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卫生统计学教(学)案教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2011 2012学年第 一 学期课程名称卫生统计学授课专业及层次2010级医学检验本科授课内容第一章 绪论学时数2教学目的统计学的发展和统计学的基本概念重点总体与样本、同质与变异、变量的类型、参数与统计量的基本概念难点概率论和统计学的关系自学内容统计学的相关内容使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）学习要点 充分认识医学统计学在医学科研工作中的重要作用；理解统计学的基本概念；掌握统计资料的类型和统计工作的基本步骤。 第一节 概述一、统计学(statistics)、医学统计学（medical statistics）和卫生统计学（health statistics）的定义二、统计学和卫生统计学的发展简史 1.早期：公元前2200年夏禹时代，“禹平水土，还为九州”，人口数1355万人，土地3431万顷。2.近代：19世纪，比利时的凯特勒(Quetelet,17961874)，把概率论的理论引入统计学中。卡尔 皮尔逊（Karl Prarson,1857-1936），英国生物学家和统计学家，现代统计科学的创立者，公认为统计学之父。1747年英国医生詹姆斯.林德（James Lind，1716 1794）对坏血病进行干预研究。 1840年法国医生皮尔.路易斯（Pierre Louis，1787-1872）用临床对照方法证明放血对治疗伤寒、肺炎和扁桃体咽颊炎无效 。1854年，英国医生约翰斯诺 （John Snow，1813-1858）对1854年伦敦西部西敏市苏活区霍乱爆发的研究被认为是流行病学研究的先驱。 1948年，英国发表了评价链霉素治疗肺结核疗效的随机对照的临床试验告，第一次用生物统计方法进行临床干预试验。1960年英国医生Doll和Hill发现吸烟与肺癌有关，相对危险度RR=1.66/0.77=23.7。1948年郭祖超教授（1912-1999，我国医学统计学主要奠基人）编著的医学与生物统计方法一书，是我国第一部医学统计方法的教科书。3.现代：计算机和统计软件如SAS、SPSS的出现，使统计学得到突飞猛进的发展。520讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）三、为何要学习统计学1. 采用统计学方法，发现不确定现象背后隐藏的规律。 2. 用统计学思维方式考虑有关医学研究中的问题 3.科学研究和科研论文的需要四、卫生统计学的主要内容：1.统计设计 （statistical design）科研设计包括专业设计和统计设计,统计设计又包括实验设计和调查设计。2.统计描述(descriptive statistics)和参数估计（parameter estimation） 3.假设检验 (hypothesis test) 4.相关与回归 （correlation and regression）5.多因素分析 (multivariate analysis)6.健康统计 (health statistics)第二节 统计学中的几个基本概念一、总体与样本（population and sample）二、同质与变异（homogeneity and variation）三、变量（variable)的类型1.定量变量（quantitative variable)2.定性变量（qualitative variable)四、参数与统计量（parameter and statistic）五、误差（error)1.系统误差（systemic error）2.随机测量误差（random measurement error) 3.抽样误差（sampling error)六、频率与概率（frequency & probability）第三节 学习卫生统计学应注意的问题1.重点掌握卫生统计学的基本知识、基本技能、基本概念和基本方法，掌握使用范围和注意事项。 2.要培养科学的统计思维方法，提高分析问题、解决问题的能力。 3.掌握调查设计和实验设计的原则，培养搜集、整理、分析统计资料的系统工作能力。思考题 1.试举例说明同质与变异、总体与样本、参数与统计量之间的关系。 2.如何理解概率值的大小对统计推断的意义？ 3.试举例说明统计资料的类型。 4.卫生统计学和医学科学研究的关系如何？ 15153510教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2011 2012学年第 一 学期课程名称卫生统计学授课专业及层次2010级卫生检验本科授课内容第二章 定量资料的统计描述学时数4教学目的正确的掌握数值变量资料的统计描述和统计推断的适用条件和统计方法；应用SAS程序编制频率表的方法和means、univariate过程对定量资料的描述。重点均数、几何均数和中位数的适用条件和计算方法；标准差和变异系数的适用条件和计算方法。难点平均数和变异指标的正确应用。 univariate过程对定量资料的描述。自学内容众数、调和均数使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）学习要点 1.频数分布表的编制方法及用途2.描述定量资料集中趋势常用指标（均数、几何均数和中位数）的计算及使用条件3.描述定量资料离散趋势常用指标（极差、四分位间距、方差、标准差及变异系数）的计算及使用条件第一节 频率分布表一、离散型频率分布表的编制二、连续型频率分布表的编制三、频数分布表的用途第二节 描述集中趋势的统计指标一、算术均数(arithmetic mean)二、几何均数(geometric mean，简记为)三、中位数及百分位数(median and percentile)四、众数（mode）第三节 描述离散趋势的统计指标一、极差和四分位数间距(range and quartile interval)二、方差和标准差(variance and standard deviation)三、变异系数(coefficient of variation, 简记CV)第四节 描述分布形态的统计指标35505015讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）1.