药学统计学
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教材和主要参考书
教材： 罗旭 毕开顺 《医药统计学》 高等教育出版社 2010年
主要参考书：罗旭 《化学统计学》科学出版社 2001年
参考书：
1 方积乾 《卫生统计学》 人民卫生出版社 2003年 2 孙振球 《医学统计学》 人民卫生出版社 2010年 3 杨德 《试验设计与分析》 中国农业出版社出版 2002年 4 徐叔云 《药理实验方法学》 人民卫生出版社 2009年 5 张均用 《现代药理实验方法》 北京医科大学/协和医科大学出版社 2002年
Statistica、Stata、S-PLUS、Graphpad Prism 数学软件: Mathematica 、 MATLAB、Maple
前言
药学统计学的定义
(pharmaceutical statistics, pharmacometrics)
—— 研究数据的搜集或产生、描述、分析、综合和解释， 以获得新的药学知识或信息，或做出新的药学推断的学科
描述统计学和推断统计学
➢ 区别:描述统计研究的是数据收集、处理、汇总、图表描述、 概括与分析等统计方法。推断统计是研究如何利用样本数据 来推断总体特征的方法。
➢ 联系：现代统计学的两个组成部分，相辅相成、缺一不可。 ➢ 描述统计学——现代统计学的基础和前提 ➢ 推断统计学——现代统计学的核心和关键
前言
近代和现代统计学的发展
t分布 显著性检验方法 方差分析
未来统计学的发展趋势
依赖数学、结合计算机技术 与实质性学科、统计软件、现代信息相结合 从描述现状、反映规律，向抽样推断、预测未来变化发展
前言
统计学的一般定义和解释
是以概率论和数理统计为基础，对研究对象的数据 进行搜集、整理和分析，揭示事物总体特征和规律 的方法论科学。
学科分级： 药学 → 药学统计学 药学统计学的应用
片剂含量均匀度计量型检验方案的研究 中药质量化学模式识别的研究 中药方剂处方的筛选和优化
SGI图形工作站 — SGI O2 Workstation
✓ RISC架构的MIPS并行处理器 ✓ 64位UNIX操作系统：IRIX
分子模拟及分子建模软件 Tripos Sybyl & MSI Insight II
x
相对误差 100%
分析结果误差
实验误差 数据处理误差
系统误差 随机误差 抽样误差 过失误差
舍入误差 算法误差 人为误差
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差 (systematic error)
➢ 可定误差 确定原因引起的误差
➢ 性质：
重复性 多次测定重复出现 单向性 正误差或者负误差 确定性 误差基本恒定不变 无抵偿性 无法通过多次测定取平均值减免 分布多样性 未知分布可按均匀分布处理 改变实验条件才能发现它
➢ 影响测定结果的精密度 ➢ 系统误差和随机误差的关系
抽样误差
➢ 样品个体差异对取样的影响 ➢ 样本均值之间、样本均值与总体均值都可能不相等
学科分级：化学 → 分析化学 → 化学统计学
前言
药学统计学的产生和发展
➢ 学科的继承性和交叉学科的形成 ➢ 统计学方法在药学研究中的应用 ➢ 新技术和新方法在药学研究中的应用
PR (Pattern Recognition) ANN (Artificial Neural Network) DM (Data Mining) KDD (Knowledge Discovery in Databases)
统计学的分类 — 描述统计学 与 推断统计学
➢ 描述统计学(descriptive statistics)是研究如何取得反映 客观现象的数据，并通过图表形式对所搜集的数据进行 加工处理和显示，进而通过综合概括与分析得出反映客 观现象的规律性数量特征的一门学科。
➢ 推断统计学（inferential statistics）是研究如何根据样 本数据去推断总体数量特征的方法，它是在对样本数据 进行描述的基础上，对统计总体的未知数量特征做出以 概率形式表述的推断。
数据库系统 — Oracle 数据库管理台
✓ MDL药物数据报告三维数据库(MDDR/3D) ✓ Chapman&Hall天然产物数据库(CHDNP) ✓ CambridgeSoft NCI 2D/3D & INDEXNET数据库
第一章 数据误差的叠加
§1.1 误差及其种类
误差：测量值（给出值）与客观真值之差
➢ "No scientific discovery is named after its original discoverer.“ (没有科学发现是以它最初的发现者命名的)
➢ Named the sociologist Robert K. Merton as the discoverer of "Stigler's law", so as to avoid this law about laws disobeying its very own decree.
