臨床研究中常用統(tǒng)計分析方法及選擇

1、臨床科研臨床科研中中常用統(tǒng)計方法及選擇常用統(tǒng)計方法及選擇2014.6 CQMU.PBu統(tǒng)計學(xué)方法有什么用？u合理選擇統(tǒng)計方法的四個因素u數(shù)據(jù)資料的描述u數(shù)據(jù)資料的組間比較u變量間關(guān)系研究主要內(nèi)容一張關(guān)于統(tǒng)計學(xué)的圖片一、統(tǒng)計學(xué)方法有什么用？例子例子1：一研究者宣布找到一種治療一研究者宣布找到一種治療某病某病的新藥，的新藥，試驗的結(jié)果如下：試驗的結(jié)果如下：藥物例數(shù)有效有效率新藥604270%安慰劑502550%該新藥是否值得推廣？該新藥是否值得推廣？幾個例子幾個例子假設(shè)檢驗及臨床優(yōu)效性檢驗假設(shè)檢驗及臨床優(yōu)效性檢驗例子例子2 2：英國某年全人口統(tǒng)計資料：英國某年全人口統(tǒng)計資料矛盾：移民組的發(fā)病率在各

2、個年齡組均高于英格蘭和威爾矛盾：移民組的發(fā)病率在各個年齡組均高于英格蘭和威爾士組，為什么它的合計發(fā)病率反而低？士組，為什么它的合計發(fā)病率反而低？分析中混雜因素的控制分析中混雜因素的控制 胃癌胃癌 228 235 143 187 250 胃炎胃炎 100 153 178 143 200 非胃病非胃病 98 123 170 100 120 例子例子3 3：為鑒別胃癌、胃炎、非胃病患者，各測定了為鑒別胃癌、胃炎、非胃病患者，各測定了5050名名對象的銅蘭蛋白等指標，其中銅蘭蛋白的觀察結(jié)果如下對象的銅蘭蛋白等指標，其中銅蘭蛋白的觀察結(jié)果如下: :問：三種人的銅蘭蛋白有無不同？問：三種人的銅蘭蛋白有無不

3、同？能否根據(jù)測定的銅蘭蛋白數(shù)據(jù)對患者進行初步診斷？能否根據(jù)測定的銅蘭蛋白數(shù)據(jù)對患者進行初步診斷？假設(shè)檢驗及判別診斷假設(shè)檢驗及判別診斷 結(jié)局指標：心性死亡結(jié)局指標：心性死亡 預(yù)后因素：年齡、預(yù)后因素：年齡、性別、性別、高血壓病、心梗位置、心梗分級、高血壓病、心梗位置、心梗分級、 傳導(dǎo)阻滯、溶栓治療傳導(dǎo)阻滯、溶栓治療，.，等，等例子例子4 4：研究心肌梗死患者預(yù)后的影響因素研究心肌梗死患者預(yù)后的影響因素，以以是否發(fā)生是否發(fā)生心性死亡心性死亡作為觀察結(jié)果作為觀察結(jié)果指標指標，對對116116名心?；颊叩拿墓；颊叩?222個可個可能影響預(yù)后的因素進行觀察和能影響預(yù)后的因素進行觀察和記錄記錄哪些預(yù)后因

4、素與發(fā)生心性死亡有關(guān)系？哪些預(yù)后因素與發(fā)生心性死亡有關(guān)系？關(guān)系的強度如何？關(guān)系的強度如何？影響因素篩選影響因素篩選回歸分析回歸分析統(tǒng)計學(xué)在醫(yī)學(xué)科研中作用n 統(tǒng)計學(xué)是進行醫(yī)學(xué)科研的重要工具重要工具n 滿足統(tǒng)計學(xué)原則要求是保障醫(yī)學(xué)科研科學(xué)性的前提n 采用恰當?shù)慕y(tǒng)計學(xué)方法是研究結(jié)論可靠、可信的前提n 課題申報、論文撰寫均有明確的統(tǒng)計學(xué)要求u研究設(shè)計u分析目的u資料類型u數(shù)據(jù)特征二、合理選擇統(tǒng)計方法的四個因素n完全隨機設(shè)計（成組設(shè)計）完全隨機設(shè)計（成組設(shè)計）-最常見，最易實施的實驗設(shè)計方案-將研究對象隨機分配隨機分配到幾個組，然后做實驗n配對設(shè)計配對設(shè)計( (區(qū)組設(shè)計區(qū)組設(shè)計) )-將具有相似特征的研

