醫學統計學SchoolofpublichealthShandongUniversity教學方法

2討論講授實驗山東大學公共衛生學院LiuYunxia第一章緒論§1.1

醫學統計學的定義和主要內容§1.2

統計學常用的基本概念§1.3

統計工作的基本步驟§1.4學習醫學統計學應注意的問題3山東大學公共衛生學院LiuYunxia4統計學（statistics）：Webster大辭典:“asciencedealingwiththecollection,analysis,interpretationandpresentationofmassesofnumericaldata.”Thescienceandartofdealingwithvariationindatathroughcollection,classificationandanalysisinsuchawayastoobtainreliableresults(JMLast).

§1.1醫學統計學的定義和主要內容一、醫學統計學的定義山東大學公共衛生學院LiuYunxia統計學（statistics）是運用概率論與數理統計學的原理和方法，研究資料的收集、整理和分析推斷的一門學科，是認識社會和自然界中隨機現象的數量特征的一門科學。5industrygovernmentbusinesseducationresearchfinancehealththenaturalworldStatisticsin...山東大學公共衛生學院LiuYunxia山東大學公共衛生學院LiuYunxia6自然界存在的各種現象可歸納為兩類：必然現象：在一定條件下必然發生的現象。其發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。隨機現象：在同一條件下有不確定結果的現象。例如，投擲硬幣。隨機現象的特點：

相同條件下重復進行實驗或觀察時，每次結果不盡相同；一次實驗或觀察，究竟出現哪一種結果，事先是無法確定的；一定數量的重復試驗后會呈現出規律性。醫學統計學的定義醫學統計學(medicalstatistics)是以醫學理論為指導，運用概率論和數理統計學的原理與方法，研究醫學領域中隨機現象有關數據的收集、整理、分析與推斷，進而闡明其客觀規律的一門應用科學。山東大學公共衛生學院LiuYunxia781．統計研究設計2．醫學統計學的基本原理與方法3．醫用多元統計分析方法4．計算機統計軟件二、醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia9科研設計專業設計——研究的深度和水平統計設計——研究的質量

1．統計研究設計目的：控制和縮小隨機誤差；節約樣本含量，提高實驗效率；便于資料分析，以最大限度地獲取信息。調查研究——調查設計實驗研究——實驗設計醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia10包括概率、隨機變量、理論分布、資料的收集與整理、統計描述和統計推斷方法等。主要涉及：①幾個重要的理論分布：正態分布、二項分布和Poisson分布等；②統計描述：常用的描述性指標，如集中趨勢和離散趨勢指標、相對數、相關系數、回歸系數以及統計表與統計圖；③統計推斷：總體參數估計和假設檢驗；④醫學參考值范圍的確定；⑤直線相關和直線回歸分析；等等。

2．醫學統計學的基本原理與方法醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia11醫學現象復雜多變，如疾病的發生、發展、轉歸、預后等受諸多因素的影響。多元統計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際的結論。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、典型相關分析等。

3．醫用多元統計分析方法

醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia12計算機為大量信息的儲存與檢索、復雜數據的處理提供了條件，各種統計軟件的應用也日益普遍。醫學統計學中最常用的有SAS軟件、SPSS軟件和STATA軟件、R軟件等。4．計算機統計軟件

醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia13變量關系統計描述統計推斷指標描述圖表描述參數估計假設檢驗統計設計統計分析實驗設計調查設計研究內容醫學統計學的主要內容山東大學公共衛生學院LiuYunxia

§1.2統計學常用的基本概念同質與變異變量與變量值總體與樣本參數與統計量誤差隨機事件和概率14山東大學公共衛生學院LiuYunxia一、同質與變異15變異是生物體的基本屬性之一，也是統計研究的前提。山東大學公共衛生學院LiuYunxia同質(homogeneity)：影響研究指標較大的、可以控制的主要因素盡可能相同。

