循证医学实践中常用统计学方法.pptx
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1、目 录第一节第一节 概概 述述1第二二节 常用统计方法23第三三节 统计方法常见错误及辨析第1页/共101页教学要求:教学要求:1.1.掌握医学统计的基本概念;掌握医学统计的基本概念;2.2.熟悉医学统计学的基本内容;熟悉医学统计学的基本内容;3.3.了解多变量资料统计分析方法及选择思路。了解多变量资料统计分析方法及选择思路。第2页/共101页 【案 例】某作者比较腹腔镜胰十二指肠切除术与传统开腹手术行胰十二指肠切除术的近期临床疗效和安全性,结局指标有:手术时间;术中出血量;是否再次手术;住院时间;是否围手术期死亡;是否有胰漏发生、切口感染、延迟性胃排空等。有关的结局指标涉及的统计资料类型有哪
2、些?有关的参数估计和假设检验方法有哪些?第3页/共101页4第一节第一节 概概 述述1234医学统计学定义医学统计学定义基本概念基本概念统计资料常见类型统计资料常见类型小结思考小结思考第4页/共101页5l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。Florence Nightingale 1820一1910What is Statistics?什么是统计学?第5页/共101页6天气预报天气预报无处不在的统计学第6页/共101页7人类学人类学文学文学经济学经济学史学史学地理学地理学物理学物理学社会学社会学农学农学生物学生物学医学医学药学药学中医学中医学气象学气象学法学
3、法学医学统计学医学统计学MedicalStatistics卫生统计学卫生统计学HealthStatistics生物统计学生物统计学Biostatistics科研中的统计学第7页/共101页Websters International Dictionary:A science dealing with the collection,analysis,interpretation,and presentation of masses of numerical data”John M.Last,A Dictionary of Epidemiology:The science and art of d
4、ealing with variation in data through collection,classification,and analysis in such a way as to obtain reliable results”第8页/共101页9医学统计学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。医学统计学(Medical Statistics)医学统计学的定义医学统计学的定义第9页/共101页10医学研究的基本内容1.1.医学科研的统计设计医学科研的统计设计2.2.资料分析资料分析假设假设搜集、整理、分析数据搜集
5、、整理、分析数据调查设计实验设计l统计描述:统计指标l统计推断:参数估计、假设检验第10页/共101页医学统计学的应用11n 以正确的方式收集资料n 描述资料的统计特征n 统计推断及得出正确结论第11页/共101页12一、一些重要概念同质和异质同质和异质变异变异总体和个体总体和个体参数和统计量参数和统计量随机随机概率和频率概率和频率小概率事件和小概率原理小概率事件和小概率原理抽样误差抽样误差第12页/共101页13基本概念之一:同质和异质l同质(homogeneity):性质相同l异质(heterogeneity):性质不同同质和异质是相对的概念同质和异质是相对的概念不同质的个体不能笼统地混在
6、一起分析不同质的个体不能笼统地混在一起分析个体的同质性是构成研究总体的必备条件个体的同质性是构成研究总体的必备条件研究内容研究内容(指标指标/变量变量)不同,对同质性的要求不同不同,对同质性的要求不同第13页/共101页14在研究事物的形状时同质和异质示例在研究事物的颜色时第14页/共101页15基本概念之二:变异 同质事物之间的差别称为同质事物之间的差别称为变异变异(Variation)变异的两个方面:变异的两个方面:不同观察单位(个体)间的差别不同观察单位(个体)间的差别同一个体在不同阶段的差别(重复测量)同一个体在不同阶段的差别(重复测量)第15页/共101页16变异示例发热者体温波动正
