1、卫生统计学 Health Statistics 中国医科大学卫生统计教研室 马亚楠第一章第一章 绪论绪论(preface)要点：要点：1.什么是卫生统计学？什么是卫生统计学？2.掌握统计学中几个基本概念掌握统计学中几个基本概念3.本课程的内容本课程的内容4.本课程的教与学本课程的教与学对统计学评价 “当人类科学探索者在问题的丛林中遇到难以逾越的障碍当人类科学探索者在问题的丛林中遇到难以逾越的障碍时，唯有时，唯有统计工具统计工具可为其开辟一条前进的通道可为其开辟一条前进的通道”。 -英国著名人类遗传学家英国著名人类遗传学家Galton (1822-1911) “由赌局引的一门学问，居然会成为人类
2、知识最重要的研由赌局引的一门学问，居然会成为人类知识最重要的研究对象，这实在令人非常惊奇。究对象，这实在令人非常惊奇。” - 法国数学家法国数学家Laplace(1745-1827)“统计学是现代医学大厦的一个重要支柱统计学是现代医学大厦的一个重要支柱”。 -美国医学会杂志（美国医学会杂志（JAMA）主编）主编什么是统计？日常生活中，我们常听到很多关于日常生活中，我们常听到很多关于“统计统计”的信息，例如的信息，例如: : 国家统计局公布,2004年全国GDP增长9%;气象局预报,明天武汉天气阴天,降水概率40%;2003年,北京市人平寿命77.93岁, 婴儿死亡率为5.56, 儿童计划免疫接
3、种率98%. 这些健康指标已接近或超过中等发达国家的水平.常遇见的统计问题癌症病人不做手术或做手术后能生存多久？卫生资源利用公平性怎样判定？吸烟对人类的危害到底多大？我考取医学研究生的机会多大？统计学的定义和内容统计学的定义和内容 统计学（statistics）这个词来源于state，可见早期的统计是官方所要求的，现在仍然如此，但不限于此。各行各业都有大量的统计数字，其中蕴涵着丰富的信息，统计学是处理这类信息的最有力的工具。统计学是一门关于如何收集、分析、解释和表达数据的科学。统计学是一门关于如何收集、分析、解释和表达数据的科学。 -Websters International Diction
4、ary “the “the science and artscience and art of dealing with variation in data through of dealing with variation in data through collection,classification and analysis in such a way as to obtain collection,classification and analysis in such a way as to obtain reliable results”.reliable results”. -J
5、ohn M.Last A Dictionary of Epidemiology统计学的求实性与科学性 随着医学的发展，作为医学科学研究方法学的卫生统计学（Health statistics)已逐渐为广大医务工作者和医学科研工作者所认识，并在工作与科研中广为应用。卫生统计学作为一门科学，必须如实地反映现状，不论从实施统计法的角度，还是进行科学研究的角度，我们的目的都在于得到真实的数据，这就是卫生统计学的求实性。卫生统计学同时必须在统计理论的指导下，正确运用统计学思维，针对数据特点，巧妙（艺术性）地选用恰当高效的统计分析方法，从而得到可靠的结果和科学的结论（科学性）。三种现象与三种现象与研究方法研
6、究方法 现象研究方法现象研究方法确定性现象经典数学随机性现象概率统计学模糊性现象模糊数学（医学）（医学）统计研究在卫生工作中的作用统计研究在卫生工作中的作用 医学研究在所有各级水平上（从基础研究到转换性研究乃至临床研究）以惊人的速度产生了大量的数据，这些数据如果不转换成信息和知识，其本身没有什么用处。18世纪以来，许多医学工作者在临床治疗方法研究的同时也致力医学资料的收集、整理和科学分析，透过众多的偶然的现象，推断和认识事物客观存在的规律性，从而作出比较正确的结论应用于实际。如：（1）药物疗效的研究和各种疗法疗效的研究（临床实验研究）（2）研究外界环境因素、生活因素、劳动因素等与疾病的关系（流
