現代統計學總結童新元解放軍總醫院醫學統計教研室統計學的啟示

獨立-是統計學中最為重要的原則獨立思考是當今中國知識分子最為寶貴的精神。現代統課教學目的是培養大家的統計思維從統計學觀點查閱論文寫論文

(論文綜述,開題報告)提供更好的現代統計學分析方法

(進行博士及科研課題)

一、什么是統計學？

統計學是一門關于如何收集、分析、解釋和表達數據的科學。

---《Webster’sInternationalDictionary》統計哲學思想統計學是從個性中找共性，從部分推斷整體,從有限到無限，從量變中找質的變化，從特殊性中提取普遍性，透過偶然現象看事物內部本質規律的一種方法和手段，統計學蘊含了大量的哲學思維。“統計學既是一門科學也是門哲學”。現代統計學的基本內容

一、試驗設計二、數據管理

三、統計分析實驗設計臨床試驗設計調查研究設計數據管理質量控制統計描述統計推斷臨床資料案例討論臨床試驗現有240名患者采用兩種治療的臨床數據（見的EXCEL電子表）。提出研究問題。給出解決問題的方法。研究中有哪些統計關鍵技術名人名言提出一個問題往往比解決一個問題更重要。

---愛因斯坦（1879.3.14－1955.4.18）如果你想得到一個明智的回答，你就必須理智的提問。

---歌德德國（1749-1832）

24個城市大氣污染的研究數據

城市汽車流量氣溫空氣濕度風速NO濃度11.3020.0080.000.4566.0021.4423.0057.000.5076.0030.7926.5064.001.501.00………………241.4428.0068.002.0099.00大氣污染的研究案例討論提出研究問題。給出解決問題的方法。研究中有哪些統計關鍵技術肺癌危險因素的調查資料例號性別吸煙年齡地區是否患病1男不吸煙30城市肺癌2女吸煙46農村肺癌3女吸煙30農村肺癌………………....…………27女不吸煙36農村正常人28男不吸煙41農村正常人29女不吸煙25城市正常人30女不吸煙26農村正常人肺癌危險因素的調查資料討論提出研究問題。給出解決問題的方法。研究中有哪些統計關鍵技術9例某癌癥病人的隨訪記錄病號性別開始日期終止日期結局方法

01男08/31/8210/01/89死亡手術

02男09/26/8208/28/96生存手術

03女10/30/8303/31/90死亡非手術

04男12/01/8410/01/87死亡非手術

05女01/01/8410/01/88失訪手術

06男07/01/8510/01/88死亡手術

07男08/31/8712/30/90退出手術

08女07/11/8612/17/90死亡手術

09男08/31/8610/01/90死亡非手術癌癥病人的隨訪記錄討論提出研究問題。給出解決問題的方法。研究中有哪些統計關鍵技術現實問題的思考人的壽命多長？環境與健康的關系怎樣？吸煙對人體危害多大？“當人類科學探索者在問題的叢林中遇到難以逾越的障礙時，唯有統計工具可為其開辟一條前進的通道”。

---英國著名遺傳學家Galton(1822-1911)

統計學的作用名人格言二、單因素分析與多元統計單因素分析是研究科學試驗中單獨一個因素的產生的作用。多元統計分析是研究客觀事物中多種指標間相互依賴,相互影響的統計規律性的一個數理統計學分支。實驗室研究與臨床研究的區別。三、常用的多元統計方法多元線性回歸分析Logistic回歸分析Cox比例風險回歸模型

1、多元線性回歸分析在醫學實踐中，常會遇到一個應變量與多個自變量數量關系的問題。如醫院住院人數不僅與門診人數有關,而且可能與病床周轉次數,床位數等有關。多元線性回歸是研究多個自變量與一個因變量之間數量關系的一種統計方法。線性回歸模型Y^＝β0+β1X1+β2X2+…+βpXp多元回歸案例分析典型案例：

