第三章常用卫生统计学方法课件.ppt
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1、01,卫生统计学概述,2018/10/24,CONTENTS,1.,基本概念,2.,基本步骤,2018/10/24,一、卫生统计学的基本概念,变量:对每个观察单位的某项特征进行测定和观察,,这种观察单位的特征称为变量。,变量值,观察值,定量,定性,2018/10/24,一、卫生统计学的基本概念,统计资料,计量资料,描述计量资料常用统计方法:平均数、标准差等;,01,用度量衡的方法测量每个观察单位的某,数值变量。,项研究指标量的大小,所得的数据称为,统计分析方法:,u,检验、,t,检验、方差分析等。,02,计数资料,将全体观察单位按某种性质或类别进行分组,然,计数资料常用统计指标:率、构成比等;
2、,后清点各组中的例数,这样得到的数据称为计数,等级资料,将全体观察单位按某种性质的不同程度分为若干,组,分别清点各组中的例数,这种数据资料称为,计数资料常用统计指标:率、构成比等;,等级资料。,统计分析方法:秩和检验、,2,检验等。,03,统计分析方法:,u,检验、,2,检验等。,资料,亦称为分类变量。,2018/10/24,一、卫生统计学的基本概念,总体,根据研究目的确定的同质的观察单位,的某个变量值的全体。,样本,是从总体中随机抽取有代表性的一部分观察单位,,用样本信息去推断总体特征。,2018/10/24,一、卫生统计学的基本概念,误差,系统误差,由于某种必然因素所致,,特点:不是偶然造
3、成,观,避免方法:,具有一定的方向性。,察结果一贯性的偏高或偏,1,)通过周密的研究设计,低。,2,)调查或测量过程中的,质量控制,抽样误差,即使消除了系统误差,控制,了随机测量误差,样本统计,量和总体参数之间仍存在差,特点:由于个体变异造成,抽样,别,这种由随机抽样引起的,机遇所致。客观存在,不可避免。,样本指标与总体指标的差异,但可估计大小,也可增加样本含,量使其减小。,随机测量误差,偶然机遇所致,无方向性,对同,特点:不可避免,但可,一样品多次测定,结果有高有低。,控制在一定范围。,2018/10/24,一、卫生统计学的基本概念,概率(总体),描述随机事件发生的可能性大小的数值。事件,A
4、,的,概率记为,P(A),随机事件的概率,P,取值在,0,1,之间。,频率(样本),是指一次试验结果计算得到的样本率。,02,计量资料的统计描述,2018/10/24,(一)集中趋势,(Central tendency),的描述,平均数,(average),常用于描述一组变量,值的集中趋势,是反映同质资料的平均水,平或集中位置的特征值。,均数,常用平均数,几何均数,2018/10/24,中位数,常用平均数,1.,均数,(,算术均数,)(mean),表示符号,总体均数,(),样本均数,(x),应,用,对称分布资料,尤其是正态分布资料,计算方法,x,1,+x,2,+x,n,x,直接法,x=,n,n
5、,f,1,x,1,+f,2,x,2,+f,k,x,k,fx,加权法,x=,=,f,1,+f,2,+f,k,2018/10/24,n,常用平均数,2.,几何均数,(geometric mean),表示符号,(G),应,用,对数正态分布资料,变量值呈倍数关系,计算方法,直接法,G=,n,x,1,x,2,x,n,lgx,1,+lgx,2,+lgx,n,lgx,G=lg,1,=lg,1,n n,f,1,lgx,1,+f,2,lgx,2,+f,k,lgx,k,f lgx,加权法,2018/10/24,G=lg,1,=lg,1,n n,常用平均数,3.,中位数,(median),表示符号,(M),偏态分布
6、资料,应,用,变量值分布一端或两端无确定数值,分布不明资料,计算方法,直接用变量值计算,M=X,n+1,(n,为奇数时,),2,1,或,M=,X,n,+X,n,(n,为偶数时,),2,2 2,+1,2018/10/24,(二)离散趋势,(tendency of dispersion),描述变量值的离散趋势用变异指标,全距,常用变异指标,四分位数间距,方差和标准差,变异系数,2018/10/24,常用变异指标,1.,全距,(range,简记为,R),R=,最大值,最小值,反映变量值的变异范围,各种类型资料都可应用,但只作,参考资料,2018/10/24,常用变异指标,2.,方差,和,标准差,(s
7、tandard deviation),(X,),2,定义公式,2,=,=,N,N,(X,X),2,(X,X),2,S,2,=,S=,n,1 n,1,2018/10/24,?,?,(X,),2,应用公式,直接法,S=,2,2,X,(,X,),/n,n,1,加权法,S=,2,2,f,X,(,f,X,),/n,n,1,2018/10/24,标准差用途:,1.,表示同质变量值的离散程度;,2.,在多组资料均数相近、度量单位相同的条件下,表示观察值的变异度大小;,3.,与均数结合描述正态分布的特征和估计医学参,考值范围;,4.,与样本含量,(n),结合,计算标准误,2018/10/24,常用变异指标,3