前言
统计学的发展
➢ 古典统计学的萌芽时期(17世纪中叶～18世纪末) ➢ 近代统计学的形成时期(19世纪初～19世纪末) ➢ 现代统计学的发展时期(20世纪初～)
亚伯拉罕·棣莫弗 (Abraham De Moivre) 1667~1754
➢ 1697年，英国皇家学会会员 ➢ 1735年，柏林科学院院士 ➢ 1754年，法国巴黎科学院会员
QUANTITATIVE PHARMACOLOGY, A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION, 2007
其他推荐参考资料
《药学科学前沿与发展方向》 吴镭，北京：中国医药科技出版社，2000 《新药设计原理与方法》 徐文方，北京：中国医药科技出版社，1997 《分子生物学与中医药研究》 王明艳等，上海中医药大学出版社，2000 《计算机辅助药物设计-原理、方法及应用》陈凯先等, 上海科学技术出版社，2000 《分子结构、性质与活性》王连生等，北京：化学工业出版社，1997 《蛋白质的结构预测与分子设计》来鲁华等，北京：北京大学出版社，1995 《药物化学总论》郭宗儒，北京：中国医药科技出版社，1994 《组合化学》(英) Nicholas K. Terrett, 北京：北京大学出版社，1999 《遗传算法原理及应用》周明等，北京：国防工业出版社，2000 《 化学因子分析》潘忠孝等，合肥：中国科技大学出版社，1992 《化学计量学导论》俞汝勤，长沙：湖南教育出版社， 1991 《现代分析化学中的信息理论基础》俞汝勤，长沙：湖南大学出版社，1987 《 计算化学》 陈念贻等，上海：上海科技出版社，1985 《神经网络导论》胡守仁等，长沙：国防科技大学出版社，1993
Robert K. Merton ( 1910.7.4 – 2003.2.23 )
➢ Matthew effect (or accumulated advantage) ("the rich get richer and the poor get poorer“) 马太效应（积累优势、两极分化现象）
前言
统计学的意义
All knowledge is, in final analysis, history. All sciences are, in the abstract, mathematics. All judgments are, in their rationale, statistics. 在终极的分析中，一切知识都是历史； 在抽象的意义下，一切科学都是数学； 在理性的基础上，所有的判断都是统计学。
统计学和数学软件
SAS — Statistical Analysis System SPSS —Statistical Product and Service Solutions
(2010后称为 IBM SPSS) BMDP — Bio Medical Data Processing
➢ 曾与SAS、SPSS并称为三大统计软件包
研究数据的搜集或产生、描述、分析、综合和解释， 以获得新知识或新信息，或做出新推断的学科。
前言
统计学的学科分支
经济计量学 econometrics 技术计量学 technometrics 生物计量学 biometrics, biometry 化学计量学 chemometrics 医学统计学 medical statistics 卫生统计学 health statistics 生物统主要参考书
参考书：
6 郭祖超 《医用数理统计方法》第三版 人民卫生出版社 1988年 7 相秉仁 《计算药学》 中国医药科技出版社 1990年 8 许禄 《化学计量学方法》 科学出版社 1995年 9 蔡元龙 《模式识别》 西北电讯工程学按出版社 1990年 10 王玺 《化学统计学基础习题》 沈阳药科大学 1995年 11 Sanford Bolton, Pharmaceutical Statistics 1998年 12 PHARMACOMETRICS ——THE SCIENCE OF
威廉·戈塞 William Sealy Gosset，1876~1937
➢ 现代统计方法—小样本理论研究的先驱 ➢ 化学家、数学家与统计学家
相关成就：
1908年，以笔名“Student”在《生物计量学》 杂志发表论文《平均数的规律误差》
1907-1937年间发表的22篇统计学论文于 1942年以《“学生”论文集》为书名重新发行
➢ 比例误差
— 相对误差不变，绝对误差随样品量增大而增大
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差(systematic error)
误差来源
➢ ① 方法误差 ② 仪器和试剂 ③ 个人误差
检查和减免方法
