4-正态分布及其应用.ppt

医学统计学 主要内容 正态分布的概念及其特征 标准正态分布 医学参考值范围及其制定 一 正态分布(normal distribution) 正态分布的概念 正态分布曲线的数学函数表达式 如果随机变量X的分布服从概率密度函数 则称X服从正态分布，记作X～N(μ,σ2), μ为X的总体均数，σ2为总体方差 二、正态分布的特征 钟型曲线，以μ为中心，左右完全对称，两端与X轴永不相交 在X=μ处，f(X)取最大值，X越远离μ，f(X)越小。 曲线下面积分布有规律 X轴与正态曲线所夹面积恒等于1或100%； 区间μ±σ的面积为68.3%,区间μ±1.96σ的面积为95%,区间μ±2.58σ的面积为99%. 两个参数决定位置和变异：μ和σ σ是变异参数，决定分布曲线的形态 正态分布是一个分布族，对应于不同的参数 和 会产生不同位置、不同形状的正态分布。 标准正态分布Z的概率密度函数为 即将X~N(μ,σ2)的正态分布转化为Z~ N(0,12)的标准正态分布，Z称为标准正态变量，其分布函数为 根据上述公式制成附表1，欲求一定区间标准正态分布曲线下的面积只需查表即可，且 φ(z)=1- φ(-z) 例：已知X服从均数为μ标准差为σ的正态分布，试估计：（1）X取值在区间μ±1.96σ内的概率；（2）X取值在区间μ±2.58σ内的概率。 求X取值在相应区间内的概率，首先要确定区间两端点所对应的Z值 例3-1：正常成年男子的红细胞计数近似服从正态分布，假设均值为4.78×1012/L，标准差为0.38×1012/L，试估计红细胞数在4×1012/L以下所占的比例。 先将4（×1012/L）变换为相应的μ值，即 于是问题就转化成为求标准正态分布Z值小于-2.05概率。查附表1得φ(-2.05)=0.202，表明成年男子的红细胞数低于4 ×1012/L的人约占总体的2%。 求出在4 ×1012/L~5.5 ×1012/L范围内所占的比例 即求P(4.0≤X≤5.5) 例3-2 上节课的例题中已计算出101名正常成年女子的血清总胆固醇均数为4.03mmol/L，标准差为0.659mmol/L。试估计该单位：正常成年女子血清总胆固醇在4.00mmol/L以下者占正常女子总人数的百分比；在4.00~5.00mmol/L之间者占正常女子总人数的百分比；在5.00mmol/L以上者占正常女子总人数的百分比。 由于此例样本含量较大，可用样本均数、标准差代替总体均数和标准差 三、正态分布的应用 正态分布除了可估计频数分布外，还是许多统计方法的基础，并可应用于质量控制及制定医学参考值范围。 一、基本概念 医学参考值：通常指包括绝大多数正常人的解剖、生理、生化、免疫及组织代谢产物的含量等各种生理生化指标常数。 医学参考值范围：由于存在个体差异，生物医学数据并非常数而在一定范围内波动，故采用医学参考值范围作为判定正常和异常的参考标准。 主要目的：用于临床疾病诊断。 通常使用的医学参考值范畴有：90%，95%和99%。 最常用的是95%参考值范围。 二、医学参考值范围的制定方法 (一）选择一定数量的参照样本 选择参照样本必须要考虑可能影响所要制定参考值范围指标的各种疾病及干扰因素，将这些人排除在外。例如在制定血清谷－丙转氨酶活性正常值时，选取正常人的条件为肝、肾、心、脑、肌肉等无器质性疾患，近期无特殊用药史等。同时可能需要考虑性别、年龄、民族、地理位置等因素。样本含量一般要较大，如n120。 （二）对选定的参照样本进行准确的测定 为保证原始数据可靠，要严格控制检测误差，包括分析仪器的灵敏度、试剂的纯度、操作技术及标准的掌握等，同时必须对测量条件做出统一的规定和说明，如临床化验参考值范围的制定，应对收集样本时的环境和生理条件（温度、季节、体育活动强度、饮食、妊娠等），收集、转运和储藏样品的方法及时间有明确的规定。 （三）决定取单侧范围还是双侧范围值 有些指标如白细胞数过高或过低均属异常(a) ，故其参考值范围需要分别确定下限和上限，称作双侧。有些指标如24小时尿糖含量仅在过高(b)、肺活量仅在过低时为异常(c)，只需确定其上限或下限，称作单侧参考值范围。 （四）选择适当的百分范围 参考值的百分范围应根据资料的性质和研究目的选择，它与诊断阈值有确定的关系。百分范围的不同将导致不同的假阳性率和假阴性率。 （五）估计参考值范围的界限 参考值范围估计主要有百分位数法和正态分布法。 1.百分位数法：适用于任何分布类型的资料，尤其是偏态分布资料，要求样本含量比正态分布法要多（不低于100）。 计算公式：