衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)夏結(jié)來第四軍醫(yī)大學(xué)

第三章數(shù)據(jù)的產(chǎn)生目錄第一節(jié)：數(shù)據(jù)的來源第二節(jié)：隨機(jī)對照試驗(yàn)第三節(jié)：簡單隨機(jī)抽樣第四節(jié)：抽樣的可靠性與代表性第五節(jié)：倫理問題0102030405重點(diǎn)難點(diǎn)軼聞數(shù)據(jù)與可得數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)性研究與觀察性研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則總體與樣本、參數(shù)與統(tǒng)計(jì)量簡單隨機(jī)抽樣

偏倚第一節(jié)數(shù)據(jù)的來源1.軼聞數(shù)據(jù)（1）由雜志、報紙、電視、互聯(lián)網(wǎng)或其它媒體報道的一些個案數(shù)據(jù)，由于其特殊性往往給公眾留下突出和深刻的印象。（2）特點(diǎn)：缺乏代表性，常誘導(dǎo)人們進(jìn)行簡單的推論，得到一些具有傾向性的結(jié)論。（3）如：電視廣告中商家提供的數(shù)據(jù)。2.可得數(shù)據(jù)（1）為了某些特定目的已收集或積累的數(shù)據(jù)。（2）特點(diǎn)：可免費(fèi)或以低廉價格獲取，但通常難以完全滿足某些特定的研究目的。（3）如：各類監(jiān)測數(shù)據(jù)、醫(yī)院臨床病案數(shù)據(jù)和各類統(tǒng)計(jì)年鑒等。（一）軼聞數(shù)據(jù)與可得數(shù)據(jù)第一節(jié)數(shù)據(jù)的來源1.觀察性研究(observationalstudy)與實(shí)驗(yàn)性研究(experimentalstudy)（1）觀察性研究中，研究者觀察并測量研究對象的一個或多個變量，但不施加任何干預(yù)措施。（2）實(shí)驗(yàn)性研究中，研究者對研究對象施加處理因素即干預(yù)措施，并測量一個或多個變量。（二）抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第一節(jié)數(shù)據(jù)的來源2.抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)（1）抽樣調(diào)查的基本思想就是對總體中的一部分，即樣本進(jìn)行了解進(jìn)而得到總體的信息。（2）特點(diǎn)：觀察者對被觀察事物或現(xiàn)象在不進(jìn)行任何干預(yù)的情況下所作的觀察。3.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（1）通過實(shí)驗(yàn)性研究所得到的數(shù)據(jù)。（2）特點(diǎn)：研究對象所處的狀態(tài)是由研究者決定的。研究者決定研究對象狀態(tài)的過程稱為給予人為的干預(yù)措施。（3）實(shí)驗(yàn)性研究的可比性更好，因果關(guān)系的推斷更具說服力。（二）抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第一節(jié)數(shù)據(jù)的來源由于測量本身的問題導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性或可靠性存在問題，基于這樣的數(shù)據(jù)所做的任何統(tǒng)計(jì)分析都可能具有誤導(dǎo)性。本章的核心問題是如何科學(xué)地產(chǎn)生或收集高質(zhì)量的原始數(shù)據(jù)，從而在源頭上保障統(tǒng)計(jì)結(jié)論的準(zhǔn)確性和可靠性。下面兩節(jié)我們將以簡單隨機(jī)抽樣和隨機(jī)對照試驗(yàn)為例分別進(jìn)行介紹，以闡釋數(shù)據(jù)收集或產(chǎn)生過程的核心思想。（二）抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)第一節(jié)數(shù)據(jù)的來源第二節(jié)隨機(jī)對照試驗(yàn)1.