醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)緒論 2

1、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)（Medical Statistics）,“不明于計(jì)數(shù)，而欲舉大事，猶無舟楫而欲經(jīng)于水險(xiǎn)也?！?--管仲,“(統(tǒng)計(jì)學(xué))是追求科學(xué)的人從荊棘叢生的困難阻擋中，開辟出道路的最好的工具?！?--Francis Galton,“統(tǒng)計(jì)根據(jù)科學(xué)方法，以繁賾事實(shí)，列記之，整理之；從大量，得共相；由已知，測(cè)未知；使樊然者，呈整齊之相；棼如者，有跡可循；復(fù)雜變量，燭照無遺；紛紜事態(tài)，一目了然，此其功也?！?--陳善林,第一章 緒論 Cha

2、rpter1：Introduction,“數(shù)字雖然枯燥，但卻能說明問題”統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門與數(shù)據(jù)有關(guān)或研究數(shù)據(jù)的學(xué)科。,統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門收集、分析、解釋與呈現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的科學(xué)。,Statistics：“A science dealing with the collection, analysis, interpretation and presentation of masses of numerical data”

3、 ----Webster 國(guó)際大辭典,一、統(tǒng)計(jì)學(xué)與醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,統(tǒng)計(jì)學(xué)（statistics）,運(yùn)用概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)的原理和方法，研究數(shù)據(jù)的收集、整理、分析和推斷的科學(xué)。,醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)（medical statistics）,用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和方法研究生物醫(yī)學(xué)問題的一門學(xué)科。,生物統(tǒng)計(jì)學(xué)（biostatistics）,應(yīng)用于整個(gè)生物學(xué)范疇，側(cè)重于人的生物方面。,衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)（health statisti

4、cs）,用于醫(yī)學(xué)和衛(wèi)生學(xué)領(lǐng)域，側(cè)重于人的社會(huì)方面，如健康狀況統(tǒng)計(jì)和衛(wèi)生服務(wù)統(tǒng)計(jì)。,,1. 計(jì)數(shù)資料2. 計(jì)量資料3. 等級(jí)資料,二、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中常用的數(shù)據(jù)類型,計(jì)數(shù)資料(count data)：,變量值表現(xiàn)為按某屬性劃分的定性類別，清點(diǎn)各類別個(gè)數(shù)后得到的資料。,數(shù)據(jù)表現(xiàn)：兩分類： 陽(yáng)性或陰性；存活或死亡； 有效或無效；男性或女性多分類：如血型： O ，A，B，AB計(jì)數(shù)資料（血型）

5、 100 52 78 32,計(jì)量資料(measurement data) ：,(1)連續(xù)變量： 身高值(cm) ：1.65，1.70 1.58，… 體重值(kg)： 52，55，61，...(2)比率變量 腦電圖波形變化率(%)：29%，37%，...,用儀器、工具或其他定量方法準(zhǔn)確獲得的定量結(jié)果，一般帶有計(jì)量單位。,等級(jí)資料(ordinal data) :,例：病情分級(jí)(Ｘ

6、1)：Ⅰ ， Ⅱ，Ⅲ 療效(X２)：痊愈、顯效、有效、無效 病人滿意度(X３)： 好、 中、 差 人數(shù) ： 50 25 5,變量值按變化程度大小劃分分類，清點(diǎn)各分類的個(gè)數(shù)后得到的資料。,,Measurement data 計(jì)量資料,,Count data 計(jì)數(shù)資料,,Ordinal data

7、 等級(jí)資料,,實(shí)例數(shù)據(jù)1,實(shí)例數(shù)據(jù)2,100例高血壓患者治療后臨床記錄,患者 年齡 性別 治療組 舒張壓 體溫 療效編號(hào) X1 X2 X3 X4 X5 X6 1 37 男 A 11.27 37.5 顯效 2 45

8、 女 B 12.53 37.0 有效 3 43 男 A 10.93 36.5 有效 4 59 女 B 14.67 37.8 無效 … … … … … … …

9、100 54 男 B 16.80 37.6 無效,,,,實(shí)例數(shù)據(jù)3,三類數(shù)據(jù)類型間的轉(zhuǎn)換,例：一組20?40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,簡(jiǎn)稱變量(variable

