医学统计学基本概念与常用统计描述指标课件.ppt
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1、南京大学医学院范怡梅南京大学医学院范怡梅第1页,共77页。统计学统计学(statistics):(statistics):“The science and art of dealing with The science and art of dealing with variation in data through collection,variation in data through collection,classification and analysis in such a way classification and analysis in such a way as to ob
2、tain reliable results.as to obtain reliable results.”第2页,共77页。医学统计学医学统计学(Medicine Statistics)(Medicine Statistics)是应用概率论和数理统计的基本原理和方法,结合医学实际阐述是应用概率论和数理统计的基本原理和方法,结合医学实际阐述统计设计的基本原理和步骤,研究资料或信息的收集、整理与分统计设计的基本原理和步骤,研究资料或信息的收集、整理与分析的一门学科。析的一门学科。是统计学在医学上的应用;是统计学在医学上的应用;理论基础是概率论和数理统计;理论基础是概率论和数理统计;SPSSSPSS
3、 Statistical Package for Social SciencesStatistical Package for Social Sciences Statistical Product and Service SolutionsStatistical Product and Service Solutions SASSAS Statistical Analysis SystemStatistical Analysis System作用;作用;统计工作的步骤。统计工作的步骤。第3页,共77页。研究设计(研究设计(research designresearch design)调查设计
4、、实验设计调查设计、实验设计资料收集(资料收集(data collectiondata collection)统计分析(统计分析(statistical analysis)statistical analysis)统计描述统计描述(statistical description)(statistical description)统计推断统计推断(statistical inference)(statistical inference)第4页,共77页。例例 某医生发明了一种新的治疗某病的疗法(治疗组),用现在公某医生发明了一种新的治疗某病的疗法(治疗组),用现在公用的疗法作为对照(对照组),经
5、临床试验,对照组与治疗组的疗用的疗法作为对照(对照组),经临床试验,对照组与治疗组的疗效分别为效分别为P P1 1=75%=75%与与P P2 2=95%=95%,问:能认为这两个有效率之间的差别,问:能认为这两个有效率之间的差别有显著性意义吗?有显著性意义吗?假设的假设的3 3批实验结果批实验结果组别组别例数例数有效率(有效率(%)疗效:疗效:有效有效 无效无效 合计合计甲实验甲实验 对照组对照组 治疗组治疗组乙实验乙实验 对照组对照组 治疗组治疗组丙实验丙实验 对照组对照组 治疗组治疗组1515191930303838454557575 51 110102 215153 320202020
6、404040406060606075.075.095.095.075.075.095.095.075.075.095.095.0第5页,共77页。甲实验中,甲实验中,c c2 2=1.765=1.765,P0.05P0.05,两个有效率两个有效率之间的差别无显之间的差别无显著性意义;著性意义;乙实验中,乙实验中,2 2=6.275=6.275,0.01 P 0.050.01 P 0.05,两个有效率两个有效率之间之间的差别有显著性意义;的差别有显著性意义;丙实验中,丙实验中,2 2=9.412=9.412,P 0.01P 0.01,两个有效率两个有效率之间的差别有极之间的差别有极显著性意义。显
7、著性意义。第6页,共77页。第7页,共77页。1.1.总体与样本总体与样本(population and sample)(population and sample)根据研究目的确定的同质观察单位的全体称为总体根据研究目的确定的同质观察单位的全体称为总体。从总体中随机抽取、进行研究的一部分个体所组成的集合从总体中随机抽取、进行研究的一部分个体所组成的集合,称为样本。,称为样本。要保证样本的可靠性、代表性。要保证样本的可靠性、代表性。2.2.同质与变异同质与变异(homogeneity and variation)(homogeneity and variation)统计研究的是有变异的事物,统
