醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)SchoolofpublichealthShandongUniversity教學(xué)方法

2討論講授實(shí)驗(yàn)山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia第一章緒論§1.1

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義和主要內(nèi)容§1.2

統(tǒng)計(jì)學(xué)常用的基本概念§1.3

統(tǒng)計(jì)工作的基本步驟§1.4學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題3山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia4統(tǒng)計(jì)學(xué)（statistics）：Webster大辭典:“asciencedealingwiththecollection,analysis,interpretationandpresentationofmassesofnumericaldata.”Thescienceandartofdealingwithvariationindatathroughcollection,classificationandanalysisinsuchawayastoobtainreliableresults(JMLast).

§1.1醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義和主要內(nèi)容一、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia統(tǒng)計(jì)學(xué)（statistics）是運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理和方法，研究資料的收集、整理和分析推斷的一門學(xué)科，是認(rèn)識(shí)社會(huì)和自然界中隨機(jī)現(xiàn)象的數(shù)量特征的一門科學(xué)。5industrygovernmentbusinesseducationresearchfinancehealththenaturalworldStatisticsin...山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia6自然界存在的各種現(xiàn)象可歸納為兩類：必然現(xiàn)象：在一定條件下必然發(fā)生的現(xiàn)象。其發(fā)生在一定條件下是確定性的。如在地球上，上拋的石子必然下落。隨機(jī)現(xiàn)象：在同一條件下有不確定結(jié)果的現(xiàn)象。例如，投擲硬幣。隨機(jī)現(xiàn)象的特點(diǎn)：

相同條件下重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或觀察時(shí)，每次結(jié)果不盡相同；一次實(shí)驗(yàn)或觀察，究竟出現(xiàn)哪一種結(jié)果，事先是無(wú)法確定的；一定數(shù)量的重復(fù)試驗(yàn)后會(huì)呈現(xiàn)出規(guī)律性。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)(medicalstatistics)是以醫(yī)學(xué)理論為指導(dǎo)，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的原理與方法，研究醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中隨機(jī)現(xiàn)象有關(guān)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析與推斷，進(jìn)而闡明其客觀規(guī)律的一門應(yīng)用科學(xué)。山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia781．統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)2．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理與方法3．醫(yī)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法4．計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件二、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia9科研設(shè)計(jì)專業(yè)設(shè)計(jì)——研究的深度和水平統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)——研究的質(zhì)量

1．統(tǒng)計(jì)研究設(shè)計(jì)目的：控制和縮小隨機(jī)誤差；節(jié)約樣本含量，提高實(shí)驗(yàn)效率；便于資料分析，以最大限度地獲取信息。調(diào)查研究——調(diào)查設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia10包括概率、隨機(jī)變量、理論分布、資料的收集與整理、統(tǒng)計(jì)描述和統(tǒng)計(jì)推斷方法等。主要涉及：①幾個(gè)重要的理論分布：正態(tài)分布、二項(xiàng)分布和Poisson分布等；②統(tǒng)計(jì)描述：常用的描述性指標(biāo)，如集中趨勢(shì)和離散趨勢(shì)指標(biāo)、相對(duì)數(shù)、相關(guān)系數(shù)、回歸系數(shù)以及統(tǒng)計(jì)表與統(tǒng)計(jì)圖；③統(tǒng)計(jì)推斷：總體參數(shù)估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)；④醫(yī)學(xué)參考值范圍的確定；⑤直線相關(guān)和直線回歸分析；等等。

2．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理與方法醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia11醫(yī)學(xué)現(xiàn)象復(fù)雜多變，如疾病的發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)歸、預(yù)后等受諸多因素的影響。多元統(tǒng)計(jì)方法可充分利用資料的多因素信息，從而得出能反映客觀實(shí)際的結(jié)論。常用的方法有：多元線性回歸分析、Logistic回歸、Cox回歸、判別分析、聚類分析、主成分分析、因子分析、典型相關(guān)分析等。

3．醫(yī)用多元統(tǒng)計(jì)分析方法

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia12計(jì)算機(jī)為大量信息的儲(chǔ)存與檢索、復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理提供了條件，各種統(tǒng)計(jì)軟件的應(yīng)用也日益普遍。醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中最常用的有SAS軟件、SPSS軟件和STATA軟件、R軟件等。4．計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia13變量關(guān)系統(tǒng)計(jì)描述統(tǒng)計(jì)推斷指標(biāo)描述圖表描述參數(shù)估計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)查設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的主要內(nèi)容山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia

