Curs 2 PDF - Introducere în Biostatistică

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Introducere în Biostatistică  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de...

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Introducere în Biostatistică  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Ce reprezintă Stastistica ? O serie de tehnici și proceduri pentru a analiza, interpreta, prezenta și lua decizii informate bazate pe seturi de date. Ce reprezintă Biostastistica ? “Transformarea datelor în Cunoaștere” (prof. dr. Patrick Heagerty – Univ. din Washington) Aplicarea tehnicilor statistice în domeniul biomedical ”Biostatistica este esențială pentru toată știința, deoarece știința are nevoie de acea strângere de dovezi și de evaluarea acestor dovezi pentru a face o judecată profesională” (prof. dr. Daniela Witten – Univ. din Washington)  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Obiectiv General Familiarizarea și instruirea studenților cu principalele tipuri de statistici relevante pentru medicul stomatolog  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Așteptări ✓ Dezvoltarea competențelor de a prezenta date cantitative folosind instrumente adecvate (tabele, grafice, sumare, etc) ✓ Dezvoltarea competențelor de a proiecta un studiu statistic complet (identificare variabile, codificare date, structurare date, etc) ✓ Selectarea tipurilor de teste statistice adecvate pentru problemele de rezolvat ✓ Înțelegerea și interpretarea rezultatelor analizelor statistice ✓ Prezentarea rezultatelor analizelor statistice într-un mod clar, concis și ușor de înțeles pentru audiență  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București ”Un complex studiu științific organizat și coordonat de cei mai importanți oameni de știință, derulat pe o perioadă de 15 ani în 12 țări pe 4 continente a evidențiat faptul că persoanele care folosesc ața dentară trăiesc în medie cu 5 ani mai mult decât cei care nu folosesc acest instrument! Ața noastră dentară este de cea mai bună calitate și folosiți-o dacă doriți să trăiți mai mult!” sursa: www.freepik.com sursa: www.nytimes.com ✓ Toate datele prezentate în acest anunț sunt reale și verificabile ✓ Toate persoanele anunțate sunt reale și își asumă rezultatele ✓ Punctul slab: (în acest caz - problema celei de-a treia variabile) există posibilitatea motivul determinant ale creșterii speranței de viață să nu fie folosirea aței dentare. De ex: persoanele care folosesc ața dentară în mod constant sigur acordă o importanță sporită menținerii stării de sănătate în sursa: www.knowingknowledge.com general, nu doar a sănătății orale.  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București ”O nouă super - tehnologie de chirurgie oro-maxilo-facială introdusă în luna decembrie a crescut numărul de intervenții cu 30% în următoarele 4 luni!” sursa: www.freepik.com sursa: www.stlawrencedentistry.com ✓ Toate datele prezentate în acest anunț sunt reale și verificabile ✓ Toate persoanele anunțate sunt reale și își asumă rezultatele ✓ Punctul slab: (în acest caz – efectul istoric) în mod natural iarna numărul de căderi și accidente crește, așadar motivele nu sunt date de introducerea noii tehnologii, ci de o altă cauză mult mai simplă - căderile sursa: www.knowingknowledge.com UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București STATISTICI DESCRIPTIVE INFERENȚIALE Prezentarea, organizarea și Concluzionarea asupra unei sumarizarea datelor populații (mulțimi) pe baza datelor măsurate pe un eșantion (submulțime)  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Colectarea și Explorarea Datelor Analiza Pregătirea Datelor Statistici Explorarea Relațiilor Colectarea Datelor Decriptive dintre variabile Codificarea Datelor Compararea Stabilirea Grafice Grupurilor Structurilor de Date Introducerea Datelor Statistici Identificarea INFERENȚIALE erorilor din setul de Statistici date DESCRIPTIVE  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Statistici Descriptive Sunt doar valori numerice folosite pentru sumarizarea datelor Nu implică generalizarea dincolo de setul de date disponibil Folosesc modele matematice simple (media aritmetică, mediana, modul, varianța, grafice, etc) Reprezintă cazul ideal – eșantionul (submulțimea) = populația (mulțimea) Necesită resurse și instrumente speciale care în mod normal nu sunt disponibile  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exemplu practic Recensământul național Organizatorul deține instrumente pentru: Colectarea tuturor datelor (logistică și finanțe) Instrumente de bonificare: Persoanele care se autorecenzează beneficiază de o zi liberă de la angajator Instrumente de pedeapsă: ”refuzul de a furniza informaţiile solicitate sau de a primi vizita recenzorului, constituie contravenţii și se sancţionează cu amenzi cuprinse 1.000-5.000 lei”.  