卫生统计学假设检验基础

卫生统计学假设检验基础,郜艳晖广东药学院卫生统计学教研室,资料定量资料定性资料,统计分析统计描述统计推断,参数估计假设检验,对“区间”的要求,“区间”包含总体均数的可能性（概率）比较大考虑到抽样误差（标准误）的影响置信度一般取0.05或0.01,置信区间(confidenceinterval,CI),按(1-)的概率或置信度，估计总体参数所在范围，称作置信度为(1-)的置信区间。,95%置信区间的涵义,从同一总体中随机抽取100个样本，可计算100个置信区间，则理论上有95个包含总体均数，有5个不包含总体均数。,如何估计“置信区间”？,N(,2),n,0,如何估计“置信区间”？,假设检验基础,假设检验的思想与步骤*t检验*假设检验与区间估计的关系*假设检验的两类错误*与功效*二项分布与Poisson分布的Z检验*正态性检验,医学科研实例,铅作业会影响人体的血红蛋白(HB)含量吗？新药的疗效是否比传统药的疗效更好？艾滋病人、吸毒人群、正常人的自杀未遂率有无差别？,铅作业会影响人体的血红蛋白(HB)含量吗？,？,n36,正常人,铅作业工人,140130.83,结论：铅作业工人与正常人的血红蛋白含量不同,x1,x2,x3x36=130.83g/Ls=25.74g/L,如何下“结论”？,“结论”正确的可能性（概率）要比较大考虑到抽样误差（标准误）的影响置信度一般取0.05或0.01,铅作业会影响人体的血红蛋白(HB)含量吗？,？,已知,n,正常人,铅作业工人,0,0,统计量t和P的关系,0,统计量t和P的关系,P值的涵义,P值：如果H0成立，获得现有统计量的数值及更不利于H0的数值的概率。,0,不拒绝H0,拒绝H0,确定,检验水准,假设检验的基本思想,假设检验的基本步骤(1),建立假设，确定检验水准,原假设(nullhypothesis),对立假设(alternativehypothesis),双侧检验(Two-sidetest),假设检验的基本步骤(1),建立假设，确定检验水准,单侧检验(One-sidetest),或,假设检验的基本步骤(2),计算检验统计量,t检验,Z检验,F检验,F统计量,统计量,检验,假设检验的基本步骤(3),确定P值查（）界值表，比较检验统计量（）和（）界值，确定P值。,t检验,检验,F检验,假设检验的基本步骤(4),作出结论,，不拒绝H0，差别无统计学意义,，拒绝H0，接受H1，差别有统计学意义,统计学结论专业结论,假设检验基础,假设检验的思想与原理*t检验*假设检验与区间估计的关系*假设检验的两类错误*与功效*二项分布与Poisson分布的Z检验*正态性检验,t检验(ttest),单样本资料的t检验配对设计资料的t检验两独立样本资料的t检验,单样本资料的t检验,检验目的：推断某总体均数是否等于已知的总体均数。,例1：铅作业会影响人体的血红蛋白(HB)含量吗？,？,n36,正常人,铅作业工人,140130.83,结论：铅作业工人与正常人的血红蛋白含量不同,x1,x2,x3x36=130.83g/Ls=25.74g/L,假设检验的步骤(1),建立假设，确定检验水准,，即铅作业工人HB含量与正常人相同,，即铅作业工人HB含量与正常人不同,假设检验的步骤(2),计算统计量t,假设检验的步骤(3),确定P值查t界值表，比较检验统计量t和界值，确定P值。,附表2t界值表,2.030,2.0302.138,0,-2.138-2.030,95%,0.025,0.025,假设检验的步骤(3),确定P值,假设检验的步骤(4),作出结论|t|=2.138，拒绝H0，接受H1，差别有统计学意义，可认为铅作业工人与正常人的血红蛋白含量不同。,思考题,已知北方农村儿童前囟门闭合月龄为14.1月。某研究人员从东北某县抽取36名儿童，得囟门闭合月龄的均值为14.3月，标准差为5.08月。问该县儿童前囟门闭合月龄的均数是否大于一般儿童？,资料类型？,应选用何种假设检验方法？,选择双侧还是单侧检验？,分布类型？