Medycyna oparta na dowodach: zestaw na powtórkę

Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 8 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.

Nowe zadaniaWróć do przedmiotu

W oknie drukowania wybierz „Zapisz jako PDF”, aby zachować kopię na swoim urządzeniu.

1Wzory i metody

Statystyka w praktyce opartej na dowodach

Czułość i swoistość
Se = a/(a + c), Sp = d/(b + d)
Wartości predykcyjne
PPV = a/(a + b), NPV = d/(c + d)
Trafność
(a + d)/n
Ilorazy wiarygodności
LR+ = Se/(1 − Sp), LR− = (1 − Se)/Sp
PPV przy chorobowości p
Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))
Szanse
szanse = p/(1 − p); p = szanse/(1 + szanse); szanse potestowe = szanse przedtestowe × LR
Miary ryzyka
RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER
Liczba pacjentów, których trzeba leczyć
NNT = 1/ARR, zaokrąglone w górę; NNH = 1/(EER − CER)
Iloraz szans
OR = ad/(bc)
Współczynnik zapadalności
nowe przypadki / osobo-czas

Metoda

  1. Narysuj tabelę 2 × 2 i oznacz a, b, c i d, zanim zaczniesz liczyć.
  2. Czułość i swoistość odczytuj w kolumnach, a wartości predykcyjne wzdłuż wierszy.
  3. Dla innej chorobowości wyobraź sobie 10 000 osób i wypełnij tabelę za pomocą Se, Sp i chorobowości.
  4. Dla ilorazu wiarygodności przelicz prawdopodobieństwo na szanse, pomnóż i przelicz z powrotem.
  5. W badaniu klinicznym najpierw znajdź EER i CER; następnie RR = EER/CER, ARR = CER − EER i NNT = 1/ARR zaokrąglone w górę.

Statystyka opisowa

Średnia
x̄ = Σx/n
Odchylenie standardowe z próby
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
Mediana
środkowa wartość uporządkowanych danych
Wynik z
z = (x − μ)/σ
Rozkład normalny
68% w zakresie ±1σ, 95% w zakresie ±2σ

Przedziały ufności

σ znane
x̄ ± z·σ/√n
σ nieznane
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
Wartość krytyczna z
90%: 1,645, 95%: 1,96, 99%: 2,576
Liczebność próby
n = (z·σ/E)², rounded up

Metoda

  1. Wybierz między z (znane σ populacji) a t (tylko s z próby, z n − 1 stopniami swobody).
  2. Wyznacz wartość krytyczną dla poziomu ufności.
  3. Margines błędu: E = wartość krytyczna × odchylenie standardowe/√n.
  4. Przedział: x̄ ± E.

Testy hipotez i przedziały ufności

Test z dla średniej
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
Test t dla średniej
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
Dwustronny na poziomie 5%
odrzuć H0, jeśli |z| > 1,96
Przedział ufności
x̄ ± z·σ/√n

Metoda

  1. Sformułuj H₀ i H₁ i ustal, czy test jest jednostronny, czy dwustronny.
  2. Oblicz statystykę testową: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) albo z s i t.
  3. Porównaj z wartością krytyczną albo wyznacz wartość p.
  4. Odrzuć H₀, jeśli statystyka przekracza wartość krytyczną (p poniżej α), i sformułuj wniosek słowami.

2Zadania do ćwiczenia

1.Statystyka w praktyce opartej na dowodachŚredni
przypadkikontrolenarażeni148228abnienarażeni122302cd

Ćwiczenie (wymyślone wartości, nie stanowią wskazówek klinicznych). Badanie kliniczno-kontrolne porównuje 270 pacjentów z chorobą (przypadki) i 530 osób bez niej (kontrole). Tabela pokazuje, ilu w każdej grupie było narażonych na czynnik ryzyka. Oblicz iloraz szans OR dla narażenia. Zaokrąglij do dwóch miejsc po przecinku.

a = 148b = 228c = 122d = 302
OR =
2.Statystyka w praktyce opartej na dowodachTrudny
p (%)PPV (%)20%PPV = ?100

Ćwiczenie (wymyślone wartości, nie stanowią wskazówek klinicznych). Test przesiewowy ma czułość 98% i swoistość 98%. Stosuje się go w populacji, w której chorobowość wynosi 20%. Oblicz dodatnią wartość predykcyjną PPV w procentach. Zaokrąglij do jednego miejsca po przecinku.