7、常人体温波动第16页/共101页17基本概念之二:变异同质个体间的差异。同质个体间的差异。结果是随机的,不可预测的。结果是随机的,不可预测的。一种或多种不可控因素一种或多种不可控因素(已知的或未知的已知的或未知的)作用下的综合表现。作用下的综合表现。个体变异是普遍存在的。个体变异是普遍存在的。个体变异是有规律的。个体变异是有规律的。没有个体变异,就没有统计学!没有个体变异,就没有统计学!第17页/共101页18基本概念之三:总体、个体和样本 总总体体(population):按按研研究究目目的的所所确确定定的的同同质质研研究究对对象象某某项项观观察察指指标标的的全全体体,即全体观察单位。即全体
8、观察单位。有限总体有限总体(finite)无限总体无限总体(infinite)个个体体(individual):是是构构成成总总体体的的最最基基本观察单位;本观察单位;样样本本(randomsample):从从研研究究总总体体中中随机抽取具有代表性的部分观察单位。随机抽取具有代表性的部分观察单位。代表性,包含了总体的特性代表性,包含了总体的特性为什么要抽样?为什么要抽样?第18页/共101页19基本概念之四:参数和统计量 l总体参数总体参数(parameter):刻画总体特征的指标;刻画总体特征的指标;一般用希腊字母表示,如:一般用希腊字母表示,如:、pl统计量统计量(statistic):样
9、本统计指标样本统计指标一般用拉丁字母表示,如:一般用拉丁字母表示,如:、s、pl在在总总体体被被确确定定之之后后,总总体体参参数数就就是是一一个个常常数数,是是不不会会变变化化的的,不不管管你你是是否否确确切切知知其其大大小小;而而统计量是几乎总是随着样本而变的。统计量是几乎总是随着样本而变的。第19页/共101页20基本概念之五:随机随机随机(random):):是指机会均等,无主观影响,目的是保证是指机会均等,无主观影响,目的是保证样本对总体的代表性、可靠性。样本对总体的代表性、可靠性。机会均等,无主观影响机会均等,无主观影响抽样随机抽样随机(randomsampling)有相同的机会被抽
10、到有相同的机会被抽到分组随机分组随机(randomallocation)有相同的机会被分到不同的组中有相同的机会被分到不同的组中顺序随机顺序随机(randomorder)有相同的机会先后接受处理有相同的机会先后接受处理第20页/共101页21基本概念之六:频率和概率频率频率Relativefrequency:在在n次随机试验中,事件次随机试验中,事件A发生了发生了m次,则次,则比值比值称为事件称为事件A在这在这n次试验中出现的次试验中出现的频率频率第21页/共101页22基本概念之六:频率和概率抛硬币试验在概率的统计学定义上的诠释抛硬币试验在概率的统计学定义上的诠释试验者试验者投掷次数投掷次数
11、出现出现“正面正面”次数次数频率频率XXX20120.6000Buffon404020480.5069DeMorgan409220480.5005Fisher1000049790.4979K.Pearson1200060190.5016K.Pearson24000120120.5005第22页/共101页23基本概念之六:频率和概率概率的统计学定义:概率的统计学定义:数理统计学中的大数定理表明:当观察次数数理统计学中的大数定理表明:当观察次数n越来越越来越大,频率大,频率f 的随机波动幅度越来越小,并最终趋向于一的随机波动幅度越来越小,并最终趋向于一个常数个常数p:随机事件:随机事件A发生的发
12、生的概率概率(Probability)。概率概率描述事件发生可能性大小的一个度量描述事件发生可能性大小的一个度量。是一种参。是一种参数。数。常用常用P来表示;来表示;0P 1第23页/共101页24基本概念之七:小概率事件小概率事件小概率事件(rareevent)当某事件发生的概率很小当某事件发生的概率很小(可能性很小可能性很小),统计学上称该事件为,统计学上称该事件为小概率事件。小概率事件。医学上:小于或等于医学上:小于或等于0.050.05小概率原理小概率原理小小概概率率事事件件并并不不表表示示不不可可能能发发生生,但但在在某某一一次次试试验验中中,可可认认为为是是不会发生的。不会发生的。
13、第24页/共101页25误差误差(error)指实际观察值与观察真值之差、样本指标与总指实际观察值与观察真值之差、样本指标与总体指标之差。体指标之差。基本概念之八:抽样误差 误差分类产生原因对观察值的影响处理方法系统误差仪器未校正、测量者感官的某种偏差、医生掌握疗效标准偏高或偏低等。使观察值不是分散在真值的两侧,而是有方向性、系统性或周期性地偏离真值。通过实验设计的完善和技术措施的改进来消除或减少。随机误差排除系统误差后,其他多种不确定因素。使观察值不按方向性、系统性而随机的变化,误差变量一般服从正态分布。可通过统计处理估计随机误差。第25页/共101页26二、统计资料常见类型 在在医医学学研