身體健康與環境污染的研究貝多芬死之迷貝多芬（1770.12.6—1827.3.26)德國著名音樂家，“樂圣”。作品如交響曲《英雄》、《命運》,《田園交響曲》。貝多芬20歲時就開始腹痛，受多種疾病的困擾，包括耳聾，病因不明。他在遺書希望醫生能找出讓他痛苦一生的慢性病。科學家檢測貝多芬頭發表明死于鉛中毒。鉛中毒是一種環境污染所引起的慢性疾病。典型案例：大氣污染問題研究現代工業社會，大氣污染對人類的生理和心理帶來非常嚴重的危害，1952年12月的倫敦煙霧事件奪去了四千多人的生命。問題：怎樣進行大氣污染研究？怎樣了解大氣污染的情況及其影響原因？中國發展的資源和環境代價百分之八十江河湖泊斷流枯竭，三分之二草原沙化，絕大部分森林消失，三分之一地區被酸雨污染。主要水系五分之二已成為劣五類水，3億多農民喝不到安全水，4億多居民呼吸著嚴重污染的空氣。1500萬人得上支氣管炎和呼吸道疾病。。。現代醫學模式1977年美國羅徹斯特大學精神病學、內科學教授恩格爾(GeorgeL.Engel)提了現代醫學模式是：bio-psycho-socialmedicalmodel。

生物——心理——

社會（人文環境、自然環境）

中醫學醫學模式：人體——自然——社會心理（天人一體）什么是PM2.5PM英文全稱為particulatematter(顆粒物，PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發絲粗細的1/20。PM2.5產生的主要來源是日常發電、工業生產、汽車尾氣排放等過程中經過燃燒而排放的殘留物，含有重金屬等有毒物質。PM2.5：環保部門和美國使館“打架”上海市環保局負責人曾評價說，美國駐上海領事館公布PM2.5污染監測數據的做法不合法。環保部副部長吳曉青表示，一些外國駐華使領館監測并發布PM2.5數據的做法不嚴謹不規范，也不符合國際公約和中國的相關法規。---2012-06-06來源：中國青年報pm2.5標準世界衛生組織(WHO)認為，PM2.5小于10是安全值.2012年2月，國務院發布新《環境空氣質量標準》增加了PM2.5監測指標。我國采用世衛組織設定最寬限值PM2.5年和24小時平均濃度限值分別定為35微克/立方米和75微克/立方米。中國的很多地區高于50接近80pm2.5標準

低碳經濟低碳經濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎的經濟模式。低碳經濟是人類社會繼農業文明、工業文明之后的又一次重大進步。低碳經濟實質是清潔能源開發、能源高效利用的環保節能型經濟。環保節能，從我做起隨手關燈，不亂仍果皮紙張，少用塑料袋，少用一次性木筷，打印紙正反兩面用，把洗臉過的水用來沖廁所，吃食物不浪費……

一個人的環保行動就像一盞燈，當它亮起來的時候，周圍的黑暗就會少一些。如果大家都點亮自己那盞燈，那么整個世界就會一片光明！典型案例講解：

大氣污染問題研究實例研究試驗設計試驗因素：

汽車流量，氣溫，空氣濕度，風速試驗對象：

24個城市試驗效應：

大氣污染物一氧化氮NO濃度試驗控制條件：選擇24個工業水平相近城市的一個交通點在低空相同的高度測定了該時間段大氣污染物一氧化氮NO濃度研究試驗實施選擇24個工業水平相近城市的一個交通點，統計單位時間過往的汽車數（千輛），同時在低空相同的高度測定了該時間段的氣溫（°C），空氣濕度（%），風速（m/s）和大氣污染物一氧化氮NO濃度(10-8)。如下表。試分析汽車流量，氣溫，空氣濕度，風速與大氣污染物一氧化氮NO濃度關系。

24個城市大氣污染的研究數據

城市汽車流量氣溫空氣濕度風速NO濃度11.3020.0080.000.4566.0021.4423.0057.000.5076.0030.7926.5064.001.501.00………………241.4428.0068.002.0099.00多元回歸的作用

(1)建立回歸模型：

Y^=β0+β1X1+β2X2+…+βpXp；

(2)預測預報若已知x1,x2…xp數值大小時,通過模型可以預測y的值以及估計y的變化范圍；

(3)因素分析找出對因變量y有顯著影響的因素。

實例2*為研究初生兒體重與胎兒的孕齡、頭徑、胸徑、腹徑、股骨長的關系，以預測初生兒體重，某醫院用超聲波測得18名胎兒的有關指標值、測量時的孕齡和出生時體重如表。試進行分析。

設研究問題中含有p個指標變量x1,x2,…,xp及Y.n個觀察對象.其數據結構為:

編號X1X2….XPy1x11x12…x1py12x21x22…x2py23x31x32…x3py3………………nxn1xn2…xnpyp數據結構軟件的實現點擊多元分析→線性回歸CHISS，SPSS，SAS2、Logistic回歸分析