Se = 98%Sp = 98%p = 20%
PPV = %
3.Statystyka opisowaŚredni
2025303540

Wyznacz odchylenie standardowe z próby s dla danych: 20, 29, 41, 34, 30.

n = 5
s =
4.Statystyka opisowaTrudny
z −2−1012

Wielkość ma rozkład normalny ze średnią 70 i odchyleniem standardowym 5. Jaka część P wartości leży poniżej 77,5?

μ = 70σ = 5x = 77,5
P =
5.Przedziały ufnościŚredni
μ₁ − μ₂0LUx̄₁ − x̄₂E = ?90%

Porównuje się czas pracy baterii dwóch modeli telefonów. Model 1: 30 telefonów, średnia 107 h, znane odchylenie standardowe 14 h. Model 2: 30 telefonów, średnia 102,5 h, znane odchylenie standardowe 9 h. Wyznacz margines błędu E przedziału ufności 90 % dla μ₁ − μ₂.

n₁ = 30x̄₁ = 107 hσ₁ = 14 hn₂ = 30x̄₂ = 102,5 hσ₂ = 9 h90%
E = h
6.Przedziały ufnościTrudny
n = 11σ = ?Us = 595%

Średnice 11 toczonych wałków mają odchylenie standardowe z próby 5 µm. Zakładając, że średnice mają rozkład normalny, wyznacz σ: dolna granica przedziału ufności 95 % dla odchylenia standardowego populacji. Przy df = 10 2,5 % rozkładu χ² leży poniżej 3,247, a 2,5 % powyżej 20,483.

n = 11s = 5 µmχ² = 3,247, 20,483
σ = µm
7.Testy hipotez i przedziały ufnościŚredni
−2,0862,086t = ?df = 20

Porównuje się dwie metody nauczania. Grupa 1: 7 uczniów, średni wynik 71, odchylenie standardowe 2. Grupa 2: 15 uczniów, średni wynik 86,1, odchylenie standardowe 11,5. Załóż równe wariancje populacji i użyj testu t dla dwóch prób z łączną wariancją. Wyznacz statystykę testową t dla H₀: μ₁ = μ₂, przyjmując różnicę jako x̄₁ − x̄₂ (grupa 1 minus grupa 2).

n₁ = 7x̄₁ = 71s₁ = 2n₂ = 15x̄₂ = 86,1s₂ = 11,5
t =
8.Testy hipotez i przedziały ufnościTrudny
H₀H₁μ₀x̄cμ₀ + 4α = 0,05βσ = 15, moc 90%, n = ?

Jednostronny test z na poziomie α = 0,05 ma wykryć przesunięcie średniej o 4 jednostek z mocą 90 %. Odchylenie standardowe wynosi 15. Wyznacz minimalną liczebność próby n.

α = 0,05moc = 90%δ = 4σ = 15zα = 1,645zβ = 1,282
n =

3Roztwory

1.Statystyka w praktyce opartej na dowodach

Odpowiedź: OR = 1,61

Ilorazy wiarygodności i miary ryzyka: LR+ = czułość/(1 − swoistość), LR− = (1 − czułość)/swoistość. W badaniu klinicznym EER i CER to częstości zdarzeń z leczeniem i bez leczenia: RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER i NNT = 1/ARR, zaokrąglone w górę. W badaniu kliniczno-kontrolnym można użyć wyłącznie ilorazu szans OR = ad/(bc). Współczynnik zapadalności = nowe przypadki/osobo-czas.

Szanse narażenia

przypadki: 148/122 = 1,213
kontrole: 228/302 = 0,755

Iloraz szans

OR = (148·302)/(228·122) = 1,607 ≈ 1,61

Odpowiedź

OR = 1,61

OR powyżej 1: narażenie jest częstsze wśród przypadków.

2.Statystyka w praktyce opartej na dowodach

Odpowiedź: PPV = 92,5 %

Wartości predykcyjne zależą od chorobowości: PPV = Se·p/(Se·p + (1 − Sp)(1 − p)) i NPV = Sp(1 − p)/(Sp(1 − p) + (1 − Se)p). Z ilorazami wiarygodności: szanse przedtestowe = p/(1 − p), szanse potestowe = szanse przedtestowe × LR, prawdopodobieństwo = szanse/(1 + szanse). Dla populacji N prawdziwie dodatnie = N·p·Se, a fałszywie dodatnie = N·(1 − p)·(1 − Sp). NNT = 1/(CER × RRR), zaokrąglone w górę.

