临床科研中正确抉择统计学方法

关于临床科研中正确抉择统计学方法一、四个因素

熟悉和掌握下述四个因素是正确进行统计分析的基础第2页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）分析目的统计描述统计指标、统计图或统计表均数、标准差、率、构成比统计推断（参数估计、假设检验）相关分析以相关系数来衡量各因素间的密切程度和方向回归分析研究某因素与另一因素的依存关系第3页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）资料类型数值变量资料－计量资料无序分类变量资料－计数资料有序分类变量资料－等级资料注意：不宜将定量资料转化为分类资料第4页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）设计方法每一种科研设计方法都有与之相适应的统计方法成组设计t检验配对t检验条件Logistic回归非条件Logistic回归第5页,共83页，2024年2月25日，星期天（四）数理统计条件数理统计与概率论是统计的理论基础只有当某个或某些条件满足时，某个数理统计统计公式才成立涉及最多是数据分布特征其次方差齐性理论数大小第6页,共83页，2024年2月25日，星期天二、数据资料的描述第7页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）数值变量资料的描述描述集中趋势的指标，用以反映一组数据的平均水平描述离散程度的指标，用以反映一组数据的变异大小（两类指标的联合应用才能全面描述一组数值变量的基本特征）第8页,共83页，2024年2月25日，星期天描述数值变量资料的常用指标指标名称适用的资料均数（X）正态分布或近似正态分布中位数（M）偏态分布、分布未知、两端无界几何均数（G）对数正态分布、等比资料标准差(s)正态分布或近似正态分布四分位数间距偏态分布、分布未知、两端无界极差（R）观察例数相近的数值变量变异系数（CV）比较几组资料间的变异大小第9页,共83页，2024年2月25日，星期天均数与标准差联合使用描述正态分布或近似正态分布资料的基本特征中位数与四分位数间距联合使用描述偏态分布或未知分布资料的基本特征最为常见的错误是不考虑这些指标的适用范围和条件的滥用第10页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）分类变量资料的描述以比代率，即误将构成比（proportion）当作率（rate）来描述某病发生的强度和频率把各种不同的率相混淆，如把患病率与发病率、死亡率与病死率等概念混同第11页,共83页，2024年2月25日，星期天描述分类变量资料的常用指标指标名称计算公式意义率发生某现象的观察单位数可能发生某现象的观察单位数描述事件发生的强度和频率构成比A×100%A＋B＋….事物内部各组成部分所占的比重发病率Incidence一年内发生的某病新病例数／同年平均人口数在一定时间(一般为1年)内,某人群中发生某种疾病的新病例频率。患病率(现患率)Prevalence某特定时间内某人群中发现有某种疾病者的比例。死亡率Mortality死亡率=一年内总死亡数／同年平均人口数在一定时间(一般为1年)内,某人群中死亡的频率。病死率Casefatalityratio因某病死亡人数／患该病的总数患某病者中因该病死亡者占的比例。第12页,共83页，2024年2月25日，星期天三、数据资料的比较第13页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）假设检验的基本思想样本数据间的不同有两种原因所致样本来自同一总体，样本指标间的不同是由于抽样误差所引起样本分别来自不同的总体，其样本指标间的不同是由于来源于不同的总体所致第14页,共83页，2024年2月25日，星期天假设检验是反证法原理的统计应用假设两个样本均数可能来源于同一总体，然后计算出在此假设下的某个统计量的大小，当这个统计量在其分布中的概率较小时（如p≤0.05）我们就拒绝其假设，而接受其对立假设，认为两样本分别来自不同的总体。第15页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）假设检验的基本步骤建立检验假设（三个内容）无效假设（nullhypothesis）H0备择假设（alternativehypothesis）H1检验水准（sizeoftest）α计算统计量根据统计量的值来得到概率（p）值；再按概率值的大小得出结论第16页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）假设检验的注意事项前提研究者需要通过样本的信息去推断总体的结论各样本资料对其总体应具有良好的代表性第17页,共83页，2024年2月25日，星期天假设检验的概率大小与结论的关系当p≤α时，概率越小，越有理由拒绝H0假设（无差别的假设），即拒绝H0假设的可信程度就越大注意：当p≤α时，不能说“概率越小，组间的差别就越大”第18页,共83页，2024年2月25日，星期天假设检验的结论不能绝对化在作出结论时，要避免使用绝对的或肯定的语句当p≤α时，只