医学科研设计与统计学思维.ppt

1、浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅医学科研设计与统计学思维医学科研设计与统计学思维浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 医学统计学要说它简单吧，其实也挺简单的，常见的统计方法也就十余种，在教科书上都能找到，只要熟练掌握了，虽不敢夸下海口说可以“以秋风扫落叶的气概横扫四海之内的杂志”，但足以轻车熟路地应付一般的科学研究。要说它复杂吧，也挺复杂的，毫不夸张地说，绝大部分国内期刊，甚至在SCI杂志上，乱用统计学的现象多如牛毛。很多人在学习医学统计学时，都在抱怨自己很难走出“一学就会，一会就用，一用就错，一错就懵”的怪圈。究其原因，主要是我们在学习医学统计学时都抱着一副“依葫

2、芦画瓢”的态度，试图“套用统计学方法”来解决自己面临的问题，而不去仔细思考统计学方法的本身的特点。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 没有设计的临床干预试验没有设计的临床干预试验 16851685年抢救英国国王查理二世（年抢救英国国王查理二世（Charles II Charles II，1630-1630-16851685）：）：“一品脱（一品脱（0.568L0.568L）血从右臂放出，半品脱血从左肩放出，）血从右臂放出，半品脱血从左肩放出，服下催吐剂、两付汤药和一种由服下催吐剂、两付汤药和一种由1515成份的灌肠剂。刮国王成份的灌肠剂。刮国王的头部，直到起一个大泡。再服打喷嚏的

3、药粉和更多的催的头部，直到起一个大泡。再服打喷嚏的药粉和更多的催吐剂。继续放血，加服止痛剂。把沥青和鸽子粪混合后敷吐剂。继续放血，加服止痛剂。把沥青和鸽子粪混合后敷于脚上。服一种含有于脚上。服一种含有1010种成份的草药。最后服人头盖骨粉种成份的草药。最后服人头盖骨粉制成的制成的4040滴糖浆，外敷牛黄。然后，国王陛下死了。滴糖浆，外敷牛黄。然后，国王陛下死了。”浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 有设计的临床干预试验有设计的临床干预试验 1747年5月20日，英国的J.Lind医生将12名病情相同似的患者带到一艘船上。患者的主要症状是牙龈溃烂，皮肤有出血点，双膝无力。Lind将

4、12名患者分为6组，分别给予下列主要干预：A组：每天饮1夸脱（1.136L）苹果汁；B组：服25滴硫酸丹剂（elixir vitriol），每天3次；C组：服2匙醋，每天3次；D组：每天饮约半品脱海水，服缓和的泻药；E组：每天食2个桔子，一个柠檬；F组：每天服由大蒜、芥子等成份组成的干药。当当6 6月月1616日船返回英国日船返回英国PlymouthPlymouth港时，所有患者的病情都有港时，所有患者的病情都有好转，其中好转，其中E E组恢复的最快、最好，其中一人到第组恢复的最快、最好，其中一人到第6 6天就可以工作天就可以工作了。了。B B组也有一人比登船时健康。组也有一人比登船时健康。L

5、indLind医生的试验并没有得出明确医生的试验并没有得出明确的结论，直到的结论，直到160160年后，通过动物实验才真正从科学意义上解释了年后，通过动物实验才真正从科学意义上解释了E E组疗效最好的真正原因。组疗效最好的真正原因。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅J.Lind医生的研究有二点符合统计学的设计：1、设立了对照（相互对照）；2、质量控制（消除了一些混杂）。如果我们今天重复J.Lind的研究，在统计设计的上还需要做到以下几点：1、研究对象的定义与纳入标准和排除标准2、足够多的观察对象3、效应指标的选择4、结论是否能外推浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅统

6、计学方法用于干预试验统计学方法用于干预试验 1835年，法国医生年，法国医生P.C.A.Louis 对当时流行的对当时流行的“放血放血”疗法治疗肺炎的效果疗法治疗肺炎的效果进行了比较，发现进行了比较，发现“放血放血”的疗效不象预期的那么好，而且早期的疗效不象预期的那么好，而且早期“放血放血”和和晚期晚期“放血放血”组比较，患者的诊断、病情、病程、年龄等方面的差异很大，组比较，患者的诊断、病情、病程、年龄等方面的差异很大，比较平均治愈时间意义不大。因为晚期比较平均治愈时间意义不大。因为晚期“放血放血”组的平均治愈时间长，但该组的平均治愈时间长，但该组患者病情重、病程长、年龄大。组患者病情重、病程