5、究對象配成對子，然后再將每個對子的對象隨機分配隨機分配到兩個組進行實驗-常見形式：同源配對（如樣品一分為二） 異源配對（按性別、體重、年齡配對） 自身前后配對（試驗前后的對比）（一）研究設(shè)計（一）研究設(shè)計n析因設(shè)計析因設(shè)計 -同時研究多個實驗因素多個實驗因素對結(jié)果的影響 -例如，研究藥物劑量藥物劑量(3mg、6mg)及給藥方式給藥方式(口服、肌注口服、肌注)對結(jié)果的影響，每種組合均需要做試驗(3mg+口服，3mg+肌注， 6mg+口服，6mg+肌注)，為22析因設(shè)計析因設(shè)計n重復(fù)測量設(shè)計重復(fù)測量設(shè)計 -同一對象在不同時間點不同時間點上進行某個指標的觀測，以分析該指標在時間上的變化。-臨床上很常

6、見的一類資料（一）研究設(shè)計（一）研究設(shè)計n對臨床資料進行統(tǒng)計描述 描述性統(tǒng)計分析方法 如，均數(shù)，中位數(shù)，標準差，百分比，頻數(shù)分布等n估計總體參數(shù) 95%可信區(qū)間n對幾組資料進行差異性檢驗 假設(shè)檢驗方法 如，t檢驗，卡方檢驗，方差分析，秩和檢驗等n探討變量之間的關(guān)系，或者自變量（影響因素）自變量（影響因素）對應(yīng)變量（結(jié)果變量）應(yīng)變量（結(jié)果變量）的影響大小 多變量分析方法 如，線性相關(guān)，線性回歸，Logistic回歸，Cox回歸、生存分析等（二）分析（二）分析目的目的數(shù)值變量數(shù)值變量資料資料 計量計量資料資料無序分類變量無序分類變量資料資料 計數(shù)計數(shù)資料資料 有序分類變量有序分類變量資料資料 等級

7、資料等級資料（三三）資料類型資料類型無序分類無序分類：指類別或?qū)傩蚤g無順序、程度之分例如，性別（男、女）為二分類 血型（A、B、AB、O）為多分類 有序有序分類分類：指類別間存在著次序，或程度上的差異。 例如，治療效果：無效、好轉(zhuǎn)、顯效、治愈 實驗室檢驗：、+、+、+數(shù)值變量數(shù)值變量：每一個觀察對象都有一個數(shù)值，且大小差異有意義例如，血紅蛋白(g/L)，住院天數(shù)，產(chǎn)前檢查次數(shù)，住院費用n任何統(tǒng)計方法都有自己的適用條件，只有當某個或某些條件滿足時，統(tǒng)計計算公式才成立n適用條件可根據(jù)數(shù)據(jù)特征來判斷數(shù)據(jù)的分布特征（正態(tài)、偏態(tài)）方差齊性理論數(shù)大小樣本量大?。ㄋ模ㄋ模?shù)據(jù)特征）數(shù)據(jù)特征編號 年齡 性別

8、治療組 舒張壓 心電圖 療效 NO X1 X2 X3 X4 X5 X6 1 37 男 A 11.27 正常 顯效 2 45 女 B 12.53 正常 有效 3 43 男 A 10.93 異常 有效 4 59 女 B 14.67 異常 無效 108 54 男 B 16.80 正常 無效108例高血壓患者治療后臨床記錄三、數(shù)據(jù)資料的描述三、數(shù)據(jù)資料的描述n通過繪制直方圖直方圖可以直觀了解數(shù)據(jù)的分布（一）數(shù)值變量資料的描述（一）數(shù)值變量資料的描述偏態(tài)分布偏態(tài)分布近似正態(tài)分布近似正態(tài)分布變異水平變異水平 平均水平平均水平 平均水平平均水平偏態(tài)分布形狀研究中，右偏態(tài)分布更常見，如研究中，右偏態(tài)分布更常見

9、，如住院時間，住院費用，病程住院時間，住院費用，病程等等左偏態(tài)分布較少見，如左偏態(tài)分布較少見，如考生成績考生成績有時呈左偏態(tài)分布有時呈左偏態(tài)分布n方差齊性 方差是否齊同（相等） 粗略判斷 兩組標準差之比在2.5倍以上，就得警惕方差不齊指標名稱指標名稱適用的資料適用的資料均數(shù)（X）正態(tài)分布或近似正態(tài)分布中位數(shù)（M）偏態(tài)分布、分布未知、兩端無界幾何均數(shù)（G）對數(shù)正態(tài)分布、等比資料標準差(s)正態(tài)分布或近似正態(tài)分布四分位數(shù)間距偏態(tài)分布、分布未知、兩端無界極差（R）觀察例數(shù)相近的數(shù)值變量變異系數(shù)（CV）比較幾組資料間的變異大小描述數(shù)值變量資料的常用指標描述數(shù)值變量資料的常用指標變異水平變異水平 平均水