偏度系数（coefficient of skewness ,SKEW）G1=0为正态分布；G10为正偏态分布；G10，为尖峭峰；G20，为平阔峰。第五节 定量资料描述的SAS过程一、MEANS 过程MEANS过程除了能对数值型变量进行一般的统计描述之外，还可以作配对设计资料的t检验。Proc means 操作选项统计量列表; VAR 变量名列 ; /*指定分析的变量名列,缺省为所有数值变量*/ CLASS 变量名列 ; /*按变量名列分组统计*/ FREQ 变量名 ; /*表明该变量为分析变量的频数*/ Run;二、几何均数的计算三、UNIVARIATE 过程语句格式：PROC UNIVARIATE 操作选项 ; VAR 变量名列; /* 指定分析的变量名列表*/ CLASS 变量名列 ; /*按变量名列分组统计*/ FREQ 变量名 ; /* 表明该变量为分析变量的频数 */ HISTOGRAM 变量名列/绘图选择项 ; /*按变量名列绘制直方图*/ Run;四、频率表的编制 思考题1.数值变量资料频数表的组段数目是否越多越好？2.均数、几何均数和中位数的适用范围有何异同？3.中位数与百分位数在意义、计算和应用上有何区别与联系？4.标准差和变异系数在计算公式上有何联系？在适用范围上有何不同？50教 案授课教师： 景学安 职称：教授 20112012学年第 一 学期课程名称卫生统计学授课专业及层次2010级卫生检验本科授课内容第五章 定性资料的统计描述学时数3教学目的正确应用相对数及标准化法重点率的标准化法难点间接法标准化法自学内容卫生工作中常用的相对数指标使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） 学习要点1.常用相对数及应用的注意问题 2.标准化法的基本思想和方法 3.动态数列的基本概念第一节 常用相对数（relative number）二、构成比（proportion）一、率（rate） 率 三、比（ratio）比=A/B5.2应用相对数应注意的问题1.计算相对数时分母一般不宜过小 2.分析时不能以构成比代替率 3.对观察单位数不等的几个率，不能直接相加求其总率 4.在比较相对数时应注意可比性 5.对样本率（或构成比）的比较应随机抽样，并做假设检验第二节 医学人口统计常用指标一、医学人口统计资料的来源1.日常工作记录 2. 统计报表3.人口调查二、描述人口学特征的常用指标1.人口数（population size) 分为时点人口数和平均人口数。2.人口构成及其统计指标 （1）人口金字塔（population pyramid) （2）人口学特征指标 三、生育和人口死亡的常用指标151010151020讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）1.粗出生率（crude birth rate ，CBR) 出生率也简称为出生率，计算公式为2.粗死亡率（crude death rate，CDR) 3.自然增长率（natural increase rate, NIR) NIR()=CBR-CDR4.总生育率（general fertility rate, GFR) 5.年龄别生育率（age-specific fertility, ASFR)6.总和生育率（total fertility rate , TFR)7.粗再生育率（gross reproduction rate, GRR)GRR=TFR8.净再生育率（net reproduction rate, NRR)9.婴儿死亡率（infant mortality rate , IMR) 10.死因别死亡率（cause-specific death rate , CSDR)11.某病病死率（case fatality rate , CFR）1515讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第三节 疾病统计常用指标1.发病率（incidence rate，IR）2.患病率（prevalence rate , PR）3.生存率（survival rate )第四节 总率的标准化法一、标准化法（standardization method）的意义和基本思想二、标准化率的计算 1.直接法标准化率，已知标准组年龄别人口数时 已知标准组年龄别人口构成比时 2.间接法标准化率 三、标准化法使用注意事项第五节 动态数列及其分析指标一、发展速度和增长速度1. 定基比：即统一用某个时间的指标作基数，以各时间的指标与之相比。2. 环比：即以前一个时间的指标作基数，以相邻的后一时间的指标与之相比。增长速度=发展速度-1（或100%）二、平均发展速度和平均增长速度平均发展速度= 平均增长速度=平均发展速度-1思考题 1.常用的相对数指标有哪些？各自的意义是什么？ 2.为什么不能以构成比代替率？联系实际加以说明。 3.标准化的基本思想是什么？直接法和间接法使用条件是什么？标准化法应用注意事项是什么？1010202010教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2005 2006学年第 一 学期课程名称医学统计学授课专业及层次2003级计生方向本科授课内容第六章 总体率的区间估计和假设检验学时数3教学目的掌握定性资料的区间估计和假设检验的方法重点定性资料u检验的条件和校正卡方检验的条件难点行列表卡方检验自学内容四格表的确切概率法使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第六章 总体率的区间估计和假设检验Chapter 6: Interval estimation and hypothesis test of population rate学习要点1.率的标准误及总体率的区间估计 2.卡方检验的基本思想和常用方法。 