20150429年医学研究中统计设计的重要性.

主讲人：黄品贤所在部门：上海中医药大学基础医学院预防医学教研室联系方式：[e-mail]联系电话：51322156网址：医学研究是以人（病人或健康人）为研究对象，探索疾病的病因，认识疾病演变规律，寻找疾病新的有效诊断方法和防治措施，最终以提高人群健康水平为目的的活动。医学科学研究的特点樱桃.gif讲座内容一、医学论文中的统计学问题二、医学研究中的统计设计三、参考书籍樱桃.gif统计学是一门培养医学生统计学思维与科研能力的理论性和实践性很强的方法学课程。已被广泛应用于实验研究、临床研究和调查研究中，而且统计学也是评价医学论文质量优劣的重要依据。《THELANCET》（《柳叶刀》）杂志2011年SCI影响因子从2010年的33.63飙升到了38.28影响因子：51.658(2013)，在主要医学期刊中保持首位新英格兰医学杂志美国医学协会杂志英国医学杂志影响因子：2011年的影响因子为30。影响因子：英国医学杂志16.378。樱桃.gif医学论文中的统计问题樱桃.gif高水平科研单位博士学位论文的统计审核2006年，李长平、胡良平对部分高水平科研单位的博士学位论文220余篇进行统计审核，其中使用统计学分析方法的150篇论文中，有92篇论文存在统计学方面的问题，占61.3%。存在问题：实验设计及数据分析方面的错误。博士学位论文中统计学方法误用的现象比较严重，应引起有关单位研究生、研究生导师及单位领导的高度重视。樱桃.gif课题缺乏统计研究设计方案或设计方案经不起推敲；实验研究缺乏必要的预实验；收集数据不当，不可避免地导致误用统计分析方法；用单因素设计取代多因素设计，无法考察因素之间的交互作用误用ｔ检验分析一切定量资料；误用χ２检验分析一切定性资料；误用直线回归方程表示有明显曲线变化趋势的资料；用一元统计分析方法取代多元统计分析方法；......我国80％的医学杂志论著有统计学错误——胡良平樱桃.gif更为严重的错误是：错误统计设计指导下收集的错误数据，又用错误的方法得出错误的结论常被写进论文，“证明”了新发现或新发明，然后这些充斥错误统计数据和结论的论文堂而皇之地刊登在我国优秀期刊上。我国80％的医学杂志论著有统计学错误——胡良平樱桃.gif本人总结的中医药研究中的统计问题①研究设计类型不明确、不合理、设计水平低下，或设计很优秀却被误认为是完全随机设计②随机分配方案不详细或没有随机分配方案③分析方法选用不得当或方法使用错误④样本含量不满足统计学要求⑤应用的统计分析方法表述不规范⑥技术路线不够细化⑦数据管理、数据库建立存在问题⑧缺乏统计分析计划和统计分析报告⑨统计学结果解释不合理或推断过于肯定⑩医学科研工作的时间分配不合理，前松后紧现象普遍存在樱桃.gif研究者的苦恼......樱桃.gif照葫芦画瓢照猫画虎樱桃.gif实话实说......统计学是一门应用性很强的学科，内容丰富，灵活性很强，即使老师传授给您的全是“点金术”，还需要您有一定的基础，并在研究中领悟和反复实践。医学研究中所用的统计学分析方法中医药研究数据库基础统计分析方法t检验；t’检验；方差分析及LSD、SNK检验；χ2检验；fisher's检验；秩和检验；相关与回归分析，线性χ2检验、一致性检验，以及统计图、统计表。高级统计分析方法协方差分析；多元方差分析；重复测量数据资料的方差分析；广义估计方程；多元线性回归分析；Logistic回归；生存分析；判别分析；聚类分析；主成分分析与因子分析；典型相关分析；对应分析和结构方程等。数据挖掘技术数据挖掘：从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用的信息和知识的过程。神经网络、关联规则、决策树、聚类分析、预测时序模式、支持向量机、孤立点分析、演变分析、遗传算法、粗集方法、覆盖正例排斥反例方法朴素贝叶斯和偏差分析等。是知识发现的关键步骤。大数据时代统计分析要求具备的能力统计分析要求学生应具备的能力统计专业知识水平医学专业知识水平语言组织和表达能力逻辑思维和批判性思维能力计算机应用能力统计软件应用技巧统计分析报告如同给每一个医学研究进行量体裁衣专业结论合理表达CRF分析结果逻辑表达统计分析是一门很高超的艺术。费心、费脑、费时、费力…研究设计类型随机分配样本量估计……樱桃.gif樱桃.gif统计分析临床医学研究的过程发表论文、申请专利等CRFSPSS临床研究撰写统计报告与临床研究报告设计和安排数据管理双人双录监查课题结题樱桃.gif医学研究的基本程序㈠选题过程1．提出问题2．文献查阅3．建立假说4．陈述问题㈡研究过程1．制定研究设计2．实施研究设计3．数据资料积累㈢数据处理过程1．数据处理2．统计分析3．研究结果4．评价假设好的研究首先必须有一好的设计。樱桃.gif医学统计工作的基本步骤DME计量资料等级资料计数资料论文撰写统计描述统计推断统计结论专业结论StatisticalanalysisStatisticalinference结论推断搜集资料统计设计专业设计整理资料统计处理DatacleaningDatacollectingResearchdesign设计、测量和评价(design，measurementandevaluationCRF表专业设计：选题、查阅文献、假说、预试验统计设计：设计、对象、分组、数量、指标、分析方法设计好：（1）既节省又可靠（2）可估计误差（3）获取多方面知识设计不好：（1）杂乱无章、虽多犹无（2）只能罗列现象、无规律可言（一）（二）（三）（四）（五）（六）（七）（八）（设计类型、随机抽样、样本量估计、随机分组、技术路线、数据管理、统计分析计划、统计分析报告）（一）设计类型调查指标调查方法调查对象研究目的按范围抽样普查非概率概率简单随机抽样系统抽样分层抽样整群抽样按时间横向---横断面研究（cross-sectionalstudy）纵向病例对照研究（case-controlstudy）队列研究（cohortstudy）调查工具调查员样本含量的估计（一）观察性研究设计类型1.