10、)，統(tǒng)計(jì)上習(xí)慣用大寫拉丁字母表示 ，如X、Y 、Z、… 。 變量值習(xí)慣用小寫拉丁字母表示，如性別 x1＝1(男)、x2＝1 (男)、x3＝0 (女) 、…。,三、統(tǒng)計(jì)學(xué)基本概念,（一）隨機(jī)變量(random variable),隨機(jī)變量的分類,離散型變量(discrete variable)，在一定區(qū)間變量取值為有限個(gè)，相當(dāng)于計(jì)數(shù)資料連續(xù)性變量(continuous variable)，在一定區(qū)間變量取值為無限個(gè)，相當(dāng)于計(jì)量資

11、料有序變量(ordinal variable)，相當(dāng)于等級(jí)資料,（二）同質(zhì)與變異(homogeneity and variation),同質(zhì)：指事物的性質(zhì)、影響條件或背景相同或非常相近。變異：指同質(zhì)的個(gè)體之間的差異。,同質(zhì)與變異的例子,例1 調(diào)查2004年上海市7歲男童的身高和體重同質(zhì)：2004年、上海市、7歲男童變異：身高和體重各不相同例2 研究某降壓藥的療效同質(zhì)：高血壓患者、用某藥治療變異：療效各不相同,120

12、名正常成年男子紅細(xì)胞計(jì)數(shù)值(1012/L),（三）總體與樣本(population and sample),總體：根據(jù)研究目的確定的同質(zhì)研究對(duì)象的全體(集合)。分有限總體與無限總體。,有限總體：總體中的所有研究對(duì)象事先可確定而且有限時(shí)，為一個(gè)確定的總體。,無限總體：總體中的所有研究對(duì)象事先無法全部獲得而且無限時(shí)，為一個(gè)假設(shè)的總體。,樣本：從總體中隨機(jī)抽取有代表性的部分觀察單位,（三）總體與樣本(population and sampl

13、e),隨機(jī)抽樣(random sampling)為了保證樣本的可靠性和代表性，需要采用隨機(jī)的抽樣方法（在總體中每個(gè)個(gè)體具有相同的機(jī)會(huì)被抽到）。,抽樣研究目的： 樣本觀察值結(jié)論 推論總體的情況,,從總體中隨機(jī)抽取樣本，根據(jù)樣本信息來推斷總體特征的方法，即抽樣研究。,抽樣研究(sampling research)：,參數(shù)：總體的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，如總體均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差，采用希臘字母分別記為μ、σ。固定的常數(shù)。,

14、推斷,統(tǒng)計(jì)量：樣本的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，如樣本均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差，采用拉丁字母分別記為 。 參數(shù)附近波動(dòng)的隨機(jī)變量。,（四）參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量 (parameter and statistic),（五）誤差,,誤差(error)：指實(shí)測(cè)值與真值之差、樣本指標(biāo)與總體指標(biāo)之差。,誤差的類型：,1.隨機(jī)誤差2.非隨機(jī)誤差,,反映數(shù)據(jù)的質(zhì)量,隨機(jī)誤差,非隨機(jī)誤差,,,過失誤差 ：如記錄、操作等人為因素。,系統(tǒng)誤差：病例選擇、儀器、方法的不一致,原

15、 因,誤差（Error）,多種尚無法控制的因素所引起的數(shù)據(jù)變異，醫(yī)學(xué)中主要是個(gè)體差異和測(cè)量誤差,,可避免否,不能,可控制而縮小或消除,由于樣本的隨機(jī)性引起的統(tǒng)計(jì)量與參數(shù)的差別，或同一總體的相同統(tǒng)計(jì)量之間的差別。,抽樣誤差(sampling error)：,確定性現(xiàn)象：在一定條件下，一定會(huì)發(fā)生或一定不會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。其表現(xiàn)結(jié)果為兩種事件：肯定發(fā)生某種結(jié)果的叫必然事件；肯定不發(fā)生某種結(jié)果的叫不可能事件。,隨機(jī)現(xiàn)象：在同樣條件下可能會(huì)出現(xiàn)兩