8、计分析的任务就是在同质统计研究的是有变异的事物,统计分析的任务就是在同质分组的基础上,通过对变异所呈现出来的统计规律性的研分组的基础上,通过对变异所呈现出来的统计规律性的研究,透过偶然现象,揭示同质事物的本质特征和规律。究,透过偶然现象,揭示同质事物的本质特征和规律。第8页,共77页。3.3.抽样误差抽样误差(sampling error)(sampling error)因抽样产生的样本与样本,样本与总体相应统因抽样产生的样本与样本,样本与总体相应统计指标之间的差异,称为抽样误差。计指标之间的差异,称为抽样误差。抽样误差的大小主要取决于观察单位间变异程度的大抽样误差的大小主要取决于观察单位间变
9、异程度的大小和样本含量的多少。小和样本含量的多少。4.4.参数和统计量参数和统计量(parameter and statistic)(parameter and statistic)总体的指标统称为参数,样本指标称为统计量总体的指标统称为参数,样本指标称为统计量。第9页,共77页。5.5.概率概率(probability)(probability)概率是描述随机事件发生的可能性大小的数值,常用概率是描述随机事件发生的可能性大小的数值,常用P P表示。表示。随机事件概率的大小在随机事件概率的大小在0 0与与1 1之间,即之间,即0 0 P P 1 1。习惯上将习惯上将P P 0.050.05,称
10、为小概率事件。,称为小概率事件。6 6统计资料的类型统计资料的类型定量资料定量资料分类资料分类资料如身高(如身高(cmcm)、体重()、体重(kgkg)等。)等。无序分类无序分类有序分类有序分类二项分类二项分类多项分类多项分类(等级资料(等级资料)如阳性与阴性、如阳性与阴性、治愈与未愈。治愈与未愈。如血型为如血型为A A、B B、ABAB、O O型。型。如治疗结果为治愈、显效如治疗结果为治愈、显效、好转、无效四级。、好转、无效四级。第10页,共77页。统计图表;统计图表;统计指标。统计指标。第11页,共77页。第12页,共77页。求极差求极差R=84-57=27(次(次/分)分)划分组段划分组
11、段确定组数:较大样本时,一般取确定组数:较大样本时,一般取10组左右。组左右。确定组距:极差确定组距:极差/组数组数=27/10=2.73(次(次/分)分)确定各组段的上下限:上限确定各组段的上下限:上限=下限下限+组距组距统计各组段内的数据频数,编制频数表统计各组段内的数据频数,编制频数表第13页,共77页。表表2.1 1302.1 130名健康成年男子脉搏(次名健康成年男子脉搏(次/分)的频数分布表分)的频数分布表脉搏组段脉搏组段 (1)频数频数(2)频率(频率(%)(3)累计频数累计频数 (4)累计频率(累计频率(%)(5)5659626568717477808385合计合计251215
12、252619151011301.543.859.2311.5419.2320.0014.6211.547.690.7727193459851041191291301.545.3814.6226.1545.3865.3880.0091.5499.23100.00第14页,共77页。可以揭示资料的分布类型和分布特征,以便于选用可以揭示资料的分布类型和分布特征,以便于选用相应的统计分析方法。相应的统计分析方法。便于进一步计算指标和统计处理。便于进一步计算指标和统计处理。便于发现某些特大或特小的可疑值。便于发现某些特大或特小的可疑值。第15页,共77页。三种平均数三种平均数(average)(aver
13、age)算术均数算术均数(arithmetic mean)(arithmetic mean)几何均数几何均数(geometric mean)(geometric mean)中位数中位数(median)(median)第16页,共77页。简称均数,适合于表达呈正态分布资料的平均水平。简称均数,适合于表达呈正态分布资料的平均水平。直接法:直接法:例例2-22-2:=81+70+66+81+70+66+69+691313=71.69=71.69(次(次/分)分)11niniXXXXnnXX第17页,共77页。加权法加权法:例:例:=57.557.5 2+60.52+60.5 5+63.55+63.5
14、 12+12+84.5+84.5 1 1130130=71.62=71.62(次(次/分)分)iiif XXfX第18页,共77页。适用于原始数据分布不对称,但经对数转换后呈适用于原始数据分布不对称,但经对数转换后呈对称分布的资料。对称分布的资料。11211lg(lg)nnniiGX XXXn1lglg()iiifXGf第19页,共77页。例:例:4040名麻疹易感儿童接种麻疹疫苗后一个月,测其血凝抑名麻疹易感儿童接种麻疹疫苗后一个月,测其血凝抑制抗体滴度,结果如表所示,求几何均数。制抗体滴度,结果如表所示,求几何均数。抗体滴度抗体滴度人数人数 f f滴度倒数滴度倒数 X XlgXlgX1:4
