中医药统计学课件 中医药统计学ppt课件

单击此处编辑母版标题样式 单击此处编辑母版副标题样式 *1 中医药统计学 n 第一章 绪论 引子：概率应用示例 n 随机50个人聚在一起，其中有两个 人生日是同一天的概率在97%以上，几 乎可以说50个人中一定有两个人是同一 天的生日。神奇吧！计算如下： 统计应用示例 n 李颖同学的中医基础理论与 伤寒论成绩分别为87分与80分，李颖 同学所在班的这两门课程的平均成绩分 别为80分和65分，标准差分别为7分和10 分。那么，在班里，李颖同学擅长中 医基础理论还是伤寒论的学习？ n标准正态分布下： n n李颖同学在班里中医基础理论成绩 排在前16%，伤寒论成绩排在前7% ，可见李颖同学比较擅长伤寒论的 学习。耐人寻味吧！ 医药统计应用示例 n 小儿麻痹症在没有研制出疫苗之前是一种瘫痪或 死亡率很高的疾病。在疫苗人体试验的过程中，科学 家随机抽取了400000名儿童并随机分成两组，试验组 注射疫苗，对照组注射安慰剂。结果发现试验组和对 照组分别有56、138名儿童患上该病。56与138的差别 是由随机抽样造成的，还是由疫苗的免疫作用所致的 ？统计推断分析结论是二者的差别超出了随机性本身 所能解释的范围，疫苗有效。从此以后，这种疫苗普 遍接种，在许多国家根除了小儿麻痹症。这是统计学 为医学研究提供有力支持的代表实例之一。 n脊髓灰质炎病毒是引起脊髓灰质炎的病 毒。该疾病传播广泛，是一种急性传染 病。病毒常侵犯中枢神经系统，损害脊 髓前角运动神经细胞，导致肢体松弛性 麻痹，多见于儿童，故又名小儿麻痹症 。 三类现象 数学研究方法 统计学(statistics) n是研究随机现象数量规律性的应用数学 ，是从随机现象数据中提取信息、知识 的一门科学与艺术，是一门方法性学科 。它分为理论统计学和应用统计学两大 类。 理论统计学(theoretical statistics) n即数理统计学(mathematical statistics)， 是以概率论为基础，从纯理论的角度， 对统计方法加以推导论证，中心的内容 是统计推断问题，实质是以归纳方法研 究随机现象的一般规律。 应用统计学(applied statistics) n是数理统计学的原理方法在不同学科领域的具 体应用。 n数理统计学在生物学中的应用形成了生物统计 学(biostatistics)； n在医学中的应用形成医学统计学（medical statistics)、卫生统计学(health statistics)和中 医药统计学(statistics for traditional chinese medicine)等。 中医药统计学 （statistics for traditional chinese medicine) n是研究中医药领域中随机现象客观规律 的一门方法性学科，它运用数理统计学 的基本原理与方法，结合医药实际，阐 述中医药领域研究设计、收集资料、整 理资料、分析资料、结果报告与结论表 达。它属于应用统计学，是医药科学研 究的重要工具与手段。 统计学的发展简史 n人类实践是统计学产生的源泉，人类认 识是统计学发展的动力。远古时代，人 类利用手指、石子、贝壳、小木棍以及 绳索等工具进行的计数活动就蕴藏着统 计萌芽，但是，人类由统计实践上升到 统计学，却只有300多年的历史。 n17世纪中叶至18世纪初期为古典统计学 的发展时期。统计学一词源于state，统 计学意指国家国情的叙述，其研究方法 主要采用文字记述和形式逻辑比较法， 用于人口、国力等情况的统计和分析。 n18世纪后叶至20世纪初期为近代统计学 的发展时期。误差理论和大数法则得到 了应用和发展，其研究方法主要是建立 在大样本上的大量观察法，重视运用统 计指标和统计图表对数字资料进行统计 描述。 n20世纪初期至今为现代统计学的发展时 期。1908年，英国统计学家戈赛特（ W.S.Gosset，1876-1937）在生物统计杂 志“Biometrika”上以笔名student发表了t 分布，开创了小样本的研究，从而使统 计学由“描述统计”向“推断统计”发展，开 创了现代统计学的新纪元。