Logistic回歸是一種概率模型,它是以疾病、死亡等事件結果發生的概率為因變量,影響疾病發生的因素為自變量建立模型的一種多元統計分析方法。一）研究案例問題：如何研究吸煙對人體的危害?討論吸煙的作用吸煙時產生煙霧，煙霧中的尼古丁迅速經肺吸收入血，進入腦部，作用于腦部的尼古丁膽堿受體，產生喜悅、滿足的感覺。長期吸用會使腦部尼古丁受體數增加，形成心理依賴。當停止吸煙時，可能發生焦慮、注意不易集中、激動不安、睡眠障礙、甚至抑郁。研究實例11938年，著名醫學家Pearl調查了數百個家庭,形成了吸煙多、吸煙少和不吸煙三個組,根據各人的壽命,編制了三份壽命表,相應地繪制了三條生存曲線,反映各組隨年齡增長減員的過程。發現如下:吸煙多組幾乎以直線下降的趨勢減員,不吸煙組以先凸后凹的曲線趨勢緩慢減員,吸煙少組減員趨勢則介于以上兩組之間。研究實例21939年，美國遺傳學家(獲諾貝爾醫學獎)Muller搜集一組肺癌患者,同時調查一組其他特點與之相仿的非肺癌患者,逐一詢問吸煙否、吸煙量和時間。分析結果如下：肺癌組吸煙者比率高,非肺癌患吸煙比率低。研究實例31950年，英國醫學家DollandHill進行大規模研究。進行調查研究，進行如下實際工作：他們向60000名英國醫生發出關于吸煙的問卷,其中40000名應答,據此將他們分成吸煙組和不吸煙組。借助英國良好的死亡登記系統追蹤他們的結局,時間從1950年至1964年。吸煙與發病的關系

(‰)相對危險度RR

24

1.4P值<0.05<0.05調查研究方法三種不同的調查研究方法：

隊列研究病例-對照研究現況調查研究觀點爭鳴類似于以上的研究還有很多。但相反的意見仍很強盛。并有兩位的統計學權威RonaldFisher和JosephBerkson對吸煙有害研究提出挑戰。

Berkson認為除非有證據說明吸煙對人整體健康有害或加速老化,不然,可認為類似上述的研究中對照組的選擇以及吸煙狀況的資料搜集方式等的偏倚導致了吸煙提高多種死亡率的假象。

Fisher認為,已有的大量研究不能排除遺傳因素。也許具有某種遺傳因素者既愛吸煙,又易得癌,而無此因素者既厭吸煙,又難得癌。若果真如此,戒煙并不能擺脫癌癥。煙草公司和相關的行業以及政府財稅部門反對禁煙,不足為怪。瑞典國家雙生研究。他們調查了一方吸煙、另一方不吸煙的雙生對,其中,同卵雙生男274對,女264對,異卵雙生男733對,女653對。發現慢性支氣管炎患病率在同卵雙生的吸煙者中男女分別為14.6%和13.6%,而不吸煙者中男女分別為7.7%和7.6%;在異卵雙生的吸煙者中男女分別為12.3%和14.5%。而不吸煙者中男女分別為5.5%和5.7%。吸煙與不吸煙相比,慢性支氣管炎患病的相對危險度約為1.8～2.5倍。

醫學上對吸煙與健康的關系進行了數百次的觀察研究，絕大多數支持吸煙危害健康的觀點。還有更多的間接證據。例如,狗的模擬吸煙導致與人類肺癌相似的結局、吸煙有損動脈血管、戒煙時間長短對死亡率有不同影響等等。研究表明吸煙會危害健康,所以很多國家在公共場地禁煙。吸煙危害的主要原因香煙煙霧中含有3000多種有害物質。煙霧中92％為氣體，含一氧化碳、二甲基亞硝胺、氫氰酸氨等；8％為焦油，內含尼古丁、多環芳香羥、苯并芘、β-萘胺、砷、鉛、鎘和一些放射性物質。已被證實的致癌物質約40余種。觸目驚心的數字

中國每年約有100萬人死于吸煙引起的疾病，居世界第一。中國肺癌死亡率增長為世界第一，且以每年4.5％的速度上升。53.6％的不吸煙者受到被動吸煙的危害。1支煙中的尼古丁可毒死一只老鼠25支煙中的尼古丁可毒死一頭牛40--60毫克的尼古丁可毒死一個人中國吸煙現況據《2008年中國控制吸煙報告》顯示，我國現有13～18歲青少年1.3億，據估計，青少年現在吸煙者約1500萬，嘗試吸煙者約4000萬，青少年嘗試吸煙率為32.4%。約半數青少年遭受二手煙霧的危害。估算我國有7億人直接或間接（被動）受到吸煙危害。世界吸煙現況目前全世界共有煙民11億，據世界衛生組織WHO統計，每年死于吸煙有關疾病的人高達400萬，平均每秒鐘就有一個人死于吸煙有關疾病。據美國疾病防治中心公布的一份研究報告顯示：吸煙使美國每年生產上損失770億歐元，在醫療費用上損失620歐元，總體損失達1390億歐元。據估計吸煙使美國成年人的壽命平均減少14年。在因吸煙而死亡的成年人中39.8%的人死于癌癥，34.7%的人死于血管性疾病，25.5%的人死于呼吸道疾病。