15、1:81:161:321:641:1281:2561:512145811641481632641282565120.60210.90311.20411.50511.80612.10722.40822.709311lg1 0.60214 0.90311 2.7093lg()lg()40iiifXGf 第20页,共77页。167.1282lg()48401:48G 第21页,共77页。适合于表达偏态资料、或分布不明的资料的平均水适合于表达偏态资料、或分布不明的资料的平均水平,尤其适合于表达只知数据的个数、但部分较大平,尤其适合于表达只知数据的个数、但部分较大或较小数据的具体数值未准确知道的资料的平
16、均水或较小数据的具体数值未准确知道的资料的平均水平。平。第22页,共77页。对于原始数据和频数分布表资料,分别用下列两式计算中位数。对于原始数据和频数分布表资料,分别用下列两式计算中位数。M=M=(X X n/2n/2+X+X(n/2+1n/2+1)/2 /2 (n n为偶数)为偶数)X X(n+1n+1)/2/2(n n为奇数)为奇数)其中,其中,L LM M :中位数所在组下限;:中位数所在组下限;i iM M :中位数所在组的组距;:中位数所在组的组距;f fM M :中位数所在组的频数;:中位数所在组的频数;f fL L:中位数所在组前一组的累计频数。:中位数所在组前一组的累计频数。(
17、)2MMLMinMLff第23页,共77页。例例2-4 2-4 表表2.3 1072.3 107正常人的尿铅含量(正常人的尿铅含量(g/Lg/L)的中位数计算表的中位数计算表含量(含量(g/L)(1)频数频数f(2)累计频数累计频数 f (3)累计频率累计频率%(4)0481216202428合计合计1422291815612107143665839810410510713.0833.6460.7577.5791.5997.2098.13100.00M=8+(107/2-36)=10.41(g/L)429第24页,共77页。例:设有三组同年龄、同性别儿童体重(例:设有三组同年龄、同性别儿童体重
18、(kgkg)数)数据如下:据如下:甲组甲组 26 28 30 32 3426 28 30 32 34乙组乙组 24 27 30 33 3624 27 30 33 36丙组丙组 26 29 30 31 34 26 29 30 31 34 第25页,共77页。描述离散程度的指标:描述离散程度的指标:极差、四分位数间距、方差、标准差及变异极差、四分位数间距、方差、标准差及变异系数。系数。第26页,共77页。为一组同质观察值中最大值与最小值之差。为一组同质观察值中最大值与最小值之差。甲组甲组 R=34-26=8R=34-26=8乙组乙组 R=36-24=12R=36-24=12甲组数据分布较乙组集中。
19、甲组数据分布较乙组集中。第27页,共77页。优点:计算简单优点:计算简单缺点:缺点:1.1.没有充分利用样本信息,只考虑最大值与最小值之差没有充分利用样本信息,只考虑最大值与最小值之差异,不能反映组内其它观察值的变异度。异,不能反映组内其它观察值的变异度。2.2.样本含量越大,抽到较大或较小观察值的可能性越大样本含量越大,抽到较大或较小观察值的可能性越大,则极差可能越大,因此,样本含量悬殊时不宜用极差,则极差可能越大,因此,样本含量悬殊时不宜用极差比较分布的离散度。比较分布的离散度。所以,一般不用极差来反映离散程度。所以,一般不用极差来反映离散程度。第28页,共77页。第29页,共77页。1.
20、1.分位数的概念分位数的概念分位数是一种位置指标,一个特定的分位数将任何一个分位数是一种位置指标,一个特定的分位数将任何一个频数曲线下的面积分为两部分。频数曲线下的面积分为两部分。第第1 1四分位数记作四分位数记作Q Q1 1,第,第2 2、第、第3 3四分位数,分别记作四分位数,分别记作Q Q2 2、Q Q3 3;第;第1 1百分位数,记作百分位数,记作P P1 1。同理,还有第。同理,还有第2 2、第、第3 3、第第9999百分位数,分别记作百分位数,分别记作P P2 2、P P3 3、P P9999。显然,显然,Q Q1 1=P=P2525、Q Q2 2=P=P5050=M=M、Q Q3
21、 3=P=P7575第30页,共77页。2.2.百分位数百分位数(percentile)(percentile)的计算公式的计算公式对连续型变量频数表资料,按下式计算第对连续型变量频数表资料,按下式计算第X X百分位数百分位数P PX X:其中,其中,L LX X :第:第X X百分位数所在组下限;百分位数所在组下限;i iX X :第:第X X百分位数所在组的组距;百分位数所在组的组距;f fX X :第:第X X百分位数所在组的频数;百分位数所在组的频数;f fL L:第:第X X百分位数所在组前一组的累计频数。百分位数所在组前一组的累计频数。%(%)pLpiXLnpff第31页,共77页
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