✓ 试验设计
✓ 对照试验 ✓ 空白试验 ✓ 回收试验
R
AB C
100%
A：加入标准后测得量 B：未加入标准前测得量 C：加入标准量
主要成就：概率论、中心极限定理
卡尔·弗里德里希·高斯 （Johann Carl Friedrich Gauss) 1777~1855 ➢ 数学家、物理学家和天文学家
➢ “数学王子”、“数学家之王” —“最伟大的数学家之一”
相关成就：误差正态分布的最小二乘理论 三次观测法确定谷神星的位置
Stigler's law of eponymy —— Stigler名字由来法则
— C.R.Rao 《统计与真理：怎样运用偶然性》
前言
统计学的产生
人类对数据研究的需要 matters of state (国事) --- Statistics 词源 概率论（probability theory） 博弈论（Game Theory）
—关于竞争、合作和游戏规则的数学理论 — win-win / lose-lose / zero-sum (win-or-lose)
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差 (systematic error)
➢ 影响测定结果的准确性 ➢ 无法应用概率统计方法减弱或消除 ➢ 重复测定不能发现或减少
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差(systematic error) 误差分类
➢ 恒差
— 绝对误差 (absolute error) 保持不变，与称样 量无关，相对误差 (relative error) 随被测组份含量的 增大而减小
✓ 标准加入法
§1.1 误差及其种类—随机误差
随机误差(random error)
➢ 偶然误差、不可定误差 不确定原因引起的误差 ➢ 性质：
随机性 单次测定误差大小和符号无法估计 多次观测服从概率统计规律
正态性 分布为正态分布 抵偿性 多次重复测定取平均值可减免
§1.1 误差及其种类
随机误差
前言
统计学的发展
正态分布（normal distribution / Gaussian distribution）
观测误差理论（Theory of errors of observation）
如果影响一个量的独立随机因素众多而且每个因素的影响小， 则这个量呈现为概率密度两头小、中间大的分布
p(x)
教材： 罗旭 毕开顺 《医药统计学》 高等教育出版社 2010年
主要参考书：罗旭 《化学统计学》科学出版社 2001年
参考书：
1 方积乾 《卫生统计学》 人民卫生出版社 2003年 2 孙振球 《医学统计学》 人民卫生出版社 2010年 3 杨德 《试验设计与分析》 中国农业出版社出版 2002年 4 徐叔云 《药理实验方法学》 人民卫生出版社 2009年 5 张均用 《现代药理实验方法》 北京医科大学/协和医科大学出版社 2002年
Statistica、Stata、S-PLUS、Graphpad Prism 数学软件: Mathematica 、 MATLAB、Maple
前言
药学统计学的定义
(pharmaceutical statistics, pharmacometrics)
—— 研究数据的搜集或产生、描述、分析、综合和解释， 以获得新的药学知识或信息，或做出新的药学推断的学科
描述统计学和推断统计学
➢ 区别:描述统计研究的是数据收集、处理、汇总、图表描述、 概括与分析等统计方法。推断统计是研究如何利用样本数据 来推断总体特征的方法。
➢ 联系：现代统计学的两个组成部分，相辅相成、缺一不可。 ➢ 描述统计学——现代统计学的基础和前提 ➢ 推断统计学——现代统计学的核心和关键
前言
近代和现代统计学的发展
t分布 显著性检验方法 方差分析
未来统计学的发展趋势
依赖数学、结合计算机技术 与实质性学科、统计软件、现代信息相结合 从描述现状、反映规律，向抽样推断、预测未来变化发展
前言
统计学的一般定义和解释
是以概率论和数理统计为基础，对研究对象的数据 进行搜集、整理和分析，揭示事物总体特征和规律 的方法论科学。
学科分级： 药学 → 药学统计学 药学统计学的应用
片剂含量均匀度计量型检验方案的研究 中药质量化学模式识别的研究 中药方剂处方的筛选和优化
SGI图形工作站 — SGI O2 Workstation
✓ RISC架构的MIPS并行处理器 ✓ 64位UNIX操作系统：IRIX
分子模拟及分子建模软件 Tripos Sybyl & MSI Insight II
x
相对误差 100%
分析结果误差
实验误差 数据处理误差
系统误差 随机误差 抽样误差 过失误差
舍入误差 算法误差 人为误差
