檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中常見統(tǒng)計(jì)問題辨析及對(duì)策

1、檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究中常見 統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤辨析及對(duì)策,講授提綱,1.引言 2.從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度看 3.從統(tǒng)計(jì)描述角度看 4.從定量分析角度看 5.從定性分析角度看 6.從相關(guān)回歸角度看,主要參考文獻(xiàn),1.胡良平. 檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)中常見的統(tǒng)計(jì)學(xué)問題及其對(duì)策，《中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》，23(5):299,2000 2.胡良平主編.《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)應(yīng)用錯(cuò)誤的診斷與釋疑》，北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，19993.胡良平主編.《現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)與SAS應(yīng)用》，北京：軍事

2、醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，20004.胡良平主編.《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)內(nèi)容概要、考題精選與考題詳解》，北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，20005.胡良平編著.《Windows SAS 6.12 & 8.0實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析教程》，北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，20016.胡良平，李子建主編. .《醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)與典型錯(cuò)誤辨析》，北京：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)出版社，2003,1、引言,檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究問題可概括為“對(duì)不同樣品中不同物質(zhì)的檢測(cè)方法的研究”和“檢測(cè)同一種物質(zhì)的

3、幾種檢測(cè)方法之間的比較”等問題；,1、引言,常用的統(tǒng)計(jì)分析方法有：計(jì)算變異系數(shù)和相關(guān)系數(shù)、求直線回歸方程和擬合標(biāo)準(zhǔn)曲線、進(jìn)行均值的假設(shè)檢驗(yàn)、進(jìn)行一般的χ2檢驗(yàn)和配對(duì)設(shè)計(jì)定性資料的χ2檢驗(yàn)等。,1、引言,其中有些內(nèi)容涉及到“診斷試驗(yàn)的評(píng)價(jià)”問題，無(wú)論從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度，還是從統(tǒng)計(jì)分析方法的選擇角度看，都存在一些不足之處 。,2、從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度看 存在的問題及其對(duì)策,有些論文中，目的旨在比較兩種檢測(cè)方法的優(yōu)劣，但在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)考

4、慮不周，用兩種方法對(duì)樣品分別檢測(cè)，于是，為了比較兩種檢測(cè)方法的優(yōu)劣，只能按兩個(gè)獨(dú)立樣本進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的靈敏度較低，因此需要較大的樣本。,2、從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度看 存在的問題及其對(duì)策,如“酶聯(lián)雜交法定量檢測(cè)乙型肝炎病毒DNA的聚合酶鏈反應(yīng)產(chǎn)物”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年5月第22卷第3期P164表1），用“凝膠電泳法”與“酶聯(lián)雜交法”分別對(duì)三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。若改用配對(duì)設(shè)計(jì)，并按相應(yīng)設(shè)計(jì)資料的處理方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分

5、析，則更好。,2、從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度看 存在的問題及其對(duì)策,人們?cè)谶M(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，常在“隨機(jī)、對(duì)照、重復(fù)、均衡”四個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基本原則上遵守不嚴(yán)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性很低；有些實(shí)驗(yàn)研究需要采用多因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，人們常采用多次單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。,2、從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)角度看 存在的問題及其對(duì)策,上面提及的兩個(gè)方面在檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)研究中雖不太常見，但也時(shí)有發(fā)生，而醫(yī)學(xué)研究的其他領(lǐng)域中，這方面的案例是很多的。,3、從統(tǒng)

6、計(jì)描述角度看 存在的問題及其對(duì)策,人們常用統(tǒng)計(jì)表和統(tǒng)計(jì)圖來(lái)描述統(tǒng)計(jì)資料，但在編制復(fù)合統(tǒng)計(jì)表時(shí)，常將表中第二個(gè)分組變量與觀測(cè)指標(biāo)的位置放顛倒了。如表1（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年1月第22卷第1期P52表2）。,編制得不太好的統(tǒng)計(jì)表,修改后的統(tǒng)計(jì)表,統(tǒng)計(jì)圖繪制中常見的錯(cuò)誤,繪制統(tǒng)計(jì)圖時(shí)，人們常將兩個(gè)連續(xù)變量之間的變化關(guān)系用條圖來(lái)表示。如“新生mRNA分析方法的建立與初步應(yīng)用”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年

