1 สูตรและวิธีทำสถิติสำหรับการปฏิบัติที่อิงหลักฐาน
ความไวและความจำเพาะ Se = a/(a + c), Sp = d/(b + d)
ค่าพยากรณ์ PPV = a/(a + b), NPV = d/(c + d)
ความแม่นยำ (a + d)/n
อัตราส่วนความควรจะเป็น (likelihood ratio) LR+ = Se/(1 − Sp), LR− = (1 − Se)/Sp
PPV ที่ความชุก p Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))
ออดส์ ออดส์ = p/(1 − p); p = ออดส์/(1 + ออดส์); ออดส์หลังตรวจ = ออดส์ก่อนตรวจ × LR
ตัววัดความเสี่ยง RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER
จำนวนผู้ป่วยที่ต้องรักษาเพื่อให้ได้ประโยชน์ (NNT) NNT = 1/ARR ปัดขึ้น; NNH = 1/(EER − CER)
อัตราส่วนออดส์ OR = ad/(bc)
อัตราอุบัติการณ์ ผู้ป่วยรายใหม่ / person-time วิธีการ วาดตาราง 2 × 2 และระบุ a, b, c และ d ก่อนคำนวณ อ่านความไวและความจำเพาะตามคอลัมน์ อ่านค่าพยากรณ์ตามแถว สำหรับความชุกอื่น ให้นึกภาพ 10 000 คนและเติมตารางด้วย Se, Sp และความชุก สำหรับอัตราส่วนความควรจะเป็น ให้แปลงความน่าจะเป็นเป็นออดส์ คูณ แล้วแปลงกลับ สำหรับการทดลอง ให้หา EER และ CER ก่อน แล้ว RR = EER/CER, ARR = CER − EER และ NNT = 1/ARR ปัดขึ้น สถิติเชิงพรรณนา
ค่าเฉลี่ย x̄ = Σx/n
ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
มัธยฐาน ค่ากลางของข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว
คะแนนมาตรฐาน z z = (x − μ)/σ
การแจกแจงปกติ 68% อยู่ภายใน ±1σ, 95% อยู่ภายใน ±2σ ช่วงความเชื่อมั่น
ทราบ σ x̄ ± z·σ/√n
ไม่ทราบ σ x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
ค่าวิกฤต z 90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
ขนาดตัวอย่าง n = (z·σ/E)², rounded up วิธีการ ตัดสินใจระหว่าง z (ทราบ σ ของประชากร) กับ t (มีเพียง s ของตัวอย่าง โดยองศาเสรี n − 1) หาค่าวิกฤตสำหรับระดับความเชื่อมั่น ค่าความคลาดเคลื่อน: E = ค่าวิกฤต × ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน/√n ช่วง: x̄ ± E การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น
การทดสอบ z สำหรับค่าเฉลี่ย z = (x̄ − μ0 )/(σ/√n)
การทดสอบ t สำหรับค่าเฉลี่ย t = (x̄ − μ0 )/(s/√n), df = n − 1
สองทางที่ระดับ 5% ปฏิเสธ H0 ถ้า |z| > 1.96
ช่วงความเชื่อมั่น x̄ ± z·σ/√n วิธีการ ระบุ H₀ และ H₁ และตัดสินว่าการทดสอบเป็นทางเดียวหรือสองทาง คำนวณตัวสถิติทดสอบ: (x̄ − μ₀)/(σ/√n) หรือใช้ s และ t เปรียบเทียบกับค่าวิกฤต หรือหาค่า p ปฏิเสธ H₀ ถ้าตัวสถิติเลยค่าวิกฤต (p ต่ำกว่า α) และระบุข้อสรุปเป็นคำพูด 2 โจทย์ฝึก1. สถิติสำหรับการปฏิบัติที่อิงหลักฐาน ปานกลาง
การตรวจ เป็นโรค ไม่เป็นโรค ทั้งหมด บวก 111 71 182 a b ลบ 39 1109 1148 c d ทั้งหมด 150 1180 1330
แบบฝึกหัด (ค่าสมมติ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก) การศึกษาหนึ่งเปรียบเทียบการตรวจใหม่กับมาตรฐานอ้างอิง (ดูตาราง 2 × 2) จงหาอัตราส่วนความควรจะเป็นลบ LR− ปัดเป็นทศนิยมสองตำแหน่ง
a = 111 b = 71 c = 39 d = 1109
LR− =
2. สถิติสำหรับการปฏิบัติที่อิงหลักฐาน ยาก
แบบฝึกหัด (ค่าสมมติ ไม่ใช่คำแนะนำทางคลินิก) การตรวจคัดกรองหนึ่งมีความไว 97% และความจำเพาะ 87% ใช้ในประชากรที่มีความชุก 1% จงหาค่าพยากรณ์ผลบวก PPV เป็นเปอร์เซ็นต์ ปัดเป็นทศนิยมหนึ่งตำแหน่ง
Se = 97% Sp = 87% p = 1%
PPV =
3. สถิติเชิงพรรณนา ปานกลาง
15 20 25 30 35 40 45