對照（control）（1）案例：“胃冷凍法”治療胃潰瘍是否有效。（2）安慰劑效應(yīng)：由于心理效應(yīng)所產(chǎn)生的虛假現(xiàn)象。（3）對照思想：設(shè)置對照組以減少非處理因素對處理因素效應(yīng)的影響。（4）標(biāo)準(zhǔn)的對照試驗(yàn)：將試驗(yàn)對象隨機(jī)分配到試驗(yàn)組和對照組，除了對試驗(yàn)組給予處理措施外，兩組患者在其他方面都要被同等對待。（5）意義：鑒別處理因素與非處理因素之間的差異，是進(jìn)行比較的必要基礎(chǔ)；消除和減少試驗(yàn)誤差。（一）設(shè)計(jì)原則第二節(jié)隨機(jī)對照試驗(yàn)2.隨機(jī)化(randomization)（1）決定如何將試驗(yàn)對象分配到各處理組中，只有當(dāng)所有處理組中試驗(yàn)對象的基本情況相當(dāng)時，各處理組間的效應(yīng)比較才是有效的。（2）匹配定義：找到性別、年齡等變量情況相似的兩組對象分別給予不同的處理。（3）匹配存在的問題：不一定能完全避免偏倚，因?yàn)橛刑酀撛诘淖兞靠赡苡绊懺囼?yàn)的結(jié)果，很難把所有的因素都進(jìn)行匹配。（4）隨機(jī)化思想：使用隨機(jī)的方式使每個實(shí)驗(yàn)對象有同等的機(jī)會被分配到各處理組。（5）隨機(jī)化方法：抽簽。（6）隨機(jī)化意義：保證了各對比組間的均衡可比性。（一）設(shè)計(jì)原則第二節(jié)隨機(jī)對照試驗(yàn)3.重復(fù)(repeat)（1）每組只有一個試驗(yàn)對象，那么試驗(yàn)結(jié)果可能只依賴于具有這類潛在特質(zhì)的人被分到了哪個組，但是，如果試驗(yàn)對象足夠多，這類人的效應(yīng)就能夠被平均化，兩組的區(qū)別就會減少。（2）重復(fù)思想：運(yùn)用足夠多的樣本來降低試驗(yàn)的隨機(jī)誤差。（一）設(shè)計(jì)原則第二節(jié)隨機(jī)對照試驗(yàn)試驗(yàn)對象可能具有安慰劑效應(yīng)；試驗(yàn)研究者的主觀看法造成試驗(yàn)結(jié)論的偏倚；盲法（blind）：試驗(yàn)對象甚至試驗(yàn)人員均不知道試驗(yàn)對象接受哪一種處理；雙盲意義：雙盲則避免了由試驗(yàn)人員和試驗(yàn)對象的主觀意識造成的偏倚。（二）潛在的問題第二節(jié)隨機(jī)對照試驗(yàn)第三節(jié)簡單隨機(jī)抽樣（一）簡單隨機(jī)抽樣第三節(jié)簡單隨機(jī)抽樣1.抽樣涵蓋不全（1）志愿者應(yīng)答樣本：總體中的更有意愿完成調(diào)查的部分對象組成的樣本，不是總體的一個具有代表性的樣本。2.測量可能存在缺陷（1）應(yīng)答偏倚：被訪者被問及關(guān)于賣淫或嫖娼等敏感話題時，于法律、道德問題而撒謊。（2）回憶偏倚：讓被訪者回憶過去，可能由于記憶不準(zhǔn)確產(chǎn)生偏倚。（3）問題措辭：模糊或者帶有引導(dǎo)性的問題常常產(chǎn)生較大的偏倚。（二）潛在的問題第三節(jié)簡單隨機(jī)抽樣第四節(jié)樣本的可靠性與代表性1.參數(shù)(parameter)（1）用于刻畫總體的數(shù)值特征，如總體均數(shù)、總體中位數(shù)、總體標(biāo)準(zhǔn)差、總體率等。（2）參數(shù)被看成總體某種特征的固定數(shù)值，通常參數(shù)的確切值未知。2.統(tǒng)計(jì)量(statistic)（1）用于描述樣本的數(shù)值特征，如樣本均數(shù)、樣本中位數(shù)、樣本標(biāo)準(zhǔn)差，樣本率等。（2）當(dāng)獲得一個樣本后就可以得到統(tǒng)計(jì)量的值，可用于估計(jì)未知參數(shù)的值。（3）統(tǒng)計(jì)量的值隨樣本改變而改變。3.統(tǒng)計(jì)推斷（statisticalinference)從樣本數(shù)據(jù)推理而得到關(guān)于總體的結(jié)論。第四節(jié)樣本的可靠性與代表性第四節(jié)樣本的可靠性與代表性