20世纪50年 代，电子计算机技术的发展和应用，促 进了统计方法的应用与发展。 n当今，现代统计学的发展有如下几个明显趋势 ：随着数学的发展，统计学依赖和吸收的数学 方法越来越多；统计方法与计算机技术相结合 ，已渗透到了所有学科部门，以统计学为基础 的边缘学科不断形成；统计与实质性学科（如 社会、经济、生物、医学等）、统计软件、现 代信息相结合，所发挥的功效日益增强；统计 学的作用与功能已从描述事物现状、反映事物 规律，向抽样推断、预测未来变化方向发展， 已成为具有方法论性质的综合性学科。 统计学的研究对象 n 统计学所研究的对象是具有变异的 事物，其变异为同质基础上的变异。 n同质（homogeneity）指观察单位间被 研究指标的影响因素相同。（可控因素 ） n变异（variation）指在同质基础上各观 察单位间某观察指标的差异。 n统计学是处理变异数据的科学，没有变 异就无需统计学。 n医药事物（现象）大多数都是具有变异 的事物（现象），概率论称具有变异的 事物（现象）为随机事件。 n中医药统计学可将医药随机事件通过一 定数量的观察、对比、分析与推断，由 偶然性（不确定性）现象的剖析，发现 事物内在的必然性（确定性）规律。 中医药统计学的主要内容 n中医药统计学以研究统计设计和统计方 法为主要内容。 n研究统计设计：实验设计、临床试验设 计以及调查设计等 n统计方法包括：统计描述、统计推断和 关系分析等。 统计学的特点和基本思想 n统计学认识事物现象有如下特点： 数量性、群体性、具体性和概率性等。 n统计学的基本思想可归纳为： 变异、随机抽样研究和概率的思想。 统计结论中没有“证明”， 只有在一定概率水平上的推论。 第二节 统计学几个基本概念 n总体与样本 n参数与统计量 n误差 n概率 总体与样本 n总体（population） 是根据研究目的所 确定的同质观察单位的全体。 n有限总体 与无限总体 n样本（sample） 是从总体中随机抽取 的具有代表性的个体的集合。 n抽样研究（sampling study）是从总体中 抽取样本，通过对样本的定量或定性测 量结果来推断总体。 n抽样研究的目的是用样本的特征正确可 靠地推断总体的特征，所以样本必须对 总体具有良好的代表性，抽样研究应注 意如下几点： n样本含量足够大 n遵循随机抽样原则 n样本的构成分布应基本上与总体构成分 布保持一致 参数与统计量 n反映总体的统计指标称为参数（ parameter），用希腊字母表示，如： n反映样本的统计指标称为统计量 (statistics)，用拉丁字母或英文字母表示 ，如： n对某一事物而言，总体参数是该事物本 身固有的、不变的，而统计量则随着实 验不同而不同，但统计量的分布是有规 律的，如小样本均数服从t分布，大样本 均数服从正态分布等，这些规律是统计 推断的理论基础。 误差 n误差（error）泛指观测值与真实值之差 以及样本统计量与总体参数之差。主要 分为非随机误差与随机误差，非随机误 差包括系统误差和过失误差，随机误差 包括随机测量误差和随机抽样误差。 n系统误差（systematic error） 是指在 实际观测过程中，由受试对象、研究者 、仪器设备、研究方法、非实验因素影 响等原因造成的有一定倾向性或规律性 的误差。如仪器初始状态未调整到零、 标准试剂未经校正所致误差。其特点为 ：观察值有系统性、方向性、周期性的 偏离真值。这类错误可以通过严格的实 验设计和技术措施消除。 n过失误差（gross error） 由于观察过程 中不仔细造成的错误判断或记录。应认 真检查核对，否则将会影响研究结果的 准确性。 n随机测量误差（random measurement error） 是指各种偶然 因素（如电压、环境温度等）的影响造 成对同一对象多次测定的结果不完全一 样，或同一样品不同观察者之间的差异 。该误差不可避免，但要控制在容许范 围内。提高操作者熟练程度可以减少这 种误差。 n随机抽样误差（random sampling error） 简称抽样误差（sampling error），是由于随 机抽样所引起的样本统计量与总体参数间的差 异以及各样本统计量之间的差异。