如，研究兒童的身高時，要求影響身高較大的、易控制的因素如性別、年齡、民族、地區要相同。變異

(variation)：同質基礎上的各個觀察值間的差異稱為變異。

如，同性別、同年齡、同民族、同地區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。可理解為同質基礎上的個體差異。二、變量與變量值16山東大學公共衛生學院LiuYunxia收集資料時，首先要根據研究目的確定同質觀察單位，再對每個觀察單位的某項特征進行測量或觀察，這種特征稱為變量(variable)。如“身高”、“體重”、“療效”就是變量。變量的觀察結果或測量值(即變量值)構成數據或資料(data)。變量按其值的性質可分為：數值變量和分類變量。1.數值變量(numericalvariable)17山東大學公共衛生學院LiuYunxia其變量值是定量的，表現為數值大小，多有度量單位。如身高(cm)、體重(kg)、心律(次/分)、住院天數(日)、血壓(mmHg或kPa)等。這種由數值變量的測定值構成的資料稱為計量資料，或數值變量資料，或定量資料。大多數的數值變量為連續型變量，如身高、體重、血壓等；但有的數值變量的測定值只是正整數，如心率、白細胞計數、脈搏等，在醫學統計學中把它們也視為連續型變量。2.分類變量(categoricalvariable)18山東大學公共衛生學院LiuYunxia分類變量表現為互不相容的類別或屬性，亦稱定性變量。無序分類變量（unorderedcategoricalvariable）：所分類別或屬性之間無程度(或順序)上的差別。其分析應先按類別分組，計各組的觀察單位數，編制分類資料的頻數表，所得資料稱為計數資料(或無序分類變量資料)。如血型。有序分類變量（ordinalcategoricalvariable）：各類別之間有程度（或順序）的差別。其分析應先按等級順序分組，計各組的觀察單位數，編制各等級的頻數表，所得資料稱為等級資料(或有序分類變量資料)。如尿蛋白化驗結果。19定性資料/分類資料：二項分類：如性別、生存與死亡、陽性與陰性等多項分類：無序分類資料(unorderedcategoricaldata)：亦稱計數資料(enumerationdata)，是指所分類別或屬性之間無程度或順序上的差別。如血型：A、B、O、AB

治療方案：藥物、手術、物理有序分類資料(ordinalcategoricaldata)或等級資料(rankeddata):是指變量值的類別或屬性之間有程度或順序上的差別。如

尿蛋白化驗結果：–、

、+、++、+++

療效：治愈、好轉、無效、惡化山東大學公共衛生學院LiuYunxia20變量與變量值山東大學公共衛生學院LiuYunxia21統計資料類型的表現形式變量與變量值山東大學公共衛生學院LiuYunxia22

統計資料類型的名稱1、數值變量資料，定量資料，計量資料，定量數據，計量數據2、分類變量資料，定性資料，計數資料，定性數據，計數數據，分類數據3、等級資料，有序資料變量與變量值山東大學公共衛生學院LiuYunxia三、總體與樣本23總體：根據研究目的確定的同質研究對象的全體（集合）。分有限總體與無限總體樣本：從總體中隨機抽取的部分觀察單位

山東大學公共衛生學院LiuYunxia1.總體(population)24山東大學公共衛生學院LiuYunxia總體是根據研究目的所確定的同質研究對象中所有觀察單位某變量值的集合。有限總體(finitepopulation)：指明確了特定的時間、空間范圍的有限個觀察單位所組成的總體。無限總體(infinitepopulation)：沒有時間和空間范圍限制的無限個觀察單位所組成的總體。

25①同質性。即構成總體的各單位必須具有某種共同性質，這是形成總體的客觀依據，也是我們確定總體范圍的標準。各單位必須具有這種共同性質，是由統計研究的目的決定的。②大量性。即總體是由許多單位組成的。一個或少數單位不能形成總體，因為統計研究的目的是要揭示大量事物的普遍規律性，所以統計研究的對象必須包括足夠多的個體。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，這些差異是統計研究的基礎和前提。總體的三個基本特征：山東大學公共衛生學院LiuYunxia2.樣本(sample)26山東大學公共衛生學院LiuYunxia按隨機化原則從同質總體中隨機抽取部分觀察單位，其變量值的集合構成樣本。樣本的觀察單位個數稱為樣本含量，用n表示。樣本必須具有代表性。“代表性”的前提是樣本來自同質總體、足夠的觀察單位數和隨機抽樣。隨機化原則通常是指總體中的每個個體都有同樣的機會被抽到樣本中。但不同的研究目的，所采用的抽樣方法不同，如單純隨機抽樣、系統抽樣、整群抽樣和分層抽樣等。四、參數與統計量27山東大學公共衛生學院LiuYunxia五、誤差28山東大學公共衛生學院LiuYunxia誤差(Error)：指測量值(實際值)與真值(理論值)之差。