第四節(jié)樣本的可靠性與代表性

第四節(jié)樣本的可靠性與代表性當(dāng)用統(tǒng)計(jì)量來估計(jì)總體參數(shù)時，統(tǒng)計(jì)量會隨著抽樣結(jié)果的不同而不同，該現(xiàn)象可能影響我們采用統(tǒng)計(jì)量來估計(jì)總體參數(shù)的質(zhì)量。由抽樣引起的統(tǒng)計(jì)量與統(tǒng)計(jì)量之間或者統(tǒng)計(jì)量與總體參數(shù)之間的變異不是無規(guī)律的，而是具有某種潛在的模式。1.變量的總體分布

總體中所有個體觀測值的分布。2.統(tǒng)計(jì)量抽樣分布統(tǒng)計(jì)量的分布規(guī)律，描述了從同一總體重復(fù)抽樣時，統(tǒng)計(jì)量會有些什么樣的值，以及每個值出現(xiàn)的可能性大小。（一）抽樣分布第四節(jié)樣本的可靠性與代表性例3某環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)2015年1月1日至2月28日對每小時PM10濃度值進(jìn)行監(jiān)測。圖(A)采用某環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測時間內(nèi)每小時的PM10濃度值，描述的是總體分布。圖(B)從這個總體中隨機(jī)抽樣(每次樣本量為50)，共抽取100次得到的100個樣本均數(shù)的分布。（一）抽樣分布第四節(jié)樣本的可靠性與代表性圖(B)樣本均數(shù)的抽樣分布圖

圖(A)所有個體測量值分布圖(總體分布）從圖知，樣本均數(shù)的變異程度小于個體觀測值。重復(fù)抽樣過程從總體中進(jìn)行簡單隨機(jī)抽樣，每次抽取的樣本量為n。計(jì)算出統(tǒng)計(jì)量。重復(fù)上述兩步，即從同一個總體中反復(fù)多次獨(dú)立地隨機(jī)抽樣后獲得多個統(tǒng)計(jì)量。展示多個統(tǒng)計(jì)量的分布特征。（一）抽樣分布第四節(jié)樣本的可靠性與代表性（一）抽樣分布第四節(jié)樣本的可靠性與代表性重復(fù)抽樣過程(統(tǒng)計(jì)量為樣本均數(shù))（一）抽樣分布第四節(jié)樣本的可靠性與代表性重復(fù)抽樣過程(統(tǒng)計(jì)量為樣本率)1.抽樣變異與抽樣誤差（1）統(tǒng)計(jì)量的值在重復(fù)隨機(jī)抽樣的樣本中各不相同，這種統(tǒng)計(jì)量隨著樣本的變化而變化的現(xiàn)象稱為抽樣變異(samplingvariability)。（2）抽樣誤差(samplingerror)表達(dá)了統(tǒng)計(jì)量與待估計(jì)總體參數(shù)之間不完全相等的事實(shí)，而抽樣變異則形象地說明了不同樣本間的統(tǒng)計(jì)量存在變異。（二）抽樣誤差第四節(jié)樣本的可靠性與代表性（二）抽樣誤差第四節(jié)樣本的可靠性與代表性例1續(xù)

