医学统计学绪论(0002).ppt

一、绪论一、绪论v统计学简史统计学简史v统计学定义统计学定义v基本概念基本概念v资料类型资料类型v基本步骤基本步骤v统计思维统计思维v总结总结1.1统计学简史统计学简史(1)“不知人口之确数，即不能定战士之多寡；不知人口之确数，即不能定战士之多寡；不知战士之多寡，则不能定战争之实力。不知战士之多寡，则不能定战争之实力。无全国财富统计，则不知民间之贫富；无全国财富统计，则不知民间之贫富；不知民间之贫富，则不能计赋税之征解。不知民间之贫富，则不能计赋税之征解。”“举事必成，不知计数不可。举事必成，不知计数不可。”v(1)古典记录统计学古典记录统计学v(2)近代描述统计学近代描述统计学v(3)现代推断统计学现代推断统计学1.1统计学简史统计学简史(2)1.1统计学简史统计学简史(5)v1914年年美美国国统统计计学学会会纪纪念念成成立立75周周年年的的时时候候，人人口口普普查查局局(成成立立于于1902年年)的的首首任任局局长长SND诺诺思思博博士士把把近近代代历历史史分分为为“两两个个时时期期：非非统统计计学学时时期期和和统统计计学学时时期期；前前一一个个是是迷迷信信的的时时代代，后后一一个个则则是是用用数数字字表表示示已已知知事事实实的的时时代代。统统计计学学是是当当今今衡衡量量文文明明已已经经取取得得何何种种进进步步的的主主要要工工具具，统统计计学也将在很大程度上左右今后文明的发展。学也将在很大程度上左右今后文明的发展。”简单形式的统计v公元前公元前3000年之前，巴比伦人就会用粘土制成的写年之前，巴比伦人就会用粘土制成的写字板记录农产品的产量和货物买卖的情况。字板记录农产品的产量和货物买卖的情况。v在公元在公元31世纪之前，埃及人在修建金字塔之前，就世纪之前，埃及人在修建金字塔之前，就已经会分析国家的人口和物质财富状况了。已经会分析国家的人口和物质财富状况了。v圣经旧约中的民数记和历代记就是最圣经旧约中的民数记和历代记就是最早的统计作品。其中民数记中有两个独立的以早的统计作品。其中民数记中有两个独立的以色列人的人口普查，而历代记则记录了犹太人色列人的人口普查，而历代记则记录了犹太人的各种物质财富。的各种物质财富。v古希腊人在公元前古希腊人在公元前594年，开始以人口普查的资料年，开始以人口普查的资料作为征税的依据。作为征税的依据。统计是什么？What is Statistics?v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 1820一1910Florence Nightingalev在在她她的的时时代代，各各医医院院的的统统计计资资料料非非常常不不精精确确，也也不不一一致致。但但是是南南丁丁格格尔尔却却有有先先知知灼灼见见，她她认认为为医医学学上上的的统统计计资资料料，有有助助于于改改进进医医疗疗与与护护理理的的方方法法与与措措施施，而最后可促进医学的进步。而最后可促进医学的进步。v1858年年，影影响响英英国国军军队队健健康康、效效率率以以及及医医院院行行政政的笔记。的笔记。v在在书书中中，有有一一个个章章节节是是她她所所做做的的统统计计图图表表；她她是是以以图图表表陈陈述述统统计计数数据据的的先先驱驱者者，也也是是首首位位发发明明圆圆饼饼图图（Polar-areaCharts，或或称称为为PieCharts），用用来来呈现统计数据比率的人。呈现统计数据比率的人。Florence Nightingalev这本书被称为这本书被称为“有史以来写得最好的一本统计图表有史以来写得最好的一本统计图表书籍书籍”。v1858年，她获选为英国统计学会的第一位女性会员，年，她获选为英国统计学会的第一位女性会员，不久又成为美国统计学会的荣誉会员。不久又成为美国统计学会的荣誉会员。v她认为支配人类社会现象与道德进化的都是上帝的她认为支配人类社会现象与道德进化的都是上帝的律法，而这些都可以藉由统计学呈现出来。她努力律法，而这些都可以藉由统计学呈现出来。她努力地想把统计学引进高等教育体系，然而遗憾的，这地想把统计学引进高等教育体系，然而遗憾的，这个梦想在她的那个时代始终未能成真。个梦想在她的那个时代始终未能成真。vStatistics is the science dealing with the collections,analysis,interpretation and presentation of masses of numerical data.vStatistics is the scienceandart of dealing with variation in data through collection,classification and analysis in such a way as to obtain reliable result.统计是什么？