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Statistici Inferențiale Generalizare dincolo de observațiile efectuate pentru o submulțime (eșantion) Presupune prelucrarea observațiilor (datelor experimentale) din submulțime (eșantion) Concluziile nu sunt niciodată absolut sigure (dincolo de orice îndoială) Necesită resurse organizatorice mai puține decât statisticile descriptive eșantionare eșantion populație Inferență UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Statistici Inferențiale  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Descriptive / Inferențiale? Numărul de studenți prezenți este de 78. 12% dintre studenții anului I au cel puțin o carie dentară Consumul unui comprimat de aspirină zilnic reduce riscul de atac de cord cu 50% la bărbați Evaluare statistică - prognoza alegeri parlamentare naționale – prezentate cu marjă de eroare Vârsta medie a studenților prezenți la curs este de 18.9 ani Eficiența oxacilinei in tratamentele infecțiilor ORL este de 86%  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Variabile și Constante Variabilă = o proprietate / caracteristică a unui eveniment, obiect, persoană, etc care are valori diferite Constantă = o proprietate / caracteristică a unui eveniment, obiect, persoană, etc care are mereu aceeași valoare (de ex: pi – constantă matematică, viteza luminii -~3000000 km/s , zero absolut -273,15 , constanta lui Avogadro = 6,0221 x 10 23 mol-1).  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Clasificare Variabile Independente / Dependente Discrete / Continue Cantitative / Calitative  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Independente / Dependente În timpul derulării cercetării, variabilele sunt adesea operate (manipulate) de către cercetător Exemplu concret: Un cercetător dorește să evalueze eficiența a 4 tipuri de tratamente ortodontice. În acest caz, variabila este tipul de tratament ortodontic. Când variabila este operată (manipulată) de către cercetător este numită variabilă independentă. Studiul își propune să determine efectul variabilei independente asupra ameliorării afecțiunii dento-maxilare. Gradul de ameliorare a afecțiunii este numit variabilă dependentă. sursa: www.nature.com Principiu General: variabila independentă este operată (manipulată) de către cercetător și efectele asupra variabilei dependente sunt măsurate.  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Calitative / Cantitative Variabila calitativă – exprimă un atribut calitativ, de ex. culoarea părului, culoarea ochilor, filmul preferat, mâncarea preferată, sexul, etc. Variabilele Calitative NU au ordine numerică (de ex: valorile posibile ale variabile culoarea ochilor diferă din punct de vedere al calității, nu se poate stabili o ordine a culorilor). Variabilele Calitative se mai numesc și variabile categoriale (de la categorie). Variabila cantitativă – exprimă un atribut cantitativ care poate fi cuantificat în numere, de ex. numărul de dinți, vârsta, înălțimea, mărimea la pantofi, etc.  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Discrete / Continue Variabila discretă – poate lua doar anumite valori - presupune un număr finit de valori izolate. - valori distincte, separate, care nu se suprapun * - se obțin prin numerotare și pot fi numărate Exemplu: O familie poate avea 2 sau 3 copii. Dar niciodată 2.3. Variabila continuă – poate avea orice valoare într-un anumit interval – număr infinit de valori diferite - orice valoare între cele două valori – se pot suprapune - se obțin prin măsurare – set infinit – orice valoare din continuumul din interval Exemplu: Timpul necesar pentru a ajunge de la București la Vama Veche. Modalitate practică de a diferenția o variabila discretă de una continuă: Cât timp este necesar pentru a o cuantifica/număra ? Dacă este suficient un interval de timp limitat → → → variabilă discretă Dacă este suficient un interval de timp nelimitat → → → variabilă