中醫(yī)藥統(tǒng)計學課件-中醫(yī)藥統(tǒng)計學

1、中醫(yī)藥統(tǒng)計學,第一章 緒論,引子：概率應用示例,隨機50個人聚在一起，其中有兩個人生日是同一天的概率在97%以上，幾乎可以說50個人中一定有兩個人是同一天的生日。神奇吧！計算如下：,統(tǒng)計應用示例,李穎同學的《中醫(yī)基礎理論》與《傷寒論》成績分別為87分與80分，李穎同學所在班的這兩門課程的平均成績分別為80分和65分，標準差分別為7分和10分。那么，在班里，李穎同學擅長《中醫(yī)基礎理論》還是《傷寒論》的學習？標準正態(tài)分布下：,,李穎同

2、學在班里《中醫(yī)基礎理論》成績排在前16%，《傷寒論》成績排在前7%，可見李穎同學比較擅長《傷寒論》的學習。耐人尋味吧！,醫(yī)藥統(tǒng)計應用示例,小兒麻痹癥在沒有研制出疫苗之前是一種癱瘓或死亡率很高的疾病。在疫苗人體試驗的過程中，科學家隨機抽取了400000名兒童并隨機分成兩組，試驗組注射疫苗，對照組注射安慰劑。結果發(fā)現(xiàn)試驗組和對照組分別有56、138名兒童患上該病。56與138的差別是由隨機抽樣造成的，還是由疫苗的免疫作用所致的？統(tǒng)計推斷分析

3、結論是二者的差別超出了隨機性本身所能解釋的范圍，疫苗有效。從此以后，這種疫苗普遍接種，在許多國家根除了小兒麻痹癥。這是統(tǒng)計學為醫(yī)學研究提供有力支持的代表實例之一。,,脊髓灰質(zhì)炎病毒是引起脊髓灰質(zhì)炎的病毒。該疾病傳播廣泛，是一種急性傳染病。病毒常侵犯中樞神經(jīng)系統(tǒng)，損害脊髓前角運動神經(jīng)細胞，導致肢體松弛性麻痹，多見于兒童，故又名小兒麻痹癥。,,統(tǒng)計思維總有一天會像讀與寫一樣成為一個有效率公民的必備能力。(至理名言)

4、 —H.G.Wells 赫伯特·喬治·威爾斯(Herbert George Wells 1866-1946)，英國著名小說家，尤以科幻小說創(chuàng)作聞名于世。1895年出版《時間機器》一舉成名，隨后又發(fā)表了《莫洛博士島》、《隱身人》、《星際戰(zhàn)爭》等多部科幻小說。 謹與同學們共享共勉！,第一節(jié)

5、 概述,中醫(yī)藥統(tǒng)計學的概念 統(tǒng)計學的發(fā)展簡史 統(tǒng)計學的研究對象 中醫(yī)藥統(tǒng)計學的主要內(nèi)容 統(tǒng)計學的特點和基本思想,三類現(xiàn)象,,數(shù)學研究方法,,,,統(tǒng)計學(statistics),是研究隨機現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律性的應用數(shù)學，是從隨機現(xiàn)象數(shù)據(jù)中提取信息、知識的一門科學與藝術，是一門方法性學科。它分為理論統(tǒng)計學和應用統(tǒng)計學兩大類。,理論統(tǒng)計學(theoretical statistics),即數(shù)理統(tǒng)計

6、學(mathematical statistics)，是以概率論為基礎，從純理論的角度，對統(tǒng)計方法加以推導論證，中心的內(nèi)容是統(tǒng)計推斷問題，實質(zhì)是以歸納方法研究隨機現(xiàn)象的一般規(guī)律。,應用統(tǒng)計學(applied statistics),是數(shù)理統(tǒng)計學的原理方法在不同學科領域的具體應用。數(shù)理統(tǒng)計學在生物學中的應用形成了生物統(tǒng)計學(biostatistics)；在醫(yī)學中的應用形成醫(yī)學統(tǒng)計學（medica