14、研究究中中,根根据据研研究究目目的的的的要要求求对对一一些些观观察察项项目目或或研研究究指指标标在在一一些些研研究究对对象象中中进进行行观观察察(或或测测量量),由由于于这这些些指指标标存存在在着着变变异异,故故把把这这些些观观察察项项目目或或研研究究指指标标称称为为随随机机变变量量,简简称称变变量量(variable),而而观观察察结结果果对对应应的的取取值值称为称为变量值或观察值变量值或观察值。第26页/共101页27按照取值的特性:数值变量 Numerical Variable 定量变量:既有顺序的意义,又有间隔的意义,可以认为是连续的;往往有单位;取值间的差异是可以度量的分类变量 Ca
15、tegorical Variable:取值是是分散、定性的,表现为互不相容的类别和属性无序分类 Unordered Categorical定性变量:无顺序,无间隔,仅有分类二项分类多项分类有序分类 Ordered Categorical 等级变量:仅有顺序,无单位;取值间的差异是不可度量的第27页/共101页28资料类型的判断病例号年龄(岁)性别身高(cm)血型心电图尿WBC职业RBC1012/L135女1.65A正常教师4.67244男1.74B正常工人5.21326男1.80O正常职员4.10425女1.61AB正常农民3.92541男1.71A异常+工人3.49645女1.58B正常+工
16、人5.48750女1.60O异常+干部6.78828男1.76AB正常+干部7.10931女1.62O正常军人5.24第28页/共101页29不同分类的互相转化不同分类的互相转化 定量资料(数值变量)定量资料(数值变量)定性资料(无序分类变量)定性资料(无序分类变量)定量资料(数值变量)定量资料(数值变量)等级资料(有序分类变量)等级资料(有序分类变量)等级资料(有序分类变量)等级资料(有序分类变量)定性资料(无序分类变量)定性资料(无序分类变量)信息量只有减少,不可增加信息量只有减少,不可增加 第29页/共101页30基本概念汇总总体个体、个体变异总体参数未知样本代表性、抽样误差随机抽样样本
17、统计量已知统计推断风 险第30页/共101页31总结l基本概念:基本概念:统计学,统计学研究的步骤统计学,统计学研究的步骤统计资料的分类统计资料的分类同质、变异同质、变异总体、个体、样本总体参数、样本统计量、样本含量总体、个体、样本总体参数、样本统计量、样本含量随机随机概率、小概率事件、小概率原理概率、小概率事件、小概率原理抽样误差抽样误差变量的分类变量的分类第31页/共101页32第二节 常用统计方法常用统计方法1234分类变量资料常用统计方法分类变量资料常用统计方法数值变量资料常用统计方法数值变量资料常用统计方法常用统计方法的选择常用统计方法的选择思考题思考题第32页/共101页33l描描
18、述述性性统统计计分分析析:以以统统计计表表、统统计计图图统统计计指指标标(如如均均数数、标标准准差差等等)对对资资料料的的数数量量特特征征及及其其分分布布规规律律进行测定和描述。进行测定和描述。l推推断断性性统统计计分分析析:如如何何由由样样本本信信息息推推断断总总体体特特征征的的问题。问题。参数估计:区间估计(参数估计:区间估计(95%CI)假设检验:假设检验:t,F,z检验等检验等基本统计分析方法第33页/共101页34一、分类变量资料常用统计方法1.1.分类变量资料的统计描述分类变量资料的统计描述数据形式数据形式绝对数绝对数相对数相对数比、比例、率比、比例、率第34页/共101页35比(
19、ratio)两者的相对水平两者的相对水平分子分子不必包含不必包含在分母里在分母里可以比较不同属性的事件或状态可以比较不同属性的事件或状态=5/2 =2.5/1第35页/共101页36构成比(proportion)某一事物内部各组成部分所占的比重某一事物内部各组成部分所占的比重分子分子必须包含必须包含在分母里在分母里比较的必须是同一属性的事件或状态比较的必须是同一属性的事件或状态波动范围只能是波动范围只能是0 01 12-=0.5=50%4第36页/共101页率(rate)37描述特定时间里某事件发生的速度描述特定时间里某事件发生的速度分子:分子:特定时间里观察的特定时间里观察的新发事件数新发事