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差 (systematic error)
➢ 可定误差 确定原因引起的误差
➢ 性质：
重复性 多次测定重复出现 单向性 正误差或者负误差 确定性 误差基本恒定不变 无抵偿性 无法通过多次测定取平均值减免 分布多样性 未知分布可按均匀分布处理 改变实验条件才能发现它
➢ 影响测定结果的精密度 ➢ 系统误差和随机误差的关系
抽样误差
➢ 样品个体差异对取样的影响 ➢ 样本均值之间、样本均值与总体均值都可能不相等
学科分级：化学 → 分析化学 → 化学统计学
前言
药学统计学的产生和发展
➢ 学科的继承性和交叉学科的形成 ➢ 统计学方法在药学研究中的应用 ➢ 新技术和新方法在药学研究中的应用
PR (Pattern Recognition) ANN (Artificial Neural Network) DM (Data Mining) KDD (Knowledge Discovery in Databases)
统计学的分类 — 描述统计学 与 推断统计学
➢ 描述统计学(descriptive statistics)是研究如何取得反映 客观现象的数据，并通过图表形式对所搜集的数据进行 加工处理和显示，进而通过综合概括与分析得出反映客 观现象的规律性数量特征的一门学科。
➢ 推断统计学（inferential statistics）是研究如何根据样 本数据去推断总体数量特征的方法，它是在对样本数据 进行描述的基础上，对统计总体的未知数量特征做出以 概率形式表述的推断。
数据库系统 — Oracle 数据库管理台
✓ MDL药物数据报告三维数据库(MDDR/3D) ✓ Chapman&Hall天然产物数据库(CHDNP) ✓ CambridgeSoft NCI 2D/3D & INDEXNET数据库
第一章 数据误差的叠加
§1.1 误差及其种类
误差：测量值（给出值）与客观真值之差
➢ "No scientific discovery is named after its original discoverer.“ (没有科学发现是以它最初的发现者命名的)
➢ Named the sociologist Robert K. Merton as the discoverer of "Stigler's law", so as to avoid this law about laws disobeying its very own decree.
前言
统计学的发展
➢ 古典统计学的萌芽时期(17世纪中叶～18世纪末) ➢ 近代统计学的形成时期(19世纪初～19世纪末) ➢ 现代统计学的发展时期(20世纪初～)
亚伯拉罕·棣莫弗 (Abraham De Moivre) 1667~1754
➢ 1697年，英国皇家学会会员 ➢ 1735年，柏林科学院院士 ➢ 1754年，法国巴黎科学院会员
QUANTITATIVE PHARMACOLOGY, A JOHN WILEY & SONS, INC., PUBLICATION, 2007
其他推荐参考资料
《药学科学前沿与发展方向》 吴镭，北京：中国医药科技出版社，2000 《新药设计原理与方法》 徐文方，北京：中国医药科技出版社，1997 《分子生物学与中医药研究》 王明艳等，上海中医药大学出版社，2000 《计算机辅助药物设计-原理、方法及应用》陈凯先等, 上海科学技术出版社，2000 《分子结构、性质与活性》王连生等，北京：化学工业出版社，1997 《蛋白质的结构预测与分子设计》来鲁华等，北京：北京大学出版社，1995 《药物化学总论》郭宗儒，北京：中国医药科技出版社，1994 《组合化学》(英) Nicholas K. Terrett, 北京：北京大学出版社，1999 《遗传算法原理及应用》周明等，北京：国防工业出版社，2000 《 化学因子分析》潘忠孝等，合肥：中国科技大学出版社，1992 《化学计量学导论》俞汝勤，长沙：湖南教育出版社， 1991 《现代分析化学中的信息理论基础》俞汝勤，长沙：湖南大学出版社，1987 《 计算化学》 陈念贻等，上海：上海科技出版社，1985 《神经网络导论》胡守仁等，长沙：国防科技大学出版社，1993
Robert K. Merton ( 1910.7.4 – 2003.2.23 )
➢ Matthew effect (or accumulated advantage) ("the rich get richer and the poor get poorer“) 马太效应（积累优势、两极分化现象）
前言
统计学的意义