医学现象的 变异总是客观存在的，因而在抽样研究中，抽 样误差总是不可避免的，它虽无方向性，但有 一定的分布规律，是可估计、可控制的，其大 小可通过计算标准误间接地反映出来。样本对 总体的代表性越好，抽样误差越小，反之，抽 样误差越大。抽样误差揭示样本距总体的实际 值可能有多远。 准确度、精确度、效度、信度 概率 n频率（frequency）概率（probability） n在概率论上称频率收敛于概率。 n概率是反映随机事件发生的可能性大小 的度量，用P表示，取值范围为0，1。 n随机事件的概率为0-1；必然事件的概率 等于1；不可能事件的概率等于0。 n统计学通常把等于小于0.05或0.01的随 机事件称为小概率事件。（人为规定） n一般认为小概率事件在一次试验中是不 大可能发生的，这就是小概率原理，它 是统计推断的重要原理。 第三节 资料类型 n数值资料 n分类资料 n相互转换 n资料（data）又称数据，由变量及其变 量值组成。资料类型与变量类型相对应 。 n变量（variable）是指观察单位的某种 特征或属性，即研究的项目或指标。变 量的测定结果称为变量值（value of variable）或观察值（observed value） 。 n数值资料（ numerical data）又称定量 资料（quantitative data）或计量资料（ measurement data），是由仪器、工具 或其它定量方法测定的某项指标量的大 小所得到的资料。例如：测量100名男大 学生的身高所获得的资料就是数值资料 。 n分类资料（ categorical data）又称定性资料 (qualitative data)或计数资料（count data），是将事 物按不同的属性归类，清点每一类的数量多少所得到 的资料。根据类别数的不同，计数资料分为二分类资 料（binary data）、无序多分类资料（unordered categorical data）和有序多分类资料（ordered categorical data），后者也称等级资料。 n例如将100名大学生按性别分组：男53例，女47例， 此资料就是二分类资料；按ABO血型分组：A型39例、 B型20例、O型17例、AB型24例，此资料就是无序多分 类资料。 n等级资料(ordinal data)又称半定量资 料（semi-quantitative data）或有序多 分类资料（ordered categorical data）， 是将事物属性按组别之间有程度或等级 差别进行归类所得到的资料。例如用某 中药治疗某种疾病患者50名，按临床疗 效等级分为痊愈26例、显效12例、好转7 例、无效5例，此资料就为等级资料或有 序多分类资料。 n根据分析的需要，各种资料可进行相互转化。 可将数值资料转化为分类资料或等级资料，反 过来，分类资料和等级资料可通过数字编码或 赋值，即数值化方式，转化为数值资料。 n需要注意的是：数值资料变为分类资料或等级 资料时信息量将减少，因此在收集数据阶段应 尽量收集数值数据，并用原始数值资料建立数 据集。 n连续型随机变量是指在某一区间可取任何值的 变量，如身高（cm）、体重（kg）、血压（ KPa）等； n离散型随机变量是指在某一区间只可取有限的 几个值的变量：如家庭人口数、脉搏（次/分 ）等。 n数值资料对应的数值变量可以是连续型随机变 量，也可以是离散型随机变量；分类资料和等 级资料对应的分类变量和等级变量只能是离散 型随机变量。 n无序多分类变量又称名义变量（nominal variable），意指各种被命好的分类，在 各种分类中没有隐含的顺序，这与等级 变量不同。 n但是，等级变量中各分类之间的差异不 能被认为是相等的。 第四节 基本步骤 n研究设计 n收集资料 n整理资料 n分析资料 n结果报告与结论表达 第四节 基本步骤 n医药研究中的统计工作步骤包括： n研究设计、收集资料、整理资料、分析 资料、结果报告与结论表达等。 n这几个步骤是密切联系不可分割的，任 何一个环节发生缺陷都会影响研究结果 的质量和认证。 