continuă  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Discrete / Continue Exemplul 1: Timpul necesar parcurgerii distanței de la București la Neversea. Variabilă discretă sau continuă? Răspuns: Depinde de unitatea de măsură aleasă! Continuă Daca alegem un număr real considerând toate subunitățile de măsură - ar putea dura o infinitate să „numărăm” acest timp: 3 ore, 2 minute, 36 secunde, 49 milisecunde, 8 nanosecunde, 99 picosecunde....... Exemplul 2: Timpul necesar parcurgerii distanței de la București la Neversea. Variabilă discretă sau continuă? Răspuns: Depinde de unitatea de măsură aleasă! Dacă alegem unități de măsură reprezentate prin numere întregi Durata măsurată în minute necesară parcurgerii distanței de la București la Neversea. Variabilă discretă sau continuă? Răspuns: Discretă pentru că măsurarea timpul în minute este limitată: 192 minute  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Discrete / Continue Exemplul 3: Distanța măsurată de la București la Neversea. Variabilă discretă sau continuă? Continuă Daca alegem să fie măsurată în numere reale reprezentate prin km și subunitățile - ar putea dura o infinitate să cuantificăm/ „numărăm” acest timp: 231 km, 530 m, 5cm, 3mm... => 231,5353...km Exemplul :4 Distanța măsurată în km de la București la Neversea. Variabilă discretă sau continuă? Răspuns: Dacă alegem unități de măsură reprezentate prin numere întregi Discretă pentru că distanța măsurată in km este un număr întreg finit: 231 km  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Tipuri de variabile Înălțimea unei persoane măsurată în centimetri Numărul de dinți ai unei persoane Tipul de tratament ortodontic aplicat Distanța dintre București și Poiana Brașov Tipul de edentație al unei persoane Lungimea unui canin  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Tipuri de variabile Sunteți întrebați dacă 1, 3, 2, 5, 3, 7 reprezintă date cantitative sau calitative. Răspunsul corect este: A. Cantitative deoarece aceste numere implică o cantitate măsurată B. Calitative deoarece aceste numere reprezintă valori arbitrare ale unor codificări C. Cantitative sau calitative, în funcție de precizia acestor numere D. Cantitative sau calitative, dacă aceste numere reprezintă o cantitate măsurată sau o codificare UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Tipuri de variabile Experiment: În studiul impactului somnului asupra memoriei, variabilă dependentă este: A. Numărul de ore dormite B. Sexul participanților la studiu C. Scorul obținut la un test de memorie D. Culoarea Părului  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Măsurarea Valorii Variabilelor În funcție de rezultatul măsurării variabilele pot fi: Nominale: valorile nu au un anumit rang (nu se poate stabili o relație de ordine: , etc) Exemple: Tipul grupei sanguine, codul poștal, culoarea ochilor Ordinale: se poate stabili o relație de ordine între valorile variabile. Exemple: Gradul de Satisfacție Client 1-5, Stadializare valori tensiune arterială, stadializare steatoză hepatică Interval: există o relație de ordine și diferența dintre două valori este de interes. În acest caz valoare 0 poate însemna o valoare măsurată. Pot exista și valori negative. Exemple: Temperatura. Depinde si de unitatea de masură Celsius, Kelvin Rație: există o relație de ordine și diferența dintre două valori este de interes. În acest caz valoarea 0 înseamnă că nu s-a măsurat nimic. Colesterolul nu poate avea valori negative Exemple: Activitatea enzimatică, greutatea unei persoane UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Măsurarea valorii variabilelor Exemplul 1: Dacă un film este cotat cu 0* (foarte slab) , *, **, ***, **** (foarte bun), atunci măsurarea este de tip: A. Interval B. Ordinal C. Nominal D. Rație Exemplul 2: Identificarea Grupei Sanguinei : A. Interval B. Ordinal C. Nominal D. Rație  UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București Exerciții Măsurarea valorii variabilelor Exemplul 3: Înălțimea unei persoane este un exemplu de măsurarea de tip: A. Interval B. Ordinal C. Nominal D. Rație Exemplul 3: Venitul pe cap de locuitor în orașul București : A. Interval B. Ordinal C. Nominal D. Rație UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE “CAROL DAVILA” din București Facultatea de Stomatologie, Calea Plevnei nr. 17 – 21, Sector 1, București s.l. dr. ing. Radu ILINCA ([email protected])