檢驗醫(yī)學中常見統(tǒng)計問題辨析及對策

1、檢驗醫(yī)學研究中常見 統(tǒng)計錯誤辨析及對策,講授提綱,1.引言 2.從實驗設計角度看 3.從統(tǒng)計描述角度看 4.從定量分析角度看 5.從定性分析角度看 6.從相關回歸角度看,主要參考文獻,1.胡良平. 檢驗醫(yī)學中常見的統(tǒng)計學問題及其對策，《中華檢驗醫(yī)學雜志》，23(5):299,2000 2.胡良平主編.《醫(yī)學統(tǒng)計應用錯誤的診斷與釋疑》，北京：軍事醫(yī)學科學出版社，19993.胡良平主編.《現代統(tǒng)計學與SAS應用》，北京：軍事

2、醫(yī)學科學出版社，20004.胡良平主編.《醫(yī)學統(tǒng)計學內容概要、考題精選與考題詳解》，北京：軍事醫(yī)學科學出版社，20005.胡良平編著.《Windows SAS 6.12 & 8.0實用統(tǒng)計分析教程》，北京：軍事醫(yī)學科學出版社，20016.胡良平，李子建主編. .《醫(yī)學統(tǒng)計學基礎與典型錯誤辨析》，北京：軍事醫(yī)學科學出版社，2003,1、引言,檢驗醫(yī)學研究問題可概括為“對不同樣品中不同物質的檢測方法的研究”和“檢測同一種物質的

3、幾種檢測方法之間的比較”等問題；,1、引言,常用的統(tǒng)計分析方法有：計算變異系數和相關系數、求直線回歸方程和擬合標準曲線、進行均值的假設檢驗、進行一般的χ2檢驗和配對設計定性資料的χ2檢驗等。,1、引言,其中有些內容涉及到“診斷試驗的評價”問題，無論從實驗設計角度，還是從統(tǒng)計分析方法的選擇角度看，都存在一些不足之處 。,2、從實驗設計角度看 存在的問題及其對策,有些論文中，目的旨在比較兩種檢測方法的優(yōu)劣，但在實驗設計時考

4、慮不周，用兩種方法對樣品分別檢測，于是，為了比較兩種檢測方法的優(yōu)劣，只能按兩個獨立樣本進行假設檢驗，檢驗的靈敏度較低，因此需要較大的樣本。,2、從實驗設計角度看 存在的問題及其對策,如“酶聯雜交法定量檢測乙型肝炎病毒DNA的聚合酶鏈反應產物”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年5月第22卷第3期P164表1），用“凝膠電泳法”與“酶聯雜交法”分別對三項指標進行檢測。若改用配對設計，并按相應設計資料的處理方法進行統(tǒng)計分

5、析，則更好。,2、從實驗設計角度看 存在的問題及其對策,人們在進行實驗設計時，常在“隨機、對照、重復、均衡”四個實驗設計基本原則上遵守不嚴，導致實驗結果的可靠性很低；有些實驗研究需要采用多因素實驗設計方法，人們常采用多次單因素實驗設計來實現。,2、從實驗設計角度看 存在的問題及其對策,上面提及的兩個方面在檢驗醫(yī)學研究中雖不太常見，但也時有發(fā)生，而醫(yī)學研究的其他領域中，這方面的案例是很多的。,3、從統(tǒng)

6、計描述角度看 存在的問題及其對策,人們常用統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖來描述統(tǒng)計資料，但在編制復合統(tǒng)計表時，常將表中第二個分組變量與觀測指標的位置放顛倒了。如表1（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年1月第22卷第1期P52表2）。,編制得不太好的統(tǒng)計表,修改后的統(tǒng)計表,統(tǒng)計圖繪制中常見的錯誤,繪制統(tǒng)計圖時，人們常將兩個連續(xù)變量之間的變化關系用條圖來表示。如“新生mRNA分析方法的建立與初步應用”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年

7、3月第22卷第2期P90），在原文圖3中，橫軸上的變量是“溫度(℃)”，縱軸上的變量是“雜交信號強度（%）”；,統(tǒng)計圖繪制中常見的錯誤,在原文圖5中，橫軸上的變量是“雜交時間（min）”，縱軸上的變量是“雜交信號強度（%）”。這兩幅圖中縱、橫軸上的變量都是連續(xù)性變量，應選用線圖來表達，但原文都誤用了條圖。,繪制統(tǒng)計圖時兩種最常見錯誤,其一，在坐標軸上隨意標刻度值，等長的間隔代表的數量不等，線圖表現出來的升降趨勢是假象；其二，所選用的統(tǒng)

8、計圖類型與資料的類型不吻合，如用條圖表達連續(xù)性資料，用線圖表達離散性資料。,4、從定量資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,1. 誤用t檢驗處理的單因素K水平設計（K≥3）資料的例子有：“血清腫瘤標志在結直腸癌診斷中的應用”一文（見《中華檢驗醫(yī)學雜志》2000年1月第23卷第1期P12表1），其資料屬于單因素5水平設計資料。若資料滿足前提條件，應先作單因素5水平設計資料的方差分析，若P<0.05，再用DUNNETT的t檢驗，進行