Wyniki prawdziwie i fałszywie dodatnie (na osobę)

Se·p = 0,98·0,2 = 0,196
(1 − Sp)·(1 − p) = 0,02·0,8 = 0,016

Dodatnia wartość predykcyjna

PPV = 0,196/(0,196 + 0,016) = 0,9245 ≈ 92,5%

Odpowiedź

PPV = 92,5%

Im niższa chorobowość, tym niższe PPV tego samego testu.

3.Statystyka opisowa

Odpowiedź: s = 7,662

Statystyka opisowa: średnia to suma podzielona przez n; mediana to środkowa wartość uporządkowanych danych (średnia dwóch środkowych, gdy n jest parzyste). Odchylenie standardowe z próby to s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Wynik z = (x − μ)/σ mówi, o ile odchyleń standardowych wartość leży od średniej.

Średnia

x̄ = 154/5 = 30,8

Kwadraty odchyleń

Σ(x − x̄)² = (−10,8)² + (−1,8)² + 10,2² + 3,2² + (−0,8)² = 234,8

Odchylenie standardowe

s = √(234,8/4) = 7,662

Odpowiedź

s = 7,662
4.Statystyka opisowa

Odpowiedź: P = 0,9332

Statystyka opisowa: średnia to suma podzielona przez n; mediana to środkowa wartość uporządkowanych danych (średnia dwóch środkowych, gdy n jest parzyste). Odchylenie standardowe z próby to s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)). Wynik z = (x − μ)/σ mówi, o ile odchyleń standardowych wartość leży od średniej.

Standaryzuj

z = 1,5

Tablica rozkładu normalnego

Φ(1,5) = 0,9332
P = 0,9332

Odpowiedź

P = 0,9332
5.Przedziały ufności

Odpowiedź: E = 4,999 h

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

Estymator punktowy

x̄₁ − x̄₂ = 107 − 102,5 = 4,5

Błąd standardowy

SE = √(14²/30 + 9²/30) = 3,039

Margines błędu

E = 1,645·3,039 = 4,999

Odpowiedź

E = 4,999 h

Przedział zawiera 0, więc dane nie wykazują istotnej różnicy.

6.Przedziały ufności

Odpowiedź: σ = 3,494 µm

Przedział dla wariancji: (n − 1)s²/σ² ma rozkład χ² z n − 1 stopniami swobody. Przedział 95 % dla σ² rozciąga się od (n − 1)s² podzielonego przez górną wartość χ² (2,5 % powyżej niej) do (n − 1)s² podzielonego przez dolną wartość χ² (2,5 % poniżej niej); przedział dla σ to pierwiastki z obu granic. Nie jest on symetryczny względem s.

Suma kwadratów

(n − 1)s² = 10·5² = 250

Granice dla σ²

250/20,483 = 12,21
250/3,247 = 76,99

Granica dla σ

σ = √12,21 = 3,494 µm

Odpowiedź

σ = 3,494 µm

Przedział 95 % dla σ: [3,494, 8,775] µm.

7.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: t = −3,407

Hypothesis test: the test statistic = (estimate − value under H₀)/(standard error under H₀). The p-value is the probability, assuming H₀ is true, of a statistic at least as extreme as the one observed: the area in one tail for a one-sided H₁, twice the tail area for a two-sided H₁. Reject H₀ when p ≤ α.

Wariancja łączna

sp² = (6·2² + 14·11,5²)/20 = 93,78
sp = 9,684

Błąd standardowy

SE = 9,684·√(1/7 + 1/15) = 4,433

Statystyka testowa

t = (71 − 86,1)/4,433 = −3,407

Odpowiedź

t = −3,407

Przy df = 20 dwustronna wartość krytyczna dla 5 % wynosi 2,086; |t| jest większe, więc H₀ odrzuca się.

8.Testy hipotez i przedziały ufności

Odpowiedź: n = 121

Liczebność próby dla testu: aby wykryć prawdziwe przesunięcie δ z mocą 1 − β w jednostronnym teście z na poziomie α, błąd standardowy musi spełniać δ = (z_α + z_β)·σ/√n, więc n = ((z_α + z_β)·σ/δ)², zaokrąglone w górę.

Wyznacz n

n = ((1,645 + 1,282)·15/4)² = 120,5

Zaokrąglij w górę

n = 121

Odpowiedź

n = 121

ExamProblems · examproblems.com/courses/evidence-based-practice