10、平平均水平 平均水平平均水平偏態(tài)分布偏態(tài)分布近似正態(tài)分布近似正態(tài)分布中位數(shù)中位數(shù)均數(shù)均數(shù)標準差標準差P25，P75四分位數(shù)間距四分位數(shù)間距n正態(tài)分布或近似正態(tài)分布: 均數(shù) 與 標準差n偏態(tài)分布或未知分布 中位數(shù) 與 P25、P75（四分位數(shù)間距）論文中最常用組合 通常需要描述各個類別的頻數(shù)及頻率頻數(shù)及頻率（百分比）（二）分類變量資料的描述二維頻數(shù)表A A、B B 兩組兩組高血壓患者高血壓患者療效比較療效比較組別組別 治愈治愈 顯效顯效 有效有效 無效無效 合計合計 A 29 17 6 4 56 B 17 12 12 11 52 研究中通常需要列出二維頻數(shù)表研究中通常需要列出二維頻數(shù)表四、四、數(shù)

11、據(jù)資料數(shù)據(jù)資料的組間比較的組間比較n假設(shè)檢驗出發(fā)點是： 判斷樣本之間差異由什么原因造成的判斷樣本之間差異由什么原因造成的n樣本樣本數(shù)據(jù)間數(shù)據(jù)間的的差異差異有有兩種原因所兩種原因所致致 樣本來自同一總體，差異因抽樣誤差所引起 樣本來自不同總體，差異因不同總體所引起n假設(shè)檢驗以P P值值大小作為推斷依據(jù) P值大，表示差異由抽樣誤差引起可能性大 P值小，表示差異由抽樣誤差引起可能性小，即由總體不同引起的可能性大 一般以0.05作為臨界值來判斷（一）組間比較采用技術(shù)（一）組間比較采用技術(shù)-假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗n根據(jù)資料類型選擇根據(jù)資料類型選擇計量資料的計量資料的假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗 t t檢驗、檢驗、F F檢

12、驗（方差分析）、檢驗（方差分析）、Z Z檢驗檢驗、秩和檢驗、秩和檢驗（WilcoxonWilcoxon秩和檢驗、秩和檢驗、H H檢驗、檢驗、FriedmanFriedman檢驗檢驗）等）等計數(shù)資料的計數(shù)資料的假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗 卡方檢驗、卡方檢驗、Z Z檢驗檢驗等等等級資料的等級資料的假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗 秩和檢驗（秩和檢驗（WilcoxonWilcoxon秩和檢驗秩和檢驗、H H檢驗檢驗、FriedmanFriedman檢驗）檢驗）（二）組間比較常用（二）組間比較常用的的假設(shè)檢驗假設(shè)檢驗方法方法比較目的比較目的應(yīng)用條件應(yīng)用條件統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法樣本與總體比較樣本與總體比較n n較大較大Z Z檢驗檢驗

13、n n大小均可大小均可t t檢驗檢驗兩組資料的比較兩組資料的比較（完全隨機設(shè)計）（完全隨機設(shè)計）n n較大較大Z Z檢驗檢驗n n較小較小, ,正態(tài)分布正態(tài)分布, ,方差齊方差齊t t檢驗檢驗n n較小較小, ,非正態(tài)分布非正態(tài)分布, ,方差不齊方差不齊WilcoxonWilcoxon秩和檢驗秩和檢驗tt檢驗檢驗1 1、常用、常用計量資料計量資料的假設(shè)檢驗的假設(shè)檢驗比較目的比較目的應(yīng)用條件應(yīng)用條件統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法配對資料的比較配對資料的比較n n較大（任意分布）較大（任意分布）配對設(shè)計配對設(shè)計Z Z檢驗檢驗（配對設(shè)計）（配對設(shè)計）n n較小，差值為正態(tài)較小，差值為正態(tài)配對設(shè)計的配對設(shè)計的t t

14、檢驗檢驗n n較小，差值為非正態(tài)較小，差值為非正態(tài)配對設(shè)計的秩和檢驗配對設(shè)計的秩和檢驗多組資料的比較多組資料的比較正態(tài)分布，方差齊正態(tài)分布，方差齊方差分析方差分析（完全隨機設(shè)計）（完全隨機設(shè)計）非正態(tài)分布，方差不齊非正態(tài)分布，方差不齊秩和檢驗（秩和檢驗（H H檢驗）檢驗）配伍資料的比較配伍資料的比較正態(tài)分布，方差齊正態(tài)分布，方差齊配伍設(shè)計的方差分析配伍設(shè)計的方差分析（配伍設(shè)計）（配伍設(shè)計）非正態(tài)分布，方差不齊非正態(tài)分布，方差不齊配伍設(shè)計的秩和檢驗配伍設(shè)計的秩和檢驗（FriedmanFriedman檢驗）檢驗）1 1、常用、常用計量資料計量資料的假設(shè)檢驗（續(xù)表）的假設(shè)檢驗（續(xù)表）比較目的比較目的