要p≠0，我们无法完全拒绝无差别的假设，即不能肯定各总体间有差别当p＞α时，只要p≠1，我们无法完全接受无差别的假设，即不能肯定各总体间无差别第19页,共83页，2024年2月25日，星期天两组与多组比较两组比较：t检验、u检验、两组秩和检验、四格表和较正四格表的X2检验等多组比较：方差分析、多组秩和检验、行乘列X2检验等（也可用于两组比较）注意：错误使用两组比较的方法代替多组比较的情况并不少见，如，三个均数比较用三个t检验、四个t检验第20页,共83页，2024年2月25日，星期天假设检验结论的两类错误当p≤α时，做出“拒绝其无差别的假设，可认为各总体间有差别”的结论时就有可能犯错误，这类错误称为第一类错误（typeⅠerror）其犯错误的概率用α表示，若α取0.05，此时犯Ⅰ型错误的概率≤0.05，若假设检验的p值比0.05越小，犯第一类错误的概率就越小。当p＞α时，做出“不拒绝其无差别的假设，还不能认为各总体间有差别”的结论时就有可能犯第二类错误（typeⅡ）其犯错误的概率用β表示，通常β为未知数，但假设检验p值越大，犯第二类错误的概率就越小第21页,共83页，2024年2月25日，星期天注意：当认为干预有负影响时，应使用双侧检验法。除非你有非常可信的证据证明这种差异仅在一个方向存在，否则，你需要用双侧检验法。第22页,共83页，2024年2月25日，星期天（四）常用的假设检验方法计量资料的假设检验计数资料的假设检验等级资料的假设检验第23页,共83页，2024年2月25日，星期天1、常用计量资料的假设检验比较目的应用条件统计方法样本与总体比较例数较大u检验例数较小t检验两组资料的比较（完全随机设计）例数较大u检验例数较小，来自正态分布且方差齐成组设计的t检验例数较小且非正态分布或方差不齐成组设计的秩和检验／中位数检验第24页,共83页，2024年2月25日，星期天统计学处理方法的选择单个自变量资料的统计学分析方法自变量因变量统计方法属性属性卡方(χ2)检验二分(属性)数值t-检验多分(属性)数值方差分析属性数值(有截缩)寿命表法/积限法数值数值回归(或相关)分析第25页,共83页，2024年2月25日，星期天统计学处理方法的选择两个或以上自变量资料的统计学分析方法自变量因变量统计方法属性属性对数-线性属性或数值属性(二分)logistic回归属性或数值属性(多分)判别分析属性数值方差分析数值数值多元回归数值或属性数值(有截缩)Cox回归属性(有混杂)数值协方差分析数值─因子分析或聚类分析第26页,共83页，2024年2月25日，星期天1、常用计量资料的假设检验（续表）比较目的应用条件统计方法配对资料的比较例数较大（任意分布）配随设计u检验（配对设计）例数较小，差值来自正态配对设计的t检验例数较小，差值为非正态配对设计的秩和检验多组资料的比较各组均数来自正态分布且方差齐成组设计的方差分析（完全随机设计）各组为非正态分布且方差不齐成组设计的秩和检验配伍资料的比较各组均数来自正态分布且方差齐配伍设计的方差分析（配伍设计）各组为非正态分布且方差不齐配伍设计的秩和检验第27页,共83页，2024年2月25日，星期天2、常用计数资料假设检验方法比较目的应用条件统计方法样本率与总体率的比较n较小时二项分布的直接法np>5且n(1-p)>5二项分布的u检验两个率或构成比的比较（完全随机设计）np>5且n(1-p)>5二项分布的u检验n>40且T>5四格表的X2检验n>40且1<T<5较正四格表的X2检验n<40或T<1四格表的确切概率法第28页,共83页，2024年2月25日，星期天2、常用计数资料假设检验方法（续表）比较目的应用条件统计方法配对四格表比较（配对设计）b+c>40配对X2检验np>5且n(1-p)>5较正配对X2检验多个率或构成比的比较（完全随机设计）全部格子T>5或少于1/5的格子1<T<5列联表的X2检验若有T<1或有多于1/5的格子1<T<5列联表的确切概率法第29页,共83页，2024年2月25日，星期天3、常用等级资料假设检验方法比较目的统计方法两组比较（完全随机设计）多组比较（完全随机设计）两组比较的秩和检验多组比较的秩和检验配伍设计配伍设计的秩和检验配对设计符号秩和检验第30页,共83页，2024年2月25日，星期天四、变量间的相关分析第31页,共83页，2024年2月25日，星期天数据资料的比较，是同一指标的不同处理组间的比较。在临床研究工作中，常常涉及疾病危险因素的研究和疾病危险因素的探讨，即分析某个因素与疾病间的关系注意：相关关系并不等于因果关系第32页,共83页，2024年2月25日，星期天1、常用数值资料的关系分析方法比较目的应用条件统计方法两变量的依存关系正态单变量资料直线回归Ⅰ型正态双变量资料直线回归Ⅱ型两变量的相关关系正态双变量资料直线相关两变量均不服从正态等级相关第33页,共83页，2024年2月25日，星期天2、无序分类变量（计数资料）的相关分析前瞻性研究相对危险度（RR）归因危险度（AR）回顾性研究比值比（OR）第34页,共83页，2024年2月25日，星期天3、有序分类变量（等级资料）等级相关参数检验积矩相关系数(Pearson’sγ)非参数检验Spearman等级相关系数第35页,共83页，2024年2月25日，星期天诊断性试验的研究与评价

