医学统计学：第一章-医学统计学绪论

医学统计学

MEDICALSTATISTICS2第一章绪论概述医学统计学常用的基本概念统计工作的基本步骤3§1概述一、医学统计学的定义二、医学统计学的主要研究内容三、为什么要学习医学统计学

世界上各类现象的发展变化规律，都表现为质与量的辩证统一。要认识某现象客观存在的规律性，就必须认识其质与量的辩证关系，认识其数量关系的特征及度的界限，这一切都离不开统计学。自然界中存在的各种现象可归纳为两类：

必然现象随机现象一、医学统计学的定义5★自然界存在的各种现象可归纳为两类：必然现象：在一定条件下必然发生的现象。其发生在一定条件下是确定性的。如在地球上，上抛的石子必然下落。随机现象：在同一条件下有不确定结果的现象。例如，投掷硬币。随机事件(randomevent)：对随机现象进行实验或观察称为随机试验。随机试验每一个可能的结果称为随机事件，简称事件。在一次随机试验中，某随机事件可能发生，也可能不发生；但在一定数量的重复试验后，该随机事件的发生与否是有规律的。6随机事件具有：可重复性：相同条件下可重复进行随机性：出现两种及两种以上结果偶然性：实验前不能肯定将出现哪种结果

随机变量(randomvariable)：综合反映随机现象及其结果(取值)的量。7

在一组条件组Ω实现之下，事件A可能发生也可能不发生，则称A为随机事件。若Ω之下，A必然发生，则称A为必然事件；若Ω之下，A必然不发生，则称A为不可能事件；Ω：活着的健康人

A：在未来某个时间死亡Ω：脑梗患者

A：死亡的脑神经细胞重生在表面上是偶然性在起作用的地方，这种偶然性始终是受内部的隐蔽着的规律支配的，而问题是在发现这些规律。——恩格斯《路德维希•费尔巴哈和德国古典哲学的终结》

8医学统计学的定义医学统计学(medicalstatistics)：是以医学理论为指导，运用概率论和数理统计学的原理与方法，研究医学领域中随机现象有关数据的收集、整理、分析与推断，进而阐明其客观规律的一门应用科学。医学统计学的学科特点：☆医学＋数学，侧重医学，淡化数学;☆用数量反映质量，如平均期望寿命，解放前为35岁，现在

70岁，可反映国家医疗卫生服务总体水平的提高;☆大量观察+实验数据分析→可以揭示医学规律。9二、医学统计学的主要研究内容

变量关系统计描述统计推断指标描述图表描述参数估计假设检验统计设计统计分析调查设计实验设计研究内容10统计设计医学统计学的主要内容专业设计从专业上把关，影响研究的深度和水平，取决于研究者的专业水平。统计设计是运用统计学的原理和方法，针对研究目的，帮助研究者如何确定研究对象、样本大小、观察指标、合理安排实验或调查，保证科研课题顺利进行，起到事半功倍的作用。统计研究设计影响研究的质量，其取决于研究者的统计学水平。统计设计分为调查研究设计和实验研究设计。11统计分析医学统计学的主要内容统计描述：统计图、统计表、描述性指标；统计推断：参数估计和假设检验；变量关系：直线回归与直线相关；元线性回归、

logistic回归、Cox回归、判别分析、聚类分析、主成分分析、因子分析、典型相关分析等。统计软件：SAS（statisticalanalysissystem）SPSS（StatisticalPackagefortheSocialScience）……12三、为什么要学习医学统计学

——医学统计学的作用？

1、统计学是科学研究的重要工具（1）科学研究的基本步骤：选题，查阅文献，立题（提出假说）

设计

收集资料

整理资料

分析资料、验证假说，做出推断

撰写论文（2）统计工作的基本步骤：设计

收集资料

整理资料

分析资料13◆有控制的临床干预试验：1747年5月20日，英国的J.Lind医生将12名病情相同似的患者(海员)带到一艘船上。患者的主要症状是牙龈溃烂，皮肤有出血点，双膝无力。Lind将12名患者分为6组，分别给予下列主要干预：