就器械鍛煉的流行病學(xué)調(diào)查而言，假設(shè)人群中實(shí)際有60%的人抵觸器械鍛煉。可用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序抽取多個簡單隨機(jī)樣本，為每個樣本計(jì)算出一個樣本率p，將所有的樣本率p的值繪制成直方圖。圖（A）：從率為0.6的總體中分別抽取1000個樣本量為100的簡單隨機(jī)樣本的樣本率p的分布。圖（B）：從相同的人群中抽取1000個樣本量為2500的簡單隨機(jī)樣本，并重新計(jì)算得到1000個樣本率p，并繪制出直方圖。（二）抽樣誤差第四節(jié)樣本的可靠性與代表性圖（B）1000次抽樣的樣本率(n=2500)圖（A）1000次抽樣的樣本率(n=100)比較兩個直方圖，可以看出增加樣本量對樣本率p抽樣分布的影響。

（二）抽樣誤差第四節(jié)樣本的可靠性與代表性3.標(biāo)準(zhǔn)誤(standarderror)（1）定義：統(tǒng)計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)差，反映了由抽樣引起的統(tǒng)計(jì)量與總體參數(shù)之間或統(tǒng)計(jì)量取值之間的差異，定量刻畫了抽樣誤差的大小。（2）均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)誤：樣本均數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差，反映了均數(shù)抽樣誤差的大小。（3）率的標(biāo)準(zhǔn)誤：樣本率的標(biāo)準(zhǔn)差，反映率抽樣誤差的大小。（4）用樣本均數(shù)估計(jì)總體均數(shù)時，可以借助均數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤的大小來幫助判斷估計(jì)的可靠性。（5）常常期望降低統(tǒng)計(jì)量的抽樣變異從而獲得對總體參數(shù)更可靠的估計(jì)。（6）來自隨機(jī)樣本的統(tǒng)計(jì)量，其變異大小不依賴于總體的大小。（二）抽樣誤差第四節(jié)樣本的可靠性與代表性統(tǒng)計(jì)量的偏倚：抽樣分布的均值與待估計(jì)參數(shù)的差值稱為統(tǒng)計(jì)量的偏倚，當(dāng)偏倚為零時，則稱該統(tǒng)計(jì)量是相應(yīng)參數(shù)的無偏估計(jì)。偏倚關(guān)注的是抽樣分布的集中位置。如果研究結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間存在方向性的偏離，那么這項(xiàng)研究就存在偏倚，樣本不具備代表性。（三）偏倚第四節(jié)樣本的可靠性與代表性

偏倚和變異的箭靶示意圖第五節(jié)倫理問題基本的數(shù)據(jù)倫理第五節(jié)倫理問題1.知情同意受試者在參與試驗(yàn)前需充分了解研究的性質(zhì)和任何潛在風(fēng)險。2.國際醫(yī)學(xué)委員會建議使用下面的方法（1）對在社區(qū)水平上進(jìn)行的研究，需征得對此試驗(yàn)負(fù)責(zé)的衛(wèi)生行政部門的知情同意。（2）以醫(yī)院為研究單位時，應(yīng)當(dāng)獲得當(dāng)?shù)貍惱韺彶槲瘑T會的同意。（3）當(dāng)研究單位是學(xué)校、工作場所或社區(qū)時，應(yīng)征得有關(guān)負(fù)責(zé)人的同意；同時，盡可能告知社區(qū)民眾該試驗(yàn)的研究目的、預(yù)期收益和可能的不方便或危險，并告知不同意的人如何免受干預(yù)措施的影響。3.保密與匿名（1）保密：最好的做法就是將數(shù)據(jù)中能識別研究對象的信息分開或刪除。（2）匿名：受試者是匿名的，缺點(diǎn)是無法后續(xù)追蹤調(diào)查對象第五節(jié)倫理問題（一）知情同意與個人隱私第五節(jié)倫理問題（二）臨床試驗(yàn)的倫理問題1.隨機(jī)對照試驗(yàn)是目前研究新藥療效的唯一方法。2.平衡將來的效益和當(dāng)前的風(fēng)險。3.醫(yī)學(xué)倫理學(xué)和國際人權(quán)標(biāo)準(zhǔn)都強(qiáng)調(diào)“受試者的利益必須始終高于科學(xué)的利