Статистика в клеточной биологии и в клинических исследованиях

Содержание

Слайд 2

Распределение Пуассона

Распределение Пуассона

Слайд 3

Симеон Дени Пуассон (Siméon Denis Poisson, 21.06.1781—25.04.1840)

Симеон Дени Пуассон (Siméon Denis Poisson, 21.06.1781—25.04.1840) 

Слайд 4

Упорядоченный посев и пуассонер – высокоточная техника количественной микробиологии МЕДИЦИНА. XXI

Упорядоченный посев и пуассонер – высокоточная техника количественной микробиологии

МЕДИЦИНА. XXI ВЕК
№ 2

(11) 2008, c. 92-97
Слайд 5

Н. Н. Хромов-Борисов, Jenifer Saffi , Joao A. P. Henriques Упорядоченный

Н. Н. Хромов-Борисов, Jenifer Saffi , Joao A. P. Henriques Упорядоченный посев

и пуассонер – высокоточная техника количественной микробиологии
Слайд 6

Упорядоченный посев

Упорядоченный посев

Слайд 7

Распределение Пуассона Распределение числа событий, происходящих в фиксированном временнóм или пространственном

Распределение Пуассона

Распределение числа событий, происходящих в фиксированном временнóм или пространственном интервале

(объеме),
при условии,
что эти события независимы и что
вероятность совпадения (попадания в одну точку пространства) или одновременного наступления двух и более событий пренебрежимо мала.
Слайд 8

Распределение Пуассона P(k) = e-λλk/k! e = 2,71828 – основание натурального

Распределение Пуассона

P(k) = e-λλk/k!
e = 2,71828 – основание натурального логарифма
k! =

1·2·…(k-1)·k – факториал
Характеристическое свойство раcпределения Пуассона – его математическое ожидание (среднее значение) и дисперсия равны друг другу:
Ek* = Dk* = λ,
т.е. это распределение имеет всего лишь один параметр λ.
Слайд 9

Пуассонер

Пуассонер

Слайд 10

Сравнение упорядоченного посева с обычным методом

Сравнение упорядоченного посева с обычным методом

Слайд 11

Воспроизводимость

Воспроизводимость

Слайд 12

Распределения числа колоний дрожжей на десяти чашках Петри, порожденные пуассонером, и

Распределения числа колоний дрожжей на десяти чашках Петри, порожденные пуассонером, и

их сравнение с распределением числа колоний, полученных традиционным методом посева.
Слайд 13

Пуассоновость

Пуассоновость

Слайд 14

Среднеквадратичное отклонение (стандартная ошибка среднего) Поскольку математическое ожидание (среднее значение) и

Среднеквадратичное отклонение (стандартная ошибка среднего)

Поскольку математическое ожидание (среднее значение) и дисперсия распределения

Пуассона равны друг другу:
Ek* = Dk* = λ,
то его среднеквадратичное отклонение есть:
SE = √Dk* = √λ
Слайд 15

Элементы планирования экспериментов

Элементы планирования экспериментов

Слайд 16

Счетная камера Горяева (гемацитометер)

Счетная камера Горяева (гемацитометер)

Слайд 17

Клетки в камере Горяева

Клетки в камере Горяева

Слайд 18

Клетки в камере Горяева

Клетки в камере Горяева

Слайд 19

Клетки в камере Горяева

Клетки в камере Горяева

Слайд 20

Клетки в камере Горяева

Клетки в камере Горяева

Слайд 21

Как подсчитывать клетки в камере Горяева

Как подсчитывать клетки в камере Горяева

Слайд 22

N ± √N Сколько клеток надо подсчитать, чтобы относительная ошибка составила

N ± √N
Сколько клеток надо подсчитать, чтобы относительная ошибка составила 5%?
~

400
SE = √400 = 20
20/400 = 0,05
Слайд 23

Сколько кеток надо подсчитать, чтобы относительная ошибка составила 1%? ~ 10000

Сколько кеток надо подсчитать, чтобы относительная ошибка составила 1%?
~ 10000
SE =

