第五章循证医学实践中常用统计学方法ppt课件.ppt
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1、第五章 循证医学实践中常用统计方法 (Statistical methods commonly used in the practice of evidence-based medicine),循证医学 Evidence-Based Medicine,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,2,3,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
2、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;住院时间;是否围手术期死亡;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,1,2,3,4,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。 Florence Nightingale 1820一1910,What is Statistics?,什么是统计学?,7,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
3、学统计学 Medical Statistics卫生统计学 Health Statistics,生物统计学 Biostatistics,科研中的统计学,Websters International Dictionary: A science dealing with the collection, analysis, interpretation, and presentation of masses of numerical data” John M. Last, A Dictionary of Epidemiology: The science and art of dealing with
4、 variation in data through collection, classification, and analysis in such a way as to obtain reliable results”,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(Medical Statistics),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,
5、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
6、(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,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(random sample): 从研究总体中随机抽取具有代表性的部分观察单位。
7、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。,21,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(random sampling) 有相同的机会被抽到分组随机(random allocatio
8、n) 有相同的机会被分到不同的组中顺序随机(random order) 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 Relative frequency :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,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,24,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;
9、0P 1,25,基本概念之七:小概率事件,小概率事件(rare event) 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,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
10、量值或观察值。,28,按照取值的特性:数值变量 Numerical Variable 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 Categorical Variable :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 Unordered Categorical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 Ordered Categorical 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,30,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
11、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,1,2,3,4,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
12、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,37,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01,2,- = 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
13、新发事件数分母: 事件发生的人群基数 (危险人口),39,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,40,2. 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,无序分类资料统计方法,41,等级资料统计方法,42,单变量计数资料的统计方法选择思路,43,44,二、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,
14、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)
15、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,极差四分位数间距方差标准差变异系数,常用指标,50,标准差,相关概念:离均差、离均差之和、离均差平方和、方差(2 S2 ) 标准差的符号: S 意义:全面反映了一组观察值的变异程度 (大小)应用:描述变异程度、计算标准误、计算变异系数、描述正态分布、估计正常值范围,51,2. 数值变量资料的统计推断,参数估计:点估计 区间估计假设检验: t 检验、方差分析 非参数检验,52,t 检验(N3
16、0、60)应用条件:来自正态分布的总体; 所比较总体的方差相同。 用途:样本均数与总体均数的比较配对资料差值均数的比较两样本均数的比较,53,u 检验(N30、60)用途:样本均数与总体均数的比较配对资料差值均数的比较两样本均数的比较,54,方差分析应用条件:来自正态分布的总体; 所比较总体的方差相同。用途:完全随机设计方差分析随机区组设计方差分析多个样本均数间的两两比较,55,秩和检验(非参数方法)用途:配对资料差值的符号秩和 检验成组设计两样本比较秩和 检验成组设计多样本比较秩和 检验,56,单变量数值变量资料的统计方法选择思路,57,双变量资料的统计学检验方法选择思路,58,3. 双变量
17、资料分析常用统计方法,59,3. 多变量资料分析常用统计方法,60,三、常用统计方法的选择,不同类型的资料采用不同的统计分析方法 计量资料的统计分析方法: t检验、u检验、方差分析、相关与回归分析 计数资料的统计分析方法: 卡方检验、二项分布和Poission 分布、相关与回归分析 等级资料的统计分析方法:秩和检验,61,不同设计类型采用相应的统计分析方法 完全随机设计:对两组计量资料的比较:t检验、完全随机设计方差分析、Kruskal-Wallis 检验; 区组随机设计(或配对设计):配对t检验、区组随机设计的方差分析、Friedman 检验、kappa检验,62,例5-1 某研究所为研究某
18、药物的抑癌作用,使一批小白鼠致癌后,将一批致癌小白鼠40只按完全随机设计的方法分为四组,A、B、C三个试验组和一个对照组,分别接受不同的处理。A、B、C三个试验组,分别注射0.5m1、1.0m1和1.5m1 30的注射液,对照组不用药。经一定时间以后,测定四组小白鼠的肿瘤重量(g),测量结果见表5-7。试进行统计分析。,63,某药物对小白鼠抑癌作用(肿瘤重量,g)的试验结果,64,各组的均数、标准差、标准误及总体均数95%可信区间,本例为单变量计量资料,分组因素只有药物1个,共4个水平,设计类型为完全随机设计,4组资料经方差齐性检验,Levene 统计量为0.178,P=0.910,在 的水准
19、,各组方差差别无统计学意义,可选择单因素方差分析(one-way ANOVA)。方差分析结果 ,P0.001,可认为4个不同剂量药物注射液的抑癌作用有差别。再用Dunnett-t检验作多个实验组与一个对照组之间的比较,结果。,- , ,在=0.01水准上均有统计学意义;可认为3个不同剂量药物注射液与对照组的小白鼠肿瘤重量有差别,即3个不同剂量药物注射液都有抑癌作用。,65,66,例5-2 某研究者收集103例冠心病患者和100例正常对照者的多项指标,部分资料见表5-9。其中G为组别,X1为性别,X2为年龄,X3为患高血压史,X4为吸烟史,X5为胆固醇含量, X6为甘油三酯含量,X7为低密度脂蛋
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