8、.,变异系数,(coefficient of variation,简记为,CV),定义,CV=,s,/,X,100%,用途:,1),比较多组,单位不同,资料的变异度,2,)比较多组,均数相差较大,资料的变度,2018/10/24,(,三,),正,态分布和参考值范围的估计,正态分布的概念和特征,正态分布是以均数为中心呈对称的钟型分布,频,数,(,人,数,),125 129 133 137 141 145 149 153 157 161,Normal distribution curve,f,身高,(cm),?,2018/10/24,120,名,12,岁健康男孩身高的频数分布,正态分布的特征有:,
9、1),正态分布曲线在均数处最高,2),正态分布以均数为中心,左右对称且逐渐减少,3),正态分布曲线的两个参数,和,记作,N(,2,),4),正态曲线在,1,处各有一个拐点,2018/10/24,?,?,正态曲线下的面积分布规律,1,占正态曲线下面积的,68.27%,1.96,2.58,占正态曲线下面积的,95.00%,占正态曲线下面积的,99.00%,若,n100,,则,可用,X,代替,,用,s,代替。,-,0.5%,2018/10/24,2.5%,-2.58,?,-1.96,?,-1,?,?,+1,?,+1.96,?,+2.58,?,正态分布的应用,1.,估计变量值的频数分布,2.,制定医学
10、临床参考值,常,用,U,值,表,-,正常值范围,双侧,单侧,-,90%1.645 1.282,95%1.960 1.645,99%2.576 2.326,-,_,95%,双侧参考值,:,1.96,S,_,99%,双侧参考值,:,2.58,S,_,_,95%,单侧参考值,:,-1.64,S,+1.64,S,2018/10/24,3),百分位数法:,用于偏态分布资料,双侧参考值,(,=,0.05,),单侧参考值,(,=,0.05,),P,2.5,P,97.5,P,5,或,P,95,2018/10/24,03,计量资料的统计推断,2018/10/24,一、均数的抽样误差和标准误,(一),均数的抽样误
11、差,概念:,由于抽样造成的样本均数与总体均数的差,异或各样本均数之差异。,表示方法:,标准误,(Standard error),标准误为,样本均数,的标准差,,是说明样本,均数抽样误差的大小的指标,,反映了样本均数,与总体均数的差异。,2018/10/24,计算公式,=,n,S,S,=,n,2018/10/24,:,总体标准误,S,:样本标准误,,为,的估计值,(二),t-,分布(,t-,distribution),概念,从正态总体,N(,),中进行无数次样,本含量为,n,的随机抽样,每次均可得,-,到一个,和一个,s,,通过,t,=,公,s/n,式转换,可得无数个,t,值,,t,值的分布即,
12、为含量为,n,的,t,值的总体或称,t-,分布。,2018/10/24,特征,以,0,为中心,左右对称,t-,分布曲线的形状与自由度有关,f(t)=(,-,)/,-,-,?,=(u,-d),?,=5,?,=1,-4-3-2-1 0+1+2+3+4,2018/10/24,自由度分别为,1,、,5,、,的,t-,分布,二、总体均数可信区间的估计,点估计,(point estimation),用样本均数作为总体均数的估计值,区间估计,(interval estimation),按一定的概率估计总,体均数所在范围,,亦称总体均数的可信区间,2018/10/24,总体均数区间估计的方法:,1),当,n,
13、足够大(如,100,)时,X,的平均数,接近正,态分布,-,总体均数,95%,可信区间:,1.96,s,-,-,总体均数,99%,可信区间:,2.58,s,-,2018/10/24,总体均数区间估计的方法:,2),当样本含量,n,较小时,X,的平均数,接近,t-,分布,-,-,总体均数,95%,可信区间:,t,0.05,?,s,-,总体均数,99%,可信区间:,t,0.01,?,s,-,2018/10/24,三、假设检验的基本原理,概念:,假设检验是用来判断样本统计量与总体参,数的差异是由抽样误差引起,还是本质差异造成的,统计推断方法。,(一)假设检验的基本思想,小概率事件不可能原理:,小概率