1987年聯合國確定每年5月31日為全球戒煙日，世界衛生組織把吸煙看成二十世紀的瘟疫。研究案例統計分析某研究者調查了15名肺癌患者和同時調查了15名正常病人，詢問其年齡，性別,吸煙史,地區情況,數據如表。試分析各因素與肺癌間的關系。表肺癌與危險因素的調查資料例號性別吸煙年齡地區是否患病1男不吸煙30城市肺癌2女吸煙46農村肺癌3女吸煙30農村肺癌………………....…………27女不吸煙36農村正常人28男不吸煙41農村正常人29女不吸煙25城市正常人30女不吸煙26農村正常人

Logistic回歸模型ln[P/(1-P)]=β0+β1X1+…+βpXp.

定義:logit(P)=ln[P/(1-P)]為Logistic變換,Logistic回歸模型為:

logit(P)=β0+β1X1+…+βpXp;經數學變換可得:

1P=─────────────1+exp-(β0+β1X1+…+βpXp);

exp表示指數函數。logistic函數z-5-4-3-2-10123450.2.4.6.81Plogistic回歸系數的意義

lnOR=βOR=eβ

β表示自變量每增加一個單位，其優勢比的對數值的改變量，

亦即自變量每增加一個單位，其相對危險度為eβ。logistic回歸的作用(1)建立logistic回歸模型：

logit(p)=β0+β1X1+β2X2+…+βpXp；(2)預測預報若已知x1,x2…xm數值大小時,通過模型可以預測發病、死亡等的概率；

(3)因素分析尋找對發病、死亡等有關聯的影響因素。

Logistic回歸方程的應用

-----------預測與估計

求出logistic回歸方程后，可求出每個觀測點發病概率。案例：關于人的壽命研究皇帝---希望萬歲萬歲，萬萬歲，秦始皇（公元前259—210年）希望長生不老，道士徐福為其找丹藥，東至扶桑一去不返。客觀規律人不可能長生不老。現在醫學科學可以讓人壽命延長。如癆病（結核）患者通過治療可以康復，活到70歲、80歲以上。名人論生死十年生死兩茫茫，不思量，自難忘。---北宋蘇軾（1037－1101）《江城子》生存還是死亡,這是個問題。

---英威廉.莎士比亞（1564-1616）

影響壽命的原因遺傳環境個人生活習慣。。。怎樣研究？生存分析

我們研究某種事物、現象存在和消亡的原因時，常常需要考慮其出現結局時間的長短。在臨床醫學中，要評價幾種不同治療的方法，一方面要看結局的好壞，另一方面還要看治療時間的長短。

生存分析定義研究某種事物或者現象何時出現消亡的方法稱為生存分析。把這類與時間有關的研究資料統稱為生存資料。例如某癌癥病人手術后的存活時間,某種疾病治愈的時間等。生物存活死亡電腦開始使用出現故障

疾病產生治愈接觸危險物出現反映

陰性陽性“生存”的概念起點終點起始事件

隨訪時間

終點事件

疾病確診死亡

治療開始 死亡

治療痊愈復發治療開始痊愈生存資料生存資料一般通過隨訪收集，從某標準時刻(發病、手術或出院等)開始，按某種相等或不等時間間隔，對觀察對象定期觀察預定項目所得。它的結局是死亡，治愈、復發、陽性等。記錄的項目通常包括開始觀察日期，終止觀察日期，處理方法，及協變量等。9例某癌癥病人的隨訪記錄病號性別開始日期終止日期結局方法

01男08/31/8210/01/89死亡手術

02男09/26/8208/28/96生存手術

03女10/30/8303/31/90死亡非手術

04男12/01/8410/01/87死亡非手術

05女01/01/8410/01/88失訪手術

06男07/01/8510/01/88死亡手術

07男08/31/8712/30/90退出手術

08女07/11/8612/17/90死亡手術

09男08/31/8610/01/90死亡非手術9例某癌癥病人隨訪記錄的數據庫nsextimeoutcometreat1170121141130600413005041161301713118040191