7、行病学研究）（3）通过疾病登记资料的分析，了解哪些是常见病、多发病以及它们的发生发展规律（预防医学研究）（4）生物或化学试剂安全性和有效性的动物实验研究（基础医学研究）（5）用成本效益分析评价支出对不同健康干预的相对影响（卫生经济研究）（6）医院绩效评价（卫生管理机制研究）第一节第一节 医学中统计思维的进化医学中统计思维的进化一、一、Laplace（拉普拉斯法国天文学家和数学家）（拉普拉斯法国天文学家和数学家） 的远见的远见与与Louis（路易斯临床医生）的实践（路易斯临床医生）的实践 1. Laplace提出概率论提出概率论 ，他认为医疗是概率论应用的重要领域。，他认为医疗是概率论应用的重要
8、领域。 2.Louis 强调用数据表达疗效，将概率论引入临床。强调用数据表达疗效，将概率论引入临床。二、统计学与医学统计学的开端二、统计学与医学统计学的开端 1. 统计学与生物学关系。统计学与生物学关系。 2.统计学与医学关系。统计学与医学关系。医学中统计学思维的历史人物（医学中统计学思维的历史人物（1 1）P.J.Laplace（法国 17491827）-大数学家 主要贡献：1.数学概率2.人口统计学和生命统计学Gauss（德国 17771855）-大数学家 主要贡献：正态分布理论P.C.A.Louis（法国 17871872）-临床统计之父 主要贡献：1.临床统计设计2.将统计学引入临床（
9、 现代科学思想和科学方法在医学研究中的应用初见端倪 ）S.D.Poisson（法国 17811840） -统计学家 主要贡献：1.大数定律2.二项分布理论E.Bartlett （法国 18041855）-马里兰大学医学教授 主要贡献：多总体方差齐性检验医学中统计学思维的历史人物（医学中统计学思维的历史人物（2 2）F.Galton （英国 18221911）- 人类学家 主要贡献：回归分析K. Pearson（英国 18571936）-现代统计之父 主要贡献：1.相关性方法2.2拟合优度检验M. Greenwood（英国 18801949）医学统计学家 主要贡献：将统计学引入医学W.S Gos
10、set （英国 18761937）-小样本研究开拓者 主要贡献：t检验 R. A.Fisher（英国 18901962） -生物统计奠基人 主要贡献：1.误差理论2.实验设计方法和统计分析技术J.Neyman （18941981）, A.Wald （19021950）等一批美国后起之秀我国医学、生物、卫生、卫生管理统计学精英我国医学、生物、卫生、卫生管理统计学精英郭祖超郭祖超 （1912 ）- 医学、生物统计学家 主要贡献：编写我国第一部医学与生物统计方法蒋庆琅蒋庆琅 -生物统计学家 主要贡献：寿命表蒋庆琅法方积乾方积乾（1939）数理统计学家 主要贡献：生命现象的随机过程模型 序贯判别分析和
11、多状态生存分析胡良平胡良平 -现代生物统计学 主要贡献：SAS在医学统计学中的应用 方开泰、林少宫、金丕焕、孙振球、周友尚等方开泰、林少宫、金丕焕、孙振球、周友尚等 美国于1958年开始在外科手术中采用麻醉剂氟烷。到1962时，以其副作用小等优点在美国临床广泛使用。突然有报告称数例病人术后恢复的同时突然恶化、发热、6星期内死亡，尸解显示肝脏大片坏死，什么原因？是氟烷损害肝脏，还是另有原因？为此，卫生当局展开调查。当时使用氟烷的手术病例已逾千万，不可能也不必全数调查。于是，决定在有较完整病例资料的34家医院中抽取19601964年间的85万例使用过氟烷、硫喷妥钠、环丙烷、乙醚等麻醉的手术病例，其
12、中共有17000例死于术后6星期内，死亡率分别为17/千、34/千、19/千和30/千。是否由此可以认为氟烷的死亡威胁小于其他麻醉剂。 显然，死亡威胁与术前状况（如年龄、病情、性别）甚至医院有关；也与手术本身的危险性有关，若直接比较死亡率便毫无意义。这时，必须借助统计方法加以校正。采用相同的手术，同年龄、同性别和同一医院，相应的死亡率会如何？ 经过校正，氟烷、硫喷妥钠、环丙烷和乙醚相应的死亡率分别为21/千、20/千、26/千和20/千。从而说明不同麻醉剂相应的死亡率水平并不悬殊，氟烷对死亡的威胁并无特殊性。案例案例1 （病例与数据分析） 20世纪60年代初，药物酞胺哌啶酮（Thalidomi