,t检验(ttest),单样本资料的t检验配对设计资料的t检验两独立样本资料的t检验,配对设计(A),甲药,乙药,A受试对象按某些特征配对，两对象随机接受两种处理,配对设计(B),方法甲,方法乙,B一份样品，一分为二，随机接受两种处理,治疗前,治疗后,治疗,配对设计(C),C受试对象处理前后比较,变量类型？,设计类型？,配对设计资料的t检验,检验目的：推断配对差值的总体均数是否等于0。,d,配对设计资料的t检验,应用条件配对设计的定量资料配对差值服从正态分布,d,假设检验的步骤(1),建立假设，确定检验水准,，即用药前后患儿血清中lgG相同,，即用药前后患儿血清中lgG不同,假设检验的步骤(2),计算统计量t,n为对子数,假设检验的步骤(2),计算统计量t本例，,假设检验的步骤(3),确定P值查t界值表，比较检验统计量t和界值，确定P值。,2.2014.43719.552,0,-19.552-4.437-2.201,95%,0.025,0.025,假设检验的步骤(3),确定P值,0.0005,-0.0005,假设检验的步骤(4),作出结论本例，t=19.552，拒绝H0，接受H1，差别有统计学意义，可认为用药前后患儿血清中lgG含量不同。,思考题,用两种方法测定12份血清样本中Mg2含量(mmol/L)的结果见表6-2。,表6-2两种方法测定血清Mg2+(mmol/l)结果,思考题,试问两种方法测定结果有无差异？,资料类型？,应选用何种假设检验方法？,选择双侧还是单侧检验？,设计类型？,差值的分布类型？,t检验(ttest),单样本资料的t检验配对设计资料的t检验两独立样本资料的t检验,两独立样本(A),受试对象,随机分组,样本1,样本2,A完全随机分组得到两独立样本,甲药,乙药,两独立样本(B),样本1,总体1,样本2,总体2,B从两总体中随机抽样得到两独立样本,随机抽样,两独立样本(C),总体,样本,样本2,样本1,按某属性分类,C按某一两分类的属性分组得到到两独立样本,两独立样本资料的t检验,例某口腔科测得长春市13-16岁居民男性20人的恒牙初期腭弓深度均值为17.15mm，标准差为1.59mm；女性34人的均值为16.92mm，标准差为1.42mm。根据这份数据可否认为该市13-16岁居民腭弓深度有性别差异？,资料类型？,设计类型？,表6-313-16岁居民的恒牙初期腭弓深度,分布类型？,检验目的：推断两总体均数是否相同。,两独立样本资料的t检验,两独立样本资料的t检验,应用条件两独立样本的定量资料两样本均来自正态分布总体两总体方差相等,假设检验的步骤(1),建立假设，确定检验水准,，即男性和女性恒牙初期腭弓深度相同,，即男性和女性恒牙初期腭弓深度不同,假设检验的步骤(2),计算统计量t,为合并方差,假设检验的步骤(2),计算统计量t本例，,假设检验的步骤(3),确定P值查t界值表，比较检验统计量t和界值，确定P值。,t0.05/2,50=2.009,0.5502.009,0,假设检验的步骤(3),确定P值,0,-2.009-0.550,95%,0.025,-0.025,假设检验的步骤(4),作出结论t=0.550，不拒绝H0，差别无统计学意义，可认为男性和女性恒牙初期腭弓深度相同。,两独立样本资料的t检验,应用条件两独立样本的定量资料两样本均来自正态分布总体两总体方差相等,不等,两独立样本资料的检验,为探讨硫酸氧钒对糖尿病性白内障的防治作用，研究人员将已诱导糖尿病模型的20只大鼠随机分为两组。一组用硫酸氧钒治疗(DV组)，另一组作对照观察(D组)，12周后测大鼠血糖（mmol/L）。结果如下，试问两组动物血糖含量的总体均数是否相同？,表6-4DV组和D组大鼠血糖含量（mmol/L）,两独立样本资料的检验,建立假设，确定检验水准H0:1=2（两总体均数相同）H1:12（两总体均数不同）=0.05,两独立样本资料的检验,计算统计量,两独立样本资料的检验,确定P值查t界值表，比较检验统计量和t界值，确定P值。,t0.05/2,8=2.306,两独立样本资料的检验,作出结论=4.682，拒绝H0，接受H1，差别有统计学意义，可认为经硫酸氧钒治疗的大鼠与未治疗大鼠的血糖含量不同。