15、應(yīng)用條件應(yīng)用條件統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法樣本率樣本率與總體率與總體率的比較的比較n n較小時較小時二項分布的直接法二項分布的直接法np5np5且且n(1-p)5n(1-p)5二項分布的二項分布的Z Z檢驗檢驗兩個率兩個率或構(gòu)成比或構(gòu)成比的比較（完全隨的比較（完全隨機設(shè)計）機設(shè)計）np5np5且且n(1-p)5n(1-p)5二項分布的二項分布的Z Z檢驗檢驗n40n40且且T5T5卡方檢驗卡方檢驗n40n40且且1T51T5校正校正卡方卡方檢驗檢驗n40n40或或T1T40 40配對卡方檢驗配對卡方檢驗np5np5且且n(1-p)5n(1-p)5校正配對卡方檢驗校正配對卡方檢驗多個率多個率或構(gòu)成比的比較

16、或構(gòu)成比的比較（完全隨機設(shè)計）（完全隨機設(shè)計）全部格子全部格子T5T5或或1T51T5小于小于25%25%卡方檢驗卡方檢驗T1T1或或1T51T5超過超過25%25%FisherFisher精確檢驗精確檢驗2 2、常用、常用計數(shù)資料計數(shù)資料假設(shè)檢驗方法（續(xù)表）假設(shè)檢驗方法（續(xù)表）比較目的比較目的統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法兩組比較（完全隨機設(shè)計）兩組比較（完全隨機設(shè)計）多組比較（完全隨機設(shè)計）多組比較（完全隨機設(shè)計）Wilcoxon秩和檢驗秩和檢驗秩和檢驗（秩和檢驗（H檢驗）檢驗）配伍設(shè)計配伍設(shè)計秩和檢驗（秩和檢驗（Friedman檢驗）檢驗）配對設(shè)計配對設(shè)計符號秩和檢驗符號秩和檢驗3 3、常用、常用等級

17、資料等級資料假設(shè)檢驗方法假設(shè)檢驗方法 實例1 30只大鼠隨機分為A、B、C三組，每組10只，分別給予三種藥物，5天后測定某指標值如下表。 幾個例子資料特點：完全隨機設(shè)計，計量資料，三組資料特點：完全隨機設(shè)計，計量資料，三組不妥的方法：t檢驗恰當?shù)姆椒ǎ悍讲罘治?實例2 36只大鼠隨機分為對照組、實驗組1、實驗組2三組，每組12只，分別給予三種飼料，分別于10天、15天、20天、25天測定大鼠體重，如下表。 資料特點：完全隨機設(shè)計，計量資料，三組，重復(fù)測量資料特點：完全隨機設(shè)計，計量資料，三組，重復(fù)測量不妥的方法：每個時間點用t檢驗或方差分析恰當?shù)姆椒ǎ褐貜?fù)測量的方差分析 實例3 72只小鼠隨機

18、分為3組，每組24只，進行實驗，分別于試驗后1，3，5，7天處死小鼠6只小鼠，測定大腦中酪氨酸激酶B的表達水平，如下表。 資料特點：計量資料，三組，重復(fù)測量資料特點：計量資料，三組，重復(fù)測量? ? 析因設(shè)計析因設(shè)計? ?不妥的方法：每個時間點用t檢驗，重復(fù)測量的方差分析恰當?shù)姆椒ǎ?4析因設(shè)計方差分析 實例4 兩組手術(shù)病人，采用兩種不同的鎮(zhèn)痛方式（試驗組、對照組），于手術(shù)后24小時測定血清中的IL-6，結(jié)果如下表。 資料特點：計量資料，兩組，標準差相差比較大資料特點：計量資料，兩組，標準差相差比較大( (方差不齊方差不齊) )不妥的方法：t檢驗恰當?shù)姆椒ǎ簍檢驗 或者 Wilcoxon秩和檢驗 實例5 兩組病人，采用兩種藥物治療，治療療效如下表。經(jīng)卡方檢驗，P=0.0486，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。因此可以認為試驗組的療效比對照組的療效好。 資料特點：計數(shù)資料，兩組，例數(shù)比較少資料特點：計數(shù)資料，兩組，例數(shù)比較少不妥的方法：卡方檢驗恰當?shù)姆椒ǎ篎isher精確檢驗 實例6 兩組病人，采用兩種藥物治療，治療療效如下表。經(jīng)卡方檢驗，P=0.0570，差異無統(tǒng)計學(xué)意義。資料特點：等級資料，兩組資料特點：等級資料，兩組不妥的方法：卡方檢驗恰當