§1.2統(tǒng)計(jì)學(xué)常用的基本概念同質(zhì)與變異變量與變量值總體與樣本參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量誤差隨機(jī)事件和概率14山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia一、同質(zhì)與變異15變異是生物體的基本屬性之一，也是統(tǒng)計(jì)研究的前提。山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia同質(zhì)(homogeneity)：影響研究指標(biāo)較大的、可以控制的主要因素盡可能相同。

如，研究?jī)和纳砀邥r(shí)，要求影響身高較大的、易控制的因素如性別、年齡、民族、地區(qū)要相同。變異

(variation)：同質(zhì)基礎(chǔ)上的各個(gè)觀察值間的差異稱為變異。

如，同性別、同年齡、同民族、同地區(qū)的健康兒童的身高和體重不盡相同；相同病種、病程的病人，用同一療法，卻未必有相同療效。這些不同就是變異?？衫斫鉃橥|(zhì)基礎(chǔ)上的個(gè)體差異。二、變量與變量值16山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia收集資料時(shí)，首先要根據(jù)研究目的確定同質(zhì)觀察單位，再對(duì)每個(gè)觀察單位的某項(xiàng)特征進(jìn)行測(cè)量或觀察，這種特征稱為變量(variable)。如“身高”、“體重”、“療效”就是變量。變量的觀察結(jié)果或測(cè)量值(即變量值)構(gòu)成數(shù)據(jù)或資料(data)。變量按其值的性質(zhì)可分為：數(shù)值變量和分類變量。1.數(shù)值變量(numericalvariable)17山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia其變量值是定量的，表現(xiàn)為數(shù)值大小，多有度量單位。如身高(cm)、體重(kg)、心律(次/分)、住院天數(shù)(日)、血壓(mmHg或kPa)等。這種由數(shù)值變量的測(cè)定值構(gòu)成的資料稱為計(jì)量資料，或數(shù)值變量資料，或定量資料。大多數(shù)的數(shù)值變量為連續(xù)型變量，如身高、體重、血壓等；但有的數(shù)值變量的測(cè)定值只是正整數(shù)，如心率、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、脈搏等，在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中把它們也視為連續(xù)型變量。2.分類變量(categoricalvariable)18山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia分類變量表現(xiàn)為互不相容的類別或?qū)傩?，亦稱定性變量。無(wú)序分類變量（unorderedcategoricalvariable）：所分類別或?qū)傩灾g無(wú)程度(或順序)上的差別。其分析應(yīng)先按類別分組，計(jì)各組的觀察單位數(shù)，編制分類資料的頻數(shù)表，所得資料稱為計(jì)數(shù)資料(或無(wú)序分類變量資料)。如血型。有序分類變量（ordinalcategoricalvariable）：各類別之間有程度（或順序）的差別。其分析應(yīng)先按等級(jí)順序分組，計(jì)各組的觀察單位數(shù)，編制各等級(jí)的頻數(shù)表，所得資料稱為等級(jí)資料(或有序分類變量資料)。如尿蛋白化驗(yàn)結(jié)果。19定性資料/分類資料：二項(xiàng)分類：如性別、生存與死亡、陽(yáng)性與陰性等多項(xiàng)分類：無(wú)序分類資料(unorderedcategoricaldata)：亦稱計(jì)數(shù)資料(enumerationdata)，是指所分類別或?qū)傩灾g無(wú)程度或順序上的差別。如血型：A、B、O、AB

治療方案：藥物、手術(shù)、物理有序分類資料(ordinalcategoricaldata)或等級(jí)資料(rankeddata):是指變量值的類別或?qū)傩灾g有程度或順序上的差別。如

尿蛋白化驗(yàn)結(jié)果：–、

、+、++、+++

療效：治愈、好轉(zhuǎn)、無(wú)效、惡化山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia20變量與變量值山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia21統(tǒng)計(jì)資料類型的表現(xiàn)形式變量與變量值山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia22

統(tǒng)計(jì)資料類型的名稱1、數(shù)值變量資料，定量資料，計(jì)量資料，定量數(shù)據(jù)，計(jì)量數(shù)據(jù)2、分類變量資料，定性資料，計(jì)數(shù)資料，定性數(shù)據(jù)，計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，分類數(shù)據(jù)3、等級(jí)資料，有序資料變量與變量值山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia三、總體與樣本23總體：根據(jù)研究目的確定的同質(zhì)研究對(duì)象的全體（集合）。分有限總體與無(wú)限總體樣本：從總體中隨機(jī)抽取的部分觀察單位