A组：每天饮1夸脱（1.136L）苹果汁；

B组：服25滴硫酸丹剂（elixirvitriol），每天3次；

C组：服2匙醋，每天3次；

D组：每天饮约半品脱海水，服缓和的泻药；

E组：每天食2个桔子，一个柠檬；

F组：每天服由大蒜、芥子等成份组成的干药。当6月16日船返回英国Plymouth港时，所有患者的病情都有好转，其中E组恢复的最快、最好，其中一人到第6天就可以工作了。B组也有一人比登船时健康。Lind医生的试验并没有得出明确的结论，直到160年后，通过动物实验才真正从科学意义上解释了E组疗效最好的真正原因。几个例子2、统计学是促进医学科研发展的重要学科14◆统计学方法用于干预试验：1835年，法国医生P.C.A.Louis对当时流行的“放血”疗法治疗肺炎的效果进行了比较，发现“放血”的疗效不象预期的那么好，而且早期“放血”和晚期“放血”组比较，患者的诊断、病情、病程、年龄等方面的差异很大，比较平均治愈时间意义不大。因为晚期“放血”组的平均治愈时间长，但该组患者病情重、病程长、年龄大。2、统计学是促进医学科研发展的重要学科◆英国遗传学家F.Galton爵士（1822-1911）对上千家庭父亲身高和儿子身高的观察发现遗传的“回归”现象◆以护理学的奠基人闻名于世的英国F.Nightingale（1820-1910），通过分析医院病情记录说明护理工作的重要性（伤员死亡率由60‰下降至3‰）◆

1926年荷兰C.Eijkman医生发现“脚气病”的病因◆

1960年英国医生Doll，Hill等发现吸烟与肺癌的关系

……计算机的发展、普及，为统计资料和信息的储存、整理和分析提供了极为有利的条件。专用统计软件包（如SAS、SPSS、STATA、S-PLUS等）的问世，解决了复杂的计算问题，使多元统计分析方法用于医学科学研究中，促进了医学发展。几个例子15医学统计学的作用1992年，Sackett领导的研究小组首次提出了循证医学的概念。1992年首先在英国成立Cochrane中心，向世界各国临床医生提供临床决策的最佳证据。1993年成立了世界Cochrane协作网，帮助人们进行系统评价，并将系统评价结果通过电子光盘杂志、因特网分发给世界各地的临床医生、病人和卫生决策者，使循证医学的开展、证据的获得成为可能。1999年3月中国EBM中心正式注册为世界上第13个Cochrane中心。3、其应用领域越来越广泛，与医学实际联系更密切E.B.M.(evidence-basedmedicine)的创建16医学统计学的作用★据国外60～80年代对不同医学杂志发表论文的调查，有统计错误的论文的百分比最高达72%，最低也有20%。★国内1984年对《中华医学杂志》《中华内科杂志》《中华外科杂志》《中华妇产科杂志》《中华儿科杂志》595篇论文的调查结果，相对数误用为11.2%，抽样方法误用15.9%，统计图表误用11.7%。某研究者1996年对4586篇论文统计（中华医学会系列杂志仅占6.9%），数据分析方法误用达55.7%。★大约在一个世纪以前，政治家BenjaminDisraeli曾有一个著名的论断“有三类谎言：谎言、糟透的谎言和统计”。他还说：“图并没有说谎，是说谎者在画图”★历史学家AndrewLang说，一些人使用统计“就像喝醉酒的人使用街灯柱—支撑的功能多于照明”★统计滥用;不好的样本;过小的样本;误导性图表;局部描述;故意曲解4、医学期刊论文中，统计方面的错误率很高从统计研究设计、数据的表达与描述、数据的统计分析、到统计分析结果的解释上，都或多或少的存在问题。17§2统计学中的几个基本概念总体样本同质变异变量误差概率18总体：根据研究目的确定的同质观察单位(研究对象)的全体（集合）某变量值的集合。样本：从总体中随机抽取的部分观察单位某变量值的集合