√10000 = 100
100/10000 = 0,01
Слайд 24

Молитва и сепсис

Молитва и сепсис

Слайд 25

Leonard Leibovici, Университет Тель-Авива, Израиль Основные научные интересы: Бактериальные инфекции и

Leonard Leibovici, Университет Тель-Авива, Израиль
Основные научные интересы:
Бактериальные инфекции и антибиотикотерапия;
Компьютеризация

медицинских исследований;
Медицинская этика;
Доказательная медицина.
Слайд 26

Leonard Leibovici Effects of remote, retroactive intercessory prayer on outcomes in

Leonard Leibovici Effects of remote, retroactive intercessory prayer on outcomes in patients

with bloodstream infection: randomised controlled trial. BMJ, 2001, Vol. 323, p. 1450-1451

Методы
Выборку из 3393 пациентов с заражением крови (с сепсисом) рандомизированно, т.е. случайным образом разбили на две группы – контрольную (1702 пациента) и опытную (1691 пациент).
Перечень имен пациентов во второй группе был передан человеку, который произносил краткую молитву за улучшение здоровья и полное выздоровление всей этой группы целиком.
Пациенты, за которых молились, об этом не знали.

Слайд 27

Основные характеристики двух групп пациентов

Основные характеристики двух групп пациентов

Слайд 28

Результаты Связь между молитвой и смертностью от сепсиса статистически незначима (Pval

Результаты

Связь между молитвой и смертностью от сепсиса статистически незначима (Pval =

0,19 > 0,05).
Примерно в 13 раз более правдоподобно получить такие данные, когда эта связь действительно отсутствует, чем когда она есть.
Молитва, скорее всего, не влияет на смертность при сепсисе.
Слайд 29

Различие эффектов в опыте и в контроле можно выражать абсолютными и

Различие эффектов в опыте и в контроле можно выражать абсолютными и

(или) относительными показателями (величинами).
И те и другие имеют свои преимущества и недостатки.
В повседневной клинической практике абсолютные показатели считаются более показательными и интерпретируемыми.
Слайд 30

Основные меры эффекта в таблицах 2х2 Разность долей (рисков) - RD

Основные меры эффекта в таблицах 2х2

Разность долей (рисков) - RD
Отношение рисков

(долей) - RR
Отношение шансов – OR
Число подлежащих воздействию - NNT
Слайд 31

Таблица 2х2

Таблица 2х2

Слайд 32

Оценка φ1 - доли скончавшихся в контрольной группе

Оценка φ1 - доли скончавшихся в контрольной группе

Слайд 33

Оценка φ1 - доли скончавшихся в контрольной группе

Оценка φ1 - доли скончавшихся в контрольной группе

Слайд 34

Оценка φ2 - доли скончавшихся в опытной группе

Оценка φ2 - доли скончавшихся в опытной группе

Слайд 35

Оценка φ2 - доли скончавшихся в опытной группе

Оценка φ2 - доли скончавшихся в опытной группе

Слайд 36

Оценка разности долей φ1 - φ2

Оценка разности долей φ1 - φ2

Слайд 37

Оценка разности долей, RD = φ1 - φ2 Когда доли равны,

Оценка разности долей, RD = φ1 - φ2

Когда доли равны,

то их разность равна нулю: RD = φ1 - φ2 = 0. Полученный 99%-й ДИ для разности долей накрывает значение
RD = 0.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное (оцениваемое этим интервалом) значение RD статистически (на уровне значимости α = 0,01) не отличается от нуля и что, соответственно, первая и вторая доли статистически равны.
Основной вывод: Молитва, скорее всего, не влияет на смертность при сепсисе.
Слайд 38

Что такое отношение рисков, RR? Это есть отношение двух условных вероятностей

Что такое отношение рисков, RR?