What is Statistics?世界杯中的统计学世界杯中的统计学v作者：陈峰作者：陈峰教授教授v2002年年韩韩日日世世界界杯杯64场场比比赛赛中中，各各队队进进球球数数有有多多有有少少。大大部部分分是是0，1，2个个进进球球，个个别别队队是是5个个以以上上进进球球，最最多多的的是是8个个进进球球。虽虽然然强强队队大大都都能能进进球球、赢赢球球(如如巴巴西西队队)，弱弱队队大大都都不不能能进进球球，总总是是输输(如如中中国国队队)。v但但宏宏观观上上来来说说，各各队队进进球球数数的的分分布布很很有有规规律律（服服从从Poisson分布分布)！v下下面面是是各各队队进进球球数数(不不包包括括点点球球)，平平均均进进球球数数为为1.2578，拟合，拟合Poisson分布结果如下：分布结果如下：2002年韩日世界杯各队进球数分布年韩日世界杯各队进球数分布每场各队进球数每场各队进球数场数场数理论数理论数0 0373736.3936.391 1474745.7745.772 2272728.7828.783 3131312.0712.074 4 2 2 3.79 3.795 5 1 1 0.95 0.9566 1 1 0.25 0.25合计合计128128128.00128.00如果包括点球数，同样服从Poisson分布。数据处理的工具和技能数据处理的工具和技能天气预报生活中的统计学投机取巧投机取巧社会经济中的统计学科研中的统计学v人类学v文学v经济学v史学v地理学v物理学v社会学v农学v生物学v医学v药学v中医学v气象学v法学v医学统计学医学统计学(medicalstatistics)是是以以医学理论医学理论为指导，应用为指导，应用概率论与概率论与数理统计数理统计的有关原理和方法，研究的有关原理和方法，研究医学资料医学资料的的搜集、整理、分析和推搜集、整理、分析和推断断的一门科学。的一门科学。1.2统计学定义统计学定义(2)图图1-1 正常妊娠期分布正常妊娠期分布数理统计学与生物医学的结合数理统计学与生物医学的结合v生物统计学生物统计学(Biostatistics)应用于生物学研究，又称生物测量学应用于生物学研究，又称生物测量学Biometricsv医学统计学医学统计学(MedicalStatistics)应用于医学研究，侧重于医学的生物性应用于医学研究，侧重于医学的生物性v卫生统计学卫生统计学(HealthStatistics)应用于医学研究，侧重于医学的社会性应用于医学研究，侧重于医学的社会性v同质与变异同质与变异 同质同质(homogeneity)：观察单位具有相的性质：观察单位具有相的性质。异质异质(heterogeneity)：性质不同。：性质不同。同质性是构成研究总体的必备条件；同质性是构成研究总体的必备条件；研究内容不同，对同质性的要求不同；研究内容不同，对同质性的要求不同；1.3基本概念基本概念(1)制定血红蛋白参考值范围时：制定血红蛋白参考值范围时：制定白细胞参考值范围时：制定白细胞参考值范围时：v同质与变异同质与变异 变异变异(variation)是指在同质的基础上各观察单是指在同质的基础上各观察单位位(或个体或个体)之间的差异。之间的差异。1.3基本概念基本概念(2)不可控因素作用下所产生的一种综合表现。不可控因素作用下所产生的一种综合表现。结果是随机的。结果是随机的。个体变异是普遍存在的。个体变异是普遍存在的。个体变异是有规律的。个体变异是有规律的。没有个体变异，就没有统计学！没有个体变异，就没有统计学！v总体和样本总体和样本 总体总体(population)是根据研究目的确定的是根据研究目的确定的同质同质观察单位某种变量值的集合。观察单位某种变量值的集合。The entire group of individuals that we want information about is called the population.1.3基本概念基本概念(3)v总体和样本总体和样本 样本样本(sample)是指在研究总体中是指在研究总体中随机随机抽出一部分抽出一部分个体进行观察或测量，这些个体的测量值构成个体进行观察或测量，这些个体的测量值构成的集合。的集合。A sample is a part of the population that we actually examine in order to gather information.1.3基本概念基本概念(4)锅里的汤要被搅拌均匀！锅里的汤要被搅拌均匀！