第36页,共83页，2024年2月25日，星期天第一节诊断性试验研究的方法与评价条件第37页,共83页，2024年2月25日，星期天一、确定金标准诊断性试验的金标准(goldstandard)是指当前临床医师公认的诊断疾病最可靠的方法，也称为标准诊断。应用金标准可以正确区分“有病”或“无病”。拟评价的诊断性试验对疾病的诊断，必须有金标准为依据，所谓金标准包括活检、手术发现、细菌培养、尸检、特殊检查和影象诊断，以及长期随访的结果。第38页,共83页，2024年2月25日，星期天二、选择研究对象诊断性试验的研究对象，应当包括两组;一组是用金标准确诊"有病"的病例组，另一组是用金标准证实为"无病"的患者，称为对照组。所谓"无病"的患者，是指没有金标准诊断的目标疾病，而不是完全无病的正常人。病例组应包括各型病例:如典型和不典型的，早、中与晚期病例，轻、中与重型的，有和无并发症者等，以便使诊断性试验的结果更具有临床实用价值。对照组可选用金标准证实没有目标疾病的其他病例，特别是与该病容易混淆的病例，以期明确其鉴别诊断价值。正常人一般不宜纳人对照组。第39页,共83页，2024年2月25日，星期天三、盲法比较诊断性试验与金标准的结果评价诊断性试验时，采用盲法具有十分重要的意义，即要求判断试验结果的人，不能预先知道该病例用金标准划分为"有病"还是"无病"，以免发生疑诊偏倚。新的诊断性试验，对疾病的诊断结果应当与金标准诊断的结果进行同步对比，并且列出格表，以便进一步评估，其方法如下。(I)用金标准诊断为"有病"的病例数为a+c;(2)上述"有病"的病例经诊断性试验检测，结果阳性者为a，阴性者为c;(3)金标准诊断"无病"的例数为b+d，其中经诊断性试验检测阳性者为b，阴性者为d;(4)列出四格表，将a，b，c，d的例数分别填入下列四格表(表1);如从论著资料中数据，不能列出四格表的诊断性试验，则无法进行评价。第40页,共83页，2024年2月25日，星期天表1四格表的排列金标准（诊断标准）合计有病无病诊断性试验+真阳性a假阳性ba+b_假阴性c真阴性da+c合计a+cb+dn第41页,共83页，2024年2月25日，星期天敏感度(sensitivity,SN)是正确诊断的真阳性病例在中风组中所占的百分率，计算公式为：SN=a/(a+c)

100%特异度(specificity,SP)是正确诊断的真阴性部分所占百分率，计算公式为：SP=d/(b+d)