7、l statistics)、衛(wèi)生統(tǒng)計學(health statistics)和中醫(yī)藥統(tǒng)計學(statistics for traditional chinese medicine)等。,中醫(yī)藥統(tǒng)計學 （statistics for traditional chinese medicine),是研究中醫(yī)藥領域中隨機現(xiàn)象客觀規(guī)律的一門方法性學科，它運用數(shù)理統(tǒng)計學的基本原理與方法，結合醫(yī)藥實際，闡述中醫(yī)藥領域研究設計、收集資料、整理資料、分析

8、資料、結果報告與結論表達。它屬于應用統(tǒng)計學，是醫(yī)藥科學研究的重要工具與手段。,,,統(tǒng)計學的發(fā)展簡史,人類實踐是統(tǒng)計學產(chǎn)生的源泉，人類認識是統(tǒng)計學發(fā)展的動力。遠古時代，人類利用手指、石子、貝殼、小木棍以及繩索等工具進行的計數(shù)活動就蘊藏著統(tǒng)計萌芽，但是，人類由統(tǒng)計實踐上升到統(tǒng)計學，卻只有300多年的歷史。,,17世紀中葉至18世紀初期為古典統(tǒng)計學的發(fā)展時期。統(tǒng)計學一詞源于state，統(tǒng)計學意指國家國情的敘述，其研究方法主要采用文字記述和形式

9、邏輯比較法，用于人口、國力等情況的統(tǒng)計和分析。,,18世紀后葉至20世紀初期為近代統(tǒng)計學的發(fā)展時期。誤差理論和大數(shù)法則得到了應用和發(fā)展，其研究方法主要是建立在大樣本上的大量觀察法，重視運用統(tǒng)計指標和統(tǒng)計圖表對數(shù)字資料進行統(tǒng)計描述。,,20世紀初期至今為現(xiàn)代統(tǒng)計學的發(fā)展時期。1908年，英國統(tǒng)計學家戈賽特（W.S.Gosset，1876-1937）在生物統(tǒng)計雜志“Biometrika”上以筆名student發(fā)表了t分布，開創(chuàng)了小樣本的研究

10、，從而使統(tǒng)計學由“描述統(tǒng)計”向“推斷統(tǒng)計”發(fā)展，開創(chuàng)了現(xiàn)代統(tǒng)計學的新紀元。20世紀50年代，電子計算機技術的發(fā)展和應用，促進了統(tǒng)計方法的應用與發(fā)展。,,當今，現(xiàn)代統(tǒng)計學的發(fā)展有如下幾個明顯趨勢：隨著數(shù)學的發(fā)展，統(tǒng)計學依賴和吸收的數(shù)學方法越來越多；統(tǒng)計方法與計算機技術相結合，已滲透到了所有學科部門，以統(tǒng)計學為基礎的邊緣學科不斷形成；統(tǒng)計與實質(zhì)性學科（如社會、經(jīng)濟、生物、醫(yī)學等）、統(tǒng)計軟件、現(xiàn)代信息相結合，所發(fā)揮的功效日益增強；統(tǒng)計學的作用

11、與功能已從描述事物現(xiàn)狀、反映事物規(guī)律，向抽樣推斷、預測未來變化方向發(fā)展，已成為具有方法論性質(zhì)的綜合性學科。,統(tǒng)計學的研究對象,統(tǒng)計學所研究的對象是具有變異的事物，其變異為同質(zhì)基礎上的變異。同質(zhì)（homogeneity）指觀察單位間被研究指標的影響因素相同。（可控因素）變異（variation）指在同質(zhì)基礎上各觀察單位間某觀察指標的差異。 統(tǒng)計學是處理變異數(shù)據(jù)的科學，沒有變異就無需統(tǒng)計學。,,醫(yī)藥事物（現(xiàn)象）大多數(shù)都是具有變異的事物