v随机随机(random)机会均等机会均等随机抽样随机抽样(random sampling)有相同的机会被抽到有相同的机会被抽到随机分组随机分组(random allocation)有相同的机会被分到不同的组中有相同的机会被分到不同的组中实验顺序随机实验顺序随机 先后接受处理的机会相同先后接受处理的机会相同 1.3基本概念基本概念(5)v参数与统计量参数与统计量 描述总体特征的有关指标，称为描述总体特征的有关指标，称为参数参数(parameter)反映样本特性的有关指标，称为反映样本特性的有关指标，称为统计量统计量(statistics)1.3基本概念基本概念(6)平均身高平均身高总体总体样本样本平均身高平均身高总体参数总体参数样本统计量样本统计量v总体参数（总体参数（parameter）未知的，固有的，不变的！未知的，固有的，不变的！v样本统计量（样本统计量（statistics）已知的，变化的，有误差的！已知的，变化的，有误差的！1.3基本概念基本概念(7)Statisticscomefromsamples,andparameterscomefrompopulations.v在总体被确定之后，总体参数就是一个在总体被确定之后，总体参数就是一个常数常数，是，是不会变化不会变化的，不管你是否确切的，不管你是否确切知其大小；而统计量是几乎总是随着样知其大小；而统计量是几乎总是随着样本而变的。本而变的。1.3基本概念基本概念(8)v抽样误差抽样误差(sampling error)由抽样引起的样本统计量与总体参数间的由抽样引起的样本统计量与总体参数间的差别。差别。原因：个体变异抽样原因：个体变异抽样表现：表现：v样本统计量与总体参数间的差别样本统计量与总体参数间的差别v不同样本统计量间的差别不同样本统计量间的差别抽样误差是有规律的！抽样误差是有规律的！1.3基本概念基本概念(9)v概率概率(probability)1.随机事件随机事件：随机现象的某个可能观察结果称：随机现象的某个可能观察结果称为一个随机事件为一个随机事件。2.频率频率(Relative frequency)：用随机事件：用随机事件A发生发生表示观察到某个可能的结果，则在表示观察到某个可能的结果，则在n次观察次观察中，其中有中，其中有m次随机事件次随机事件A发生了，则称发生了，则称A发生的比例发生的比例 为频率。显然有为频率。显然有 。1.3基本概念基本概念(10)1.3基本概念基本概念(11)表1 某地区随机抽样调查糖尿病的患病率 1.3基本概念基本概念(12)抛硬币试验在概率的统计学定义上的诠释抛硬币试验在概率的统计学定义上的诠释试验者投掷次数出现“正面”次数频率X X X20120.6000Buffon404020480.5069K.Pearson1200060190.5016K.Pearson24000120120.5005v当观察次数当观察次数n越来越大，频率越来越大，频率f的随机波动幅的随机波动幅度越来越小，并最终趋向于一个常数：随机度越来越小，并最终趋向于一个常数：随机事件事件A发生的概率发生的概率。1.3基本概念基本概念(13)3.概率概率(probability)描述事件发生可能性大小的一个度量，常用描述事件发生可能性大小的一个度量，常用P P来表示，取值范围为来表示，取值范围为0P10P1。1.3基本概念基本概念(14)4.小概率原理小概率原理当某事件发生的概率小于或等于当某事件发生的概率小于或等于0.05时，统时，统计学上称该事件为小概率事件，其涵义为该计学上称该事件为小概率事件，其涵义为该事件发生的可能性很小，进而认为其在一次事件发生的可能性很小，进而认为其在一次抽样中不可能发生抽样中不可能发生,此即为此即为小概率原理小概率原理。小概。小概率原理是进行统计推断的依据。率原理是进行统计推断的依据。1.3基本概念基本概念(15)小概率原理v小概率事件在一次试验中认为是不会发生的。小概率事件在一次试验中认为是不会发生的。populationhomogeneity,variationparameterunknownsamplerepresentation,samplingerrorrandom samplingstatisticsknownstatistical inferencerisk1.3基本概念基本概念(16)1.4资料的分类资料的分类(1)(1)定量资料定量资料(quantitativedata)(2)定性资料定性资料(qualitativedata)(3)等级资料等级资料(rankeddata)v定量资料定量资料(quantitativedata)以定量值表达每个观察单位的某项观察指标，以定量值表达每个观察单位的某项观察指标，如血脂、心率等。如血脂、心率等。v特点特点 各观察单位间只有量的差别；各观察单位间只有量的差别；数据间有连续性。数据间有连续性。1.4资料的分类资料的分类(2)v定性资料定性资料(qualitativedata)以定性方式表达每个观察单位的某项观察指标，以定性方式表达每个观察单位的某项观察指标，表现为互不相容的类别或属性，如血型、性别表现为互不相容的类别或属性，如血型、性别等。等。v特点特点 各观察单位间或者相同，或存在质的差别；各观察单位间或者相同，或存在质的差别；有质的差别者之间无连续性。