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
testmalattia presentemalattia assentetotalepositiva169347516abnegativa1111631174cdtotale18015101690

Esercizio di pratica (valori inventati, non indicazioni cliniche). Un nuovo test è stato confrontato con lo standard di riferimento in uno studio (vedi la tabella 2 × 2). Trova il rapporto di verosimiglianza positivo LR+. Arrotonda a due cifre decimali.

a = 169b = 347c = 11d = 1163
LR+ =
2.Statistica per la pratica basata sulle evidenzeDifficile
pre-test10%post-test?p′LR−

Esercizio di pratica (valori inventati, non indicazioni cliniche). Un paziente ha una probabilità pre-test del 10% per una malattia. Un test con sensibilità del 77% e specificità del 61% risulta negativa. Trova la probabilità post-test p′ della malattia in percentuale. Arrotonda a una cifra decimale.

pre-test 10%Se = 77%Sp = 61%negativa
p′ = %
3.Statistica descrittivaMedia
1520253035404550

Trova la deviazione standard campionaria s dei dati: 11, 27, 46, 53, 52.

n = 5
s =
4.Statistica descrittivaDifficile
z −2−1012

I voti di un esame hanno distribuzione normale con media 170 e deviazione standard 12. Trova il punteggio z z di un voto pari a 177,2.

μ = 170σ = 12x = 177,2
z =
5.Intervalli di confidenzaMedia
n = 20, s = 13LU = ?x̄ = 22E95%

Un campione di 20 elementi ha media 22 e deviazione standard s = 13. La popolazione è approssimativamente normale. Trova il limite superiore dell’intervallo di confidenza al 95 % per la media.

n = 20x̄ = 22s = 1395%t(19) = 2,093
limite superiore =
6.Intervalli di confidenzaDifficile
μ₁ − μ₂, t(24) = 1,7110LU = ?x̄₁ − x̄₂E90%

Si provano due fertilizzanti. Gruppo di parcelle 1: 13 parcelle, resa media 34 kg, deviazione standard 1 kg. Gruppo di parcelle 2: 13 parcelle, media 45,5 kg, deviazione standard 8 kg. Supponi varianze uguali (t combinato, df = n₁ + n₂ − 2). Trova il limite superiore dell’intervallo di confidenza al 90% per μ₁ − μ₂.

n₁ = 13x̄₁ = 34s₁ = 1n₂ = 13x̄₂ = 45,5s₂ = 890%t(24) = 1,711
limite superiore = kg
7.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaMedia
−2,1792,179t = ?df = 12

Si confrontano due metodi didattici. Gruppo 1: 9 studenti, punteggio medio 90,5, deviazione standard 2. Gruppo 2: 5 studenti, punteggio medio 83,6, deviazione standard 8,5. Supponi varianze della popolazione uguali e usa il test t a due campioni con varianza combinata. Trova la statistica test t per H₀: μ₁ = μ₂, prendendo la differenza come x̄₁ − x̄₂ (gruppo 1 meno gruppo 2).

n₁ = 9x̄₁ = 90,5s₁ = 2n₂ = 5x̄₂ = 83,6s₂ = 8,5
t =
8.Test d'ipotesi e intervalli di confidenzaDifficile
−1,961,96z = ?

In una sperimentazione, 60 pazienti su 300 con il trattamento A guariscono, e 16 su 200 con il trattamento B. Usando la proporzione combinata, trova la statistica test z per H₀: p₁ = p₂.

x₁ = 60n₁ = 300x₂ = 16n₂ = 200
z =

3Soluzioni

1.Statistica per la pratica basata sulle evidenze

Risposta: LR+ = 4,09

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.

Sensibilità e specificità

Se = 169/180 = 0,9389
Sp = 1163/1510 = 0,7702

Rapporto di verosimiglianza positivo

LR+ = 0,9389/(1 − 0,7702) = 4,086 ≈ 4,09

Risposta

LR+ = 4,09
2.Statistica per la pratica basata sulle evidenze

Risposta: p′ = 4 %

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 − 0,77)/0,61 = 0,377

Odds pre-test

0,1/(1 − 0,1) = 0,1111

Odds post-test

0,1111·0,377 = 0,04189

Probabilità post-test

p′ = 0,04189/(1 + 0,04189) = 0,04021 ≈ 4%

Risposta

p′ = 4%
3.Statistica descrittiva

Risposta: s = 18,27

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 = 189/5 = 37,8

Scarti al quadrato

Σ(x − x̄)² = (−26,8)² + (−10,8)² + 8,2² + 15,2² + 14,2² = 1335

Deviazione standard

s = √(1335/4) = 18,27

Risposta

s = 18,27
4.Statistica descrittiva

Risposta: z = 0,6

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 = (177,2 − 170)/12 = 0,6

Risposta

z = 0,6
5.Intervalli di confidenza

Risposta: limite superiore = 28,08

Intervallo di confidenza per una media: x̄ ± margine di errore. Con σ della popolazione nota il margine è z·σ/√n; se hai solo la deviazione standard campionaria s, usa t con n − 1 gradi di libertà: t·s/√n. Valori critici: z = 1,645 (90 %), 1,96 (95 %), 2,576 (99 %). Per ottenere un margine pari a E o inferiore serve n ≥ (z·σ/E)², arrotondato per eccesso.

Valore critico

df = n − 1 = 19, t = 2,093

Margine di errore

E = 2,093·13/√20 = 6,084

Intervallo

22 ± 6,084 → [15,92, 28,08]

Risposta

limite superiore = 28,08
6.Intervalli di confidenza

Risposta: limite superiore = −7,674 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 = (12·1² + 12·8²)/24 = 32,5
sp = 5,701

Margine di errore

E = 1,711·5,701·√(1/13 + 1/13) = 3,826

Intervallo

−11,5 ± 3,826 → [−15,33, −7,674]

Risposta

limite superiore = −7,674 kg
7.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: t = 2,392

Test d’ipotesi: la statistica test = (stima − valore sotto H₀)/(errore standard sotto H₀). Il p-value è la probabilità, supponendo vera H₀, di una statistica almeno tanto estrema quanto quella osservata: l’area in una coda per una H₁ unilaterale, il doppio dell’area della coda per una H₁ bilaterale. Rifiuta H₀ quando p ≤ α.

Varianza combinata

sp² = (8·2² + 4·8,5²)/12 = 26,75
sp = 5,172

Errore standard

SE = 5,172·√(1/9 + 1/5) = 2,885

Statistica test

t = (90,5 − 83,6)/2,885 = 2,392

Risposta

t = 2,392

Con df = 12, il valore critico bilaterale al 5% è 2,179; |t| è maggiore, quindi H₀ viene rifiutata.

8.Test d'ipotesi e intervalli di confidenza

Risposta: z = 3,661

Test d’ipotesi: la statistica test = (stima − valore sotto H₀)/(errore standard sotto H₀). Il p-value è la probabilità, supponendo vera H₀, di una statistica almeno tanto estrema quanto quella osservata: l’area in una coda per una H₁ unilaterale, il doppio dell’area della coda per una H₁ bilaterale. Rifiuta H₀ quando p ≤ α.

Proporzioni campionarie

p̂₁ = 60/300 = 0,2
p̂₂ = 16/200 = 0,08
p̂ = 76/500 = 0,152

Errore standard sotto H₀

SE = √(0,152·0,848·(1/300 + 1/200)) = 0,03277

Statistica test

z = (0,2 − 0,08)/0,03277 = 3,661

Risposta

z = 3,661

|z| > 1,96, quindi H₀ viene rifiutata al livello del 5% (bilaterale).

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