9、多個實驗組分別與一個對照組均數之間的比較。,4、從定量資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,2. 誤用t檢驗處理的兩因素析因設計資料的例子有：“缺血性腦血管患者血清和尿液中褪黑素的變化”一文（見《中華檢驗醫(yī)學雜志》2000年3月第23卷第2期P93表1），組別（分為“對照組”與“患者組”）和性別（分為“男性”與“女性”）是兩個實驗因素，它們構成一個2×2的析因設計框架。,4、從定量資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,各條

10、件下所做的獨立重復實驗次數不等（最少12次，最多33次），“褪黑素的測定值”與“6-羥基硫酸褪黑素的測定值”是兩個定量的觀測指標。若資料滿足前提條件，對兩個指標應分別用兩因素析因設計資料的方差分析處理。,4、從定量資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,3. 誤用t檢驗處理的具有一個重復測量的兩因素設計資料的例子有：“急性心肌梗塞溶栓療法對血漿凝血活性影響的研究”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年3月第22卷第2期P113表2和表3

11、），受試對象的組別（分為“溶栓組”和“未溶組”與“再通組”和“未通組”）和觀測時間（有7個不同的時間點，h）是兩個實驗因素。,5、從定性資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,1. 有些定性資料，僅列出了表格，計算了相對數，未對資料作統(tǒng)計分析，缺乏說服力。如：“評價三種篩選方法檢測超廣譜β-內酰胺酶及其臨床應用”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年7月第22卷4期P230表1），其資料屬于含有4個單向有序的二維列聯表資料。,5、從定性

12、資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,2.“顯色培養(yǎng)基在臨床快速檢測念珠菌的應用”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年11月第22卷6期P375表1），原作者誤用一般的χ2檢驗取代配對設計的McNemar χ2檢驗分析配對設計的四格表資料，這是不妥當的。,5、從定性資料統(tǒng)計分析角度看存在的問題及其對策,3. 在缺乏（特設的或隱含的）金標準的情況下，要慎用配對設計的McNemar χ2檢驗。通常兩種檢測方法的檢測結果分為“陽性”與“

13、陰性”，當每一種檢測方法都有較高的假陽性率和假陰性率時，此時，若缺乏（特設的或隱含的）金標準，即使運用配對設計的McNemarχ2檢驗，也沒有多大實際意義。,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,當兩種試驗方法的檢測結果是定量指標時，人們常用變異系數來度量兩種方法的精密度的高低，常用直線相關分析或配對設計計量資料的t檢驗來說明兩種方法的吻合程度的大小，有些還給出了直線回歸方程。這樣做，通常是不夠妥當的。,6、從相關與回歸分析角

14、度看存在的問題及其對策,1. 僅計算變異系數是不夠的。如：“臨床酶學標準化的新途徑”一文（見《中華醫(yī)學檢驗雜志》1999年1月第22卷第1期P55表2和表3），僅根據變異系數的數值大小，作出判斷，缺乏說服力。因為變異系數仍是統(tǒng)計量，必有抽樣誤差，因此，兩個或多個變異系數比較時仍需要進行假設檢驗，檢驗的方法此處從略。,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,2. 直線相關分析或配對設計計量資料的t檢驗用得不當。在檢測結果為計量資

15、料的前提下，人們常選用直線相關系數r值或配對設計計量資料的t檢驗來說明兩種方法的吻合程度的大小，這是不夠敏感的方法。因為當兩種試驗方法中的某一種存在較大的系統(tǒng)誤差時，其相關系數r值仍然較大，系統(tǒng)誤差不易表現出來；,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,當某些樣品上的測定結果相差較大時，計算t統(tǒng)計量時由于其分子是各對數據差量的平均值，因此，部分較大的差量很容易被“修勻”；有些論文中雖然求出了直線回歸方程，但沒有恰當地運用它，給出

16、的P值是關于直線的斜率與0之間的差別是否具有顯著性，但它不能針對性地回答兩種試驗方法測定結果之間吻合程度的高低。,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,比較好的做法是：用兩種檢測方法對每一個樣品各檢測一次，將數據配成對子，并將其中一種方法檢測的結果視為x，將另一種方法檢測的結果視為y，建立y關于x的直線回歸方程。檢驗總體斜率B與1之間的差別是否具有顯著性意義（即檢驗回歸直線與x軸的夾角是否為45度）。,6、從相關與回歸分析角度

17、看存在的問題及其對策,【例3】在無震動和有一定震動的條件下，同時測定10份血樣的血細胞沉降率（mm/h），結果如下。問：該震動對血沉測定結果的影響有無顯著性意義？ 樣品號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 無震動，x 3 3 1 90 2 7 67 27 18

18、 32 有震動，y 6 5 1 123 3 11 74 33 21 38,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,【分析與解答】若誤用直線相關分析，其結果為：r=0.99199、P<0.0001，說明x與y之間的直線相關關系具有非常顯著性意義；若誤用配對設計計量資料的t檢驗來分析，其結果為：t=2.145、P=0.0605，說明震動前、后血沉均值之間的差別無顯

19、著性意義。這兩種檢驗的結果都等價于說：震動前、后測得的各樣品上的血沉值很吻合。,6、從相關與回歸分析角度看存在的問題及其對策,然而，這個結論是不正確的！事實上，當我們擬合出直線回歸方程，并檢驗H0：B=1、H1：B≠1”后，檢驗結果為：t=4.681、P=0.0016。這說明總體斜率與1之間的差別具有非常顯著性意義；又因樣本斜率b=1.267083>1，而且，除第3個樣品點外，其他9個樣品點的y值都大于相應的x值。,6、從相關與