现况调查特定时间内、特定范围内的人群中疾病、健康状况、危险因素的分布研究有关变量与疾病或健康状况的关系。也叫做：横断面研究（cross-sectionalstudy)或患病率研究(prevalencestudy)过去现在病例对照研究的特点1.属于观察性研究方法2.设立对照3.观察方向由“果”至“因”4.难以证实因果关系2.病例对照研究现在将来队列研究的特点①属于观察性研究方法②设立对照③观察方向由“因”至“果”④能确切证实暴露与疾病的因果关系3.队列研究（二）实验研究设计类型完全随机设计（常用）配对（配伍）设计（常用）交叉设计（常用）拉丁方设计裂区设计嵌套设计析因设计（常用）正交设计（常用）重复测量设计（常用）（二）实验研究设计类型完全随机设计（常用）随机化实验对象实验组对照组图1完全随机设计方案示意图（二）实验研究设计类型配对（配伍）设计（常用）按配伍条件实验对象区组1图2随机区组设计的示意图随机分组g个水平区组2随机分组区组3随机分组区组n随机分组g个水平g个水平g个水平应用SPSS21软件实现配对随机分组：将260例2型糖尿病居民，考虑性别、病情和病程组间均衡，随机分2组，每组130例。SPSS软件实现过程:1.编制序号（NO）：打开excel工作表，输入序号1-260，Copy“1-260”→Paste于SPSS软件的DataView中作为第一列，点击左下角VariableView，将VR00001改为“NO”，小数位改0。2.编制配对号（paired）：在excel中输入1-130→Copy→Paste2次，点击“升序排列”→Copy→Paste在SPSS软件DataView的第二列，将VR00002改为Block，小数位为0。3.播种随机数：点击Transform→RandomNumberGenerators→SetStartingPoint→FixedValue为98765。4.产生随机数（r）：点击Transform→ComputeVariable，在TargetVariable对话框中输入“r”，在Functiongroup中选择：RandomNumbers，在NunericExpression框中选择Rv.Uniform，点击向上箭头，在FunctionsandSpecial:Rv.Uniform(？,？)中输入0和1。此时，在DataView中产生第三列“r”。点击左下角VariableView，将r列的小数位改为4。5.排序随机数（Rr）：点击Transform→rankcases，在DataView中产生第四列Rr，Rr的小数位改为0。6.配对随机分组（group）：点击Transform→rankcases，将r放入variable框中，将block放入by（rankrbyblock），此时在VariableView中产生第五列新变量，然后将新变量名称改为group，小数位为0.7.随机安排处理因素：随机确定group1为对照组，group2为治疗组。8.编写配对随机分组方案：将SPSS文件另存为excel文档，复制→粘贴于word文档，结合研究题目、研究中心、控制的混杂因素，编制随机分组方案。阶梯式学习逐步提高统计分析能力（二）实验研究设计类型交叉设计（常用）方法2用配对设计方法来安排受试对象编号对子号随机数阶段1阶段21193AB2BA3222BA4AB5353AB6BA7464BA8AB9539AB10BA11607AB12BA（二）实验研究设计类型析因设计（常用）：各因素各水平的全面组合2×2析因试验设计模型B1B2A1A1B1A1B2A2A2B1A2B2因素组合数ABCa1b1c1a1b1c1a2b1c1a2b1c2a1b1c2a2b1c2c3a1b1c3a2b1c3a1b2c1a2b2c1a1b2c2a2b2c2a1b2c3a2b2c32×2×3析因试验设计模型（二）实验研究设计类型正交设计（常用）表11-7L8(27)正交表试验号列号12345671111111121112222312211224122221152121212621221217221122182212112表11-8L8(27)两列交互作用表列号列号1234567132547621674537654412353261（二）实验研究设计类型重复测量设计（常用）表7-1不同处理组受试者的各次测量值组别（g）受试者（i）时间(j)12…j…p处理组A1X111X112…X11j…X11p2X121X122…X12j…X12p…………………iX1i1X1i2…X1ij…X1ip…………………nX1n1X1n2…X1nj…X1np处理组B1X211X212…X21j…X21p…………………处理组C1X311X312…X31j…X31p…………………临床试验（clinicaltrial）：指任何在人体（病人或健康志愿者）进行药物的系统性研究，以证实或揭示试验药物的作用、不良反应及/或试验药物的吸收、分布、代谢和排泄，目的是确定试验药物的疗效与安全性。临床试验一般分为I、II、III和IV期临床试验。临床治疗：是根据每一位患者的具体情况对症施治，无需统一的方案，目的是将患者治好。所以，临床试验必须有一个共同遵循的试验方案，对所有参与试验的受试者均按同一方案进行治疗或处理，不得因人而异。（三）临床试验设计1.临床试验设计类型（1）平行组设计(parallelgroupdesign)（2）交叉设计(cross-overdesign)（3）析因设计(factorialdesign)（4）成组序贯设计(groupsequentialdesign)（5）其它可