6.1 率的抽样误差与总体率的区间估计一、率的标准误 二、总体率的区间估计正态分布法查表法6.2第二节 率的u检验一、样本率与总体率比较的u检验二、两样本率比较的u检验6.3 2检验 (chi-square test)一、四格表资料的检验（一）2检验的基本公式 1020202010讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页） （二）四格表2检验专用公式 （三）四格表值的校正（1） 任一格的1T5，且n40时，需计算校正值。（2） （2）任一格的T1或n40时，用确切概率计算法。 二、配对四格表资料的2检验 若b+c40，需计算校正值。 三、行列表的检验（一）多个样本率的比较（二）多个构成比的比较（三）双向有序分类资料的关联性检验行列表资料的2检验的注意事项：1.检验要求理论频数不宜太小，否则将导致分析的偏性。2.当多个样本率（或构成比）比较的检验，结论为拒绝检验假设，只能认为各总体率（或总体构成比）之间不全相等，但不能认为彼此间都不相等。3.对于行列表单向等级资料（单向有序资料）组间的比较，宜用第八章秩和检验Summary The frequency table for categorical data includes RC table or contingency table. R C table includes two or more sample rates (or proportions). Chi-square (2）test can be used to infer whether there is a difference among two or more rates (or proportions), and an association between two categorical variables. In this chapter , we also emphasized on the basic principles and applicability of 2 test, especially the applicability. If the conditions for 2 test are not met, the alternative approaches should be use like Yates corrected 2 test or Fisher exact probability or some specialized methods that could be applicable in practice.思考题 1. 2检验的基本思想是什么？ 2.四格表资料的u检验与2检验有何异同？ 3.四格表资料的2检验与四格表配对资料的2检验校正公式的适用条件有何不同？ 4.行列表资料的2检验的注意事项是什么？ 5.多个样本率比较的2检验与双向有序分类列联表2检验意义有何不同？ 1010202010教 案授课教师： 景学安 职称：教授 20052006学年第 一 学期课程名称医学统计学授课专业及层次2003级计生方向本科授课内容第七章 二项分布和Poisson分布学时数3教学目的掌握二项分布和Poisson分布的应用条件、概率函数、分布性质及其在医学领域的应用重点1.二项分布和Poisson分布的概念和应用条件2.二项分布和Poisson分布的概率函数和性质3.二项分布和Poisson分布的应用难点二项分布和Poisson分布的概率函数和性质自学内容二项分布和Poisson分布的拟合优度检验使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第七章 二项分布和Poisson分布Chapter 7: Binominal distribution and Poisson distribution学习要点1.二项分布和Poisson分布的概念和应用条件 2.二项分布和Poisson分布的概率函数和性质3.二项分布和Poisson分布的应用7.1 二项分布（binominal distribution及其应用一、 二项分布的概念及应用条件 1.二项分布的概念 二项展开式的性质为：展开式的项数为n+1。展开式每项和（1-）指数之和为n。展开式每项的指数从0到n；（1-）的指数从n到0。2.二项分布的概率函数和累积概率3.二项分布的应用条件试验结果只出现对立事件A或，两者只能出现其中之一。试验结果是相互独立，互不影响的。每次试验中，出现事件A的概率为，而出现对立事件的概率为-。则有总概率+(1-)=1。1020101010讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）二、 二项分布的特征1.二项分布的图形特征2. 二项分布的平均数和标准差 三、二项分布的应用1.样本率与总体率的比较直接概率法7.2 Poisson分布一、Poisson分布的概念及应用条件二、Poisson的图形一般地，Poisson分布的图形取决于值的大小。值愈小，分布愈偏；值愈大，分布愈趋于对称。当20时，分布接近正态分布。此时可按正态分布处理资料。当50时，分布呈正态分布。三、Poisson的性质1.Poisson分布的方差等于其均数，即2.当增大时，Poisson分布逐渐逼近正态分布。3.当n很大，（或p）很小，n(或np)=为一常数时，二项分布近似于Poisson分布。4.Poisson分布的可加性四、Poisson分布的应用(一) 总体均数的估计(二) 样本均数与总体均数的比较(三) 两样本均数的比较(四) 应用Poisson分布的注意事项Summary Binominal distribution and Poisson distribution , two important probability distribution of discrete variables , were introduced in this chapter . These distributions have a number of general properties that make them particular important in statistical inference of discrete data and are widely used in the area of biomedicine and public health. In addition , in order to present the basic notations and properties , the normal approximations of both distributions were described . Particularly , we laid emphasis on explaining how to utilize these distributions to estimate confidence interval and to conduct hypothesis test.