100%准确性(accuracy,AC)反映了诊断试验结果与金标准试验结果的符合或一致程度，计算公式为：AC=(a+d)/N阳性预测值(positivepredictivevalue,PPV)是诊断试验为阳性结果中金标准证实患中风者所占的百分率，计算公式为：PPV=a/(a+b)

100%阴性预测值(negativepredictivevalue,NPV)是诊断试验为阴性结果中金标准证实未患中风者所占的百分率，计算公式为：NPV=d/(c+d)

100%.阳性似然比(positivelikelihoodratio,LR+)为患中风组真阳性率和未患中风组假阳性率的比值，计算公式为：LR+=SN/(1-SP)，表明诊断性试验为阳性时患病于不患病的比值,比值越大则患病的概率越大.

阴性似然比(negativelikelihoodratio,LR-)为患中风组假阴性率与未患中风真阴性率的比值，计算公式为：LR-=(1-SN)/SP,表明诊断试验为阴性时,患病与不患病时机会的比值.第42页,共83页，2024年2月25日，星期天第二节诊断性试验的应用及其临床意义第43页,共83页，2024年2月25日，星期天1.ROC曲线ROC曲线(receiveroperatorcharacteeristiccurve)又称受试者工作特征曲线,在诊断性试验中,用于正常值临界点的选择,对临床实验室工作尤为重要.诊断资料可以按资料的等级或性质归纳成2X2表（四格表）或行列表。一般地说，如果诊断资料本身为二值变量，即诊断的结果为阳性和阴性，则归纳成四格表最合理。如果诊断资料为等级或连续变量，归纳成四格表就会造成信息的浪费，这是，最好资料归纳成行列表，这样可以最大限度地利用信息。如果诊断实验的资料为连续变量，可以将资料按一定的等级分级，归纳成行列表进行分析。第44页,共83页，2024年2月25日，星期天表2CPK诊断心肌梗塞资料归纳表

CPK(u)AMIAMI合计有无>2809719880~2791181513340~791326411~3928890合计230130360第45页,共83页，2024年2月25日，星期天

象这样的行列表，我们可以将其分割成表3形式的四格表，分别计算各指标，计算的结果见表3。表3各种界值的阳性率及假阳性率

由表3可见，灵敏度和假阳性率随界值的降低而生高，但特异度则随界值的降低而降低。根据这样的关系，我们可以用假阳性率为横坐标，灵敏度为纵坐标做ROC曲线，见下图。指标(%)界值>28080~27940~791~39敏感度429399100特异度9988680假阳性率101232100第46页,共83页，2024年2月25日，星期天

1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10(特异度)1.0灵0.9-〈=400.8-80-敏0.7-0.6-度0.5-0.4->2800.3-0.2-0.10曲线左上角灵敏度是1.0（100%），假阳性率是0，即所有的病人全部被确诊，所有无病者都不会误诊。距左上角距离越近的曲线实验效果越好；在ROC曲线上，靠坐上角距离最近的界点作为界值最好。（Q：为什么？）在左上角处（灵敏度+特异度）/2的值最大，可以根据此及实际工作的需要来确定具体诊断实验的界值。用ROC曲线可以比较不同诊断实验的优劣（Q：解释理由）。第47页,共83页，2024年2月25日，星期天2.似然比的临床应用似然比(likelihoodratio)是诊断试验综合评价的理想指标,它综合了敏感度与特异度的临床意义,而且可依据试验结果的阳性或阴性,计算患病的概率,便于在诊断试验检测后,更确切地对患者作出诊断.真阳性率越高,则阳性似然比越大.第48页,共83页，2024年2月25日，星期天表4AMI患者CPK分层检测结果

Q:某患者男性,40岁,活动后感胸前区疼痛,在医院查CPK为72u,问患AMI的可能性有多大?