12、（現(xiàn)象），概率論稱具有變異的事物（現(xiàn)象）為隨機事件。 中醫(yī)藥統(tǒng)計學可將醫(yī)藥隨機事件通過一定數(shù)量的觀察、對比、分析與推斷，由偶然性（不確定性）現(xiàn)象的剖析，發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在的必然性（確定性）規(guī)律。,中醫(yī)藥統(tǒng)計學的主要內(nèi)容,中醫(yī)藥統(tǒng)計學以研究統(tǒng)計設計和統(tǒng)計方法為主要內(nèi)容。 研究統(tǒng)計設計：實驗設計、臨床試驗設計以及調(diào)查設計等 統(tǒng)計方法包括：統(tǒng)計描述、統(tǒng)計推斷和關系分析等。,統(tǒng)計學的特點和基本思想,統(tǒng)計學認識事物現(xiàn)象有如下特點： 數(shù)量性

13、、群體性、具體性和概率性等。 統(tǒng)計學的基本思想可歸納為： 變異、隨機抽樣研究和概率的思想。 統(tǒng)計結論中沒有“證明”， 只有在一定概率水平上的推論。,第二節(jié) 統(tǒng)計學幾個基本概念,總體與樣本 參數(shù)與統(tǒng)計量 誤差 概率,總體與樣本,總體（population） 是根據(jù)研究目的所確定的同質(zhì)觀察單位的全體。 有限總體 與無限總體 樣本（sample） 是從總體中隨機抽取的具有代表性的個體的集合。 抽樣研究（sam

14、pling study）是從總體中抽取樣本，通過對樣本的定量或定性測量結果來推斷總體。,,抽樣研究的目的是用樣本的特征正確可靠地推斷總體的特征，所以樣本必須對總體具有良好的代表性，抽樣研究應注意如下幾點：樣本含量足夠大 遵循隨機抽樣原則 樣本的構成分布應基本上與總體構成分布保持一致,參數(shù)與統(tǒng)計量,反映總體的統(tǒng)計指標稱為參數(shù)（parameter），用希臘字母表示，如： 反映樣本的統(tǒng)計指標稱為統(tǒng)計量(statistics)，用拉丁

15、字母或英文字母表示，如：,,對某一事物而言，總體參數(shù)是該事物本身固有的、不變的，而統(tǒng)計量則隨著實驗不同而不同，但統(tǒng)計量的分布是有規(guī)律的，如小樣本均數(shù)服從t分布，大樣本均數(shù)服從正態(tài)分布等，這些規(guī)律是統(tǒng)計推斷的理論基礎。,誤差,誤差（error）泛指觀測值與真實值之差以及樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)之差。主要分為非隨機誤差與隨機誤差，非隨機誤差包括系統(tǒng)誤差和過失誤差，隨機誤差包括隨機測量誤差和隨機抽樣誤差。,,系統(tǒng)誤差（systematic err

16、or） 是指在實際觀測過程中，由受試對象、研究者、儀器設備、研究方法、非實驗因素影響等原因造成的有一定傾向性或規(guī)律性的誤差。如儀器初始狀態(tài)未調(diào)整到零、標準試劑未經(jīng)校正所致誤差。其特點為：觀察值有系統(tǒng)性、方向性、周期性的偏離真值。這類錯誤可以通過嚴格的實驗設計和技術措施消除。,,過失誤差（gross error） 由于觀察過程中不仔細造成的錯誤判斷或記錄。應認真檢查核對，否則將會影響研究結果的準確性。,,隨機測量誤差（random mea

17、surement error） 是指各種偶然因素（如電壓、環(huán)境溫度等）的影響造成對同一對象多次測定的結果不完全一樣，或同一樣品不同觀察者之間的差異。該誤差不可避免，但要控制在容許范圍內(nèi)。提高操作者熟練程度可以減少這種誤差。,,隨機抽樣誤差（random sampling error） 簡稱抽樣誤差（sampling error），是由于隨機抽樣所引起的樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)間的差異以及各樣本統(tǒng)計量之間的差異。醫(yī)學現(xiàn)象的變異總是客觀存在的，