思考题 1.二项分布的应用条件和特征是什么？ 2.Poisson分布的应用条件和性质是什么？ 3.二项分布和Poisson分布有何异同点？ 4.应用Poisson分布应注意的问题是什么？201020201020教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2005 2006学年第 一 学期课程名称医学统计学授课专业及层次2003级计生本科授课内容第八章 秩和检验学时数3教学目的了解非参数检验的概念，掌握秩和检验的方法重点非参数检验使用范围难点随机区组设计资料的秩和检验自学内容Ridit分析使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第八章 秩和检验Chapter 8: rank sum test 学习要点1.非参数统计的概念2.秩和检验的基本思想3.几种常用的秩和检验的方法8.1 非参数检验的概念 Concept of nonparametric test 非参数检验适用于以下类型的资料：1.等级资料（有序分类资料）2.偏态分布资料。3.分布不明的资料。4.各组方差明显不齐，且不易变换达到齐性的资料。5.组内个别观察值偏离过大的资料。6.开口分组资料。讲解非参数检验的有缺点 8.2 配对设计资料的秩和检验 Rank sum test of paired samples8.3 两样本比较的秩和检验Rank sum test of two independent samples202020讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）8.4 完全随机设计多个样本比较的秩和检验 Rank sum test of more independent samples 8.5 多个样本间两两比较的秩和检验一、各组样本含量相等时的两两比较 二、各样本含量不等时的两两比较 8.6 随机区组设计资料的秩和检验 8.7 随机区组设计资料的两两比较Summary The correctness of an analysis depends to some degree on certain assumptions about the method . Obviously , there are situations in which the assumptions underlying an analysis are not satisfied and remedial methods like variable transformations do not work . An alternative approach which does not depend on the distribution of the random error nor necessarily make inference on any particular parameter is generally called “nonparametric” or “distribution free” methods . Rank sum tests are commonly used methods of nonparametric test , and are based on ranks measurements that can be changed into ordinal scale measurements by simply ranking observations. A variety of rank sum tests including Wilcoxon signed rank test , Wilcoxon test for independent two samples , Kruskal-Wallis and Friedman test , etc . Their applications in the area of public health and biomedicine were introduced in this chapter . 思考题1.参数检验和非参数检验的区别何在？各有何优缺点？2.非参数检验适用于哪些情况？3.为何单向有序资料一般不宜用2检验，而用秩和检验。2020202020教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2005 2006学年第 一 学期课程名称医学统计学授课专业及层次2003级计生本科授课内容第九章 直线相关与回归学时数2教学目的掌握直线相关与回归的概念、回归方程的建立和使用注意问题重点直线相关与回归的联系与区别难点回归系数的假设检验自学内容曲线直线化使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第九章 直线相关与回归Chapter 9: Linear correlation and regression学习要点1.掌握相关系数的意义、计算和假设检验2.掌握回归系数的意义、计算和假设检验3.直线相关与回归分析时应注意的问题9.1 直线相关（linear correlation）用于分析双变量正态分布资料。一、相关系数(correlation coefficient)的意义它描述两变量间相关关系的密切程度和相关方向。r值的范围为：1r1二、相关系数的计算（重点讲述r值的方向的含义和如何反映两变量的关系的密切程度三、相关系数的检验假设（重点讲述为何进行假设检验）1. t检验法 2.