13、de，又称反应停）曾引起一次胎儿畸形暴发，美国FDA发现有250万枚药片由1267名医生开方给19822名患者服用，其中有3760名育龄妇女（未考虑特殊人群）。这一事实提出一个问题：医学界的“专业判断”是否可信？随后美国国会通过了Kefauver-Harris议案，即所谓1962药物修正案，FDA将临床试验制度化，成为确定药物疗效的标准方法。医学实验的双盲法已成为许多国家批准药物的强制性要求。 此外，如吸烟与健康；卫生与政策等诸多问题需要用统计学分析和处理。当前，卫生统计学在生物医学、药物开发、流行病学等方面有着广阔的应用前景。案例案例2 （政府法规与统计学）案例案例3 新药研制与临床设计新药
14、研制与临床设计 中国自行研制的非典病毒灭活疫苗一期临床试验已全部完成，经临床观察和实验室检测显示，受试者产生了明显抗体，所有受试者都没有出现异常反应，疫苗的安全性得到证实。一期临床试验受试者共36名，均为21到40岁的健康成人，男女各18人，免疫接种分三种剂量（低剂量、中剂量和安慰剂组）进行。从2004年4月22号开始，受试者陆续接受了免疫接种，到9月29号全部受试者完成连续56天的临床观察，所有受试者均未出现异常反应，疫苗的安全性得到证明；通过血清样品抗体检测，受试者中有明显的抗体产生，而且有中和保护作用非典病毒灭活疫苗的一期临床试验，主要目的是评价疫苗的安全性，临床设计由中国科学家提出，并
15、经过有关国际组织和国家食品药品监督管理局共同组织的专家修改和审核，完全按照国际规范，采用了知情同意、伦理审查、随机双盲等规范化操作。第二节第二节 统计学与公共卫生互相推动统计学与公共卫生互相推动一、统计学是公共卫生专业人员的得力工具一、统计学是公共卫生专业人员的得力工具 1. 抽样方法及设计抽样方法及设计 2. 统计描述统计描述 3. 统计推断统计推断 4. 卫生评价卫生评价 5. 卫生决策卫生决策二、现代公共卫生领域对统计学的挑战二、现代公共卫生领域对统计学的挑战1. 现代统计学和生物学研究范围的扩充，出现了许多新理论、新技术。现代统计学和生物学研究范围的扩充，出现了许多新理论、新技术。2.
16、 化学毒物和药物危险度定量评价的方法研究。化学毒物和药物危险度定量评价的方法研究。3. 病例病例-对照研究和队列研究等传统设计的改进和提高。对照研究和队列研究等传统设计的改进和提高。4. 统计学设计与估计理论的研究。统计学设计与估计理论的研究。第三节第三节 统计学的几个基本概念统计学的几个基本概念1.总体与样本总体与样本（population & sample） 个体（individual）：基本观察单位 总体（population）：观察单位的全体 样本（sample）：总体中的一部分观察单位统计学任务统计学任务: 由样本的信息推断总体规律由样本的信息推断总体规律2.同质与变异同质与变异 （
17、homogeneity & variation)医学资料特征 医学资料（研究对象）的变异性（观察值或测定值的不一致性） 医学资料的同质性（同类事物或现象） 医学资料的大量性（观察现象的规律性）例如：变异是（1）同为健康人，即使是同性别、同年龄，他们的身高、体重、血压、红细胞、白细胞等数值也都会有所不同。（2）同为一种病人，病情轻重可以有所不同；对病情相同的病人，用同一疗法治疗，有的治愈，有的未愈。 同质是（1）研究某种新药对肝癌的疗效，服用对象必须是确诊为肝癌的病人，不可包括可疑患者甚至非患者。（2）了解某地肺结核患病程度，不能利用医院X线检查资料计算肺结核阳性率，而要的是这一地区人群的普查（
18、或抽查）资料。3.变量的类型变量的类型 （type of variable）有序型等级变量无序型分类变量定性资料离散型连续性数值型定量资料:. 2:. 1categoriesordinalcategoriesunordereddataequalitativdatavequantitati实例实例 北京儿童医院李龙副教授进行了“围期手术输血对先天性巨结肠术后感染关系的探讨”的研究课题。他共观察了86个病例，其数据如下： 例号性别月龄胆固醇（mg/dl）手术方式疾病部位手术时间（分）失血量（ml）输血量/体重（ml/kg）感染与否疗效1男1192环型结肠2004010.0无感染优2男495Z型结肠
19、2154015.2无感染优3男1085吻合器直肠1902013.5感染差4女7100吻合器结肠2504016.7无感染良5女398吻合器直肠225500无感染中86男65112Z型直肠2154026.4无感染优4.参数与统计量参数与统计量（parameter & statistic）参数参数 反映某一典型统计模型特征的常数。统计量统计量 由观察资料计算出来的量5.设计与分析设计与分析 （design & analysis） 调查设计适用于观察性研究 临床设计适用于干预性研究统计设计的三个原则：统计设计的三个原则：1. 随机化原则2. 对照原则3. 重复原则6.因果与联系因果与联系 （causa
