第五章--循证医学实践中常用统计学方法

第五章循证医学实践中常用统计方法（Statisticalmethodscommonlyusedinthepracticeofevidence-basedmedicine）循证医学Evidence-BasedMedicine作者单位中南大学长沙医学院作者姓名王乐三欧阳江目录第一节概述1第二节常用统计方法23第三节统计方法常见错误及辨析教学要求：1.掌握医学统计的基本概念；2.熟悉医学统计学的基本内容；3.了解多变量资料统计分析方法及选择思路。【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；④住院时间；⑤是否围手术期死亡；⑥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些？有关的参数估计和假设检验方法有哪些？5第一节概述1234医学统计学定义基本概念统计资料常见类型小结思考6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。FlorenceNightingale1820一1910WhatisStatistics?什么是统计学？7天气预报无处不在的统计学8人类学文学经济学史学地理学物理学社会学农学生物学医学药学中医学气象学法学医学统计学MedicalStatistics卫生统计学HealthStatistics生物统计学Biostatistics科研中的统计学Webster'sInternationalDictionary:Asciencedealingwiththecollection,analysis,interpretation,andpresentationofmassesofnumericaldata”JohnM.Last,ADictionaryofEpidemiology:Thescienceandartofdealingwithvariationindatathroughcollection,classification,andanalysisinsuchawayastoobtainreliableresults”10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(MedicalStatistics)医学统计学的定义11医学研究的基本内容1.医学科研的统计设计2.资料分析假设搜集、整理、分析数据调查设计实验设计统计描述：统计指标统计推断：参数估计、假设检验医学统计学的应用12以正确的方式收集资料描述资料的统计特征统计推断及得出正确结论13一、一些重要概念同质和异质变异总体和个体参数和统计量随机概率和频率小概率事件和小概率原理抽样误差14基本概念之一：同质和异质同质(homogeneity)：性质相同异质(heterogeneity)：性质不同–同质和异质是相对的概念–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–研究内容(指标/变量)不同，对同质性的要求不同15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16基本概念之二：变异同质事物之间的差别称为变异(Variation)变异的两个方面：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）17变异示例发热者体温波动正常人体温波动18基本概念之二：变异同质个体间的差异。结果是随机的，不可预测的。一种或多种不可控因素(已知的或未知的)作用下的综合表现。个体变异是普遍存在的。个体变异是有规律的。没有个体变异，就没有统计学！19基本概念之三：总体、个体和样本总体(population):按研究目的所确定的同质研究对象某项观察指标的全体，即全体观察单位。有限总体(finite)无限总体(infinite)个体(individual):是构成总体的最基本观察单位；样本(randomsample):从研究总体中随机抽取具有代表性的部分观察单位。代表性，包含了总体的特性为什么要抽样？20基本概念之四：参数和统计量总体参数(parameter)：刻画总体特征的指标；一般用希腊字母表示，如：、、p统计量(statistic)：样本统计指标一般用拉丁字母表示，如：、s、p在总体被确定之后，总体参数就是一个常数，是不会变化的，不管你是否确切知其大小；而统计量是几乎总是随着样本而变的。X21基本概念之五：随机随机（random）：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。机会均等，无主观影响抽样随机(randomsampling)有相同的机会被抽到分组随机(randomallocation)有相同的机会被分到不同的组中顺序随机(randomorder)有相同的机会先后接受处理22基本概念之六：频率和概率频率Relativefrequency：在n次随机试验中，事件A发生了m次，则比值称为事件A在这n次试验中出现的频率mAfn发生的试验次数试验总次数23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试验者投掷次数出现“正面”次数频率XXX20120.6000Buffon404020480.5069DeMorgan409220480.5005Fisher1000049790.4979K.Pearson1200060190.5016K.Pearson24000120120.500524基本概念之六：频率和概率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n越来越大，频率f的随机波动幅度越来越小，并最终趋向于一个常数p：随机事件A发生的概率(Probability)。