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第一节 集中趋势指标

作者:::徐荣祥 出书社:::中国科学手艺出书社 刊行日期:::2009年7月

离散(dispersion)趋势指标指的是计量资料所有视察值偏离中心位置的程度(measures of variation)。形貌离散趋势的主要统计指标有全距(range,, ,R)、方差(variance)、标准差(standard deviation)、变异系数(coefficient of variation)等。
一、全距
全距又称极差,, ,以符号R体现。R即是一个变量的所有视察值中最大值(maximum,, ,Max)与最小值(miximum,, ,Max)之间的差值。盘算公式为(368):::R=Max-Max。当盘算计量单位相同的变量时,, ,全距越大,, ,视察值的离散程度越大。
如一组烧伤病人的最大烧伤面积为90%TBSA,, ,最小面积为10%TBSA,, ,按公式(368)盘算,, ,R=90-10=80%TBSA。
二、方差
方差是离均差平方和的平均值,, ,方差的巨细只与视察值离散程度有关,, ,而与视察值个数的几多无关。样本方差以符号S2体现,, ,是总体方差的预计值,, ,按公式(369)盘算:::
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式中∑(X-X)2为离均差平方和,, , n-1为自由度(n′)。因总体方差不易获得,, ,现实事情中常用样本方差作为总体方差的预计。
方差多用于方差剖析或两个样本标准差合并盘算之用。如甲组25人,, ,标准差为28,, ,乙组46人,, ,标准差为22,, ,两组合并标准差公式为(369):::
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三、 标准差
凭证上述看法,, ,全距系指一组变量值中最大值与最小值的差;标准差则体现这一组变量值漫衍的离散程度。为进一步说明其离散程度,, ,试看下面这两组数据:::
A组:::80、90、100、110、120(平均数=100)
B组:::98、99、100、101、102(平均数=100)
这两组数值的均数都是100,, ,可是变量值的波动规模却有很大差别,, ,A组数据最大值与最小值之差(全距)为40(120~80),, ,B组数据最大值与最小值之差(全距)为4(102~98)。由此可见,, ,A组数据的波动规模比B组大得多。故均数不可完全说明事物内部的实质,, ,需要用标准差来综合剖析。现在以为反映数据准确度较为完善的指标就是标准差。
又如:::甲组5例病人的烧伤总面积划分为90%、80%、70%、21%、9%TBSA,, ,平均为54%TBSA;乙组5例病人的烧伤总面积划分为100%、49%、49%、36%、36%TBSA,, ,平均值也为54%TBSA,, ,但甲组特重度病人有3例,, ,乙组仅有1例。两组均值虽然相等,, ,但并无同质性和可比性,, ,同时也可看出标准差的主要性。由于标准差是一个个体数据无意性波动巨细的标准标准,, ,标准差大,, ,体现个体数据波动性大,, ,标准差小,, ,体现个体数据波动性小。
四、标准差盘算
1直接盘算公式(3610):::
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S为标准差,, ,∑Χ2为变量值平方后的和,, ,(∑x)2是变量值总和后的平方,, ,n为变量个数。
示例365:::测得9例创面出血病人的血小板数目划分为:::30、50、40、40、50、40、30、50、149(×109/L),, ,求它们的标准差。
【解题方法】
先划分求出公式(3610)中的∑Χ2和(∑Χ)2/n,, ,及n-1值,, ,然子女入公式。
由于∑Χ2为变量值平方后的和,, ,即:::
∑Χ2=302+502+402+402+502+402+302+502+1492=36301
[(∑Χ)2]/n=(30+50+40+40+50+40+30+50+149)2/9=254934
(n-1)为(9-1)=8
代入公式(3610),, ,得:::
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答:::9例创面出血病人的血小板标准差为36755×109/L。
2大样本加权法公式
盘算大样本资料,, ,应绘制频数表资料,, ,凭证公式(3611)盘算标准差:::
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式中∑fX为各组段X与本组段频数乘积之和,, ,∑fΧ2为各组段fx与本组段X乘积之和。
示例366仍以例362为例,, ,即某院视察了110例特重度烧伤病人的血液血红卵白含量,, ,其浓度规模在115~150 g/L之间,, ,求其标准差。
【解题方法】
凭证表362中提供的数据,, ,将(∑f)=110、(∑fX)=13194、(∑fΧ2)=1584990代入公式(3611),, ,得:::
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效果:::110例烧伤病人的血红卵白标准差为472g/L。
五、变异系数
在统计学上将变量值间的差别称为变异,, ,批注这种变异的指标有全距、标准差和变异系数。如上所述,, ,标准差的作用是用来确定两组数据的波动程度,, ,一般情形下,, ,哪一个标准差大,, ,哪一组的数据波动规模也大;哪一个标准差小,, ,其波动规模也小。可是,, ,当较量差别类型的数据时,, ,如身长与体重,, ,或两个平均数相差较大时,, ,若直接用标准差判断它们的波动程度就不稳当了,, ,由于标准差只能反映绝对波动巨细,, ,不可反映相对波动巨细。这种表达相对数波动巨细的指数称为变异系数,, ,用cv或ν体现。该指标也可明确为用百分比体现的标准差,, ,即标准差(s)与均数(X)之比。其公式为(3612):::
201134145325329