All knowledge is, in final analysis, history. All sciences are, in the abstract, mathematics. All judgments are, in their rationale, statistics. 在终极的分析中，一切知识都是历史； 在抽象的意义下，一切科学都是数学； 在理性的基础上，所有的判断都是统计学。
统计学和数学软件
SAS — Statistical Analysis System SPSS —Statistical Product and Service Solutions
(2010后称为 IBM SPSS) BMDP — Bio Medical Data Processing
➢ 曾与SAS、SPSS并称为三大统计软件包
研究数据的搜集或产生、描述、分析、综合和解释， 以获得新知识或新信息，或做出新推断的学科。
前言
统计学的学科分支
经济计量学 econometrics 技术计量学 technometrics 生物计量学 biometrics, biometry 化学计量学 chemometrics 医学统计学 medical statistics 卫生统计学 health statistics 生物统主要参考书
参考书：
6 郭祖超 《医用数理统计方法》第三版 人民卫生出版社 1988年 7 相秉仁 《计算药学》 中国医药科技出版社 1990年 8 许禄 《化学计量学方法》 科学出版社 1995年 9 蔡元龙 《模式识别》 西北电讯工程学按出版社 1990年 10 王玺 《化学统计学基础习题》 沈阳药科大学 1995年 11 Sanford Bolton, Pharmaceutical Statistics 1998年 12 PHARMACOMETRICS ——THE SCIENCE OF
威廉·戈塞 William Sealy Gosset，1876~1937
➢ 现代统计方法—小样本理论研究的先驱 ➢ 化学家、数学家与统计学家
相关成就：
1908年，以笔名“Student”在《生物计量学》 杂志发表论文《平均数的规律误差》
1907-1937年间发表的22篇统计学论文于 1942年以《“学生”论文集》为书名重新发行
➢ 比例误差
— 相对误差不变，绝对误差随样品量增大而增大
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差(systematic error)
误差来源
➢ ① 方法误差 ② 仪器和试剂 ③ 个人误差
检查和减免方法
✓ 试验设计
✓ 对照试验 ✓ 空白试验 ✓ 回收试验
R
AB C
100%
A：加入标准后测得量 B：未加入标准前测得量 C：加入标准量
主要成就：概率论、中心极限定理
卡尔·弗里德里希·高斯 （Johann Carl Friedrich Gauss) 1777~1855 ➢ 数学家、物理学家和天文学家
➢ “数学王子”、“数学家之王” —“最伟大的数学家之一”
相关成就：误差正态分布的最小二乘理论 三次观测法确定谷神星的位置
Stigler's law of eponymy —— Stigler名字由来法则
— C.R.Rao 《统计与真理：怎样运用偶然性》
前言
统计学的产生
人类对数据研究的需要 matters of state (国事) --- Statistics 词源 概率论（probability theory） 博弈论（Game Theory）
—关于竞争、合作和游戏规则的数学理论 — win-win / lose-lose / zero-sum (win-or-lose)
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差 (systematic error)
➢ 影响测定结果的准确性 ➢ 无法应用概率统计方法减弱或消除 ➢ 重复测定不能发现或减少
§1.1 误差及其种类—系统误差
系统误差(systematic error) 误差分类
➢ 恒差
— 绝对误差 (absolute error) 保持不变，与称样 量无关，相对误差 (relative error) 随被测组份含量的 增大而减小
✓ 标准加入法
§1.1 误差及其种类—随机误差
随机误差(random error)
➢ 偶然误差、不可定误差 不确定原因引起的误差 ➢ 性质：
随机性 单次测定误差大小和符号无法估计 多次观测服从概率统计规律
正态性 分布为正态分布 抵偿性 多次重复测定取平均值可减免
§1.1 误差及其种类
随机误差
前言
统计学的发展
正态分布（normal distribution / Gaussian distribution）
观测误差理论（Theory of errors of observation）
如果影响一个量的独立随机因素众多而且每个因素的影响小， 则这个量呈现为概率密度两头小、中间大的分布
p(x)