概率描述事件发生可能性大小的一个度量。是一种参数。常用P来表示；0≤P≤125基本概念之七：小概率事件小概率事件(rareevent)当某事件发生的概率很小(可能性很小)，统计学上称该事件为小概率事件。医学上：小于或等于0.05小概率原理小概率事件并不表示不可能发生，但在某一次试验中，可认为是不会发生的。26误差(error)指实际观察值与观察真值之差、样本指标与总体指标之差。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。27二、统计资料常见类型在医学研究中，根据研究目的的要求对一些观察项目或研究指标在一些研究对象中进行观察(或测量)，由于这些指标存在着变异，故把这些观察项目或研究指标称为随机变量，简称变量(variable)，而观察结果对应的取值称为变量值或观察值。28按照取值的特性：数值变量NumericalVariable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CategoricalVariable：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UnorderedCategorical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OrderedCategorical等级变量:仅有顺序，无单位；取值间的差异是不可度量的29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5.2430不同分类的互相转化定量资料（数值变量）→定性资料（无序分类变量）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）→定性资料（无序分类变量）信息量只有减少，不可增加31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统计量已知统计推断风险32总结基本概念：统计学，统计学研究的步骤统计资料的分类同质、变异总体、个体、样本总体参数、样本统计量、样本含量随机概率、小概率事件、小概率原理抽样误差变量的分类33第二节常用统计方法1234分类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思考题34描述性统计分析：以统计表、统计图统计指标（如均数、标准差等）对资料的数量特征及其分布规律进行测定和描述。推断性统计分析：如何由样本信息推断总体特征的问题。参数估计：区间估计（95%CI）假设检验：t，F，z检验等基本统计分析方法35一、分类变量资料常用统计方法1.分类变量资料的统计描述数据形式绝对数相对数——比、比例、率36比(ratio)•两者的相对水平•分子不必包含在分母里•可以比较不同属性的事件或状态=5/2=2.5/137构成比(proportion)•某一事物内部各组成部分所占的比重•分子必须包含在分母里•比较的必须是同一属性的事件或状态•波动范围只能是0～12---=0.5=50%4率(rate)38•描述特定时间里某事件发生的速度•分子：特定时间里观察的新发事件数•分母：事件发生的人群基数(危险人口）2-----=0.02/year100Observedin199839防止概念混淆计算相对数时分母应有足够数量正确地合并估计频率(或强度)型指标相对数间的比较要具备可比性:观察的对象是否同质，研究的方法（如检测手段、抽样方法）是否相同，观察的时间是否一致等；被比较的总体是否具有可比性对相对数的统计推断应用相对数应注意的事项402.分类变量资料的统计推断参数估计：点估计区间估计假设检验：检验、u检验非参数检验2无序分类资料统计方法41比较目的应用条件统计方法样本与总体检验np5,n(1-P)5二项分布u检验n很小二项分布直接法两样本比较检验np5,n(1-P)5二项分布u检验n≥40,T＞5四格表检验n≥40,1T5校正四格表检验配对资料b+c40配对检验b+c40校正配对检验多样本比较检验T1,1T5的格子数超过1/5列联表检验T1四格表确切概率法22222等级资料统计方法42比较目的统计方法配对等级资料Wilcoxon单样本秩和检验两独立样本等级资料Wilcoxon两样本秩和检验多组独立样本等级资料Kruskal-Wallis秩和检验单变量计数资料的统计方法选择思路4344二、数值变量资料常用统计方法1.数值变量资料的统计描述集中趋势和离散趋势124132140148156164010203040人数身高(cm)45集中趋势的描述即大多数数值落在什么位置上。（针对一个变量的若干个数值）1.算术均数（均数）2.几何均数3.中位数46算术均数（均数）意义：一组性质相同的观察值在数量上的平均水平。表示（总体）X（样本）特征：∑(X-X)=0应用：正态分布或近似正态分布注意：合理分组，才能求均数，否则没有意义。47几何均数意义：N个数值的乘积开N次方即为这N个数的几何均数。表示：G应用：原始数据分布不对称，经对数转换后呈对称分布的资料。数值范围跨越多个数量级。例如抗体滴度。48中位数、百分位数意义：将一组观察值从小到大排序后，居于中间位置的那个值或两个中间值的平均值。（身高排队）表示：M、PX百分位数：将N个观察值从小到大依次排列，再分成100等份，对应于X%位的数值即为第X百分位数。中位数是百分位的特殊形式。应用：偏态资料，开口资料49离散趋势的描述：反映一组数据的变异大小