研究设计 n研究设计（research design）就是拟 订一份合理的实验计划，将有关的研究 方法与步骤的纲目拟订出来，用以保证 取得一个较为客观的研究结果。根据对 研究对象是否施加干预措施，可将研究 分为观察研究和实验研究两大类。 n专业设计(specialized design)是指用 什么方式、方法验证假说或回答有关专 业问题。目的在于保证成果的实用性、 可行性和创新性。做好专业设计一般需 要具有过硬的专业知识、较强的查阅文 献能力和善于多学科交流与合作的能力 。 n统计设计(statistical design)是指如何 合理地安排实验内容，选择实验对象， 计算样本含量，对实验结果进行有效的 分析。目的在于保证结果的经济性、重 复性、可靠性和科学性。实验统计设计 ，应遵循随机、对照、重复和均衡四个 基本原则。临床试验研究还要遵从盲法 的原则。 n研究者一定要树立“设计优先”的思想，只 有缜密完善的研究设计，才能获得真实 可靠的研究结果。中医药统计学用于医 药科学研究，应从研究设计阶段开始， 而不是在需要数据处理时。实验完成后 再找统计学家无异于请统计学家为实验 进行“尸体解剖”，统计学家或许只能告诉 你失败的原因。 收集资料 n收集资料(data collection)是指根据研 究目的，按照设计要求去准确、及时和 完整地收集原始资料。医药研究资料来 源大致有：日常医疗工作记录和报告卡 ，统计报表，专题调查与实验或试验研 究资料，公共或共享的其它资料。 n收集资料的过程实际上是具体调查或实 验实施的过程，要有科学的态度，实事 求是的精神，如实收集资料，并应用通 用或共享的数据库软件（如 Excel,Access,SQL,Epidata等）将收集到 的资料及时建立电子数据库。 整理资料 n整理资料(sorting data)是把收集到的原始资 料，有目的、有计划地进行科学的加工（如分 组或汇总），使其系统化、条理化，以便更好 地揭示所研究事物的规律性，有利于统计分析 。整理资料包括资料核查和设计分组与汇总等 。首先检查原始记录，及时纠错补漏；其次是 标记可疑值，必要时对可疑值重新观测。根据 资料的性质或数量特征，对资料进行分组，需 要时按不同组段对原始资料进行归纳计数。 分析资料 n分析资料（analysis data）就是对资料进行 统计分析。主要包括统计描述(statistical description)与统计推断(statistical inference) 。 n统计描述是指用适合资料性质的统计指标、统 计图表等，对资料的数量特征及其分布规律进 行表达，以反映变量值的水平、频率、联系强 度。 n统计推断是通过抽样研究，根据样本资料所提 供的信息，对未知总体做出具有一定概率性的 估计和推断，它包括参数估计和假设检验两方 面。 结果报告与结论表达 n信息时代，医药科研设计、资料数据库 的建立与管理、统计分析的大多数任务 可以交给计算机完成，正确领悟统计思 想以及统计软件所输出的结果，并在研 究报告和论文中作出适当的解释与表达 显得越来越重要。 n统计学既是一门科学又是一门艺术，其艺术性是通过 表达来体现的。医学研究性论文主要由摘要、引言、 材料与方法、结果和讨论5个部分组成，而每一部分或 多或少都涉及统计表达，需要明确指出所使用的统计 设计与分析方法，观察对象的纳入与剔除标准，是否 随机抽样与随机分组，使用的何种统计软件及其版本 ，样本统计量、总体参数可信区间，检验统计量、值 ，并结合各学科专业知识对统计分析结果作出合理的 解释，进而得出可信赖的专业结论。另外，可借助统 计图表直观、形象表达统计结果。统计结果的规范化 报告和结论的正确表达，能提高研究的认证度，也便 于各层次的学术交流与研究。 第五节 作用与学习方法 n中医药统计学的作用 n学习方法 中医药统计学的作用 n医学统计学是医学科学研究的重要工具 与手段，为医学科学研究提供统计思维 、统计设计和统计分析方法。其思维和 方法已渗透到医药研究和管理决策的方 方面面。 n中医学基础研究：气、血、营、卫的研究，经络的 研究指标的选择与比较，证指标的客观化。 n临床方面：临床经验的总结，药物的配伍和最佳剂