7、长、年龄大。Louis对医学研究的方法学作出了很大贡献：对医学研究的方法学作出了很大贡献：（1）用数字的方法表示不同疾病患者的特征和预后；）用数字的方法表示不同疾病患者的特征和预后；（2）提出了临床疗效对比的前瞻性原则；）提出了临床疗效对比的前瞻性原则；（3）提出抽样误差和混杂（）提出抽样误差和混杂（confounding）概念。其中前瞻性研究和减少混）概念。其中前瞻性研究和减少混杂，分别成为当今临床试验和流行病学研究的基本研究方法；杂，分别成为当今临床试验和流行病学研究的基本研究方法；（4）在）在J.Gavarret 的协助下，的协助下，Louis的数字方法发展为的数字方法发展为“概率框架概

8、率框架”，Gavarret也于也于1840年在巴黎出版了世界第一部医学统计学教科书。年在巴黎出版了世界第一部医学统计学教科书。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 “非常痛心地看到，因为数据分析的缺陷和错误，那么多好的生物研究工作面临着被葬送的危险”F.Yates，M.J.R.Healy医学论文中的统计问题医学论文中的统计问题 统计知识的运用统计知识的运用 撰写论文：报告自己观察或实验的研究结果撰写论文：报告自己观察或实验的研究结果 阅读论文：吸收新知识，了解学术进展阅读论文：吸收新知识，了解学术进展 1996年，对申报科技成果的年，对申报科技成果的4586篇科研论文分析，篇科研论

9、文分析，统计方法使用率为统计方法使用率为76%。医学论文中统计运用错误，除了影响论文的科学性，医学论文中统计运用错误，除了影响论文的科学性，还可能导致严重的伦理学问题。还可能导致严重的伦理学问题。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅“调查结果反映了医学论文作者统计知识和统计水平的调查结果反映了医学论文作者统计知识和统计水平的低下，也再次强调了生物统计学者不是令人生畏的检查低下，也再次强调了生物统计学者不是令人生畏的检查官。恰恰相反，生物统计学者是我们的可贵盟友。生物官。恰恰相反，生物统计学者是我们的可贵盟友。生物统计学不是远离我们的数学，而是现代医学的一门基本统计学不是远离我们的数

10、学，而是现代医学的一门基本学科，就像大厦中的一个支柱学科，就像大厦中的一个支柱”-JAMA-JAMA的编辑部的编辑部60年代到年代到80年代，国外医学杂志调查结果：有统计错误的年代，国外医学杂志调查结果：有统计错误的论文论文20%72%。1984年对年对中华医学杂志中华医学杂志、中华内科杂志中华内科杂志、中华中华外科杂志外科杂志、中华妇产科杂志中华妇产科杂志、中华儿科杂志中华儿科杂志595篇论文的调查结果：篇论文的调查结果：相对数误用为相对数误用为11.2%抽样方法误用抽样方法误用15.9%统计图表误用统计图表误用11.7%1996年对年对4586篇论文统计（中华医学会系列杂志占篇论文统计（中

11、华医学会系列杂志占6.9%），数据分析方法误用达），数据分析方法误用达55.7%。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 科学容不得半点虚假，造假者一旦被科学容不得半点虚假，造假者一旦被揭露就背上了永远洗脱不掉的耻辱揭露就背上了永远洗脱不掉的耻辱 。伪造统计数据违反科学道德伪造统计数据违反科学道德 据据1976年年New Science 杂志关于科研舞弊行为的调杂志关于科研舞弊行为的调查查74%的调查表反映有不正当修改数据的情况，其中，的调查表反映有不正当修改数据的情况，其中，17%拼凑实验结果，拼凑实验结果，7%凭空捏造数据，凭空捏造数据，2%故意曲解故意曲解结果。结果。就统计学本

12、身来说，正确实验设计得出的统计结果，就统计学本身来说，正确实验设计得出的统计结果，是用是用P值作为值作为“重现性重现性”的概率保证。的概率保证。P0.05，就是，就是说实验结果显示的差别是机遇所致的可能性不足说实验结果显示的差别是机遇所致的可能性不足5%，或者说，别人在同样的条件下重复同样的试验，得出或者说，别人在同样的条件下重复同样的试验，得出相反结论的可能性不足相反结论的可能性不足5%。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅样本样本抽取部分观察单位抽取部分观察单位 统计推断统计推断统计推断统计推断 statistical inferencestatistical inferenc