Это есть отношение двух условных вероятностей (долей),

например, доли скончавшихся в контрольной группе φ1 к доле скончавшихся в опытной группе φ2:
RR = φ1 / φ2
Слайд 39

Оценка отношения долей (рисков), RR

Оценка отношения долей (рисков), RR

Слайд 40

Оценка отношения долей (рисков), RR Когда доли равны, то их отношение

Оценка отношения долей (рисков), RR

Когда доли равны, то их отношение равно

единице: RR = φ1 / φ2 = 1. Полученный 99%-й ДИ для отношения долей накрывает значение RR = 1.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное значение RR статистически (на уровне значимости α = 0,01) не отличается от 1 и что, соответственно, первая и вторая доли статистически равны.
Основной вывод тот же: Молитва, скорее всего, не влияет на смертность при сепсисе.
Слайд 41

Что такое «отношение шансов», OR? Это трехэтажное отношение: 1. Вероятность есть

Что такое «отношение шансов», OR?

Это трехэтажное отношение:
1. Вероятность есть отношение количества

исходов k, благоприятствующих данному событию (A) к общему количеству исходов N:
P(A) = k / N
2. Шансы (Odds) суть ставки за и против, т. е. отношение вероятности данного события P(A) к вероятности противоположного события P(nonA) = 1 – P(A):
Odds = P(A) : [1 - P(A)] = k / (N – k)
3. Отношение шансов (OR – Odds Ratio) есть отношение шансов за и против события A к шансам за и против события B:
OR = {P(A) / [1 - P(A)]} : {P(B) / [1 - P(B)]}
Слайд 42

Оценка отношения шансов, OR

Оценка отношения шансов, OR

Слайд 43

Оценка отношения шансов, OR Когда доли равны, то отношение шансов равно

Оценка отношения шансов, OR

Когда доли равны, то отношение шансов равно единице:


OR = [φ1 / (1 - φ1)] : [φ2 / (1 - φ2)] = 1. Полученный 99%-й ДИ для отношения шансов накрывает значение OR = 1.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное значение OR статистически (на уровне значимости α = 0,01) не отличается от 1 и что, соответственно, первая и вторая доли статистически равны.
Основной вывод тот же: Молитва, скорее всего, не влияет на смертность при сепсисе.
Слайд 44

Результаты Смертность в опытной группе была примерно на 2% ниже, чем

Результаты

Смертность в опытной группе была примерно на 2% ниже, чем в

контрольной, однако наблюдаемое различие между долями φ1 – φ2 является статистически незначимым.
φ1 = 0,270,300,32
φ2 = 0,250,280,31
RD = φ1 – φ2 = -0,0190,0210,061
RR = φ1 / φ2 = 0,941,071,23
OR = [φ1(1- φ1)] / [φ2(1-φ2)] = 0,911,111,35
Слайд 45

Оценка (post hoc) достигнутой мощности критерия при уровне значимости α =

Оценка (post hoc) достигнутой мощности критерия при уровне значимости α =

0,01: (1 – β) = 0,098
Слайд 46

Оценка (a priori) минимально необходимых объемов выборок при уровне значимости α

Оценка (a priori) минимально необходимых объемов выборок при уровне значимости α

= 0,01 и мощности (1 – β) = 0,95: n1 = n2 = 18 337; N = n1 + n2 = 36 674
Слайд 47

КПВ – количество подлежащих воздействию NNT – Number Needed to Treat

КПВ – количество подлежащих воздействию

NNT – Number Needed to Treat
Среднее количество

пациентов, которых надо подвергнуть (данному) воздействию, дабы предотвратить один неблагоприятный исход
(или получить один дополнительный благоприятный исход)
по сравнению с контрольной группой (без данного воздействия).
Слайд 48

Прочувствуйте разницу Утверждение: «необходимо подвергнуть данному воздействию 50 пациентов, чтобы предотвратить

Прочувствуйте разницу

Утверждение:
«необходимо подвергнуть данному воздействию 50 пациентов, чтобы предотвратить один

неблагоприятный исход»
информативнее и понятнее, нежели:
«данное воздействие снижает риск неблагоприятного исхода на 0,02
Слайд 49