(0.5,0.30,0.23)

CPK(u)AMI(+)AMI(-)+LRn比例n比例>2809797/230=0.4211/130=0.010.42/0.01=4280~279118118/230=0.511515/130=0.120.51/0.12=4.2040~791313/230=0.062626/130=0.200.06/0.20=0.301~3922/230=0.018888/130=0.670.01/0.67=0.01合计230a/(a+c)130b/(b+d)第49页,共83页，2024年2月25日，星期天第50页,共83页，2024年2月25日，星期天第51页,共83页，2024年2月25日，星期天第三节诊断性试验的评价原则第52页,共83页，2024年2月25日，星期天1.1981年确定的国际通用的评价原则2.1997年TrishaGreenhalgh在BMJ上提出的证实诊断试验有效的10条问题3.2000年Sackett在循证医学第二版提出的8条原则第53页,共83页，2024年2月25日，星期天1.1981年确定的国际通用的评价原则1.1诊断性试验与金标准盲法比较和评价1.2纳入研究病例的分析与评价1.3病例的来源和研究工作的安排是否作了叙述1.4诊断性试验的重复性及其临床意义是否明确1.5诊断性试验所确定的正常值是否合理可靠1.6在一系列试验中该诊断性试验是否最正确1.7诊断性试验的方法及重复性分析1.8诊断性试验的实用性如何第54页,共83页，2024年2月25日，星期天2.1997年TrishaGreenhalgh在BMJ上提出的证实诊断试验有效的10条问题Q1:Isthistestpotentiallyrelevanttomypractice?Q2:Hasthetestbeencomparedwithatruegoldstandard?Q3:Didthisvalidationstudyincludeanappropriatespectrumofsubjects?Q4:Hasworkupbiasbeenavoided?Q5:Hasexpectationbiasbeenavoided?Q6:Wasthetestshowntobereproducible?Q7:Whatarethefeaturesofthetestasderivedfromthisvalidationstudy?Q8:Wereconfidenceintervalsgiven?Q9:Hasasensible"normalrange"beenderived?Q10:Hasthistestbeenplacedinthecontextofotherpotentialtestsinthediagnosticsequence?

第55页,共83页，2024年2月25日，星期天脑卒中患者生存质量

的评定及研究现况

第56页,共83页，2024年2月25日，星期天随着WHO健康新概念的提出以及医学模式由生物医学模式逐渐向生物-心理-社会医学模式转变，传统的评价指标体系仅关注生命的保存与局部躯体功能改善，而既不能表达健康的全部内涵，也未能体现具有生物-心理和社会属性的人的整体性和全面性。第57页,共83页，2024年2月25日，星期天随着疾病谱的改变，医疗的主要目标由急性传染病转向癌症、心脑血管等慢性病。这些疾病较难治愈，很难用治愈率来评价治疗效果，用期望寿命、死亡率、生存时间等客观生命“量”的指标，由于成效递减规律，这些数量指标相对比较稳定，所以有必要寻求更敏感的指标来反映不断变化的健康状况。第58页,共83页，2024年2月25日，星期天QOL正是鉴于以上深刻的社会背景于70年代成为医学领域的研究热潮，80年代后则重点转向特定肿瘤与心脑血管等慢性病测评，并研制出大量疾病专门化测定量表。第59页,共83页，2024年2月25日，星期天一、QOL的概念

QOL至今仍无统一的定义，但大多数研究者认为它是多维的,包含机体、心理精神和社会三个广泛领域第60页,共83页，2024年2月25日，星期天Haan等通过五个脑卒中量表与残疾、残障和QOL的评定比较研究发现：一个人的残疾最直接地受残损的影响，残障被定义为残损和残疾所导致的社会性后果，而QOL被定义为疾病所致后果的更广泛的领域，包括残疾和残障的成分，还有病人所承受的健康状态和幸福感第61页,共83页，2024年2月25日，星期天按照近来WHOQOL的工作组定义，它是指不同文化和价值体系中的个体对与他们的目标、期望、标准和所关心的事情有关的生活状况的体验。因此QOL是一个与个人身体健康情况、心理状态、独立水平、社会关系、个人信仰以及所在环境的特点有着明显关系的、内容复杂的概念。第62页,共83页，2024年2月25日，星期天QOL相应的中文翻译也较为混乱，诸如生活质量、生命质量、生存质量、生活质素等。但中国生物医学文献数据库（CBM）以“生活质量”作为主题词。第63页,共83页，2024年2月25日，星期天表1生命质量（广义）的三个层次

