欲探索其對腫瘤細胞的敏感作用 當我們考慮這樣的實驗時 有許多問題要加以認真思考 如 1 目前抗腫瘤藥的效果如何 該兩種藥優(yōu)于其它抗腫瘤藥的可能特點是什么 2 在這個實驗中要用多少種癌細胞 用什么方式把兩種藥作用到每種癌細胞 3 要觀察的實驗指標是什么 如何收集實驗數(shù)據(jù) 4 在這個實驗中 可能影響實驗結(jié)果的非實驗因素有哪些 應(yīng)該怎樣控制 5 應(yīng)該用什么統(tǒng)計方法分析該實驗的數(shù)據(jù) 怎樣評價兩種藥物的效果 所有這些問題或者還有許多問題 都必須在進行實驗之前充分考慮 作到心中有數(shù) 然后決定怎樣作這個實驗 既作出實施實驗步驟的計劃 這個過程就是實驗設(shè)計 designofexperiment 二 常用的基本統(tǒng)計方法1 統(tǒng)計描述2 統(tǒng)計推斷3 二項分布和Poisson分布4 直線回歸和相關(guān) 協(xié)方差分析等 三 臨床醫(yī)學(xué)中常用的統(tǒng)計方法1 隨機對照實驗 交叉設(shè)計 配對設(shè)計 配伍組設(shè)計 析因設(shè)計及診斷與篩檢試驗設(shè)計2 隨訪資料的生存分析3 信度與效度分析4 Meta分析 四 常用醫(yī)學(xué)人口和疾病統(tǒng)計指標及其應(yīng)用 壽命表的編制原理及其在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 五 多因素分析的統(tǒng)計方法 1 多重線性相關(guān)與回歸2 Logistic回歸3 Cox比例風(fēng)險模型 第三節(jié)統(tǒng)計工作的基本步驟 一 設(shè)計1 確定研究目的2 確定研究對象及其數(shù)量3 確定觀察指標4 設(shè)立適當對照組及隨機化分組5 制定較好的原始記錄表6 考慮好統(tǒng)計分析方法7 預(yù)期會有何結(jié)果8 人員組織及經(jīng)費預(yù)算 二 收集資料收集資料就是根據(jù)研究的目的 實驗設(shè)計的要求 收集準確的完整的充滿信息的原始資料 rawdata 資料來源 1 臨床試驗中的病例觀察表 2 國家法定報表 衛(wèi)生工作報表 傳染病報表 職業(yè)病報表 醫(yī)院工作報表 3 大規(guī)模的流行病調(diào)查獲取的現(xiàn)場調(diào)查資料 這些資料的收集過程 必須進行質(zhì)量控制 包括它的統(tǒng)一性 確切性 可重復(fù)性 對這些原始數(shù)據(jù)的精度 precision 和偏性 bias 應(yīng)有明確的控制范圍 三 整理資料整理資料就是把收集到的原始資料 有目的地進行科學(xué)加工 使資料系統(tǒng)化 條理化 以便進行統(tǒng)計分析 1 專業(yè)檢查 男性患者的調(diào)查表中不應(yīng)出現(xiàn)婦科疾病等 從專業(yè)的角度對資料的一致性進行檢查 比如診斷和療效的評定標準是否統(tǒng)一 胃鏡下萎縮性胃炎的嚴重程度的評定標準是否一致等 2 邏輯檢查 比如退休時的年齡不應(yīng)出現(xiàn)小于20歲 六歲的孩子不應(yīng)有大學(xué)文化程度 3 統(tǒng)計檢查 檢查報表 或報告卡 的縱向 橫向的合計和總的合計是否吻合 體重8 50 公斤 身高69 0 cm 頭圍44 0 cm 胸圍42 5 cm 坐高43 0 cm 理論上算 這五個數(shù)據(jù)都是以0或5結(jié)尾可能性0 032 四 分析資料分析資料就是把經(jīng)過統(tǒng)計整理的資料 作一系列統(tǒng)計描述和統(tǒng)計推斷 闡明事物的規(guī)律性 應(yīng)該注意 不同的資料使用的統(tǒng)計描述和統(tǒng)計推斷的方法是不一樣的 必須加以區(qū)分 1 統(tǒng)計描述 指用統(tǒng)計指標 統(tǒng)計表 