13、e如：样本均数如：样本均数 样本标准差样本标准差S 样本率样本率 P如：总体均数如：总体均数 总体标准差总体标准差 总体率总体率X内容：内容：1.参数估计参数估计(estimation of parameters)包括：点估计与包括：点估计与区间估计区间估计2.假设检验假设检验（test of hypothesis)浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅样本样本抽取部分观察单位抽取部分观察单位 统计推断统计推断抽样误差抽样误差如：如：样本均数样本均数 样本标准差样本标准差S 样本率样本率 P如：如：总体均数总体均数 总体标准差总体标准差 总体率总体率X 抽样误差抽样误差 （sampl

14、ing sampling error)error)：由：由于个体差异导于个体差异导致的致的样本样本统计统计量与量与总体总体参数参数间的差别。间的差别。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 统计的结论是推断而不是证明，正确的统计结论必须统计的结论是推断而不是证明，正确的统计结论必须建立在科学的设计和合适的统计方法上，否则得到是不恰建立在科学的设计和合适的统计方法上，否则得到是不恰当或是错误的结论。当或是错误的结论。1、收集数据的方法（研究假说、调查或实验设计、误、收集数据的方法（研究假说、调查或实验设计、误 差和偏倚的控制等）差和偏倚的控制等）2、分析数据的方法（变量的类型、数据的分

15、布、研究、分析数据的方法（变量的类型、数据的分布、研究 目的和因素等）目的和因素等）3、结论的外推（统计结论是否适合所有研究对象）、结论的外推（统计结论是否适合所有研究对象）浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅1.采用统计学方法，发现不确定现采用统计学方法，发现不确定现象背后隐藏的规律。象背后隐藏的规律。变异变异（variation）是社会和生物医学中的）是社会和生物医学中的普遍现象。普遍现象。变异使得实验或观察的结果具有变异使得实验或观察的结果具有不确定性不确定性，如每个人的身高、体重、血压等各有不同。如每个人的身高、体重、血压等各有不同。一、为什么要学统计学？一、为什么要学统计

16、学？浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 最大值=6.18,最小值=3.29,极差=2.89。算术均数=4.72，标准差=0.57。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅案例一：两个指标诊断疾病的问题案例一：两个指标诊断疾病的问题路人甲做了一个研究，旨在比较两个指标（A和B）对肝癌的诊断价值。路人甲以A和B的参考范围上限作为诊断界值，得出了A和B在该界值下对应的诊断敏感性和特异性。结果表明，A的诊断敏感性为0.80，特异性为0.90；B的诊断敏感性为0.85，特异性为0.87。路人甲很快撰写论文报道了自己的研究成果，指出B诊断肝癌的敏感性高于A，而特异性低于A。路人乙是这

17、篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，毫不犹豫地在审稿意见中写道：就敏感性而言，B高于A；就特异性而言，A高于B。诊断敏感性和特异性与所采用的界值密切相关，作者得出的敏感性和特异性仅仅代表了一个诊断界点下面的诊断效能，无法从全局上反映A和B的诊断价值。文章的结论到底是想说明A优秀还是B优秀呢Reject!这个例子说明：这个例子说明：统计指标选错了统计指标选错了，统计出来的东西往往难以，统计出来的东西往往难以“自圆其自圆其说说”。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅稿件被退了，路人甲有些许郁闷。经过认真学习科研设计与统计学知识后，路人甲终于明白了一个问题：两个指标诊断性能的比较是不能比

18、较敏感性和特异性的，而应该比较ROC的曲线下面积，因为曲线下面积才是衡量整体诊断效率的最佳指标。路人甲很快绘制了ROC曲线，统计结果表明，A的曲线下面积为0.80，B的曲线下面积为0.82。路人甲欣喜若狂，赶紧动笔写论文，并且理直气壮地给文章定了一个结论：B的诊断效率是优于A的，其理由就是因为B的曲线下面积大于A。路人丙是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见中写道：从表面上看，B的曲线下面积高于A，但是导致这种差异的原因有两种，一种是随机误差，一种是试验效应，即B确实是高于A的。你怎么能确定这不是抽样误差呢？在统计学上，要确定0.82是否高于0.80，就一定要经

19、过统计学检验的。又Reject!这个例子说明：在医学科研中，这个例子说明：在医学科研中，没有经过统计学检验的结论没有经过统计学检验的结论杂志社多半认为是不科学的。杂志社多半认为是不科学的。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅稿件又被退了，路人甲很是郁闷。他吸取了经验教训，自学了很多统计学理论，终于弄清楚了采用何种方法去比较曲线下面积。接下来的事情就是改稿，然后另选杂志继续投稿。路人甲在文稿中特别注明了，曲线下面积是经过了统计学检验的，B的曲线下面积（0.82）与A的曲线下面积（0.80）之间的差异是有统计学意义的，而且还大摇大摆地在后面加了个括号，写明P=0.01。路人甲仰天长叹了

