统计医学1.绪论

医学统计学,medicalstatistics,易洪刚,DepartmentofEpidemiology&Biostatistics,SchoolofPublicHealth,NanjingMedicalUniversityEmail：ohcepf,一、绪论,统计学简史统计学定义基本概念资料类型基本步骤统计思维总结,1.1统计学简史(1),“不知人口之确数，即不能定战士之多寡；不知战士之多寡，则不能定战争之实力。无全国财富统计，则不知民间之贫富；不知民间之贫富，则不能计赋税之征解。”,“举事必成，不知计数不可。”,(1)古典记录统计学(2)近代描述统计学(3)现代推断统计学,1.1统计学简史(2),Statistics源于意大利文“Stato”；“统计学”(statistics)和“统计学的”(statistical)这两个词源自德文，约在1790年出现在英语中。这两个词是由“国家”（state）一词派生而成，体现了正在发展的民族主义以及对新“科学”的普遍追求，两者都孕育着对计量的信念。阿亨瓦尔(Achenwell,1719-1772),1749年首创德文词汇“Statistik”，即“统计学”。,1.1统计学简史(3),1.1统计学简史(4),1797年，不列颠百科全书(第三版)明确确定“统计学（statistics）是最近才开始使用的一个词，表示对任何王国、郡县或教区的调查或普查。辛克莱(Sinclair,1754-1835),1798年苏格兰统计要览，说“我赋予这个词的意义是，对一个国家的情况进行的调查，以求掌握该国居民所享幸福的程度并明确进一步改善生活的措施”。现代意义的“统计学”广泛流传。,1.1统计学简史(5),1914年美国统计学会纪念成立75周年的时候，人口普查局(成立于1902年)的首任局长SND诺思博士把近代历史分为“两个时期：非统计学时期和统计学时期；前一个是迷信的时代，后一个则是用数字表示已知事实的时代。统计学是当今衡量文明已经取得何种进步的主要工具，统计学也将在很大程度上左右今后文明的发展。”,简单形式的统计,公元前3000年之前，巴比伦人就会用粘土制成的写字板记录农产品的产量和货物买卖的情况。在公元31世纪之前，埃及人在修建金字塔之前，就已经会分析国家的人口和物质财富状况了。圣经旧约中的民数记和历代记就是最早的统计作品。其中民数记中有两个独立的以色列人的人口普查，而历代记则记录了犹太人的各种物质财富。古希腊人在公元前594年，开始以人口普查的资料作为征税的依据。,统计是什么？WhatisStatistics?,若想了解上帝在想什么，我们就必须学统计，因为统计学就是在量测他的旨意。FlorenceNightingale1820一1910,FlorenceNightingale,在她的时代，各医院的统计资料非常不精确，也不一致。但是南丁格尔却有先知灼见，她认为医学上的统计资料，有助于改进医疗与护理的方法与措施，而最后可促进医学的进步。1858年，影响英国军队健康、效率以及医院行政的笔记。在书中，有一个章节是她所做的统计图表；她是以图表陈述统计数据的先驱者，也是首位发明圆饼图（Polar-areaCharts，或称为PieCharts），用来呈现统计数据比率的人。,FlorenceNightingale,这本书被称为“有史以来写得最好的一本统计图表书籍”。1858年，她获选为英国统计学会的第一位女性会员，不久又成为美国统计学会的荣誉会员。她认为支配人类社会现象与道德进化的都是上帝的律法，而这些都可以藉由统计学呈现出来。她努力地想把统计学引进高等教育体系，然而遗憾的，这个梦想在她的那个时代始终未能成真。,Statisticsisthesciencedealingwiththecollections,analysis,interpretationandpresentationofmassesofnumericaldata.Statisticsisthescienceandartofdealingwithvariationindatathroughcollection,classificationandanalysisinsuchawayastoobtainreliableresult.,统计是什么？WhatisStatistics?,世界杯中的统计学,作者：陈峰教授2002年韩日世界杯64场比赛中，各队进球数有多有少。大部分是0，1，2个进球，个别队是5个以上进球，最多的是8个进球。虽然强队大都能进球、赢球(如巴西队)，弱队大都不能进球，总是输(如中国队)。但宏观上来说，各队进球数的分布很有规律（服从Poisson分布)！下面是各队进球数(不包括点球)，平均进球数为1.2578，拟合Poisson分布结果如下：,2002年韩日世界杯各队进球数分布,如果包括点球数，同样服从Poisson分布。,数据处理的工具和技能,天气预报,生活中的统计学,社会经济中的统计学,科研中的统计学,人类学文学经济学史学地理学物理学社会学,农学生物学医学药学中医学气象学法学,医学统计学(medicalstatistics)是以医学理论为指导，应用概率论与数理统计的有关原理和方法，研究医学资料的搜集、整理、分析和推断的一门科学。,1.2统计学定义(2),图1-1正常妊娠期分布,数理统计学与生物医学的结合,生物统计学(Biostatistics)应用于生物学研究，又称生物测量学Biometrics医学统计学(MedicalStatistics)应用于医学研究，侧重于医学的生物性卫生统计学(HealthStatistics)应用于医学研究，侧重于医学的社会性,同质与变异同质(homogeneity)：观察单位具有相的性质。异质(heterogeneity)：性质不同。同质性是构成研究总体的必备条件；研究内容不同，对同质性的要求不同；,1.3基本概念(1),制定血红蛋白参考值范围时：,同质与变异变异(variation)是指在同质的基础上各观察单位(或个体)之间的差异。,1.3基本概念(2),不可控因素作用下所产生的一种综合表现。