16、種或多種結(jié)果，究竟會(huì)發(fā)生哪種結(jié)果，事先不能確定。其表現(xiàn)結(jié)果稱為隨機(jī)事件。 隨機(jī)事件的特征：①隨機(jī)性；②規(guī)律性：每次發(fā)生的可能性的大小是確定的。,概率：隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小，用大寫的P表示；取值[0，1]。,（六）頻率與概率(frequency and probability),必然事件 P = 1 不可能事件 P = 0

17、 隨機(jī)事件 0 < P < 1P ≤ 0.05（5％）稱為小概率事件(習(xí)慣)，統(tǒng)計(jì)學(xué)上認(rèn)為不大可能發(fā)生。,,小概率事件,頻率(frequency)：樣本的實(shí)際發(fā)生率稱為頻率。設(shè)在相同條件下，獨(dú)立重復(fù)進(jìn)行n次試驗(yàn)，事件A出現(xiàn)f 次，則事件A出現(xiàn)的頻率為f / n。,用途：醫(yī)學(xué)中常用頻率作為某事件概率的估計(jì)值。統(tǒng)計(jì)推斷結(jié)論是基于一定可信程度下的概率推斷

18、。,頻率與概率間的關(guān)系： 樣本頻率總是圍繞概率上下波動(dòng)樣本含量n越大，波動(dòng)幅度越小，頻率越接近概率。,根據(jù)研究目的,1.研究設(shè)計(jì),2.收集 資料,3.整理資料,4.分析資料,研究對(duì)象、指標(biāo)、例數(shù)、如何準(zhǔn)確得到數(shù)據(jù)。,日常工作記錄、病歷。專門的調(diào)查和實(shí)驗(yàn)。,使資料系統(tǒng)化，便于進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析,用統(tǒng)計(jì)方法分析資料，闡述規(guī)律性，得出結(jié)論。,,,,,四、統(tǒng)計(jì)工作的基本步驟,五、統(tǒng)計(jì)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用,（一）變異的描述,數(shù)據(jù)的變異特征：1.

19、 數(shù)據(jù)的分布范圍2. 數(shù)據(jù)的分布規(guī)律,102名7歲男童坐高分布,（二）觀察對(duì)比,Farr發(fā)現(xiàn)地勢(shì)與霍亂的關(guān)系,當(dāng)1848-1849年倫敦地區(qū)霍亂流行時(shí)，統(tǒng)計(jì)學(xué)家Farr對(duì)觀察結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)居民居住的地勢(shì)越高，霍亂的死亡率越低——“瘴氣”學(xué)說(混濁空氣致病)。,（二）觀察對(duì)比,Snow發(fā)現(xiàn)自來水污染與霍亂死亡人數(shù)的關(guān)系,,（二）觀察對(duì)比,Doll與Hill發(fā)現(xiàn)的吸煙與肺癌的關(guān)系,1964年Doll和Hill將接受調(diào)查的4萬名英國(guó)

20、注冊(cè)醫(yī)生分為吸煙和不吸煙兩組，通過以后的腫瘤統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，吸煙組和不吸煙組肺癌的年平均發(fā)病率分別為1.66% 和0.07%，相對(duì)危險(xiǎn)度RR=1.66/0.07=23.7，強(qiáng)烈提示吸煙的致癌作用，為吸煙致癌更深入的研究提供了形成研究假說的基礎(chǔ)。,兩組人群發(fā)病率比較,（三）實(shí)驗(yàn)性研究,英國(guó)海軍軍醫(yī)Lind治療牙齦潰爛的研究,1747年5月20日，Lind醫(yī)生將12名病情相似的患者帶到一艘船上。患者的主要癥狀是牙齦潰爛，皮膚有出血點(diǎn)，雙膝無力。L