20、一口气，很郑重地给自己的研究下了结论：本研究表明B的诊断效率是优于A的。路人丁是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：B是常见的诊断指标，其检测结果并不对临床医师设盲，在很大程度上可以检测影响临床医师对疾病的诊断。A是新进发现的诊断指标，其结果完全对临床医师设盲，不可能影响医生的诊断。所以作者的结论（B比A优秀）是不可靠的。再说得通俗点，如果把A和B分别理解成法庭上的原稿和被告，那B无疑既充当了辩护律师，又充当了法官的角色。在这种情况下，A输掉了官司是十分正常的。如果换一个公平的、独立的法官来断案，B能否胜出就不好说了。再一次Reject!这个例子说明：这个

21、例子说明：实（试）验设计有缺陷，即便是统计学方法实（试）验设计有缺陷，即便是统计学方法准确也于事无补准确也于事无补。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅稿件又一次被退了，路人甲的心情极度郁闷。思来想去，决定把实验重做一遍，让A和B在一个公平的环境中比较（为便于描述，此处忽略医学伦理学问题）。在新开展的研究中，A和B都是对临床医生设盲的，不可能影响金标准。这下A和B的比较结果应该比较可靠了吧，路人甲又仰天长叹了一口气，感觉自己如释重负了。科研太折腾人了，太不容易了！统计结果很快出来，A的曲线下面积是0.80，B的曲线下面积则变成了0.77，经过统计学检验后发现，A的诊断效能确实是高于

22、B的。整个研究的试验设计滴水不漏，统计学过程天衣无缝，我就不信还有人敢拒这篇稿件，路人甲心中开始暗喜。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅路人戊是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：A和B的检测并不矛盾，他们之间的关系不应该是竞争关系，而应该是合作关系。读者最关心的问题显然不是A和B“孰强孰弱”的问题，虽然这个问题有一定的专业价值。如果我是坐诊医生，我会说：A和B谁强谁弱关我什么事？总之来一个病人我就A和B都检测，我的患者都不差钱！作者的研究重点应该是明确A和B能否互补，联合使用是否能有助于提高诊断准确性的问题，而非A和B“孰强孰弱”的问题。简

23、单地说，就是明确1+1是否大于1的问题。还是被Reject!（作者吐血）这个例子说明：这个例子说明：研究方向错了，即使是无懈可击的实研究方向错了，即使是无懈可击的实（试）验设计和天衣无缝的统计方法，也是无济于事。（试）验设计和天衣无缝的统计方法，也是无济于事。这四个例子说明：医学科研是很痛苦的，不重视统计学和科这四个例子说明：医学科研是很痛苦的，不重视统计学和科研设计，会走很多弯路的。研设计，会走很多弯路的。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅2.用统计学思维方式考虑有关医学研用统计学思维方式考虑有关医学研究中的问题究中的问题 “阳性阳性”结果是否是虚假联系？结果是否是虚假联系？某

24、感冒药治疗某感冒药治疗1周后，治愈率为周后，治愈率为90%，能否说该感冒药十，能否说该感冒药十分有效？分有效？以前的许多研究表明，血清甘油三酯的含量与冠心病危险以前的许多研究表明，血清甘油三酯的含量与冠心病危险性有关，即甘油三酯的含量越高，患冠心病的危险性就越大。性有关，即甘油三酯的含量越高，患冠心病的危险性就越大。有的医生以此筛选危险人群？有的医生以此筛选危险人群？冠心病甘油三酯胆固醇+高密度脂蛋白虚假联系浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅案例二案例二，如何看待统计学结果如何看待统计学结果路人甲经历数十年的研究，动用了各种高精尖的研究手段，发现了一个新的蛋白（命名为蛋白A）。在

25、肝癌患者中展开的研究表明，蛋白A和甲胎蛋白（AFP）有很好的相关性，其相关程度之好，几乎可以用“一塌糊涂”来形容，相关系数达到了0.99（P0.0001）。路人甲欣喜若狂，尽管蛋白A的检测过程还十分繁琐，检测费用还十分高，但是路人甲还是把持不住内心的激动，日夜兼程地撰写论文，宣称自己找到了一个新的肝癌标志物。路人乙是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：统计结果表明蛋白A和AFP的相关性十分明显。如果是这样，在临床实践中，通过检测AFP完全就可以得知蛋白A的浓度了，蛋白A在肝癌中的临床价值完全可以被AFP代替，还不说蛋白A的检测过程繁琐，费用太高的问题，你说