Относительные меры эффекта OR, RR, часто приводят к впечатляющим цифрам, даже

Относительные меры эффекта OR, RR, часто приводят к впечатляющим цифрам, даже

когда абсолютные эффекты воздействия (RD) оказываются малыми
Примеры:
1. φ1 = 0,6; φ1 = 0,1; RR = 6; OR = 13,5;
RD = 0,5; NNT = 2
2. φ1 = 0,06; φ2 = 0,01; RR = 6; OR = 110,06; но RD = 0,05 и NNT = 20
Слайд 50

Visual Rx http://www.nntonline.net/visualrx/

Visual Rx http://www.nntonline.net/visualrx/

Слайд 51

Слайд 52

Алопеция (облысение) и ИБС

Алопеция (облысение) и ИБС

Слайд 53

Алопе́ция (лысость, от др. греч. ἀλωπεκία через лат. alopecia — облысение,

Алопе́ция (лысость, от др. греч. ἀλωπεκία через лат. alopecia — облысение, плешивость) — патологическое выпадение волос,

приводящее к их поредению или полному исчезновению в определенных областях головы или туловища.
К наиболее распространенным видам алопеции относится андрогенетическая (androgenetic), диффузная или симптоматическая (effluviums), очаговая или гнездная (areata), рубцовая (scarring)
Слайд 54

Градации облысения по Норвуду

Градации облысения по Норвуду

Слайд 55

Lotufo P.A. Male Pattern Baldness and Coronary Heart Disease: The Physician's

Lotufo P.A. Male Pattern Baldness and Coronary Heart Disease: The Physician's

Health Study Archives of Internal Medicine 2000:160(165-171)
Слайд 56

Период наблюдения: 11 лет Связь между алопецией и развитием ИБС статистически

Период наблюдения: 11 лет

Связь между алопецией и развитием ИБС статистически высоко

значима (Pval = 0,00058 ≈ 6·10-4).
Примерно в 19 раз более правдоподобно получить такие данные, когда эта связь действительно есть, чем когда ее нет.
Слайд 57

Слайд 58

Доля больных ИБС среди облысевших

Доля больных ИБС среди облысевших

Слайд 59

Слайд 60

Доля больных ИБС среди не облысевших

Доля больных ИБС среди не облысевших

Слайд 61

Слайд 62

Разность долей (рисков), RD Когда доли равны, то их разность равна

Разность долей (рисков), RD

Когда доли равны, то их разность равна нулю:

RD = φ1 - φ2 = 0. Полученный 99%-й ДИ для разности долей не накрывает значение RD = 0.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное (оцениваемое этим интервалом) значение RD статистически значимо отличается от нуля, т.е. первая и вторая доли статистически различаются (на уровне значимости α = 1 – 0,99 =
= 0,01) .
Основной вывод: между алопецией и ИБС, скорее всего, имеется взаимозависимость.
Слайд 63

Слайд 64

Отношение рисков (RR) Когда доли равны, то их отношение равно единице:

Отношение рисков (RR)

Когда доли равны, то их отношение равно единице: RR

= φ1 / φ2 = 1. Полученный 99%-й ДИ для отношения долей не накрывает значение RR = 1.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное (оцениваемое этим интервалом) значение RR статистически значимо (на уровне значимости α = 0,01) отличается от 1 и что, соответственно, первая и вторая доли статистически различаются.
Основной вывод тот же: между алопецией и ИБС, скорее всего, имеется взаимозависимость.
Слайд 65

Слайд 66

Отношение шансов (OR) Когда доли равны, то отношение шансов равно единице:

Отношение шансов (OR)

Когда доли равны, то отношение шансов равно единице:
OR

= [φ1 / (1 - φ1)] : [φ2 / (1 - φ2)] = 1. Полученный 99%-й ДИ для отношения долей не накрывает значение OR = 1.
Это дает нам основание утверждать, что, скорее всего, истинное значение OR статистически значимо (на уровне значимости α = 0,01) отличается от 1 и что, соответственно, первая и вторая доли статистически различаются.
Основной вывод тот же: между алопецией и ИБС, скорее всего, имеется взаимозависимость.
Слайд 67

