Pratica basata sulle evidenze: pacchetto last-minute

Formulari, i passaggi chiave del metodo per ogni argomento e 8 esercizi, con le soluzioni complete in fondo.

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1Formule e metodi

Statistica per la pratica basata sulle evidenze

Sensibilità e specificità
Se = a/(a + c), Sp = d/(b + d)
Valori predittivi
PPV = a/(a + b), NPV = d/(c + d)
Accuratezza
(a + d)/n
Rapporti di verosimiglianza
LR+ = Se/(1 − Sp), LR− = (1 − Se)/Sp
VPP alla prevalenza p
Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))
Odds
odds = p/(1 − p); p = odds/(1 + odds); odds post-test = odds pre-test × LR
Misure di rischio
RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER
Numero necessario da trattare
NNT = 1/ARR, arrotondato per eccesso; NNH = 1/(EER − CER)
Odds ratio
OR = ad/(bc)
Tasso di incidenza
nuovi casi / persone-tempo

Metodo

  1. Disegna la tabella 2 × 2 e indica a, b, c e d prima di calcolare.
  2. Leggi sensibilità e specificità lungo le colonne, i valori predittivi lungo le righe.
  3. Per un’altra prevalenza, immagina 10 000 persone e riempi la tabella con Se, Sp e la prevalenza.
  4. Per un rapporto di verosimiglianza, converti la probabilità in odds, moltiplica e riconverti.
  5. Per uno studio clinico, trova prima EER e CER; poi RR = EER/CER, ARR = CER − EER e NNT = 1/ARR arrotondato per eccesso.

Statistica descrittiva

Media
x̄ = Σx/n
Deviazione standard campionaria
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
valore centrale dei dati ordinati
Punteggio z
z = (x − μ)/σ
Distribuzione normale
68% entro ±1σ, 95% entro ±2σ

Intervalli di confidenza

σ nota
x̄ ± z·σ/√n
σ incognita
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
z critico
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Numerosità campionaria
n = (z·σ/E)², rounded up

Metodo

  1. Scegli tra z (σ della popolazione nota) e t (solo la s del campione, con n − 1 gradi di libertà).
  2. Trova il valore critico per il livello di confidenza.
  3. Margine di errore: E = valore critico × deviazione standard/√n.
  4. Intervallo: x̄ ± E.

Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Test z per una media
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Test t per una media
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Bilaterale al 5%
rifiuta H0 se |z| > 1,96
Intervallo di confidenza
x̄ ± z·σ/√n

Metodo

  1. Formula H₀ e H₁ e stabilisci se il test è unilaterale o bilaterale.
  2. Calcola la statistica test: (x̄ − μ₀)/(σ/√n), oppure con s e t.
  3. Confrontala con il valore critico, oppure trova il p-value.
  4. Rifiuta H₀ se la statistica supera il valore critico (p inferiore ad α) ed esprimi la conclusione a parole.

2Esercizi

1.Statistica per la pratica basata sulle evidenzeMedia
casicontrolliesposti7153abnon esposti3947cd

Esercizio di pratica (valori inventati, non indicazioni cliniche). Uno studio caso-controllo confronta 110 pazienti con una malattia (casi) e 100 persone senza di essa (controlli). La tabella mostra quanti in ciascun gruppo sono stati esposti a un fattore di rischio. Trova l’odds ratio OR per l’esposizione. Arrotonda a due cifre decimali.

a = 71b = 53c = 39d = 47
OR =
2.Statistica per la pratica basata sulle evidenzeDifficile
pre-test40%post-test?p′LR−

Esercizio di pratica (valori inventati, non indicazioni cliniche). Un paziente ha una probabilità pre-test del 40% per una malattia. Un test con sensibilità del 64% e specificità del 64% risulta negativa. Trova la probabilità post-test p′ della malattia in percentuale. Arrotonda a una cifra decimale.

pre-test 40%Se = 64%Sp = 64%negativa
p′ = %
3.Statistica descrittivaMedia
152025303540455055

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 50, 36, 22, 37, 59, 15.

n = 6
s =
4.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 70 e deviazione standard 8. Trova il punteggio z z di un voto pari a 73,2.

μ = 70σ = 8x = 73,2
z =
5.Intervalli di confidenzaMedia
μ₁ − μ₂0L = ?Ux̄₁ − x̄₂E90%

Si confronta la durata della batteria di due modelli di telefono. Modello 1: 40 telefoni, media 83,5 h, deviazione standard nota 8 h. Modello 2: 60 telefoni, media 77 h, deviazione standard nota 6 h. Trova il limite inferiore dell’intervallo di confidenza al 90% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 40x̄₁ = 83,5 hσ₁ = 8 hn₂ = 60x̄₂ = 77 hσ₂ = 6 h90%
limite inferiore = h
6.Intervalli di confidenzaDifficile
μ₁ − μ₂, t(19) = 2,8610LU = ?x̄₁ − x̄₂E99%

Si provano due fertilizzanti. Gruppo di parcelle 1: 15 parcelle, resa media 20 kg, deviazione standard 9,5 kg. Gruppo di parcelle 2: 6 parcelle, media 32 kg, deviazione standard 7,5 kg. Supponi varianze uguali (t combinato, df = n₁ + n₂ − 2). Trova il limite superiore dell’intervallo di confidenza al 99% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 15x̄₁ = 20s₁ = 9,5n₂ = 6x̄₂ = 32s₂ = 7,599%t(19) = 2,861
limite superiore = kg
7.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
t −2,13102,131

Un campione di 16 studenti ha un punteggio medio di 503,6 e una deviazione standard campionaria di 5. Trova la statistica test t per H₀: μ = 500.