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 2 統(tǒng)計推斷 指如何抽樣及由樣本信息推斷總體特征 第四節(jié)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中的基本概念及醫(yī)學(xué)資料的分類 一 基本概念 一 變異 variation 同質(zhì)基礎(chǔ)上個體值之間的差異 稱為變異 醫(yī)學(xué)研究的對象是有機的生命體 其機能是十分復(fù)雜的 不同的個體在相同的條件下 對外界環(huán)境因素可以發(fā)生不同的反應(yīng) 例如 同種族 同年齡 同性別的健康人 在相同的條件下測其脈搏 呼吸 體溫等生理指標可以有很大差異 在臨床治療中 用同樣的藥物治療病情相同的病人 療效也不盡相同 即使在實驗室里 動物與動物之間也有明顯的差異 這種現(xiàn)象稱為個體差異或稱為變異 變異是由眾多的 偶然的 次要的因素造成的 由于醫(yī)學(xué)統(tǒng)計研究的對象是有變異的事物 因此 用觀察1 2例的結(jié)果來推論出一般規(guī)律是不恰當?shù)?例如 我們不能用某一健康成人的紅細胞數(shù)作為一般健康成人的紅細胞數(shù) 也不能因為用青木香治療一例高血壓患者有效 而斷定青木香治療高血壓有效率為100 因為觀察例數(shù)太少 受個別的偶然的因素影響太大 科學(xué)研究的工作 主要任務(wù)之一就是要從表現(xiàn)為偶然性的大量數(shù)據(jù)中 分析出其中必然性的規(guī)律 而概率論和數(shù)理統(tǒng)計就是要通過這種偶然性去尋找隱藏在其內(nèi)部的必然規(guī)律性 二 總體和樣本1 總體 population 是根據(jù)研究目的確定的同質(zhì)的所有觀察單位某種變量值的集合 有限總體 指明確了特定的時間 空間范圍的有限個觀察單位所組成的總體 無限總體 沒有時間和空間范圍限制的無限個觀察單位所組成的總體 2 樣本 sample 是總體中隨機抽取的部分觀察單位 其實測值的集合 樣本含量 samplesize 是指樣本中所包含的觀察單位數(shù) 譬如 我們要研究華北地區(qū)成年人的血液的紅細胞數(shù)的正常值 那么 華北地區(qū)全部健康成年人的血液都是我們的研究對象 這稱為總體 但是 我們不可能把華北地區(qū)所有健康成年人都進行血液檢查 而只能按照一定的科學(xué)方法從中抽取一部分人來進行血液檢查 然后 根據(jù)檢驗結(jié)果來推論華北地區(qū)成年人的血液的正常值 這種從總體中抽取部分個體的過程稱為抽樣 sampling 所抽得的部分成為樣本 如何正確的從樣本觀察到的情況來推測總體 這就是醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué)要解決的問題之一 從總體中抽取樣本 一定要遵循科學(xué)原則 一般來說 一個樣本應(yīng)具有 代表性 representative 隨機性 randomization 和 可靠性 reliability 代表性 就是要求樣本中的每一個個體必須符合總體的規(guī)定 這就要求對總體有一個明確的規(guī)定 這種規(guī)定是根據(jù)研究目的而具體確定的 例如 要調(diào)查華北地區(qū)成年男子的紅細胞數(shù)的正常值 則我們可以規(guī)定研究對象為體溫正常 無急性病 無血液消耗性疾病 肝在肋緣下0 5cm以內(nèi) 血紅蛋白在12 5克以上 血小板在10萬以上的華北地區(qū)18歲以上的男子 必須做肝功 線胸透及某些血項檢查 等 那么所抽取的樣本中的每個個體都必須做上述檢查 并符合上述規(guī)定 隨機性就是要保證總體中的每個個體有相同的幾率被抽作樣本 重要的是要避免主客觀的 偏因 必須指出 隨機化抽樣絕不等于隨意抽樣 例如 將40只小鼠分為兩組 如果閉上眼睛 