查表法 9.2 直线回归（linear regression） 一、直线回归的概念二、直线回归方程的求法10201020讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）三、回归直线的绘制四、回归系数的假设检验五、直线回归方程的应用（一）描述两变量间的依存关系。（二）利用回归方程进行预测 (forecast)（三）利用回归方程进行统计控制（statistical control）9.3 进行直线相关与回归分析时应注意的问题1.作相关回归分析要有实际意义2.相关关系不一定是因果关系，也可能是伴随关系。3.在进行直线相关与回归分析之前，应先绘制散点图。4.直线相关与回归的区别 5. 相关与回归的联系在同一组数据，相关系数r与回归系数b的符号一致。同一组数据，r与b的假设检验是等价的，即tr=tb。6. 回归方程一般只适用于自变量X的原始数据范围内，不能任意外延。7. 同一组资料由X推Y和由Y推X的直线回归方程是不同的。 8. 建立回归方程的条件（时间、地点、方法、测量仪器等）一旦改变，原回归方程就不宜继续使用。 9.4 等级相关（rank correlation）等级相关亦称为秩相关，适用于分布类型不明的资料、偏态分布资料和等级资料的相关分析。本节主要介绍Spearman等级相关法Summary Linear regression and correlation with one independent variable were discussed in this chapter . Which can be used to determine whether and how two variables are related and how strong they are related . Regression is for estimating the numerical relationship between variables in which one variable can be used to predict another . The regression equation can be expressed as where a and b are constant , also called intercept , and regression coefficient , also called slope , respectively . WhWhether the variable x and y are linearly related and hence whether x is useful as a predictor of y can be determined by performing the hypothesis test for the slope of the population regression line. The correlation coefficient is used to describe correlation between two variables , and the sample linear correlation coefficient r is only an estimation of . Similarly , a hypothesis test for the population linear correlation coefficient can be performed .思考题1.相关系数与回归系数的联系与区别是什么？2.应用直线相关和回归分析时应注意哪些问题？3.举例说明如何用直线回归方程进行预测和控制？4.剩余标准差的意义与用途？201020教 案授课教师： 景学安 职称：教授 2004 2005学年第 一 学期课程名称医学统计学授课专业及层次2003级检验本科授课内容第十章 实验设计学时数3教学目的掌握实验设计的基本要素、基本原则、样本含量的估计和常用实验设计方法重点实验设计的基本原则和常用方法难点样本含量的估计 自学内容拉丁方设计、析因设计、正交设计使用教具自制多媒体PowerPoint相关学科知识生物统计学、卫生统计学教 学 法以问题为中心的教学讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）第十章 实验设计Chapter 10：Experiment design学习要点1.实验研究的特点和分类2.实验设计的基本要素3.实验设计的基本原则4.常用实验设计的方法10.1 实验研究experimental research 一、 研究设计的意义 二、实验研究的特点三、实验研究的分类：1.动物实验(animal experiment) 2.临床试验（clinical trial） 3.社区干预试验（community intervention trial） 10.2 实验设计的基本要素一、处理因素（study factor）二、受试对象(study subjects)三、实验效应(experimental effect) 1.关联性 2.客观性 3.特异性与敏感性 10.3 实验设计的基本原则一、对照原则（control）1.空白对照 2.实验对照 3.自身对照 4.相互对照 5.标准对照 6.安慰剂对照 7.历史对照 二、均衡原则(balance)50分钟讲授内容纲要、要求及时间分配（可加附页）三、随机的原则（randomization）四、重复原则（replication）10.4 样本含量的估计一、确定样本含量的意义二、样本含量估计的基本条件及要求1.确定所比较的两个总体参数间的差值2.确定总体标准差3.确定第一类错误的概率4.检验效能（1-）三、常用样本含量估计方法10.5 常用实验设计方法一、 完全随机设计（completely random design）二、配对设计（paired desige）三、交叉设计(cross over design)四、随机区组设计（randomized block design）Summary Experiment design is an important part in medical res