1、总体（population）和样本（sample）统计学中，描述样本特征的指标称为统计量(statistics);描述总体特征的指标称为参数(parameter)。19总体是根据研究目的所确定的同质研究对象中所有观察单位某变量值的集合。例如，研究2014年某市7岁男童体重的医学参考值范围，其研究对象是该市的7岁健康男童，观察单位是每个7岁健康男童，变量是体重，变量值是体重测量值，该市2014年全体7岁健康男童的体重值构成总体。总体所包含的范围随研究目的的不同而变化。总体20①同质性即构成总体的各单位必须具有某种共同性质，这是形成总体的客观依据，也是我们确定总体范围的标准。各单位必须具有这种共同性质，是由统计研究的目的决定的。②大量性即总体是由许多单位组成的。一个或少数单位不能形成总体，因为统计研究的目的是要揭示大量事物的普遍规律性，所以统计研究的对象必须包括足够多的个体。③差异性即总体的各单位除了某一方面的共同性外，在其他方面必须是有差异的，这些差异是统计研究的基础和前提。总体的三个基本特征：21

有限总体与无限总体若在某特定的时间与空间范围内，总体中同质研究对象的所有观察单位的某变量值的个数是有限的，则称之为有限总体(finitepopulation)。有时总体是假设的，没有时间和空间的限制，观察单位数是不确定的，称之为无限总体(infinitepopulation)。22样本（sample）

样本是按随机化原则从同质总体中随机抽取的部分观察单位其变量值的集合。样本必须具有代表性。“代表性”的前提是样本来自同质总体、足够的观察单位数和随机抽样。通常把样本中所含的观察单位个数称为样本含量

---n

。随机化原则是指总体中的每个个体都有同样的机会被抽到样本中；但不同的研究目的和研究对象，所采用的抽样方法可以不同，如单纯随机抽样、系统随机抽样、整群抽样和分层抽样等。232、同质（homogeneity）

严格地讲，同质是指被研究指标的影响因素完全相同。但在医学研究中，有些影响因素往往是难以控制的（如遗传、营养等），甚至是未知的。因此，在实际工作中只有相对的同质。统计学中，可以把同质理解为对研究指标影响较大的、可以控制的主要因素尽可能相同。例如，研究儿童的身高时，要求影响身高较大的、易控制的因素（如性别、年龄、民族、地区）要相同，而不易控制的遗传、营养以及其它的未知影响因素可以忽略。

24

3、变异（variation）

同质基础上的各观察单位的某变量值的差异称为变异。如同性别、同年龄、同民族、同地区健康儿童的身高、体重不尽相同；用同一疗法治疗同病种、病程的患者，疗效却不相同。变异是生物体的基本属性之一，也是统计研究的前提。254、变量（variable）在搜集资料时，首先要根据研究目的确定同质观察单位，再对每个观察单位的某项特征进行测量或观察，该特征称为变量，如上述的“身高”、“体重”、“疗效”就是变量。变量的观察结果或测量值称为变量值或观察值。变量按其值的性质可分为不同类型。变量—观察单位的某一项特征变量值—某一变量的测量值26变量类型变量按其值的性质可分为数值变量和分类变量。数值变量(numericalvariable)其变量值是定量的，表现为数值的大小，多有度量衡单位。如身高(cm)、体重(kg)、心律(次/min)、住院天数(d)、血压(mmHg)等。由数值变量的测定值组成的资料称为数值变量资料或计量资料。大多数的数值变量的测定值是连续性的，称之为连续型变量，如身高、体重、血压等；但有的数值变量的测定值只是正整数，如心率、白细胞计数等，在统计学中把它们也视为连续型变量。27分类变量(categoricalvariable)亦称定性变量，表现为互不相容的类别或属性。可分为无序与有序两类。无序分类变量(unorderedcategoricalvariable)是指所分类别或属性之间无程度或顺序上的差别。如性别，血型等。所得资料称为无序分类变量资料或计数资料。有序分类变量(ordinalcategoricalvariable)是指所分类别或属性之间有程度或顺序上的差别。所得资料称为有序分类变量资料或等级资料。如尿糖化验结果按–、