山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia1.總體(population)24山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia總體是根據(jù)研究目的所確定的同質(zhì)研究對(duì)象中所有觀察單位某變量值的集合。有限總體(finitepopulation)：指明確了特定的時(shí)間、空間范圍的有限個(gè)觀察單位所組成的總體。無(wú)限總體(infinitepopulation)：沒(méi)有時(shí)間和空間范圍限制的無(wú)限個(gè)觀察單位所組成的總體。

25①同質(zhì)性。即構(gòu)成總體的各單位必須具有某種共同性質(zhì)，這是形成總體的客觀依據(jù)，也是我們確定總體范圍的標(biāo)準(zhǔn)。各單位必須具有這種共同性質(zhì)，是由統(tǒng)計(jì)研究的目的決定的。②大量性。即總體是由許多單位組成的。一個(gè)或少數(shù)單位不能形成總體，因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)研究的目的是要揭示大量事物的普遍規(guī)律性，所以統(tǒng)計(jì)研究的對(duì)象必須包括足夠多的個(gè)體。③差異性。即總體的各單位除了某一方面的共同性外，在其他方面必須是有差異的，這些差異是統(tǒng)計(jì)研究的基礎(chǔ)和前提。總體的三個(gè)基本特征：山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia2.樣本(sample)26山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia按隨機(jī)化原則從同質(zhì)總體中隨機(jī)抽取部分觀察單位，其變量值的集合構(gòu)成樣本。樣本的觀察單位個(gè)數(shù)稱為樣本含量，用n表示。樣本必須具有代表性?！按硇浴钡那疤崾菢颖緛?lái)自同質(zhì)總體、足夠的觀察單位數(shù)和隨機(jī)抽樣。隨機(jī)化原則通常是指總體中的每個(gè)個(gè)體都有同樣的機(jī)會(huì)被抽到樣本中。但不同的研究目的，所采用的抽樣方法不同，如單純隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、整群抽樣和分層抽樣等。四、參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量27山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia五、誤差28山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia誤差(Error)：指測(cè)量值(實(shí)際值)與真值(理論值)之差。

可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)測(cè)量誤差、抽樣誤差。系統(tǒng)誤差(systematicerror)：數(shù)據(jù)搜集和測(cè)量過(guò)程中由于儀器不準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范等原因，造成觀察結(jié)果呈傾向性的偏大或偏小，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。流行病學(xué)中稱之為偏倚（bias）。誤差29山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia隨機(jī)測(cè)量誤差(randommeasurementerror)

:

由于非人為的偶然因素，對(duì)于同一樣本多次測(cè)定結(jié)果不完全一樣，有時(shí)偏大有時(shí)偏小，沒(méi)有傾向性，這種誤差稱為隨機(jī)測(cè)量誤差。特點(diǎn)：沒(méi)有傾向性，多次測(cè)量計(jì)算平均值可以減小甚至消除隨機(jī)測(cè)量誤差。提高操作者熟練程度可以減少這種誤差。30誤差統(tǒng)計(jì)學(xué)研究的對(duì)象中，由于變異是絕對(duì)存在的，在抽樣研究中，抽樣誤差是不可避免的。

抽樣誤差產(chǎn)生的兩個(gè)前提條件：①個(gè)體變異的存在②抽樣研究山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia六、隨機(jī)事件和概率31隨機(jī)事件具有：可重復(fù)性：相同條件下可重復(fù)進(jìn)行隨機(jī)性：出現(xiàn)兩種及兩種以上結(jié)果偶然性：實(shí)驗(yàn)前不能肯定將出現(xiàn)哪種結(jié)果山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia32山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia33山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia34山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia

§1.3統(tǒng)計(jì)工作的步驟35立題（發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)）研究設(shè)計(jì)收集資料（調(diào)查或?qū)嶒?yàn)）

整理資料

分析資料

驗(yàn)證假說(shuō)、理論概括統(tǒng)計(jì)工作的基本步驟科學(xué)研究的基本步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia一、設(shè)計(jì)（design）36統(tǒng)計(jì)工作步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia二、收集資料（collectionofdata）37統(tǒng)計(jì)工作步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia三、整理資料（sortingdata）38統(tǒng)計(jì)工作步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia四、分析資料（analysisofdata）39統(tǒng)計(jì)工作步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia

統(tǒng)計(jì)工作的四個(gè)步驟緊密相聯(lián)、不可分割，任何一步的缺陷，都將影響整個(gè)研究結(jié)果。40統(tǒng)計(jì)工作步驟山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia41§1.4學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題一、了解統(tǒng)計(jì)學(xué)的特點(diǎn)以及醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的地位和作用1、與數(shù)學(xué)的關(guān)系聯(lián)系：現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)方法幾乎用到了所有的現(xiàn)代數(shù)學(xué)知識(shí)，數(shù)學(xué)為統(tǒng)計(jì)學(xué)提供了統(tǒng)計(jì)理論和分析方法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。統(tǒng)計(jì)方法與數(shù)學(xué)方法一樣，并不能獨(dú)立地直接研究和探索自然現(xiàn)象和社會(huì)現(xiàn)象的規(guī)律，而是為各學(xué)科提供了一種研究和探索客觀規(guī)律的數(shù)量方法。區(qū)別：數(shù)學(xué)研究的是抽象的數(shù)量規(guī)律性，而統(tǒng)計(jì)學(xué)研究的是具體的數(shù)量規(guī)律性。數(shù)學(xué)使用的是純粹的演繹，而統(tǒng)計(jì)學(xué)是演繹和歸納相結(jié)合，占主導(dǎo)地位的是歸納。（一）統(tǒng)計(jì)學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia42山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia432、與專業(yè)學(xué)科的關(guān)系統(tǒng)計(jì)方法可以幫助其他學(xué)科探索各學(xué)科內(nèi)在的數(shù)量規(guī)律性，而對(duì)這種數(shù)量規(guī)律性的解釋以及由數(shù)量規(guī)律性進(jìn)而研究各學(xué)科內(nèi)在的規(guī)律只能由各學(xué)科的專業(yè)研究完成。例如，統(tǒng)計(jì)方法通過(guò)對(duì)吸煙和不吸煙者患肺癌的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出吸煙是肺癌的病因之一。但為什么吸煙能導(dǎo)致肺癌就需要用醫(yī)學(xué)作出解釋了。因此，統(tǒng)計(jì)方法僅僅是一種有用的工具，是一種定量分析的工具。能否真正解決各學(xué)科的實(shí)際問(wèn)題，第一要看這個(gè)工具是否能被正確地運(yùn)用；第二要在定量分析的同時(shí)結(jié)合定性分析，即應(yīng)用各學(xué)科的專業(yè)知識(shí)對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果作出合理的解釋與分析。專業(yè)知識(shí)和統(tǒng)計(jì)方法是搞好統(tǒng)計(jì)應(yīng)用的基本功。山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia44（二）醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)的地位和作用系統(tǒng)地積累和表達(dá)經(jīng)驗(yàn)。

統(tǒng)計(jì)學(xué)臨床醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)信息，醫(yī)學(xué)知識(shí)完成科研工作。撰寫(xiě)研究報(bào)告和閱讀書(shū)刊。山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia45“非常痛心地看到，因?yàn)閿?shù)據(jù)分析的缺陷和錯(cuò)誤，那么多好的生物研究工作面臨著被葬送的危險(xiǎn)”。

--F.Yates，M.J.R.Healy

統(tǒng)計(jì)知識(shí)的運(yùn)用撰寫(xiě)論文：報(bào)告自己觀察或?qū)嶒?yàn)的研究結(jié)果。閱讀論文：吸收新知識(shí)，了解學(xué)術(shù)進(jìn)展。為什么要學(xué)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)？山東大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院LiuYunxia1996年，有機(jī)構(gòu)對(duì)申報(bào)科技成果的4586篇科研論文分析，統(tǒng)計(jì)方法使用率為76%。醫(yī)學(xué)論文中統(tǒng)計(jì)運(yùn)用錯(cuò)誤，除了影響論文的科學(xué)性，還可能導(dǎo)致嚴(yán)重的倫理學(xué)問(wèn)題。60年代到80年代，國(guó)外醫(yī)學(xué)雜志調(diào)查表明：20%~72%的論文有統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤。

1984年對(duì)《中華醫(yī)學(xué)雜志》、《中華內(nèi)科雜志》、《中華外科雜志》、《中華婦產(chǎn)科雜志