26、蛋白A还有什么价值？Reject!这个例子说明：这个例子说明：统计学阳性的结果未必是统计学阳性的结果未必是“好结果好结果”。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 如：当专业上有一定联系的两个变量之间的变化呈“S型”或“倒S型”曲线趋势时，若错误地用直线方程去描述，从统计学角度看效果也很好，但在专业上是解释不通的。再比如，某两个统计量（如均值、率等）之间的差别在统计学上有显著性意义，有时在专业上并无实用价值。如某种新的降压药，平均降低血压 2 mmHg，若样本含量较大，误差又较小，统计检验可能会得到“P0.05”的结果，但在临床上却认为此新药的疗效没有多大提高。另外，在运用统计学中，

27、稍有不慎都可能犯这样或那样的错误。因此，统计结论的可靠性仍需通过实践去检验。所以，应当牢记：运用统计学时必须结合医学实际，才能真正发挥统计学应有的作用。组别N基线血压(mmHg)治疗后血压(mmHg)标准差(mmHg)P值95%CI(mmHg）统计学意义临床意义治疗组20016014260.050.83.2有无对照组2001601446有统计学（差异）意义，并不代表有生物学、临床意义有统计学（差异）意义，并不代表有生物学、临床意义浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅案例三，降糖药的研究、学生自杀事件案例三，降糖药的研究、学生自杀事件某医生长期从事降糖药的研究，最近他发现了一种药物，

28、可以降低患者的血糖。为了评价该药的降糖效果，路人甲费尽心机地设计了一个看似完美的随机对照试验（RCT），为了保证结果可靠，路人甲严格遵守RCT设计准则，包括随机、双盲、安慰剂对照等措施。研究结果表明，实验组和对照组在接受药物治疗前血糖浓度的均值都是10mmol/L，差异无统计学意义，表明两组研究对象的基线特征具有可比性。对照组未经任何药物治疗（为便于描述，此处忽略医学伦理学问题），血糖浓度还是10mmol/L；实验组经过药物干预后，血糖浓度变成了9mmol/L，统计学检验结果表明，实验组和对照组治疗后的血糖浓度的差异是有统计学意义的（P0.01）。路人甲赶紧撰写论文，并毫不客气地给研究下了个结

29、论：该药可以降低患者血糖。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅路人乙是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：却要确实可以降低血糖，但是一个只能降低1mmol/L的降糖药有何临床价值？Reject!这个例子说明：这个例子说明：有统计学意义不一定有专业意义。有统计学意义不一定有专业意义。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅某CDC做了一个调查，同处一地的A和B两所中学，各有1000名学生，过去的一年，A校有5名学生自杀（自杀率为0.5%），B校没有学生自杀（自杀率为0%）。统计学结果表明，两校自杀率的差异无统计学意义（P=0.07，Fis

30、her确切概率法）。于是写论文得出结论：A和B两校的自杀率是没有统计学上的差异，A校5名学生自杀纯属小概率事件。路人乙是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：5个鲜活的生命就这样没有了，5个家庭就这样毁了，你却告诉我这纯属小概率事件，你就不怕“人神共愤”吗？Reject!这个故事说明：这个故事说明：有专业意义不一定有统计学意义。有专业意义不一定有统计学意义。这两个故事说明：统计学只是方法学，医学科研中需要借这两个故事说明：统计学只是方法学，医学科研中需要借助统计学方法来发现事物的规律性，但助统计学方法来发现事物的规律性，但不能死磕统计。不能死磕统计。浙江大学

31、公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅例：某医生用一种新的治疗某病的疗法（简称治疗组），用现在公认的疗法作为对照（简称对照组），经临床试验,对照组和治疗组的疗效分别为P1=75%与P2=95。问：能认为这两个有效率之间的差别有显著性意义吗？答：这两个有效率之间的差别可能有统计学意义，也可能没有统计学意义。因为其结论不仅取决于二者之差的绝对值大小，更主要的是取决于随机误差的大小和样本大小，千万不可轻率地作出统计推断。现假定这两个有效率分别来自下列甲、乙、丙三批实验的结果，则具有下列3种不同的统计检验结果。“阴性阴性”结果是否是样本含量不足？结果是否是样本含量不足？有人曾对发表在有人曾对发表在L