20、lity & association ） 数量上的关系未必是因果关系数量上的关系未必是因果关系 统计分析只能揭示事物的数量关系，不能绝对说明事物的因果关系统计分析只能揭示事物的数量关系，不能绝对说明事物的因果关系7. 误差误差 （error） 随机误差： 是一类不恒定的、随机变化的误差，由多种尚无法控制的因素引起 系统误差： 是实验过程或干预产生的误差 过失误差： 偶然失误造成的误差8. 频率与概率频率与概率 频率（relative frequency）： 在相同条件下，某一事件A在n次重复试验中发生m次，称m/n为这个事件A发生的频率 概率（probability）： 在相同条件下，某一事件
21、A发生的频率的极限（n），记作 P（A）例如：例如：15黑球 85白球 摸球模型：一次摸出黑球的可能性 = 15% 小概率事件小概率事件P(A)很小，如很小，如P(A) 0.05 或或P(A) 0.01问题问题 每当小概率事件发生，人们就会觉得奇怪，甚至不相信，怀疑有什么问题？每当小概率事件发生，人们就会觉得奇怪，甚至不相信，怀疑有什么问题？统计的理解统计的理解1.是一种准则，科学或艺术；是一种准则，科学或艺术；2.处理来自现实生活和实验的资料；处理来自现实生活和实验的资料；3.基于样本（样本应适当，代表总体）；基于样本（样本应适当，代表总体）；4.了解充满变异的总体；了解充满变异的总体；5.
22、利用概率论作为工具。利用概率论作为工具。 学习统计，可以帮助我们了解生物学变异、临床资料变异，阅读参考文献，进学习统计，可以帮助我们了解生物学变异、临床资料变异，阅读参考文献，进行统计思维和科研设计。行统计思维和科研设计。1.设计 拟订包括资料收集、整理和分析的计划和设想和如何遵循设计的三个基本原则（随机化、重复、对照）2.收集资料包括收集资料的方式、项目和指标抽 样 方 法（ 样 本 量 及 误 差 ）制 定 调 查 表（ 项 目 与 指 标 ）调 查 研 究确 定 实 验 设 计 方 法（ 样 本 量 及 误 差 ）处 理 因 素 和 实 验 效 应（ 指 标 的 选 择 和 观 察 ）实
23、 验 研 究收 集 资 料3.整理资料净化原始数据，使其条理化、系统化4.分析资料计算有关指标，反映事物综合特征，揭示事物内在联系和规律统计工作步骤统计工作步骤第四节第四节 内容、方法、要求内容、方法、要求 基本概念、方法与技能：基本概念、方法与技能： 符号、术语、适用条件和结论解释要掌握符号、术语、适用条件和结论解释要掌握 常用统计方法要掌握常用统计方法要掌握（如如t t检验、卡方检验、方差分析、非参数检验、简单回归与检验、卡方检验、方差分析、非参数检验、简单回归与相关等相关等） 复杂统计方法会计算机在软件下实现复杂统计方法会计算机在软件下实现 教学要求：教学要求： 课外作业课外作业: :
24、抽查抽查 总成绩总成绩 = =考试成绩考试成绩60% +60% +作业成绩作业成绩20%+20%+出勤出勤 20%20%课程的内容：课程的内容：(1) (1) 统计学基本概念与方法（第统计学基本概念与方法（第2 2章第章第1313章、第章、第2121章）章）(2) (2) 医学研究的设计与分析（第医学研究的设计与分析（第1414章第章第2020章、第章、第2222章）章）怎样学好卫生统计学思想观念+学习方法+学习时间（1）思想观念 统计学不神秘，不可怕，不难学好,统计学既很有用，也很有趣。 热爱是最好的老师。历史上很多非统计专业人员，通过对统计学的学习和研究，在专业和统计学取得有很深的造诣。 物理学家爱因斯坦爱因斯坦学习和研究统计，将统计学思想应用于他的物理学和哲学研究中。 生物学家达尔文达尔文学习和研究统计，进化论方面的工作在本质而言是属于生物统计学。 护理学的奠基人 Nightingale学习和研究统计，出版世界上第一部医院统计的专著医院统计与医院规划。（2）学习方法1) 重点掌握“三基”： “基本概念、基本原理和方法”，不需要记公式和公式推导2) 重视典型案例的系统学习3) 重视理论与实践相结合（3） 学习时间 必须保证课堂学习时间 建议花12倍于课堂时间自学