14、事件在一次试验中基本不可能发生。,反证法思想:,先对总体的参数或分布作出某种假设,,再用适当的统计方法确定假设成立的可能性大小。,推断此假设成立或不成立。,2018/10/24,抽样误差所致,P0.05,(来自同一总体),两,均,?,假设检验回答,数,不,环境条件影响,P0.05,等,(来自不同总体),2018/10/24,(二)假设检验的基本步骤,1),建立检验假设,确定检验水准,H,0,(,无效假设,),:假设两组或多组资料的总体均数,相等。,=,0,或,1,=,2,=,3,H,1,(,备择假设,),:,?,0,(双侧检验),0,或,0,(单侧检验),?,(,检验水准,),:通常取,?,=
15、0.05,2018/10/24,2),选定检验方法,计算检验统计量,根据资料类型及统计推断的目的选用合适,的检验方法计算出统计量,(t,值、,u,值、,?,2,值等,),。,3),确定,P,值,作出推断结论,根据自由度,查不同统计量的界值表,(t,值,2,表、,?,值表等,),,确定现有统计量的概率,P,值,2018/10/24,确定,P,值,:,t,0.01(),t t,0.05(),0.01P 0.05(,差异有统计学意义,),t t,0.01(),P 0.01(,差异有统计学意义,),当:,t t,0.05(),P 0.05(,差异无统计学意义,),推断结论:,当,P,?,?,按所取检验
16、水准不拒绝,H,0,P,?,?,按所取检验水准拒绝,H,0,2018/10/24,(三)假设检验时应注意的问题,?,保证比较的样本间有较好的均衡性和可比性;,?,选用的假设检验方法应符合其应用条件;,?,正确理解差别有无显著性的统计意义;,?,结论不能绝对化;,?,报告结论时应列出统计量值,注明单侧或双,侧检验,写出,P,值的确切范围。,2018/10/24,四、,t-,检验和,u-,检验,t-,检验,(,t,-,test or Students test),(一)样本均数与总体均数比较的,t,检验,目的:推断样本所代表的未知总体均数,与,已知的总体均数,0,有无差别,(,0,一般,为理论值、
17、标准值或经过大量观察所,得的稳定值等,),条件:理论上要求资料来自正态分布总体,-,0,公式:,t=,2018/10/24,S,?,=,n,1,例,1,、根据大量调查,已知健康成年男子脉,搏数为,72,次,/,分。某医生在山区随机抽查,25,名健康成年男子,求得其脉搏均数为,74.2,次,/,分,标准差为,6.5,次,/,分。能否据此认为,山区成年男子的脉搏数高于一般?,2018/10/24,1,、,H,0,:,=,0,,,H,1,:,0,,,?,=0.05,2,、,-,0,74.2-72,t=,=,=,1.692,S,6.5/,25,3,、自由度,?,=,n,1=25-1=24,,查,t,值
18、表(单侧),得,t,0.05,(,24,),=1.711,。,t=1.6921.711,,,P0.05,4,、在,?,=0.05,水准上,接受,H0,,不能认为该山区成,年男子的脉搏数高于一般。,2018/10/24,(二)配对设计差值均数与总体均数,0,比较,t,检验,同源配对,配对方法,异源配对,目的:推断两种处理的效果有无差别或推断某种处,理有无作用,条件:样本来自正态总体,公式:,d,0,d,t=,=,S,d,S,d,/n,2018/10/24,?,=n-1,n,为对子数,(三)完全随机设计的两样本均数的比较,目的:推断两样本均数分别代表的总体均数,1,与,2,有无差别。,1),两样本
19、含量较小时,且要求两样本总体方差相等,公式:,1,-,2,t=,?,=(n,1,-1)+(n,2,-1),S,-,1,2,1 1,S,-,=Sc,2,(+),1,2,n,1,n,2,2018/10/24,2,(n,1,-1)s,1,+(n,2,-,2,1)s,2,Sc,2,=,n,1,+n,2,-2,t=,2,2,(n,1,-1)s,1,+(n,2,-1)s,2,1 1,?,(+),n,1,+n,2,-2 n,1,n,2,x,1,-x,2,2018/10/24,2),两样本含量足够大,如,n,50,或,100,时,U-,检验,应用条件:,当,n,较大,(n 50),或,n,虽小,但总,体标准差
20、已知,可用,U,检验,公式,:,1,-,2,U=,=,S,-,S,1,2,S,2,2,1,2,+,n,1,n,2,2018/10/24,1,-,2,04,分类资料的统计描述,2018/10/24,一、常用相对数,相对数:,计数资料常用的统计指标,,又称相对指标(,Relation number),率,常用相对数,构成比,相对比,2018/10/24,常用相对数,(一),率,(,Rate),*,频率指标,表示某现象发生的,频率和强度,*,计算公式:,实际发生某现象的观察数,率,=,K,可能发生某现象的观察单位总数,(,K,为比例基数,可为,100%,或,1000,等),2018/10/24,(二
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