7、3月第22卷第2期P90），在原文圖3中，橫軸上的變量是“溫度(℃)”，縱軸上的變量是“雜交信號(hào)強(qiáng)度（%）”；,統(tǒng)計(jì)圖繪制中常見的錯(cuò)誤,在原文圖5中，橫軸上的變量是“雜交時(shí)間（min）”，縱軸上的變量是“雜交信號(hào)強(qiáng)度（%）”。這兩幅圖中縱、橫軸上的變量都是連續(xù)性變量，應(yīng)選用線圖來(lái)表達(dá)，但原文都誤用了條圖。,繪制統(tǒng)計(jì)圖時(shí)兩種最常見錯(cuò)誤,其一，在坐標(biāo)軸上隨意標(biāo)刻度值，等長(zhǎng)的間隔代表的數(shù)量不等，線圖表現(xiàn)出來(lái)的升降趨勢(shì)是假象；其二，所選用的統(tǒng)

8、計(jì)圖類型與資料的類型不吻合，如用條圖表達(dá)連續(xù)性資料，用線圖表達(dá)離散性資料。,4、從定量資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,1. 誤用t檢驗(yàn)處理的單因素K水平設(shè)計(jì)（K≥3）資料的例子有：“血清腫瘤標(biāo)志在結(jié)直腸癌診斷中的應(yīng)用”一文（見《中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》2000年1月第23卷第1期P12表1），其資料屬于單因素5水平設(shè)計(jì)資料。若資料滿足前提條件，應(yīng)先作單因素5水平設(shè)計(jì)資料的方差分析，若P<0.05，再用DUNNETT的t檢驗(yàn)，進(jìn)行

9、多個(gè)實(shí)驗(yàn)組分別與一個(gè)對(duì)照組均數(shù)之間的比較。,4、從定量資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,2. 誤用t檢驗(yàn)處理的兩因素析因設(shè)計(jì)資料的例子有：“缺血性腦血管患者血清和尿液中褪黑素的變化”一文（見《中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志》2000年3月第23卷第2期P93表1），組別（分為“對(duì)照組”與“患者組”）和性別（分為“男性”與“女性”）是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素，它們構(gòu)成一個(gè)2×2的析因設(shè)計(jì)框架。,4、從定量資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,各條

10、件下所做的獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)次數(shù)不等（最少12次，最多33次），“褪黑素的測(cè)定值”與“6-羥基硫酸褪黑素的測(cè)定值”是兩個(gè)定量的觀測(cè)指標(biāo)。若資料滿足前提條件，對(duì)兩個(gè)指標(biāo)應(yīng)分別用兩因素析因設(shè)計(jì)資料的方差分析處理。,4、從定量資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,3. 誤用t檢驗(yàn)處理的具有一個(gè)重復(fù)測(cè)量的兩因素設(shè)計(jì)資料的例子有：“急性心肌梗塞溶栓療法對(duì)血漿凝血活性影響的研究”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年3月第22卷第2期P113表2和表3

11、），受試對(duì)象的組別（分為“溶栓組”和“未溶組”與“再通組”和“未通組”）和觀測(cè)時(shí)間（有7個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)，h）是兩個(gè)實(shí)驗(yàn)因素。,5、從定性資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,1. 有些定性資料，僅列出了表格，計(jì)算了相對(duì)數(shù)，未對(duì)資料作統(tǒng)計(jì)分析，缺乏說(shuō)服力。如：“評(píng)價(jià)三種篩選方法檢測(cè)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶及其臨床應(yīng)用”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年7月第22卷4期P230表1），其資料屬于含有4個(gè)單向有序的二維列聯(lián)表資料。,5、從定性

12、資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,2.“顯色培養(yǎng)基在臨床快速檢測(cè)念珠菌的應(yīng)用”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年11月第22卷6期P375表1），原作者誤用一般的χ2檢驗(yàn)取代配對(duì)設(shè)計(jì)的McNemar χ2檢驗(yàn)分析配對(duì)設(shè)計(jì)的四格表資料，這是不妥當(dāng)?shù)摹?5、從定性資料統(tǒng)計(jì)分析角度看存在的問題及其對(duì)策,3. 在缺乏（特設(shè)的或隱含的）金標(biāo)準(zhǔn)的情況下，要慎用配對(duì)設(shè)計(jì)的McNemar χ2檢驗(yàn)。通常兩種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果分為“陽(yáng)性”與“