18、因而在抽樣研究中，抽樣誤差總是不可避免的，它雖無方向性，但有一定的分布規(guī)律，是可估計、可控制的，其大小可通過計算標準誤間接地反映出來。樣本對總體的代表性越好，抽樣誤差越小，反之，抽樣誤差越大。抽樣誤差揭示樣本距總體的實際值可能有多遠。,準確度、精確度、效度、信度,,,,概率,頻率（frequency）概率（probability） 在《概率論》上稱頻率收斂于概率。 概率是反映隨機事件發(fā)生的可能性大小的度量，用P表示，取值范圍為[0，

19、1]。隨機事件的概率為0-1；必然事件的概率等于1；不可能事件的概率等于0。,,統(tǒng)計學通常把等于小于0.05或0.01的隨機事件稱為小概率事件。（人為規(guī)定）一般認為小概率事件在一次試驗中是不大可能發(fā)生的，這就是小概率原理，它是統(tǒng)計推斷的重要原理。,第三節(jié) 資料類型,數(shù)值資料分類資料相互轉(zhuǎn)換,,資料（data）又稱數(shù)據(jù)，由變量及其變量值組成。資料類型與變量類型相對應。變量（variable）是指觀察單位的某種特征或?qū)傩裕囱芯?/p>

20、的項目或指標。變量的測定結果稱為變量值（value of variable）或觀察值（observed value）。,,數(shù)值資料（ numerical data）又稱定量資料（quantitative data）或計量資料（ measurement data），是由儀器、工具或其它定量方法測定的某項指標量的大小所得到的資料。例如：測量100名男大學生的身高所獲得的資料就是數(shù)值資料。,,分類資料（ categorical data）又稱

21、定性資料(qualitative data)或計數(shù)資料（count data），是將事物按不同的屬性歸類，清點每一類的數(shù)量多少所得到的資料。根據(jù)類別數(shù)的不同，計數(shù)資料分為二分類資料（binary data）、無序多分類資料（unordered categorical data）和有序多分類資料（ordered categorical data），后者也稱等級資料。例如將100名大學生按性別分組：男53例，女47例，此資料就是二分類資料

22、；按ABO血型分組：A型39例、B型20例、O型17例、AB型24例，此資料就是無序多分類資料。,,等級資料(ordinal data)又稱半定量資料（semi-quantitative data）或有序多分類資料（ordered categorical data），是將事物屬性按組別之間有程度或等級差別進行歸類所得到的資料。例如用某中藥治療某種疾病患者50名，按臨床療效等級分為痊愈26例、顯效12例、好轉(zhuǎn)7例、無效5例，此資料就為等級

23、資料或有序多分類資料。,,根據(jù)分析的需要，各種資料可進行相互轉(zhuǎn)化?？蓪?shù)值資料轉(zhuǎn)化為分類資料或等級資料，反過來，分類資料和等級資料可通過數(shù)字編碼或賦值，即數(shù)值化方式，轉(zhuǎn)化為數(shù)值資料。需要注意的是：數(shù)值資料變?yōu)榉诸愘Y料或等級資料時信息量將減少，因此在收集數(shù)據(jù)階段應盡量收集數(shù)值數(shù)據(jù)，并用原始數(shù)值資料建立數(shù)據(jù)集。,,連續(xù)型隨機變量是指在某一區(qū)間可取任何值的變量，如身高（cm）、體重（kg）、血壓（KPa）等；離散型隨機變量是指在某一區(qū)間只

24、可取有限的幾個值的變量：如家庭人口數(shù)、脈搏（次/分）等。數(shù)值資料對應的數(shù)值變量可以是連續(xù)型隨機變量，也可以是離散型隨機變量；分類資料和等級資料對應的分類變量和等級變量只能是離散型隨機變量。,,無序多分類變量又稱名義變量（nominal variable），意指各種被命好的分類，在各種分類中沒有隱含的順序，這與等級變量不同。但是，等級變量中各分類之間的差異不能被認為是相等的。,第四節(jié) 基本步驟,研究設計收集資料整理資料分析資料