μ₀ = 500x̄ = 503,6s = 5n = 16
t =
8.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
μ₀x̄c

Un test z unilaterale di H₀: μ = 50 contro H₁: μ < 50 viene eseguito con α = 0.05 su un campione di 100; la deviazione standard è nota e vale 15. In realtà la media è 46.55. Trova la potenza 1 − β del test in percentuale.

μ₀ = 50μ = 46,55σ = 15n = 100α = 0,05
1 − β = %

3Soluzioni

1.Statistica per la pratica basata sulle evidenze

Risposta: OR = 1,61

Rapporti di verosimiglianza e misure di rischio: LR+ = sensibilità/(1 − specificità), LR− = (1 − sensibilità)/specificità. In uno studio clinico, EER e CER sono i tassi di eventi con e senza trattamento: RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER e NNT = 1/ARR, arrotondato per eccesso. In uno studio caso-controllo si può usare solo l’odds ratio OR = ad/(bc). Un tasso di incidenza = nuovi casi/persone-tempo.

Odds di esposizione

casi: 71/39 = 1,821
controlli: 53/47 = 1,128

Odds ratio

OR = (71·47)/(53·39) = 1,614 ≈ 1,61

Risposta

OR = 1,61

OR superiore a 1: l’esposizione è più comune tra i casi.

2.Statistica per la pratica basata sulle evidenze

Risposta: p′ = 27,3 %

I valori predittivi dipendono dalla prevalenza: VPP = Se·p/(Se·p + (1 − Sp)(1 − p)) e VPN = Sp(1 − p)/(Sp(1 − p) + (1 − Se)p). Con i rapporti di verosimiglianza: odds pre-test = p/(1 − p), odds post-test = odds pre-test × LR, probabilità = odds/(1 + odds). Per una popolazione di N, veri positivi = N·p·Se e falsi positivi = N·(1 − p)·(1 − Sp). NNT = 1/(CER × RRR), arrotondato per eccesso.

Rapporto di verosimiglianza

LR− = (1 − 0,64)/0,64 = 0,5625

Odds pre-test

0,4/(1 − 0,4) = 0,6667

Odds post-test

0,6667·0,5625 = 0,375

Probabilità post-test

p′ = 0,375/(1 + 0,375) = 0,2727 ≈ 27,3%

Risposta

p′ = 27,3%
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 16,5

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Media

x̄ = 219/6 = 36,5

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = 13,5² + (−0,5)² + (−14,5)² + 0,5² + 22,5² + (−21,5)² = 1362

Deviazione standard

s = √(1362/5) = 16,5

Risposta

s = 16,5
4.Statistica descrittiva

Risposta: z = 0,4

Statistica descrittiva: la media è la somma divisa per n; la mediana è il valore centrale dei dati ordinati (la media dei due centrali se n è pari). La deviazione standard campionaria è s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Un punteggio z = (x − μ)/σ dice a quante deviazioni standard dalla media si trova un valore.

Standardizza

z = (73,2 − 70)/8 = 0,4

Risposta

z = 0,4
5.Intervalli di confidenza

Risposta: limite inferiore = 4,06 h

Intervallo per una differenza: stima ± valore critico × errore standard. Per due medie indipendenti con σ nota: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) e z. Con varianze uguali ma ignote: s_p combinata e t con n₁ + n₂ − 2 gradi di libertà. Per dati appaiati, lavora sulle differenze: d̄ ± t·s_d/√n.

Stima puntuale

x̄₁ − x̄₂ = 83,5 − 77 = 6,5

Errore standard

SE = √(8²/40 + 6²/60) = 1,483

Margine di errore

E = 1,645·1,483 = 2,44

Intervallo

6,5 ± 2,44 → [4,06, 8,94]

Risposta

limite inferiore = 4,06 h

L’intervallo non contiene 0, quindi le medie differiscono in modo significativo.

6.Intervalli di confidenza

Risposta: limite superiore = 0,4612 kg

Intervallo per una differenza: stima ± valore critico × errore standard. Per due medie indipendenti con σ nota: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) e z. Con varianze uguali ma ignote: s_p combinata e t con n₁ + n₂ − 2 gradi di libertà. Per dati appaiati, lavora sulle differenze: d̄ ± t·s_d/√n.

Deviazione standard combinata

sp² = (14·9,5² + 5·7,5²)/19 = 81,3
sp = 9,017

Margine di errore

E = 2,861·9,017·√(1/15 + 1/6) = 12,46

Intervallo

−12 ± 12,46 → [−24,46, 0,4612]

Risposta

limite superiore = 0,4612 kg
7.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 2,88

Test su una media: la statistica test misura a quanti errori standard la media campionaria si trova dal valore dichiarato in H₀: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) se σ è nota, t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) se viene stimata dal campione. Un intervallo di confidenza è x̄ ± (valore critico)·(errore standard).

Errore standard

SE = 5/√16 = 5/4 = 1,25

Statistica test

t = (503,6 − 500)/1,25 = 2,88

Risposta

t = 2,88
t0,025; df = 15 = 2,131

|t| > 2,131, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

8.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: 1 − β = 74,38 %

Potenza di un test: la potenza = 1 − β è la probabilità di rifiutare H₀ quando è falsa. Trova la soglia x̄c da μ₀ e z_α, poi calcola la probabilità di cadere oltre x̄c usando la media vera: z = (x̄c − μ)/(σ/√n).

Media campionaria critica

SE = 15/√100 = 1,5
x̄c = 50 − 1,645·1,5 = 47,53

z sotto la media vera

z = (47,53 − 46,55)/1,5 = 0,655

Potenza

potenza = P(Z < 0.655) = 74.38%
1 − β = 74,38%

Risposta

1 − β = 74,38%

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