หาส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง s ของข้อมูล: 17, 46, 13, 20, 42
n = 5
s =
4. สถิติเชิงพรรณนา ยาก
คะแนนสอบมีการแจกแจงปกติ ค่าเฉลี่ย 500 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 50 หาคะแนนมาตรฐาน z z ของคะแนน 425
μ = 500 σ = 50 x = 425
z =
5. ช่วงความเชื่อมั่น ปานกลาง
n = 16, s = 8.5 L = ? U x̄ = 109 E 95%
ตัวอย่าง 16 ชิ้นมีค่าเฉลี่ย 109 และส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน s = 8.5 ประชากรมีการแจกแจงใกล้เคียงปกติ หาขีดจำกัดล่างของช่วงความเชื่อมั่น 95% สำหรับค่าเฉลี่ย
n = 16 x̄ = 109 s = 8.5 95% t(15) = 2.131
ขีดจำกัดล่าง =
6. ช่วงความเชื่อมั่น ยาก
n = 30 L σ = ? s = 9.2 95%
เพลาที่กลึง 30 ชิ้นมีส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของตัวอย่าง 9.2 µm สมมติว่าเส้นผ่านศูนย์กลางมีการแจกแจงปกติ จงหา ขีดจำกัดบน σ ของช่วงความเชื่อมั่น 95% สำหรับส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของประชากร เมื่อ df = 29 การแจกแจง χ² 2.5% อยู่ต่ำกว่า 16.047 และ 2.5% อยู่สูงกว่า 45.722
n = 30 s = 9.2 µm χ² = 16.047, 45.722
σ =
7. การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น ปานกลาง
เปรียบเทียบวิธีสอนสองวิธี กลุ่มที่ 1: นักเรียน 7 คน คะแนนเฉลี่ย 53 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 11 กลุ่มที่ 2: นักเรียน 14 คน คะแนนเฉลี่ย 58 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน 5.5 สมมติความแปรปรวนประชากรเท่ากันและใช้การทดสอบ t สองตัวอย่างแบบรวมความแปรปรวน จงหาค่าสถิติทดสอบ t สำหรับ H₀: μ₁ = μ₂ โดยให้ผลต่างเป็น x̄₁ − x̄₂ (กลุ่มที่ 1 ลบกลุ่มที่ 2)
n₁ = 7 x̄₁ = 53 s₁ = 11 n₂ = 14 x̄₂ = 58 s₂ = 5.5
t =
8. การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น ยาก
ตัวอย่างการวัด 64 ค่ามีค่าเฉลี่ย 200.9 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของประชากรคือ 8 หาขีดจำกัดล่าง L ของช่วงความเชื่อมั่น 90% สำหรับค่าเฉลี่ย
x̄ = 200.9 σ = 8 n = 64 90%
L =
3 สารละลาย1. สถิติสำหรับการปฏิบัติที่อิงหลักฐาน
คำตอบ: LR− = 0.28
อัตราส่วนความควรจะเป็นและตัววัดความเสี่ยง: LR+ = ความไว/(1 − ความจำเพาะ), LR− = (1 − ความไว)/ความจำเพาะ ในการทดลอง EER และ CER คืออัตราการเกิดเหตุการณ์เมื่อมีและไม่มีการรักษา: RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER และ NNT = 1/ARR ปัดขึ้น ในการศึกษาแบบ case-control ใช้ได้เฉพาะอัตราส่วนออดส์ OR = ad/(bc) อัตราอุบัติการณ์ = ผู้ป่วยรายใหม่/person-time
ความไวและความจำเพาะ Se = 111/150 = 0.74
Sp = 1109/1180 = 0.9398
อัตราส่วนความควรจะเป็นลบ LR− = (1 − 0.74)/0.9398 = 0.2766 ≈ 0.28
2. สถิติสำหรับการปฏิบัติที่อิงหลักฐาน
คำตอบ: PPV = 7 %
ค่าพยากรณ์ขึ้นกับความชุก: PPV = Se·p/(Se·p + (1 − Sp)(1 − p)) และ NPV = Sp(1 − p)/(Sp(1 − p) + (1 − Se)p) เมื่อใช้อัตราส่วนความควรจะเป็น: ออดส์ก่อนตรวจ = p/(1 − p), ออดส์หลังตรวจ = ออดส์ก่อนตรวจ × LR, ความน่าจะเป็น = ออดส์/(1 + ออดส์) สำหรับประชากร N บวกจริง = N·p·Se และบวกเท็จ = N·(1 − p)·(1 − Sp) NNT = 1/(CER × RRR) ปัดขึ้น
บวกจริงและบวกเท็จ (ต่อคน) Se·p = 0.97·0.01 = 0.0097
(1 − Sp)·(1 − p) = 0.13·0.99 = 0.1287
ค่าพยากรณ์ผลบวก PPV = 0.0097/(0.0097 + 0.1287) = 0.07009 ≈ 7%
