Excel與醫(yī)學(xué)統(tǒng)計相結(jié)合的探討

劉秉政 梁桂麗

摘要

在信息飛速發(fā)展的今天，計算機技術(shù)滲透在社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。而其在現(xiàn)代的醫(yī)學(xué)的圖像處理、信息管理、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計等方面的作用也是不可代替的。所以醫(yī)學(xué)院校中計算機教學(xué)有著相當重要的作用。文章通過對Excel在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中的應(yīng)用探討，提出醫(yī)學(xué)院校計算機教學(xué)應(yīng)該理論結(jié)合實際，讓學(xué)生可以利用計算機軟件工具來解決醫(yī)學(xué)中的實際問題。

【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)院校 Excel統(tǒng)計函數(shù) 醫(yī)學(xué)統(tǒng)計學(xué) 教學(xué)改革

1 引言

在醫(yī)學(xué)研究中，經(jīng)常要對收集到的數(shù)據(jù)進行各種統(tǒng)計分析。因此，統(tǒng)計學(xué)是醫(yī)學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)學(xué)科，對臨床醫(yī)學(xué)和實驗研究有重要的指導(dǎo)價值。統(tǒng)計學(xué)是一門關(guān)于大量數(shù)據(jù)資料的收集、整理、描述、推斷和分析的學(xué)科，是一門方法論的科學(xué)。由于統(tǒng)計學(xué)中概念多而且概念之間的關(guān)系十分復(fù)雜、公式多且計算繁瑣。在臨床醫(yī)師應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)分析臨床醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)時顯得力不從心。為此，統(tǒng)計學(xué)軟件起到了關(guān)鍵性作用。常用的統(tǒng)計學(xué)軟件有Minitab、SPSS、SAS等。這些軟件系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對于非統(tǒng)計學(xué)專業(yè)的學(xué)生并不常用，如果學(xué)生要進行自主性學(xué)習也比較難以找到相應(yīng)的工具。那么，如果只對數(shù)據(jù)進行基本的統(tǒng)計分析，我們就可以選擇醫(yī)學(xué)院校計算機教學(xué)中常用的Excel軟件。利用Excel提供的統(tǒng)計函數(shù)和分析工具可以完成一些醫(yī)學(xué)統(tǒng)計工作。

2 Excel常用的統(tǒng)計函數(shù)

2.1 求集中趨勢的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)計算值是一組數(shù)據(jù)的平均值。平均數(shù)反映的是一組數(shù)據(jù)的特征，在統(tǒng)計中的意義是代表和理解一組數(shù)據(jù)的，是描述和比較數(shù)據(jù)的統(tǒng)計量。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：AVERAGE（numberl，number2，...）

2.2 求離散趨勢的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)計算值計算一組數(shù)據(jù)與其平均值的絕對偏差的平均值。反映的是統(tǒng)計里的離散程度。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：AVEDEV（numberl，number2，...）

2.3 求頻數(shù)分布的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)計算值是一列垂直數(shù)據(jù)的頻率分布。數(shù)據(jù)在統(tǒng)計的過程中，收集到的原始數(shù)據(jù)是雜亂無章的，必須進行加工處理，頻率分布函數(shù)就是數(shù)據(jù)處理工具，它可以直觀的反映數(shù)據(jù)的分布波動情況和變化趨勢。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

FREQUENCY（data_array，binsaiTay）data_array.一組垂直數(shù)值，在Excel中就是一列數(shù)據(jù)。

bins array...就是對數(shù)據(jù)需要進行的分組情況。

2.4 正態(tài)分布的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)返回值是指定平均值和標準偏差的正態(tài)分布函數(shù)。正態(tài)分布函數(shù)在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中應(yīng)用廣泛，針對某些醫(yī)學(xué)現(xiàn)象如：同質(zhì)群體的身高、紅細胞數(shù)、血紅蛋白量以及實驗中的隨機誤差，都是呈現(xiàn)為正態(tài)或近似于正態(tài)分布的。正態(tài)分布是許多統(tǒng)計方法的理論基礎(chǔ)，檢驗、方差分析、相關(guān)和回歸等統(tǒng)計方法都要求分析的數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

NORMDIST（x，mean，standard_dev，cumulative）

x-----計算分布的數(shù)值

mean-----數(shù)據(jù)的均值

standard_dev-----數(shù)據(jù)的標準差

cumulative-----有0和1取值。0代表概率密度函數(shù)，1代表累積分布函數(shù)。

2.5 總體均數(shù)估計和假設(shè)檢驗的統(tǒng)計函數(shù)

其函數(shù)是比較兩組數(shù)據(jù)平均數(shù)差異是否顯著。返回值是t檢驗的概率值p。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

TTEST（array1，array2，tai1s，type）

array1-----數(shù)據(jù)組1

array2-----數(shù)據(jù)組2

tails……1和2兩種數(shù)值。如果進行試驗時已經(jīng)有方向性預(yù)測或強烈需要作出方向性預(yù)測，選擇1數(shù)值，表示進行單尾檢驗。如果一種理論預(yù)測分數(shù)增加時另一種預(yù)測分數(shù)減少，選擇數(shù)值2，進行雙尾檢驗。

Type-----代表檢驗類型。1表示成對檢驗，2表示雙樣本等方差假設(shè)，3代表雙樣本異方差假設(shè)。

2.6 方差分析的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)返回值是數(shù)組1和數(shù)組2的方差無明顯差異的單尾概率。可以判斷兩個樣本方差是否不同，就是通常說的方差齊性檢驗。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

FTEST（array1，array2）

2.7X2檢驗的統(tǒng)計函數(shù)