结果是随机的。个体变异是普遍存在的。个体变异是有规律的。没有个体变异，就没有统计学！,总体和样本总体(population)是根据研究目的确定的同质观察单位某种变量值的集合。Theentiregroupofindividualsthatwewantinformationaboutiscalledthepopulation.,1.3基本概念(3),总体和样本样本(sample)是指在研究总体中随机抽出一部分个体进行观察或测量，这些个体的测量值构成的集合。Asampleisapartofthepopulationthatweactuallyexamineinordertogatherinformation.,1.3基本概念(4),锅里的汤要被搅拌均匀！,随机(random)机会均等随机抽样(randomsampling)有相同的机会被抽到随机分组(randomallocation)有相同的机会被分到不同的组中实验顺序随机先后接受处理的机会相同,1.3基本概念(5),参数与统计量描述总体特征的有关指标，称为参数(parameter)反映样本特性的有关指标，称为统计量(statistics),1.3基本概念(6),平均身高,总体,样本,平均身高,总体参数,样本统计量,总体参数（parameter）未知的，固有的，不变的！样本统计量（statistics）已知的，变化的，有误差的！,1.3基本概念(7),Statisticscomefromsamples,andparameterscomefrompopulations.,在总体被确定之后，总体参数就是一个常数，是不会变化的，不管你是否确切知其大小；而统计量是几乎总是随着样本而变的。,1.3基本概念(8),抽样误差(samplingerror)由抽样引起的样本统计量与总体参数间的差别。原因：个体变异抽样表现：样本统计量与总体参数间的差别不同样本统计量间的差别抽样误差是有规律的！,1.3基本概念(9),概率(probability)1.随机事件：随机现象的某个可能观察结果称为一个随机事件。2.频率(Relativefrequency)：用随机事件A发生表示观察到某个可能的结果，则在n次观察中，其中有m次随机事件A发生了，则称A发生的比例为频率。显然有。,1.3基本概念(10),1.3基本概念(11),表1某地区随机抽样调查糖尿病的患病率,1.3基本概念(12),抛硬币试验在概率的统计学定义上的诠释,当观察次数n越来越大，频率f的随机波动幅度越来越小，并最终趋向于一个常数：随机事件A发生的概率。,1.3基本概念(13),3.概率(probability)描述事件发生可能性大小的一个度量，常用P来表示，取值范围为0P1。,1.3基本概念(14),4.小概率原理当某事件发生的概率小于或等于0.05时，统计学上称该事件为小概率事件，其涵义为该事件发生的可能性很小，进而认为其在一次抽样中不可能发生,此即为小概率原理。小概率原理是进行统计推断的依据。,1.3基本概念(15),小概率原理,小概率事件在一次试验中认为是不会发生的。,populationhomogeneity,variation,parameterunknown,samplerepresentation,samplingerror,randomsampling,statisticsknown,statisticalinference,risk,1.3基本概念(16),1.4资料的分类(1),(1)定量资料(quantitativedata)(2)定性资料(qualitativedata)(3)等级资料(rankeddata),定量资料(quantitativedata)以定量值表达每个观察单位的某项观察指标，如血脂、心率等。特点各观察单位间只有量的差别；数据间有连续性。,1.4资料的分类(2),定性资料(qualitativedata)以定性方式表达每个观察单位的某项观察指标，表现为互不相容的类别或属性，如血型、性别等。特点各观察单位间或者相同，或存在质的差别；有质的差别者之间无连续性。,1.4资料的分类(3),等级资料(rankeddata)以等级表达每个观察单位的某项观察指标，如疗效分级、血粘度、心功能分级等。特点各观察单位间或相同，或存在质的差别；各等级间只有顺序，而无数值大小，故等级之间不可度量。,1.4资料的分类(4),不同分类的互相转化数值变量无序分类变量数值变量有序分类变量有序分类变量无序分类变量信息量只有减少，不可增加,1.4资料的分类(5),1.4资料的分类(6),1.4资料的分类(7),数值变量资料分类资料,二分类多分类,无序多分类有序多分类(等级资料),数学上的分类,连续性资料(continuousdata)离散型资料(discretedata),研究设计搜集资料整理资料分析资料,1.5基本步骤(1),研究设计（design）1）实验设计2）临床试验设计3）调查设计,1.5基本步骤(2),收集资料（collectionofdata）1）完整性2）正确性,1.5基本步骤(3),历史上著名的抽样调查失败的例子,1936年美国总统选举。LiteraryDigest杂志进行的民意调查。堪萨斯州州长AlfLandon与FranklinDelanoRoosevelt.根据电话薄和车辆登记薄发调查表1000万份。调查结果Landon非常受欢迎，预测Landon赢得选举。,整理资料（sortingdata）净化原始数据，使其系统化、条理化；,1.5基本步骤(4),分析资料（analysisofdata）(1)统计描述（descriptivestatistic）指用统计指标、统计表、统计图等方法，对资料的数量特征及其分布规律进行测定和描述；(2)统计推断（inferentialstatistic）指如何由样本信息推断总体特征问题。,1.5基本步骤(5),1.6统计思维(1),生物体的变异是普遍存在的，这种变异是有规律的；抽样误差是不可避免的，抽样误差是有规律的；统计推断是有风险的，这种风险是可以控制的。,统计学上得到的结论都具有概率性，它不能证明什