、+、++、+++分类，疗效按治愈、好转、无效、恶化分组。变量类型28注意：变量类型并非一成不变，可根据统计分析的需要进行转化。进行统计分析时，需考虑变量类型及其分布特征选取适当的描述指标和分析方法29统计资料类型的表现形式30

统计上所说的误差泛指测量值与真值之差，样本指标与总体指标之差。主要有以下三种：系统误差、随机测量误差、抽样误差。

系统误差（systematicerror）概念：指数据搜集和测量过程中由于仪器不准确、标准不规范等原因，造次观察结果呈倾向性的偏大或偏小，这种误差称为系统误差。流行病学称之为偏倚（bias）。特点：有累加性。观察值有系统性、方向性、周期性的偏离真值。可以通过严格的实验设计和技术措施消除5、误差（Error）和抽样误差（

samplingerror）31随机测量误差（randommeasurementerror

）：

由于非人为的偶然因素，对于同一样本多次测定结果不完全一样，结果有时偏大有时偏小，没有倾向性，这种误差叫随机测量误差。特点：没有倾向性，多次测量计算平均值可以减小甚至消除随机测量误差。提高操作者熟练程度可以减少这种误差32减少抽样误差的方法：（1）改进抽样方法（增加样本的代表性）；（2）增加样本量；（3）选择变异程度较小的研究指标。抽样误差（sampleerror）:由于随机抽样所引起的样本统计量与总体参数之间的差异以及样本统计量之间的差别称为抽样误差。如样本均数与总体均数之间的差别，样本率与总体率的差别等。注意：抽样误差是不可避免的。无论抽样抽得多么好，也会存在抽样误差。但统计上可以计算并在一定范围内控制抽样误差。抽样误差（randomsamplingerror）33

6、概率(probability)★随机事件发生可能性的大小是客观存在的如：A1：胫腓骨骨折病人在正规三甲医院手术成功----P1A2：掷一枚均匀硬币落地后正面向上-----P2A3：任查街上一行人其心脏在右侧-----P3

P1>P2>P3★概率（probability):是描述随机事件发生的可能性大小的数值。试验者投掷次数n正面出现次数k正面出现的频率k/n布丰404020480.5069德∙摩根409220480.5005费勒1000049790,4979皮尔逊1200060190.5069皮尔逊24000120120.5005罗曼诺夫斯基80640396990.4923346、概率

(probability)概率（probability):是描述随机事件发生的可能性大小的数值。随机事件:0＜P(A)＜1小概率事件：

概率p小于或等于

的随机事件，表示一次实验中该事件发生的可能性很小。小概率原理：小概率事件在一次试验中几乎不可能发生。利用该原理可对科研资料进行假设检验。“小概率”的标准

是人为规定的，一般定为0.05；对于可能引起严重后果的事件，如术中大出血等，可规定

=0.01，甚至更小。35§3统计工作的基本步骤设计（design）搜集资料（collectionofdata)整理资料（sortingdata）分析资料（analysisofdata）

紧密相连，不可分割361、设计设计是在保证科学性、可重复性和高效性的前提下，为验证研究假说而进行的周密安排。是在广泛查阅文献，全面了解国内外研究现状的基础上，在实施科学研究之前对研究工作的全面设想。包括：明确研究目的和研究假说，确定研究内容、观察对象与观察单位、样本含量和抽样方法，拟定研究方案、预期分析指标、误差控制措施、进度与费用等。根据研究的类型，有调查设计和实验设计之分。

37搜集资料须遵循统计学原理采取必要措施