32、ancet,N Engl J Med，JAMA等著名医学杂志上的等著名医学杂志上的71篇阴性结果的论文作过分析，发现其中有篇阴性结果的论文作过分析，发现其中有62篇（篇（93%）可能是由于）可能是由于样本含样本含量量不足造成的假阴性。不足造成的假阴性。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 例 数 组 别 疗效：有效 无效 合计 有效率（）甲实验 对照组 15 5 20 75.0 治疗组 19 1 20 95.0 乙实验 对照组 30 10 40 75.0 治疗组 38 2 40 95.0 丙实验 对照组 45 15 60 75.0 治疗组 57 3 60 95.0表1、两个有效率的

33、比较甲实验中，P1与P2之间的差别无统计学意义（校正2=1.765，P0.05）乙实验中，P1与P2之间的差别有统计学意义（26.275，0.01P0.05）；丙实验中，P1与P2之间的差别也有统计学意义（29.412，P0.01）。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅00.10.20.30.40.50.60.70.80.91020406080100120140样本大小检验效能浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅案例四：路人甲发明了两套诊断肺癌的方案，分别命名为A和B。为了明确这两种方到底谁“更胜一筹”，路人甲找了100个肺癌患者和100个疑似肺癌患者（结核、肺炎等），

34、分别用A、B两套方案去进行鉴别诊断。在200个研究对象中（100个肺癌和100个非肺癌），方案A正确了100例，准确率50，方案B仅仅正确了50例，准确率仅为25%。卡方检验结果：方案A和B准确率之间的差异有统计学意义（P0.01）。很明显，方案A的准确性要高于方案B。路人甲赶紧发表论文，指出：方案A诊断肺癌的准确性优于方案B。路人乙是这篇文章的审稿人，当他看见这个结论后，脸色铁青，毫不犹豫地在审稿意见写道：如果我（审稿人本人）是坐诊医生，他就会反着看方案B的结果，凡是方案B认为是肺癌的，他就认为病人不是肺癌；反之亦然。这样下来，200个病人中，方案B应该能正确识别150个人，准确率为75%，

35、统计学结果表明，方案B的准确率（75%）是高于方案A（50%）的，所以真实的情况是方案B优于方案A。实际上，当面对这200名患者的时候，随便到城隍庙找个瞎子来“算命（猜患者是否患病）”，按照统计学理论，准确率也应该是50%，方案A的价值可以说是“一无是处”。Reject!这个例子说明：这个例子说明：统计学阴性的结果未必是统计学阴性的结果未必是“坏结果坏结果”。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅3.保证你的研究论文能通过统计学审查保证你的研究论文能通过统计学审查 据国外据国外6080年代对不同医学杂志发表论文的年代对不同医学杂志发表论文的调查，有调查，有统计错误的论文的百分比最高达

36、统计错误的论文的百分比最高达72%，最，最低也有低也有20%。国内国内1984年对年对中华医学杂志中华医学杂志、中华内科中华内科杂志杂志、中华外科杂志中华外科杂志、中华妇产科杂志中华妇产科杂志、中华儿科杂志中华儿科杂志595篇论文的调查结果，相对数误篇论文的调查结果，相对数误用为用为11.2%，抽样方法误用，抽样方法误用15.9%，统计图表误用，统计图表误用11.7%。某研究者。某研究者1996年对年对4586篇论文统计（中华篇论文统计（中华医学会系列杂志仅占医学会系列杂志仅占6.9%），数据分析方法误用达），数据分析方法误用达55.7%。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 JA

37、MA，新英格兰医学杂志（，新英格兰医学杂志（NEJM）、）、英国医学杂志、中华医学会英国医学杂志、中华医学会杂志对来稿杂志对来稿都有统计学要求都有统计学要求或统计学指导。或统计学指导。国际生物医学杂志编辑协会在其国际生物医学杂志编辑协会在其生生物医学期刊投稿的统一要求物医学期刊投稿的统一要求中也包含中也包含了统计学要求。了统计学要求。Uniform Requirements for Manuscripts Submitted to Biomedical Journals http:/www.acponline.org浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅中华医学杂志中华医学杂志对来稿

38、中统计学处理的有关要求对来稿中统计学处理的有关要求1统计研究设计：应交代统计研究设计的名称和主要做法。如调查设计统计研究设计：应交代统计研究设计的名称和主要做法。如调查设计(分为前瞻性、回顾性或分为前瞻性、回顾性或横断面调查研究横断面调查研究)；实验设计；实验设计(应交代具体的设计类型，如自身配对设计、成组设计、交叉设计、应交代具体的设计类型，如自身配对设计、成组设计、交叉设计、析因设计、正交设计等析因设计、正交设计等)；临床试验设计；临床试验设计(应交代属于第几期临床试验，采用了何种盲法措施等应交代属于第几期临床试验，采用了何种盲法措施等)。主要做法应围绕主要做法应围绕4个基本原则个基本原则