Оценка (post hoc) достигнутой мощности критерия при α = 0,01: 1 – β = 0,82

Оценка (post hoc) достигнутой мощности критерия при α = 0,01: 1

– β = 0,82
Слайд 68

Оценка (a priori) минимально необходимых объемов выборок при α = 0,01

Оценка (a priori) минимально необходимых объемов выборок при α = 0,01

и 1 – β = 0,95: n1 = 2 050; n2 = 12 299; N = n1 + n2 = 14 349
Слайд 69

Visual Rx http://www.nntonline.net/

Visual Rx http://www.nntonline.net/

Слайд 70

Visual Rx http://www.nntonline.net/

Visual Rx http://www.nntonline.net/

Слайд 71

Словесная шкала градаций для размеров эффекта

Словесная шкала градаций для размеров эффекта

Слайд 72

Корреляция и регрессия

Корреляция и регрессия

Слайд 73

Займемся своей фигурой и здоровьем Roger W. Johnson Fitting percentage of

Займемся своей фигурой и здоровьем

Roger W. Johnson
Fitting percentage of body fat

to simple body measurements
Journal of Statistics Education v.4, n.1 (1996)
http://www.amstat.org/publications/jse/v4n1/datasets.johnson.html
Слайд 74

Слайд 75

Возраст

Возраст

Слайд 76

Вес, фунты (1 lbs = 0,4536 кг)

Вес, фунты (1 lbs = 0,4536 кг)

Слайд 77

Рост, дюймы (1 inch = 2,54 см)

Рост, дюймы (1 inch = 2,54 см)

Слайд 78

ИМТ Показатель индекса массы тела предложил бельгийский социолог и статистик Адольф

ИМТ

Показатель индекса массы тела предложил бельгийский социолог и статистик Адольф Кетле

(Adolphe Quetelet) в 1869 году.
ИМТ - индекс массы тела
BMI Body Mass Index
BMI1 = ИМТ = W/h2, кг/м2
BMI2 = ИМТ = W1,2/h3,3, кг1,2/м3,3
Abdel-Malek A. K., Mukherjee D., Roche, A. F. A method of constructing an index of obesity
Human Biology, 1985. – Vol. 57. № 3. – P. 415-430.
Слайд 79

Адольф Кетле́ (Ламбер Адольф Жак Кетеле; Lambert-Adolph-Jacques Quetelet; 22.02.1796, Гент -

Адольф Кетле́ (Ламбер Адольф Жак Кетеле; Lambert-Adolph-Jacques Quetelet; 22.02.1796, Гент - 17.02.1874 Брюссель

Бельгийский

математик, астроном, метероролог, социолог.
Один из родоначальников научной статистики.
В частности он предложил индекс массы тела в 1869 году.
Слайд 80

Интерпретация показателей ИМТ согласно рекомендациями ВОЗ http://ru.wikipedia.org/wiki/Индекс_массы_тела

Интерпретация показателей ИМТ согласно рекомендациями ВОЗ http://ru.wikipedia.org/wiki/Индекс_массы_тела

Слайд 81

Индекс массы тела, кг/м2

Индекс массы тела, кг/м2

Слайд 82

Корреляция между ростом и весом

Корреляция между ростом и весом

Слайд 83

Корреляция между ростом и весом Оценка коэффициентов корреляции: r и rS

Корреляция между ростом и весом Оценка коэффициентов корреляции: r и rS

Слайд 84

Корреляция между массой тела и ИМТ

Корреляция между массой тела и ИМТ

Слайд 85

Корреляция между ростом и ИМТ

Корреляция между ростом и ИМТ

Слайд 86

Плотность тела D = WA/[(WA – WW)/c - LV], WA –

Плотность тела

D = WA/[(WA – WW)/c - LV],
WA – вес

тела на воздухе, кг
WW – вес тела в воде, кг
с – температурная поправка для плотности воды
LV – остаточный объем легких, л
При t = 39,2° F, т.е. t = 4° C, с = 1
При t = 77° F, т.е. t = 25° C, с = 0,997
Слайд 87