21、ind將12名患者分為6組，分別給予A、 B、 C 、D、 E、 F組干預(yù)。 6月16日船返回英國(guó)時(shí)，所有患者的病情都有好轉(zhuǎn)，其中E組恢復(fù)的最快、最好，其中一人到第6天就可以工作了。B組也有一人比登船時(shí)健康。,（三）實(shí)驗(yàn)性研究,法國(guó)醫(yī)生Louis對(duì)放血療法治療肺炎的研究,1835年，Louis對(duì)當(dāng)時(shí)流行的“放血”療法治療肺炎的效果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)“放血”的療效不如預(yù)期的那么好，而且早期“放血”和晚期“放血”組比較，患者的診斷、病情、病

22、程、年齡等方面的差異很大，比較平均治愈時(shí)間意義不大。因?yàn)橥砥凇胺叛苯M的平均治愈時(shí)間長(zhǎng)，但該組患者病情重、病程長(zhǎng)、年齡大。,（三）實(shí)驗(yàn)性研究,英國(guó)評(píng)價(jià)鏈霉素治療肺結(jié)核療效的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),1948年，英國(guó)首次采用隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)評(píng)價(jià)鏈霉素治療肺結(jié)核療效。研究對(duì)象是15~30歲肺雙側(cè)進(jìn)行性肺結(jié)核患者，共抽取了107例患者。試驗(yàn)時(shí)將患者隨機(jī)分為兩組，分到試驗(yàn)組的55例患者用鏈霉素治療，分到對(duì)照組的52例患者用常規(guī)方法。治療6個(gè)月后，試驗(yàn)組、對(duì)照組

23、的生存率分別為93%、73%。,六、醫(yī)學(xué)論文中的統(tǒng)計(jì),錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)方法產(chǎn)生的嚴(yán)重后果,胃冰凍療法治療胃潰瘍,“非常痛心地看到，因?yàn)閿?shù)據(jù)分析的缺陷和錯(cuò)誤，那么多好的生物研究工作面臨著被葬送的危險(xiǎn)”。,－－Yates和Healy,統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用情況,國(guó)外60-80年代調(diào)查顯示，不同醫(yī)學(xué)雜志發(fā)表論文有統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤的最高達(dá)72%，最低也有20%。,1966年，據(jù)對(duì)美國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)雜志（JAMA）等醫(yī)學(xué)雜志的來稿的統(tǒng)計(jì)顯示，149篇投稿論文中，僅有28%可以

24、接受，67%有統(tǒng)計(jì)缺陷但尚可以糾正，5%不可救藥。,“調(diào)查結(jié)果反映了醫(yī)學(xué)論文作者統(tǒng)計(jì)知識(shí)和統(tǒng)計(jì)水平的低下，也再次強(qiáng)調(diào)了生物統(tǒng)計(jì)學(xué)者不是令人生畏的檢查官。恰恰相反，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)者是我們的可貴盟友。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)不是遠(yuǎn)離我們的數(shù)學(xué)，而是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的一門基本學(xué)科，就像大廈中的一個(gè)支柱”。,－－美國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)雜志編輯,統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)造假問題,1976年New Science 雜志關(guān)于科研舞弊行為的調(diào)查，74%的調(diào)查表反映有不正當(dāng)修改數(shù)據(jù)的情況。其中，17%拼湊

25、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，7%憑空捏造數(shù)據(jù)，2%故意曲解結(jié)果。,舍恩(Schon)事件—貝爾實(shí)驗(yàn)室兩種超重元素發(fā)現(xiàn)造假事件—?jiǎng)趥愃?#183;伯克利實(shí)驗(yàn)室,統(tǒng)計(jì)學(xué)的未來,社會(huì)需要生物統(tǒng)計(jì)學(xué)“統(tǒng)計(jì)學(xué)的年輕人有足夠的就業(yè)機(jī)會(huì)，學(xué)術(shù)界、工業(yè)部門、政府機(jī)構(gòu)” ?！霸诿绹?guó)，很高比例的統(tǒng)計(jì)研究生出生于外國(guó)，畢業(yè)后留在美國(guó)”。(National Science Foundation (1998) report 98-95),統(tǒng)計(jì)學(xué)的未來,“對(duì)生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的需求