有质的差别者之间无连续性。1.4资料的分类资料的分类(3)v等级资料等级资料(rankeddata)以等级表达每个观察单位的某项观察指标，如以等级表达每个观察单位的某项观察指标，如疗效分级、血粘度、心功能分级等。疗效分级、血粘度、心功能分级等。v特点特点 各观察单位间或相同，或存在质的差别；各观察单位间或相同，或存在质的差别；各等级间只有顺序，而无数值大小，故等级各等级间只有顺序，而无数值大小，故等级之间不可度量。之间不可度量。1.4资料的分类资料的分类(4)v不同分类的互相转化不同分类的互相转化数值变量数值变量无序分类变量无序分类变量数值变量数值变量有序分类变量有序分类变量有序分类变量有序分类变量无序分类变量无序分类变量信息量只有减少，不可增加信息量只有减少，不可增加1.4资料的分类资料的分类(5)病例号病例号年龄年龄(岁岁)性别性别身高身高(cm)血型血型心电图心电图尿尿WBC职业职业RBC1012/L135女女1.65A正常正常教师教师4.67244男男1.74B正常正常工人工人5.21326男男1.80O正常正常职员职员4.10425女女1.61AB正常正常农民农民3.92541男男1.71A异常异常+工人工人3.49645女女1.58B正常正常+工人工人5.48750女女1.60O异常异常+干部干部6.78828男男1.76AB正常正常+干部干部7.10931女女1.62O正常正常军人军人5.241.4资料的分类资料的分类(6)1.4资料的分类资料的分类(7)v数值变量资料数值变量资料v分类资料分类资料二分类二分类多分类多分类无序多分类无序多分类有序多分类有序多分类(等级资料等级资料)数学上的分类数学上的分类v连续性资料连续性资料(continuousdata)v离散型资料离散型资料(discretedata)v研究设计研究设计v搜集资料搜集资料v整理资料整理资料v分析资料分析资料1.5基本步骤基本步骤(1)v研究设计（研究设计（design）1 1）实验设计）实验设计 2 2）临床试验设计）临床试验设计 3 3）调查设计）调查设计 1.5基本步骤基本步骤(2)v收集资料收集资料（collectionofdata）1 1）完整性）完整性 2 2）正确性）正确性 1.5基本步骤基本步骤(3)历史上著名的抽样调查失败的例子历史上著名的抽样调查失败的例子v1936年美国总统选举。年美国总统选举。vLiteraryDigest杂志进行的民意调查。杂志进行的民意调查。v堪萨斯州州长堪萨斯州州长AlfLandon与与FranklinDelanoRoosevelt.v根据电话薄和车辆登记薄发调查表根据电话薄和车辆登记薄发调查表1000万份。万份。v调查结果调查结果Landon非常受欢迎，预测非常受欢迎，预测Landon赢得赢得选举。选举。v整理资料（整理资料（sortingdata）净化原始数据，使其系统化、条理化净化原始数据，使其系统化、条理化 ；1.5基本步骤基本步骤(4)v分析资料（分析资料（analysisofdata）(1)统计描述统计描述（descriptive statistic）指用统计指）指用统计指标、统计表、统计图等方法，对资料的数量标、统计表、统计图等方法，对资料的数量特征及其分布规律进行测定和描述；特征及其分布规律进行测定和描述；(2)统计推断统计推断（inferential statistic）指如何由样）指如何由样本信息推断总体特征问题。本信息推断总体特征问题。1.5基本步骤基本步骤(5)1.6统计思维统计思维(1)v生物体的变异是普遍存在的，这种变生物体的变异是普遍存在的，这种变异是有规律的；异是有规律的；v抽样误差是不可避免的，抽样误差是抽样误差是不可避免的，抽样误差是有规律的；有规律的；v统计推断是有风险的，这种风险是可统计推断是有风险的，这种风险是可以控制的。以控制的。v统计学上得到的结论都具有概率性，它不能证明什么，但可以提供结论成立或不成立的概率，从而提高研究者的分辨能力，为科学决策提供依据。v统计学不能创造原本不存在的结论。v统计方法是一个中立性的工具。1.6统计思维统计思维(2)学习医学统计学的要求学习医学统计学的要求v建立统计学思维建立统计学思维学学会会从从不不确确定定性性、机机遇遇、风风险险和和推推断断的的角角度度去去思思考考医学问题提高自身的科学素质和医学研究能力；医学问题提高自身的科学素质和医学研究能力；v学会设计学会设计结合专业作出严密的试验设计并获得可靠、准确、结合专业作出严密的试验设计并获得可靠、准确、完整的资料；完整的资料；v学会分析与表达学会分析与表达学会运用统计方法充分挖掘资料中蕴含的信息，恰学会运用统计方法充分挖掘资料中蕴含的信息，恰如其分地进行理性概括，写出具有科学认证的研究报如其分地进行理性概括，写出具有科学认证的研究报告和学术论文。告和学术论文。1.7小结小结v医学统计学v基本概念v资料类型v基本步骤v统计思维