25、結果報告與結論表達,第四節(jié) 基本步驟,醫(yī)藥研究中的統(tǒng)計工作步驟包括：研究設計、收集資料、整理資料、分析資料、結果報告與結論表達等。這幾個步驟是密切聯(lián)系不可分割的，任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生缺陷都會影響研究結果的質(zhì)量和認證。,研究設計,研究設計（research design）就是擬訂一份合理的實驗計劃，將有關的研究方法與步驟的綱目擬訂出來，用以保證取得一個較為客觀的研究結果。根據(jù)對研究對象是否施加干預措施，可將研究分為觀察研究和實驗研究兩

26、大類。,,專業(yè)設計(specialized design)是指用什么方式、方法驗證假說或回答有關專業(yè)問題。目的在于保證成果的實用性、可行性和創(chuàng)新性。做好專業(yè)設計一般需要具有過硬的專業(yè)知識、較強的查閱文獻能力和善于多學科交流與合作的能力。,,統(tǒng)計設計(statistical design)是指如何合理地安排實驗內(nèi)容，選擇實驗對象，計算樣本含量，對實驗結果進行有效的分析。目的在于保證結果的經(jīng)濟性、重復性、可靠性和科學性。實驗統(tǒng)計設計，應遵循

27、隨機、對照、重復和均衡四個基本原則。臨床試驗研究還要遵從盲法的原則。,,研究者一定要樹立“設計優(yōu)先”的思想，只有縝密完善的研究設計，才能獲得真實可靠的研究結果。中醫(yī)藥統(tǒng)計學用于醫(yī)藥科學研究，應從研究設計階段開始，而不是在需要數(shù)據(jù)處理時。實驗完成后再找統(tǒng)計學家無異于請統(tǒng)計學家為實驗進行“尸體解剖”，統(tǒng)計學家或許只能告訴你失敗的原因。,收集資料,收集資料(data collection)是指根據(jù)研究目的，按照設計要求去準確、及時和完整地收集

28、原始資料。醫(yī)藥研究資料來源大致有：日常醫(yī)療工作記錄和報告卡，統(tǒng)計報表，專題調(diào)查與實驗或試驗研究資料，公共或共享的其它資料。,,收集資料的過程實際上是具體調(diào)查或?qū)嶒瀸嵤┑倪^程，要有科學的態(tài)度，實事求是的精神，如實收集資料，并應用通用或共享的數(shù)據(jù)庫軟件（如Excel,Access,SQL,Epidata等）將收集到的資料及時建立電子數(shù)據(jù)庫。,整理資料,整理資料(sorting data)是把收集到的原始資料，有目的、有計劃地進行科學的加工（

29、如分組或匯總），使其系統(tǒng)化、條理化，以便更好地揭示所研究事物的規(guī)律性，有利于統(tǒng)計分析。整理資料包括資料核查和設計分組與匯總等。首先檢查原始記錄，及時糾錯補漏；其次是標記可疑值，必要時對可疑值重新觀測。根據(jù)資料的性質(zhì)或數(shù)量特征，對資料進行分組，需要時按不同組段對原始資料進行歸納計數(shù)。,分析資料,分析資料（analysis data）就是對資料進行統(tǒng)計分析。主要包括統(tǒng)計描述(statistical description)與統(tǒng)計推斷(sta

30、tistical inference)。統(tǒng)計描述是指用適合資料性質(zhì)的統(tǒng)計指標、統(tǒng)計圖表等，對資料的數(shù)量特征及其分布規(guī)律進行表達，以反映變量值的水平、頻率、聯(lián)系強度。統(tǒng)計推斷是通過抽樣研究，根據(jù)樣本資料所提供的信息，對未知總體做出具有一定概率性的估計和推斷，它包括參數(shù)估計和假設檢驗兩方面。,結果報告與結論表達,信息時代，醫(yī)藥科研設計、資料數(shù)據(jù)庫的建立與管理、統(tǒng)計分析的大多數(shù)任務可以交給計算機完成，正確領悟統(tǒng)計思想以及統(tǒng)計軟件所輸出的結