ยิ่งความชุกต่ำ PPV ของการตรวจเดียวกันก็ยิ่งต่ำ
3. สถิติเชิงพรรณนา
คำตอบ: s = 15.24
สถิติเชิงพรรณนา: ค่าเฉลี่ยคือผลรวมหารด้วย n มัธยฐานคือค่ากลางของข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว (ค่าเฉลี่ยของสองค่ากลางเมื่อ n เป็นจำนวนคู่) ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่างคือ s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)) คะแนนมาตรฐาน z = (x − μ)/σ บอกว่าค่าหนึ่งอยู่ห่างจากค่าเฉลี่ยกี่เท่าของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
กำลังสองของความเบี่ยงเบน Σ(x − x̄)² = (−10.6)² + 18.4² + (−14.6)² + (−7.6)² + 14.4² = 929.2
4. สถิติเชิงพรรณนา
คำตอบ: z = −1.5
สถิติเชิงพรรณนา: ค่าเฉลี่ยคือผลรวมหารด้วย n มัธยฐานคือค่ากลางของข้อมูลที่เรียงลำดับแล้ว (ค่าเฉลี่ยของสองค่ากลางเมื่อ n เป็นจำนวนคู่) ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่างคือ s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1)) คะแนนมาตรฐาน z = (x − μ)/σ บอกว่าค่าหนึ่งอยู่ห่างจากค่าเฉลี่ยกี่เท่าของส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน
ทำให้เป็นมาตรฐาน z = (425 − 500)/50 = −1.5
5. ช่วงความเชื่อมั่น
คำตอบ: ขีดจำกัดล่าง = 104.5
ช่วงความเชื่อมั่นของค่าเฉลี่ย: x̄ ± ค่าความคลาดเคลื่อน เมื่อทราบ σ ของประชากร ค่าความคลาดเคลื่อนคือ z·σ/√n เมื่อมีเพียงส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานตัวอย่าง s ให้ใช้ t ที่องศาเสรี n − 1: t·s/√n ค่าวิกฤต: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%) เพื่อให้ได้ค่าความคลาดเคลื่อน E หรือน้อยกว่า ต้องมี n ≥ (z·σ/E)² ปัดขึ้น
ค่าวิกฤต df = n − 1 = 15, t = 2.131
ค่าความคลาดเคลื่อน E = 2.131·8.5/√16 = 4.528
ช่วง 109 ± 4.528 → [104.5, 113.5]
6. ช่วงความเชื่อมั่น
คำตอบ: σ = 12.37 µm
ช่วงสำหรับความแปรปรวน: (n − 1)s²/σ² มีการแจกแจง χ² ที่มีองศาเสรี n − 1 ช่วง 95% สำหรับ σ² ไปจาก (n − 1)s² หารด้วยค่า χ² ด้านบน (2.5% อยู่เหนือค่านั้น) ถึง (n − 1)s² หารด้วยค่า χ² ด้านล่าง (2.5% อยู่ต่ำกว่าค่านั้น) ช่วงสำหรับ σ คือรากที่สองของทั้งสองขีดจำกัด และไม่สมมาตรรอบ s
ผลรวมกำลังสอง (n − 1)s² = 29·9.2² = 2455
ขีดจำกัดของ σ² 2455/45.722 = 53.68
2455/16.047 = 153
ช่วง 95% สำหรับ σ: [7.327, 12.37] µm
7. การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น
คำตอบ: t = −1.407
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.
ความแปรปรวนรวม sp ² = (6·11² + 13·5.5²)/19 = 58.91
sp = 7.675
ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน SE = 7.675·√(1/7 + 1/14) = 3.553
ตัวสถิติทดสอบ t = (53 − 58)/3.553 = −1.407
เมื่อ df = 19 ค่าวิกฤตสองด้านที่ 5% คือ 2.093 |t| น้อยกว่า จึงไม่ปฏิเสธ H₀
8. การทดสอบสมมติฐานและช่วงความเชื่อมั่น
คำตอบ: L = 199.3
การทดสอบค่าเฉลี่ย: ตัวสถิติทดสอบวัดว่าค่าเฉลี่ยตัวอย่างอยู่ห่างจากค่าที่อ้างใน H₀ กี่เท่าของความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน: z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n) เมื่อทราบ σ และ t = (x̄ − μ₀)/(s/√n) เมื่อประมาณจากตัวอย่าง ช่วงความเชื่อมั่นคือ x̄ ± (ค่าวิกฤต)·(ความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน)
ขีดจำกัดของช่วง L = 200.9 − 1.645 = 199.3