低层中层高层参考译名生存质量生活质量（狭义）生命质量需求层次

生理（食、睡、性）维持生存

生理、安全、爱与隶属、尊重

生理、安全、爱与隶属尊重、自我实现

主要应用领域

医学社会学

医学与社会学综合领域

第64页,共83页，2024年2月25日，星期天二、脑卒中患者QOL与残损、残疾和残障的关系

第65页,共83页，2024年2月25日，星期天1980年WHO国际残疾分类（ICIDH）[10]强调疾病后果应在残损（impairment）、残疾（disability）、残障（handicap）三个水平上进行，并在国际脑卒中康复的研究中逐步形成了比较统一的认识。目前对残损（功能障碍）和残疾（能力障碍）两个水平的评定已很少引起争议，筛选出了一批比较公认成熟的量表。第66页,共83页，2024年2月25日，星期天按ICIDH定义，残障是指确定一个人由于残损或残疾而引起的限制或妨碍他在社会中达到正常角色的不利因素的程度，是由于作为社会存在的人的水平上一残疾。常见的残障量表是改良的Rankin量表(RS)

及其反复修订后的OHS，然而即便是多次修改，对两个量表的主要异议之一是它评定的是残疾而非残障。Haan等人对反复修订的RS进行了效度研究发现，不应该把它看作纯残障评定方法，而应看作是具有残疾指症的全面的机能健康指数。因此，总的来说，在脑卒中的残障评定方面，还没有公认成熟的量表。发展QOL的评定量表似乎是一个方向，如主观取向的QOL和脑卒中专门化健康相关QOL评定已成为一个热点第67页,共83页，2024年2月25日，星期天三、QOL评估的必要性及重要性第68页,共83页，2024年2月25日，星期天现代医学正由传统的经验医学向循证医学转变，病人由客体（被动治疗）的地位转变为复合主体地位，共同参与临床诊断、治疗决策。治疗方案的选择、疗效的评定应兼顾生存的时间与生存质量，如乳腺癌治疗中的根治术，虽延长了患者生命，但由于失去乳房、胸部塌陷产生的自卑感也影响其正常社交生活，严重影响生活质量。因此国内外多采用能同时提高生命量与质的保守性手术。第69页,共83页，2024年2月25日，星期天若不进行QOL测量，一项治疗尽管其疗效被认为是完全成功的,但心理社会功能可能很差，例如，根据Bathel指数评分，患者功能完全独立，但在就业、情感等方面却可能受限。而一项有利于心理社会状态改善的治疗却可能因未能改善机体功能而遭淘汰。近来溶栓治疗的开展和神经保护性治疗的开发，均急需改进对脑卒中结局的测量，包括QOL测量。第70页,共83页，2024年2月25日，星期天四、QOL量表选择评价标准1998年英国国家健康服务（UKNationalHealthService,NHS）机构制定了健康技术评定（HealthTechonologyAssessment,HTA），推鉴在选择结局测量时应考虑以下标准第71页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）信度和效度要使确信QOL测量的科学严谨性，信度(reliability)和效度（validity）的证据是关键。第72页,共83页，2024年2月25日，星期天1、信度是指量表在不同观察评定者、不同时期测量同一被试对象所得相同结果的可靠程度。信度分析是检测评估的随机误差。常用主要方法包括：（1）重测信度（test-retestreliability）；（2）分半信度（split-halfreliability）：采用Spearman-Brown公式计算；（3）内部一致信度（internalconsistentreliability）：通过计算KR20或Cronbachα系数来评价；（4）评定者之间信度（inter-testerreliability）：计算Kappa值。第73页,共83页，2024年2月25日，星期天2、效度是指工具测定它打算测定的内容的程度。即实际测量结果与理论值、真实值或“金标准”（goldstandard）符合的程度。效度分析是检验测定中的系统误差。第74页,共83页，2024年2月25日，星期天内容效度（contentvalidity）：是指量表项目反映所量全部内容的程度（即脑卒中患者的生活质量）。内容效度的评估主要通过专家组、病人及文献综述的推理判断来进行，是一种逻辑方法，而非数量化的统计方法。效标效度（criterion-relatedvalidity）又称准则关联效度，是指一个量表对处于特定情境中个