20、件数分母:分母:事件发生的人群基数事件发生的人群基数 (危险人口)危险人口)2-=0.02/year 100Observed in 1998第37页/共101页38n防止概念混淆防止概念混淆n计算相对数时分母应有足够数量计算相对数时分母应有足够数量 n正确地合并估计频率正确地合并估计频率(或强度或强度)型指标型指标 n相相对对数数间间的的比比较较要要具具备备可可比比性性:观观察察的的对对象象是是否否同同质质,研研究究的的方方法法(如如检检测测手手段段、抽抽样样方方法法)是是否否相相同同,观观察察的的时时间间是是否否一一致致等等;被被比比较较的的总总体体是否具有可比性是否具有可比性 n对相对数的
21、统计推断对相对数的统计推断 应用相对数应注意的事项第38页/共101页392.2.分类变量资料的统计推断分类变量资料的统计推断参数估计:参数估计:点估计点估计 区间估计区间估计假设检验:假设检验:检验、检验、u u检验检验 非参数检验非参数检验 第39页/共101页无序分类资料统计方法40比较目的比较目的 应用条件应用条件统计方法统计方法样本与总体检验样本与总体检验np5,n(1-P)5二项分布二项分布u检验检验n很小很小二项分布直接法二项分布直接法两样本比较检验两样本比较检验np5,n(1-P)5二项分布二项分布u检验检验n40,T5四格表四格表 检验检验n40,1T40配对配对检验检验b+
22、c1,1T5的格的格子数超过子数超过1/5列联表列联表检验检验T1四格表确切概率法四格表确切概率法第40页/共101页等级资料统计方法41比较目的比较目的 统计方法统计方法配对等级资料配对等级资料Wilcoxon单样本秩和检验单样本秩和检验两独立样本等级资料两独立样本等级资料Wilcoxon两样本秩和检验两样本秩和检验多组独立样本等级资料多组独立样本等级资料Kruskal-Wallis秩和检验秩和检验第41页/共101页单变量计数资料的统计方法选择思路42第42页/共101页43二、数值变量资料常用统计方法1.1.数值变量资料的统计描述数值变量资料的统计描述集中趋势和离散趋势124132140
23、148156164010203040人数身高(cm)第43页/共101页44n 集中趋势的描述集中趋势的描述 即即大大多多数数数数值值落落在在什什么么位位置置上上。(针针对对一一个个变量的若干个数值)变量的若干个数值)1.1.算术均数(均数)算术均数(均数)2.2.几何均数几何均数3.3.中位数中位数第44页/共101页45算术均数(均数)算术均数(均数)l意义:一组性质相同的观察值在数量上的平均水平。意义:一组性质相同的观察值在数量上的平均水平。l表示表示 (总体)(总体)X X(样本)样本)l特征:特征:(X(X-X)=0X)=0l应用:正态分布或近似正态分布应用:正态分布或近似正态分布l
24、注意:合理分组,才能求均数,否则没有意义。注意:合理分组,才能求均数,否则没有意义。第45页/共101页46几何均数几何均数l意意义义:N N个个数数值值的的乘乘积积开开N N次次方方即即为为这这N N个个数数的的几几何何均数。均数。l表示:表示:G Gl应应用用:原原始始数数据据分分布布不不对对称称,经经对对数数转转换换后后呈呈对对称称分分布布的的资资料料。数数值值范范围围跨跨越越多多个个数数量量级级。例例如如抗抗体体滴度。滴度。第46页/共101页47中位数、百分位数中位数、百分位数l意意义义:将将一一组组观观察察值值从从小小到到大大排排序序后后,居居于于中中间间位位置的那个值或两个中间值
25、的平均值。(身高排队)置的那个值或两个中间值的平均值。(身高排队)l表示:表示:M M、PXPXl百百分分位位数数:将将N N个个观观察察值值从从小小到到大大依依次次排排列列,再再分分成成100100等等份份,对对应应于于X%X%位位的的数数值值即即为为第第X X百百分分位位数数。中位数是百分位的特殊形式。中位数是百分位的特殊形式。l应用:偏态资料,开口资料应用:偏态资料,开口资料第47页/共101页48n 离散趋势的描述:离散趋势的描述:反映一组数据的变异大小反映一组数据的变异大小l极差极差l四分位数间距四分位数间距l方差方差l标准差标准差l变异系数变异系数 常用指标常用指标第48页/共10
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- 医学 实践 常用 统计学 方法
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