函數(shù)返回值是x卡方分布的單尾概率。卡方檢驗是醫(yī)學(xué)科學(xué)中最常用的統(tǒng)計方法之一，主要對分類資料進行統(tǒng)計分析。常用以檢驗兩個或兩個以上樣本或構(gòu)成比之間差別的顯著性分析。說明兩類屬性現(xiàn)象是否存在一定的關(guān)系。在Excd中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

CHIDIST（x，degrees_freedom）

x-----計算分布的數(shù)值

degrees_freedom-----自由度

2.8 秩和檢驗的統(tǒng)計函數(shù)

適用于總體分布偏態(tài)不是正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，或是等級資料（化驗結(jié)果+，++；心功能分級Ⅰ、Ⅱ等情況）分析。將等級資料的分析轉(zhuǎn)換為秩次的分析。通過秩次的排列求出秩和，進行假設(shè)檢驗。在Excel中，其函數(shù)表現(xiàn)形式如下：

RANK（number，ref，order）

2.9 回歸與相關(guān)

函數(shù)返回值為兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)。可以確定兩個不同事物之間的關(guān)系。返回值越接近于1，說明相關(guān)性越高。

CORREL（array1，array2）

3 Excel統(tǒng)計函數(shù)分析數(shù)據(jù)的方法

在Excel2010中，對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析的步驟如下：

（1）首先需要將需要分析的數(shù)據(jù)項錄入到表格中；

（2）點擊菜單欄的“文件”中的“選項”；

（3）出現(xiàn)新的彈窗，點擊“加載項”，在點擊“轉(zhuǎn)到”

（4）出現(xiàn)新的彈窗，將前面的“方框”都點上“對勾”，點擊確定。

（5）點擊菜單欄“數(shù)據(jù)”，接著點擊“數(shù)據(jù)分析”，就可以對數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的統(tǒng)計分析了。

4 Excel統(tǒng)計函數(shù)在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中的應(yīng)用實例

醫(yī)學(xué)統(tǒng)計資料按其性質(zhì)一般分為計數(shù)資料與計量資料兩類。不同類型的統(tǒng)計資料應(yīng)采用不同的統(tǒng)計分析方法。使用者根據(jù)自己想解決的問題，正確選擇統(tǒng)計方法和相應(yīng)的統(tǒng)計程序。按照這兩類統(tǒng)計資料劃分，總結(jié)兩類資料所用統(tǒng)計描述方法和統(tǒng)計推斷方法如表1所示。僅作參考。

實例1：為比較兩種方法對乳酸飲料中脂肪含量測定結(jié)果是否不同，隨機抽取了10份乳酸飲料制品，分別用脂肪酸水和哥特里…羅紫法測定，其結(jié)果如下表。問兩種測定結(jié)果是否不同？（題目來自張鑫醫(yī)學(xué)統(tǒng)計方法）

首先分析這是配對設(shè)計的計量資料。同一受試對象分別接受的兩種不同的處理，所以我們應(yīng)該選擇配對t檢驗。將數(shù)據(jù)輸入Excel表格如圖1。

然后對數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，打開數(shù)據(jù)分析對話框選擇配對樣本t檢驗。

然后再對話框中設(shè)置參數(shù)如圖2。

最后在新的工作表中得出相應(yīng)的計算結(jié)論。

從得出的結(jié)論可以看出，t=7.926，p<0.001。按照a=0.05的水準，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。可以認為兩種方法對脂肪含量的測定結(jié)果不同，哥特里一羅紫法測定的結(jié)果較高。

實例2：在二乙基亞硝胺誘發(fā)大白鼠鼻咽癌的實驗中，一組單純用亞硝胺向鼻腔滴注（鼻注組），另一組在鼻注基礎(chǔ)上加肌注維生素B12，實驗結(jié)果見表，問兩組發(fā)癌率有無差別？（題目來自好醫(yī)生繼續(xù)教育網(wǎng)站）

首先分析該題目是把每一份樣本平均分成兩份，分別用兩種方法進行化驗，比較兩種化驗方法的結(jié)果是否有本質(zhì)不同。這屬于二分類計數(shù)資料。我們采用配對卡方檢驗。將原始數(shù)據(jù)輸入到Excel中如圖3。

然后根據(jù)原始數(shù)據(jù)按照公式求出理論頻數(shù)。如圖4。

求顯著性水平p值。利用f（x）函數(shù)里的CHITEST求得。卡方值利用函數(shù)CHIINV（probability，deg_freedom）求得，第一參數(shù)為計算所得P值，第二個參數(shù)是自由度。自由度的公式是：df=（c-l）*（r-l），其中c為列數(shù)，r為行數(shù)。本例中自由度為1。具體操作如圖5。

卡方檢驗結(jié)果顯示P值=0.01092<0.05，故可認為兩組發(fā)癌率有差別，說明增加肌注維生素B12有可能提高大白鼠的鼻咽癌發(fā)生率。

5 結(jié)語

通過上述兩個實例，簡單的闡明了計數(shù)資料與計量資料的統(tǒng)計方法選擇的不同。也說明了Excel統(tǒng)計函數(shù)在醫(yī)學(xué)統(tǒng)計中的應(yīng)用是方便易懂的。那今后在醫(yī)學(xué)院校教學(xué)的過程中，我們大可以改變原有的Excd教學(xué)模式。可以將醫(yī)學(xué)臨床的實際問題帶到教學(xué)設(shè)計中，讓學(xué)生通過設(shè)計案例，提高處理臨床試驗數(shù)據(jù)的能力。這樣的教學(xué)可以更好的將計算機與醫(yī)學(xué)練習起來。達到我們醫(yī)學(xué)院校教學(xué)的目的。