示例367某院视察了7岁男孩身高均数为12116cm,, ,标准差为431cm,, ,胸围均数5771cm,, ,标准差为282cm。较量两者的变异程度。
【解题方法】
凭证公式(3612),, ,划分求身长变异系数和胸围变异系数:::

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答:::本例身长均数显着大于胸围均数,, ,若与标准差直接较量,, ,胸围的变异系数似乎小于身长,, ,但经由变异系数盘算,, ,结论为胸围的变异程度并不比身长变异程度小。由此可见,, ,身长的变异程度比胸围稳固。
六、标准误
由于均数的标准误与样本标准差相似,, ,都是说明离散程度的指标,, ,故在此作一介绍。变异系数均数标准误有两种,, ,一种是总体标准误,, ,一种是样本标准误。总体标准误(σx)和样本标准误(sx、SE、SEM)是体现均数误差程度的指标。在医学研究中,, ,常在总体中抽出一部分作为样本,, ,然后再凭证样本的视察效果推论总体情形。可是,, ,由于在统一总体中的个体之间必定保存着差别(犹如是50%TBSA烧伤),, ,样本均数与总体均数之间保存差别,, ,各个样本均数之间必定爆发差别,, ,谓之标准误(sx),, ,是由抽样引起的。标准误越小,, ,说明样本均数与总体均数越靠近,, ,用样本均数推论总体均数的可能性越大;反之,, ,标准误越大,, ,说明用样本均数推论总体均数的可能性越小。故均数标准误是测定样本均数变异规模的标准。在医学资料中,, ,常用样本均数±标准误的形式(x±sx)体现资料的可靠程度。一般来说,, ,在x±1×sx的规模内,, ,总体均数泛起的概率为683%;在x±2×sx的规模内,, ,总体均数泛起的概率为95%,, ,或者说有95%以上的掌握可以为总体均数在这个规模之内,, ,也可以为重复同样实验100次,, ,得出100个均数,, ,会有95%以上的均数漫衍在x±2×sx的规模内。公式(3613)为:::201134145354409

sx为标准误,, ,s为样本标准差,, ,n为样本个数。
示例368某院抽查了100例病人的血液红细胞数目,, ,其样本均值为50×109/L,, ,样本标准差为246×109/L,, ,求其标准误。
【解题方法】
凭证公式(3613),, ,求得:::
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答:::本例样本标准误为0246(×109/L),, ,资料的可靠程度为50±0246(×109/L)。
七、平均数、标准差、标准误的应用
1体现正惯例模如体温、脉搏,, ,血压,, ,红细胞,, ,白细胞等正常值等盘算均需要标准差的加入。正常值规模一般是以平均数±2个标准差作为划定界线,, ,现以红细胞为例说明这个问题。如我们所求得的康健男子红细胞平均值为50×109/L,, ,标准差为25×109/L,, ,则正常男子红细胞的正常值可定为50±2×25,, ,即45×109/L~55×109/L规模内。但应注重,, ,在应用此要领时,, ,变量的漫衍必需是正态漫衍,, ,如属于非正态漫衍者,, ,应接纳其他要领盘算。
2预计受试工具所需样本数
(1)使用标准误公式推算样本数:::
示例369某医院测定了80名严重烧伤患者早期血液肌酐(Cr)含量,, ,测定效果:::均数(x)=1548μmmol/L,, ,标准差(s)=158μmmol/L ,, ,标准误=1778μmmol/L,, , 即现在95%的置信限为1548±354μmmol/L ,, ,欲求95%的置信限在158±20μmmol/L的规模内,, ,需要视察几多例才华泛起这种效果?
【解题方法】
①凭证标准误盘算公式(3613)推算样本数(n),, ,公式为(3614):::
201134145419893

②由于95%的置信限为x±2×sx,, ,今求2×sx=20,, ,即sx=10。把有关数据代入公式(3614),, ,得:::
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③结论:::若把视察人数增添到250人,, ,可能使置信限规模抵达1548±20μmol/L 。
(2)使用两合并标准差推算样本数:::
示例3510某医生用某药治疗粒细胞镌汰症,, ,为视察某药物用口服要领及肌肉注射要领对最高疗效泛起时间(天)的影响。凭证准备试验效果,, ,口服法最高疗效泛起的平均时间为222天,, ,肌肉注射法为175天,, ,合并标准差(s)为1391天。问各组需视察几多例才华使两组均数的差别有显著意义?   
【解题方法】
①本例是两个样本平均数作较量的资料,, ,当两组样内情等时,, ,其样本巨细的预计公式为(3615):::
201134145455144

 n=每组例数,, ,t005=表中查出的标准值,, ,s=合并标准差,, ,x1-x2=两组均数差。
②当n≥30时,, ,查表得出t005=20,, ,因x1-x2=475,, ,s=1391,, ,代入公式(3615):::
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③结论:::每组需要视察69例才华使两组均数差别有显著意义。

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