可分為系統誤差、隨機測量誤差、抽樣誤差。系統誤差(systematicerror)：數據搜集和測量過程中由于儀器不準確、標準不規范等原因，造成觀察結果呈傾向性的偏大或偏小，這種誤差稱為系統誤差。流行病學中稱之為偏倚（bias）。誤差29山東大學公共衛生學院LiuYunxia隨機測量誤差(randommeasurementerror)

:

由于非人為的偶然因素，對于同一樣本多次測定結果不完全一樣，有時偏大有時偏小，沒有傾向性，這種誤差稱為隨機測量誤差。特點：沒有傾向性，多次測量計算平均值可以減小甚至消除隨機測量誤差。提高操作者熟練程度可以減少這種誤差。30誤差統計學研究的對象中，由于變異是絕對存在的，在抽樣研究中，抽樣誤差是不可避免的。

抽樣誤差產生的兩個前提條件：①個體變異的存在②抽樣研究山東大學公共衛生學院LiuYunxia六、隨機事件和概率31隨機事件具有：可重復性：相同條件下可重復進行隨機性：出現兩種及兩種以上結果偶然性：實驗前不能肯定將出現哪種結果山東大學公共衛生學院LiuYunxia32山東大學公共衛生學院LiuYunxia33山東大學公共衛生學院LiuYunxia34山東大學公共衛生學院LiuYunxia

§1.3統計工作的步驟35立題（發現問題、提出假說）研究設計收集資料（調查或實驗）

整理資料

分析資料

驗證假說、理論概括統計工作的基本步驟科學研究的基本步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia一、設計（design）36統計工作步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia二、收集資料（collectionofdata）37統計工作步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia三、整理資料（sortingdata）38統計工作步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia四、分析資料（analysisofdata）39統計工作步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia

統計工作的四個步驟緊密相聯、不可分割，任何一步的缺陷，都將影響整個研究結果。40統計工作步驟山東大學公共衛生學院LiuYunxia41§1.4學習醫學統計學應注意的問題一、了解統計學的特點以及醫學統計學的地位和作用1、與數學的關系聯系：現代統計學方法幾乎用到了所有的現代數學知識，數學為統計學提供了統計理論和分析方法的數學基礎。統計方法與數學方法一樣，并不能獨立地直接研究和探索自然現象和社會現象的規律，而是為各學科提供了一種研究和探索客觀規律的數量方法。區別：數學研究的是抽象的數量規律性，而統計學研究的是具體的數量規律性。數學使用的是純粹的演繹，而統計學是演繹和歸納相結合，占主導地位的是歸納。（一）統計學與其他學科的關系山東大學公共衛生學院LiuYunxia42山東大學公共衛生學院LiuYunxia432、與專業學科的關系統計方法可以幫助其他學科探索各學科內在的數量規律性，而對這種數量規律性的解釋以及由數量規律性進而研究各學科內在的規律只能由各學科的專業研究完成。例如，統計方法通過對吸煙和不吸煙者患肺癌的數據進行分析，得出吸煙是肺癌的病因之一。但為什么吸煙能導致肺癌就需要用醫學作出解釋了。因此，統計方法僅僅是一種有用的工具，是一種定量分析的工具。能否真正解決各學科的實際問題，第一要看這個工具是否能被正確地運用；第二要在定量分析的同時結合定性分析，即應用各學科的專業知識對統計結果作出合理的解釋與分析。專業知識和統計方法是搞好統計應用的基本功。山東大學公共衛生學院LiuYunxia44（二）醫學統計學的地位和作用系統地積累和表達經驗。

統計學臨床醫生的經驗統計信息，醫學知識完成科研工作。撰寫研究報告和閱讀書刊。山東大學公共衛生學院LiuYunxia45“非常痛心地看到，因為數據分析的缺陷和錯誤，那么多好的生物研究工作面臨著被葬送的危險”。

--F.Yates，M.J.R.Healy

統計知識的運用撰寫論文：報告自己觀察或實驗的研究結果。閱讀論文：吸收新知識，了解學術進展。為什么要學醫學統計學？山東大學公共衛生學院LiuYunxia1996年，有機構對申報科技成果的4586篇科研論文分析，統計方法使用率為76%。醫學論文中統計運用錯誤，除了影響論文的科學性，還可能導致嚴重的倫理學問題。60年代到80年代，國外醫學雜志調查表明：20%~72%的論文有統計錯誤。

1984年對《中華醫學雜志》、《中華內科雜志》、《中華外科雜志》、《中華婦產科雜志