39、(随机、对照、重复、均衡随机、对照、重复、均衡)概要说明，尤其要交代如何控制重要非概要说明，尤其要交代如何控制重要非试验因素的干扰和影响。试验因素的干扰和影响。2资料的表达与描述：用资料的表达与描述：用x 和和s表达近似服从正态分布的定量资料，用表达近似服从正态分布的定量资料，用M(Q)表达呈偏态分布的表达呈偏态分布的定量资料；用统计表时，要合理安排纵横标目，并将数据的含义表达清楚；用统计图时，所用统定量资料；用统计表时，要合理安排纵横标目，并将数据的含义表达清楚；用统计图时，所用统计图的类型应与资料性质相匹配，并使数轴上刻度值的标法符合数学原则；用相对数时，分母不计图的类型应与资料性质相匹配

40、，并使数轴上刻度值的标法符合数学原则；用相对数时，分母不宜小于宜小于2O，要注意区分百分率与百分比。，要注意区分百分率与百分比。3统计分析方法的选择：对于定量资料，应根据所采用的设计类型、资料所具备的条件和分析统计分析方法的选择：对于定量资料，应根据所采用的设计类型、资料所具备的条件和分析目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用t检验和单因素方差分析；对于定性资料，应根检验和单因素方差分析；对于定性资料，应根据所采用的设计类型、定性变量的性质和频数所具备的条件以及分析目的，选用合适的统计分析据所采用的设计类型、定性变量的性质和频数所具备的条件以及分析

41、目的，选用合适的统计分析方法，不应盲目套用方法，不应盲目套用2 检验。对于回归分析，应结合专业知识和散布图，选用合适的回归类型，检验。对于回归分析，应结合专业知识和散布图，选用合适的回归类型，不应盲目套用简单直线回归分析，对具有重复实验数据的回归分析资料，不应简单化处理；对于不应盲目套用简单直线回归分析，对具有重复实验数据的回归分析资料，不应简单化处理；对于多因素、多指标资料，要在一元分析的基础上，尽可能运用多元统计分析方法，以便对因素之间多因素、多指标资料，要在一元分析的基础上，尽可能运用多元统计分析方法，以便对因素之间的交互作用和多指标之间的内在联系进行全面、合理的解释和评价。的交互作用和

42、多指标之间的内在联系进行全面、合理的解释和评价。4统计结果的解释和表达：当统计结果的解释和表达：当P005(或或P001)时，应说明对比组之间的差异有统计学意时，应说明对比组之间的差异有统计学意义，而不应说对比组之间具有显著性义，而不应说对比组之间具有显著性(或非常显著性或非常显著性)的差别；应写明所用统计分析方法的具体名的差别；应写明所用统计分析方法的具体名称称(如：成组设计资料的如：成组设计资料的t检验、两因素析因设计资料的方差分析、多个均数之间两两比较的检验、两因素析因设计资料的方差分析、多个均数之间两两比较的q检检验等验等)，统计量的具体值，统计量的具体值(如如t=345，X2=468

43、，F=679等等)应尽可能给出具体的应尽可能给出具体的P值值(如如P=0.0238)；当涉及到总体参数；当涉及到总体参数(如总体均数如总体均数 总体率等总体率等)时，时，在给出显著性检验结果的同时，再给在给出显著性检验结果的同时，再给出出95置信区间。置信区间。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅还是那个AFP与蛋白A的例子。路人甲发现蛋白A和甲胎蛋白（AFP）之间有很好的相关性，也开始撰写论文，但是他的结论并不是“蛋白A是诊断肝癌的标记物”。他认为，既然蛋白A与AFP之间有很强的相关性，那提示AFP和蛋白A之间可能存在十分密切的“调节”或者“被调节”关系。最终，路人甲围绕“蛋白A

44、与AFP之间的调节或者被调节关系”做了很多分子生物学试验，指出蛋白A是调节AFP表达的唯一（注意“唯一”这两个字）因子，因此二者之间才会呈现如此强烈的相关性。这是一项基础研究，虽然未能直截了当地地指出蛋白A的临床价值，但是这个研究形象生动地讲述了一个完整的分子生物学事件，丰富了我们对于肝癌发生与发展分子机制的认识。最终，论文“堂而皇之”地accept了。这个例子说明：这个例子说明：同一统计学结果，从不同的专业角度去解释，同一统计学结果，从不同的专业角度去解释，结论是完全不同的。结论是完全不同的。以上所有案例说明：对统计学结果的解读一定要结合专业！以上所有案例说明：对统计学结果的解读一定要结合专