,两独立样本资料的方差齐性检验,检验目的：推断两总体方差是否相同。,两独立样本资料的方差齐性检验,应用条件两独立样本的定量资料两样本均来自正态分布总体,两独立样本资料的方差齐性检验,建立假设，确定检验水准H0:(两总体方差相同)H1:(两总体方差不同)=0.05,两独立样本资料的方差齐性检验,计算统计量F,确定P值F=9.87查F界值表(附表3.2)，F0.05/2(7,11)=3.76比较检验统计量F和F界值，确定P值。,两独立样本资料的方差齐性检验,两独立样本资料的方差齐性检验,作出结论本例，F9.87，拒绝H0，接受H1,差别有统计学意义。可认为经硫酸氧钒治疗的大鼠与未治疗大鼠的血糖含量的总体方差不同。,思考题(1),将同一瓶液样分成20份。将此20份样品随机分成两组，每组10份。用两种方法分别检测液样中某物质的含量（mmol/L）。结果两种方法测得样本均数相同，样本标准差分别为1.02与0.56。试问两法检测精度是否相同。,思考题(2),在探讨硫酸氧钒降糖作用的实验中，测得两组动物每日进食量如表6-6所示。试问两组动物每日进食量是否相同？,资料类型？,应选用何种假设检验方法？,选择双侧还是单侧检验？,设计类型？,分布类型？,两总体方差相等吗？,假设检验基础,假设检验的思想与原理*t检验*假设检验与区间估计的关系*假设检验的两类错误*与功效*二项分布与Poisson分布的Z检验*正态性检验,假设检验与区间估计的关系,置信区间具有假设检验的主要功能置信区间提供，假设检验不提供的信息假设检验提供，置信区间不提供的信息,置信区间和假设检验,置信区间具有假设检验的主要功能,单样本资料的t检验,95置信区间0不在此区间内，拒绝H0；0在此区间内，不拒绝H0。,置信区间具有假设检验的主要功能,配对差值的t检验,差值d的置信区间,置信区间具有假设检验的主要功能,两独立样本的t检验,两样本均数差值的置信区间,假设检验与区间估计的关系,置信区间具有假设检验的主要功能置信区间提供，而假设检验不提供的信息假设检验提供，而置信区间不提供的信息,置信区间提供的信息,假设检验与区间估计的关系,置信区间具有假设检验的主要功能置信区间提供，而假设检验不提供的信息假设检验提供，而置信区间不提供的信息,假设检验提供的信息,可以提供确切的P值可以估计检验的功效（效能或把握度）,把置信区间与假设检验结合起来，可以提供更全面、完整的信息。因此，国际上规定，在报告假设检验结论的同时，必须报告相应的区间估计结果。,假设检验基础,假设检验的思想与原理*t检验*假设检验与区间估计的关系*假设检验的两类错误*与功效二项分布与Poisson分布的Z检验*正态性检验,I类错误和II类错误,I类错误和II类错误,拒绝了实际上成立的H0，这种“弃真”的错误称I类错误。,不拒绝实际上不成立的H0，这种“存伪”的错误称II类错误。,I类错误、II类错误和n的关系,当样本含量n一定时，越大，越小；越小，越大。实际应用中，可通过去控制。增大样本含量n，可同时减小和。,结论的概率性,无论做出何种推断结论，总是有风险的！拒绝H0时可能犯I类错误；不拒绝H0时可能犯II类错误。结论不能绝对化。统计学已证明由此可以肯定,科学与艺术的结合,假设检验的功效,1-称为假设检验的功效（power）。其意义是，当所研究的总体与H0确有差别时，按检验水准能够发现它（拒绝H0）的概率。如果1-=0.90，则意味着当H0不成立时，理论上在每100次抽样中，在的检验水准上平均有90次能拒绝H0。一般情况下对同一检验水准，功效大的检验方法更可取。,应用假设检验需要注意的问题,假设检验方法的选择研究目的（差异或关联）设计类型（单样本、配对、完全随机或其它）变量类型（定量或定性）定量（分布类型，方差齐？）,应用假设检验需要注意的问题,P值的意义P，差异有统计学意义，并不表示总体均数实际差异很大。P值越小，越有理由拒绝H0（拒绝H0时所冒的风险）。,假设检验基础,假设检验的思想与原理*t检验*假设检验与区间估计的关系*假