13、陰性”，當(dāng)每一種檢測(cè)方法都有較高的假陽(yáng)性率和假陰性率時(shí)，此時(shí)，若缺乏（特設(shè)的或隱含的）金標(biāo)準(zhǔn)，即使運(yùn)用配對(duì)設(shè)計(jì)的McNemarχ2檢驗(yàn)，也沒有多大實(shí)際意義。,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,當(dāng)兩種試驗(yàn)方法的檢測(cè)結(jié)果是定量指標(biāo)時(shí)，人們常用變異系數(shù)來(lái)度量?jī)煞N方法的精密度的高低，常用直線相關(guān)分析或配對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)量資料的t檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)明兩種方法的吻合程度的大小，有些還給出了直線回歸方程。這樣做，通常是不夠妥當(dāng)?shù)摹?6、從相關(guān)與回歸分析角

14、度看存在的問題及其對(duì)策,1. 僅計(jì)算變異系數(shù)是不夠的。如：“臨床酶學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的新途徑”一文（見《中華醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)雜志》1999年1月第22卷第1期P55表2和表3），僅根據(jù)變異系數(shù)的數(shù)值大小，作出判斷，缺乏說(shuō)服力。因?yàn)樽儺愊禂?shù)仍是統(tǒng)計(jì)量，必有抽樣誤差，因此，兩個(gè)或多個(gè)變異系數(shù)比較時(shí)仍需要進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)的方法此處從略。,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,2. 直線相關(guān)分析或配對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)量資料的t檢驗(yàn)用得不當(dāng)。在檢測(cè)結(jié)果為計(jì)量資

15、料的前提下，人們常選用直線相關(guān)系數(shù)r值或配對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)量資料的t檢驗(yàn)來(lái)說(shuō)明兩種方法的吻合程度的大小，這是不夠敏感的方法。因?yàn)楫?dāng)兩種試驗(yàn)方法中的某一種存在較大的系統(tǒng)誤差時(shí)，其相關(guān)系數(shù)r值仍然較大，系統(tǒng)誤差不易表現(xiàn)出來(lái)；,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,當(dāng)某些樣品上的測(cè)定結(jié)果相差較大時(shí)，計(jì)算t統(tǒng)計(jì)量時(shí)由于其分子是各對(duì)數(shù)據(jù)差量的平均值，因此，部分較大的差量很容易被“修勻”；有些論文中雖然求出了直線回歸方程，但沒有恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用它，給出

16、的P值是關(guān)于直線的斜率與0之間的差別是否具有顯著性，但它不能針對(duì)性地回答兩種試驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果之間吻合程度的高低。,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,比較好的做法是：用兩種檢測(cè)方法對(duì)每一個(gè)樣品各檢測(cè)一次，將數(shù)據(jù)配成對(duì)子，并將其中一種方法檢測(cè)的結(jié)果視為x，將另一種方法檢測(cè)的結(jié)果視為y，建立y關(guān)于x的直線回歸方程。檢驗(yàn)總體斜率B與1之間的差別是否具有顯著性意義（即檢驗(yàn)回歸直線與x軸的夾角是否為45度）。,6、從相關(guān)與回歸分析角度

17、看存在的問題及其對(duì)策,【例3】在無(wú)震動(dòng)和有一定震動(dòng)的條件下，同時(shí)測(cè)定10份血樣的血細(xì)胞沉降率（mm/h），結(jié)果如下。問：該震動(dòng)對(duì)血沉測(cè)定結(jié)果的影響有無(wú)顯著性意義？ 樣品號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 無(wú)震動(dòng)，x 3 3 1 90 2 7 67 27 18

18、 32 有震動(dòng)，y 6 5 1 123 3 11 74 33 21 38,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,【分析與解答】若誤用直線相關(guān)分析，其結(jié)果為：r=0.99199、P<0.0001，說(shuō)明x與y之間的直線相關(guān)關(guān)系具有非常顯著性意義；若誤用配對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)量資料的t檢驗(yàn)來(lái)分析，其結(jié)果為：t=2.145、P=0.0605，說(shuō)明震動(dòng)前、后血沉均值之間的差別無(wú)顯

19、著性意義。這兩種檢驗(yàn)的結(jié)果都等價(jià)于說(shuō)：震動(dòng)前、后測(cè)得的各樣品上的血沉值很吻合。,6、從相關(guān)與回歸分析角度看存在的問題及其對(duì)策,然而，這個(gè)結(jié)論是不正確的！事實(shí)上，當(dāng)我們擬合出直線回歸方程，并檢驗(yàn)H0：B=1、H1：B≠1”后，檢驗(yàn)結(jié)果為：t=4.681、P=0.0016。這說(shuō)明總體斜率與1之間的差別具有非常顯著性意義；又因樣本斜率b=1.267083>1，而且，除第3個(gè)樣品點(diǎn)外，其他9個(gè)樣品點(diǎn)的y值都大于相應(yīng)的x值。,6、從相關(guān)與