45、业！从专业中来，到专业中去！从专业中来，到专业中去！浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅4.获得循证医学证据的主要手段获得循证医学证据的主要手段“良好愿望的医学良好愿望的医学”（well-meaning medicine）转入）转入“以证据为基础的医学以证据为基础的医学”（evidence-based medicine，EBM）需要）需要有统计学方法的支持。有统计学方法的支持。全世界的医学期刊每年大约刊登全世界的医学期刊每年大约刊登600600万学术万学术论文，但能作为可靠论文，但能作为可靠“证据证据”的论文并不多。的论文并不多。浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 二

46、、二、医学科研的基本要素医学科研的基本要素 医学科研由三个基本部分组成，即处理因素（study factor）、受试对象（study object）和实验效应（experimental effect）。例如，观察流甲丙脯酸对肾性高血压患者的疗效。其中，疏甲丙脯酸为处理因素，肾性高血压患者为受试对象，动脉压变化为试验效应。通常将这三个组成部分称为医学科研的基本要素。如何正确选择三个要素，是科研设计的关键问题。Study factorStudy objectExperimental effect浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅1、医学研究设计的基本原理、医学研究设计的基本原理：降压

47、药高血压病人血压值TseT+S=e基本模式基本模式：T+s1=e1=20mmHgO+s2=e2=5mmHgT-O=e1-e2=20-5Te=15mmHg处理因素的作用被单独的显示处理因素的作用被单独的显示统计分析的思维：在排除或控制了一些可能影响实验效应的因素后，以概率为基础计算其差异是否为随机误差（偶然性结果），从而推断处理因素（或暴露）的效应是否不为零。处理效应（暴露）（目标人群）（发病风险）处理组：对照组：研究假说：处理效应不为零统计假设：处理效应为零浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅 医学科研类型由于不同的科研目的，有多种不同的分医学科研类型由于不同的科研目的，有多种不同

48、的分类方法。如，按科技活动类型分为基础研究、应用研究和类方法。如，按科技活动类型分为基础研究、应用研究和开发研究（发展研究）；按照医学中各专业的属性，可分开发研究（发展研究）；按照医学中各专业的属性，可分为：基础医学科研、临床医学科研、预防医学科研、社会为：基础医学科研、临床医学科研、预防医学科研、社会医学科研（包括卫生事业管理学研究和医学心理学科）。医学科研（包括卫生事业管理学研究和医学心理学科）。一般来说，医学科研的分类，常按设计类型的不同，分为一般来说，医学科研的分类，常按设计类型的不同，分为以下几种基本类型。（图以下几种基本类型。（图1-11-1）浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学

49、科系 沈毅普查普查抽样调查抽样调查典型调查典型调查横断面研究（现况研究横断面研究（现况研究）常规资料分析报告常规资料分析报告描述性研究描述性研究个案调查（病例、病例家属、周围概况个案调查（病例、病例家属、周围概况)）生态学研究（相关研究）生态学研究（相关研究）病例对照研究（探索性、验证性）病例对照研究（探索性、验证性）队列研究（历史性、同时性）队列研究（历史性、同时性）观察性研究观察性研究医学科研方法医学科研方法巢式病例对照研究巢式病例对照研究病例病例研究病例病例研究病例队列研究病例队列研究多阶段复合设计研究多阶段复合设计研究分析性研究分析性研究 实验室试验实验室试验 临床试验临床试验 社区试

50、验社区试验实验性研究实验性研究理论性研究（数学模型研究）理论性研究（数学模型研究）图图1-1 1-1 医学科研方法基本类型医学科研方法基本类型浙江大学公共卫生学院流行病与卫生统计学科系 沈毅2、医学研究设计的医学研究设计的4个基本原则个基本原则重复、随机、对照、均衡是实验设计的4个基本原则，在实验设计中务必要严格遵守。否则，实验研究结果的可靠性将大受影响。所谓重复，就是实验因素各水平组合下要有足够的样本含量。因为统计学研究的是随机现象的变化规律性，重复次数少，内在规律表现不出来。在统计学上可根据设计类型选用相应的样本含量估算公式进行计算。所谓随机，就是每一个实验单位都有同等的机会被分配到任何一