隨意抓取20只作為第一組 留下的作為第二組 表面上看來是隨機的 實際上是不隨機的 因為體壯 活潑性強的小鼠難于抓到 故大部分留在第二組 兩組的活潑性是不同的 可靠性即對實驗的結(jié)果要具有可重復(fù)性 即由科研課題的樣本的結(jié)果所推測總體的結(jié)論有較大的可信度 由于個體之間存在差異 只有觀察一定數(shù)量的個體方能體現(xiàn)出其客觀規(guī)律性 如果根據(jù)少數(shù)幾例就下結(jié)論 這種結(jié)論可靠性差 體現(xiàn)不了規(guī)律 可能被后人所否定 這種先例是曾經(jīng)發(fā)生過的 誠然 每個樣本的含量越多 可靠性會越大 但是例數(shù)增加 人力 物力都會發(fā)生困難 所以應(yīng)以 足夠 為準 這就涉及到樣本含量的估計問題 總體 隨機抽樣 隨機樣本 統(tǒng)計推斷和總體與樣本的基本關(guān)系 統(tǒng)計推斷 三 參數(shù)和統(tǒng)計量1 參數(shù) parametric 總體指標 2 統(tǒng)計量 statistics 樣本指標 四 抽樣誤差1 定義 在統(tǒng)計學(xué)上把由抽樣造成的樣本統(tǒng)計量和總體參數(shù)之間的差異或者是各個樣本統(tǒng)計量之間的差異統(tǒng)稱為抽樣誤差 samplingerror 五 概率概率 probability 是描述隨機事件發(fā)生的可能性大小的數(shù)值 1 必然事件 P A 1 2 不可能事件 P A 0 3 隨機事件 偶然事件 0 P A 1 4 小概率事件 P 0 05或P 0 01 頻率和概率的區(qū)別和聯(lián)系1 頻率 frequency 設(shè)在n次隨機試驗中 事件A出現(xiàn)m次 比值稱為事件A在n次試驗中出現(xiàn)的頻率 醫(yī)療工作中所說的發(fā)病率 死亡率 治愈率等都是頻率 顯然 頻率具有如下性質(zhì) 2 頻率的穩(wěn)定性實例1 擲一枚質(zhì)量均勻的硬幣實驗實例2 某年出生男嬰及女嬰人數(shù)在大量試驗中 一個隨機事件出現(xiàn)的頻率常在某個固定的常數(shù)附近擺動 這是一種統(tǒng)計規(guī)律 稱為頻率的穩(wěn)定性 頻率具有穩(wěn)定性說明隨機事件發(fā)生的可能性大小是其本身固有的一種客觀屬性 因此可以對它進行度量 3 概率的統(tǒng)計學(xué)定義在大量重復(fù)試驗中 若事件A的頻率穩(wěn)定地在某一常數(shù)附近擺動 則稱此常數(shù)為事件A的概率 注意 頻率是變動的 而概率則為常數(shù) 當試驗次數(shù)足夠多 頻率相當穩(wěn)定時 可把頻率作為概率的近似值 即當時 二 資料的類型1 計量資料2 計數(shù)資料可互相轉(zhuǎn)化3 等級資料1 定量資料 計量資料 2 定性資料 分類資料 1 二項分類 計數(shù)資料 2 多項分類無序多分類有序多分類 等級資料 1 定量資料是對每個觀察對象的觀察指標用定量方法測定該項指標的數(shù)值大小所得的資料 一般有度量衡單位 如身高 cm 體重 kg 濃度 mg l 脈搏 次 分 血磷 mg 血紅蛋白 g 等 2 定性資料是先將觀察對象的觀察指標按性質(zhì)或類別進行分組 然后清點各組該觀察指標的數(shù)目所得的資料 例如 調(diào)查某人群的血型分布 按照 四型分組 清點所得該人群的各血型組的人數(shù)是計數(shù)資料 臨床化驗中 將化驗結(jié)果按 等級分組 得到每組病人數(shù) 就是等級資料 用 生脈散 治療腦血管病 其療效可分為治愈 顯效 有效 無效 那么其對應(yīng)的人數(shù)將是等級資料 根據(jù)分析的需要 計量資料 計數(shù)資料和等級分組資料可以互相轉(zhuǎn)化 例如每個人的血紅蛋白 原屬計量資料 若按血紅蛋白正常與異常分為兩組 得出各組的人數(shù) 是計數(shù)資料 若