31、果，并在研究報告和論文中作出適當?shù)慕忉屌c表達顯得越來越重要。,,統(tǒng)計學既是一門科學又是一門藝術，其藝術性是通過表達來體現(xiàn)的。醫(yī)學研究性論文主要由摘要、引言、材料與方法、結果和討論5個部分組成，而每一部分或多或少都涉及統(tǒng)計表達，需要明確指出所使用的統(tǒng)計設計與分析方法，觀察對象的納入與剔除標準，是否隨機抽樣與隨機分組，使用的何種統(tǒng)計軟件及其版本，樣本統(tǒng)計量、總體參數(shù)可信區(qū)間，檢驗統(tǒng)計量、值，并結合各學科專業(yè)知識對統(tǒng)計分析結果作出合理的解釋，

32、進而得出可信賴的專業(yè)結論。另外，可借助統(tǒng)計圖表直觀、形象表達統(tǒng)計結果。統(tǒng)計結果的規(guī)范化報告和結論的正確表達，能提高研究的認證度，也便于各層次的學術交流與研究。,第五節(jié) 作用與學習方法,中醫(yī)藥統(tǒng)計學的作用學習方法,中醫(yī)藥統(tǒng)計學的作用,醫(yī)學統(tǒng)計學是醫(yī)學科學研究的重要工具與手段，為醫(yī)學科學研究提供統(tǒng)計思維、統(tǒng)計設計和統(tǒng)計分析方法。其思維和方法已滲透到醫(yī)藥研究和管理決策的方方面面。,,①中醫(yī)學基礎研究：氣、血、營、衛(wèi)的研究，經(jīng)絡的研究指標的

33、選擇與比較，證指標的客觀化。②臨床方面：臨床經(jīng)驗的總結，藥物的配伍和最佳劑量等用藥規(guī)律的探索，各種致病因素對某疾病的影響程度比較分析。③新藥的開發(fā)研制：動物實驗、有效成分確定、質(zhì)量標準制定、工藝篩選等。我國《藥品注冊管理辦法》規(guī)定，新藥臨床試驗必須自始至終有統(tǒng)計學人員參與，生物醫(yī)藥實驗室研究、臨床研究、流行病學探索和醫(yī)藥公共事業(yè)管理均需統(tǒng)計學的支持。④在醫(yī)藥雜志上發(fā)表科研論文涉及數(shù)據(jù)分析都需要統(tǒng)計學處理。醫(yī)藥領域的抽樣研究數(shù)據(jù)不經(jīng)

34、過統(tǒng)計學分析處理而得出的結論是不科學的，是不可信的。,,醫(yī)學統(tǒng)計學的全部功能僅在于幫助我們認識醫(yī)學研究客觀上存在的規(guī)律而不能“創(chuàng)造”規(guī)律。重視原始資料的完整性和準確性，對數(shù)據(jù)處理持嚴肅、認真、實事求是的科學態(tài)度，反對偽造和篡改統(tǒng)計數(shù)據(jù)，要防止利用統(tǒng)計軟件進行資料分析“垃圾進，垃圾出”的現(xiàn)象發(fā)生。,學習方法,醫(yī)學生學習《中醫(yī)藥統(tǒng)計學》的目的并非要使自己成為統(tǒng)計專業(yè)人員，而是使自己樹立統(tǒng)計思想，學會統(tǒng)計思維，從不確定性和概率的角度去考慮問題

35、，能結合醫(yī)學問題合理設計，認真觀察，準確收集資料，有效整理資料，正確運用統(tǒng)計方法分析資料，恰如其分解釋統(tǒng)計結果，得出可信賴的結論，寫出具有一定學術水平的研究報告或科學論文，從而提高自身科學素養(yǎng)和研究能力。,,,,在學習中醫(yī)藥統(tǒng)計學的過程中，醫(yī)學生要重視對統(tǒng)計基本概念、基本原理、基本方法的理解，對統(tǒng)計公式主要了解其意義、用途和應用條件，不必深究其數(shù)學推導，也不需要死記硬背。,,統(tǒng)計工作貫穿醫(yī)學研究的全過程，要本著“設計優(yōu)先”的原則，弄清資