Плотность тела

Плотность тела

Слайд 88

Формулы Сири (Siri, 1956) и Брожека (Brozek, 1963) для определения процентного

Формулы Сири (Siri, 1956) и Брожека (Brozek, 1963) для определения процентного

содержания жира в организме человека

a = 1,10 г/см3 – плотность безжирововых тканей тела
b = 0,9 г/см3 – плотность жирововых тканей тела
D – плотность тела, г/см3
Формула Сири:
B = (1/D) × [ab/(a-b)] – [b/(a-b)] =
= 495/D – 450, %
Формула Брожека:
B = 457/D – 414,2, %

Слайд 89

Авторы формул для определения процентного содержания жира в организме человека Brozek

Авторы формул для определения процентного содержания жира в организме человека

Brozek J.,

Grande F., Anderson J., Keys, A.
Densitometric analysis of body composition: Revision of some quantitative assumptions,
Annals of the New York Academy of Sciences, 1963. – Vol. 110. – P. 113-140.
Siri W. E.
Gross composition of the body.
Advances in Biological and Medical Physics (Vol. IV),
eds. J. H. Lawrence and C. A. Tobias,
New York: Academic Press, 1956.
Слайд 90

Процентное содержание жира по формуле Сири (Siri, 1956)

Процентное содержание жира по формуле Сири (Siri, 1956)

Слайд 91

Процентное содержание жира по формуле Брожека (Brozek, Siri, 1963)

Процентное содержание жира по формуле Брожека (Brozek, Siri, 1963)

Слайд 92

Корреляция между плотностью тела и процентным содержанием жира

Корреляция между плотностью тела и процентным содержанием жира

Слайд 93

Корреляция между плотностью тела и процентным содержанием жира Оценка коэффициентов корреляции: r и rS

Корреляция между плотностью тела и процентным содержанием жира Оценка коэффициентов корреляции: r

и rS
Слайд 94

Уравнение линейной регрессии: зависимость процентного содержания жира от плотности тела – метод нименьших квадратов

Уравнение линейной регрессии: зависимость процентного содержания жира от плотности тела –

метод нименьших квадратов
Слайд 95

Уравнение линейной регрессии: интервальная оценка

Уравнение линейной регрессии: интервальная оценка

Слайд 96

Слайд 97

Корреляция между общим весом и весом без жира

Корреляция между общим весом и весом без жира

Слайд 98

Корреляция между возрастом и процентным содержанием жира

Корреляция между возрастом и процентным содержанием жира

Слайд 99

Корреляция между возрастом и весом

Корреляция между возрастом и весом

Слайд 100

Корреляция между окружностью талии и окружностью бедер

Корреляция между окружностью талии и окружностью бедер

Слайд 101

Основной критерий диагностики метаболического синдрома – центральное ожирение, определяемое по объёму

Основной критерий диагностики метаболического синдрома – центральное ожирение, определяемое по объёму

талии

Критерии ВОЗ: наличие центрального ожирения:
индекс «талия–бедра» – ИТБ > 0,9 у мужчин и > 0,85 у женщин
или > 1,0 у мужчин и > 0,8 у женщин.
Критерии Национальной образовательной программы по холестерину США (NCEP): абдоминальное ожирение:
окружность талии: > 102 cм у мужчин и > 88 см у женщин.
Критерии Международной диабетической ассоциации (2005 г.): центральным ожирением для европейцев рекомендовано считать: окружность талии > 94 см у мужчин и > 80 см у женщин.

Слайд 102

Корреляция между систолическим и диастолическим артериальным давлением

Корреляция между систолическим и диастолическим артериальным давлением

Слайд 103

Систолическое артериальное давление

Систолическое артериальное давление

Слайд 104

Слайд 105

Слайд 106

Слайд 107

Слайд 108

Слайд 109