Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

KÉT FÜGGETLEN, ILL. KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSZEHASONLÍTÁSA Füst György Semmelweis Egyetem III. Belklinika.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "KÉT FÜGGETLEN, ILL. KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSZEHASONLÍTÁSA Füst György Semmelweis Egyetem III. Belklinika."— Előadás másolata:

1 KÉT FÜGGETLEN, ILL. KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSZEHASONLÍTÁSA Füst György Semmelweis Egyetem III. Belklinika

2 A biostatisztika elemi módszereivel megoldható problémák I. Különbözik-e egymástól két független csoport, pl. férfiak – nők, dohányzók – nem dohányzók? Különbözik-e egymástól két összetartozó csoport, melynek tagjait a vizsgálat előtt összepárosítottuk életkoruk, nemük vagy más szempont alapján; vagy bekövetkezik-e változás egy csoport tagjaiban, ha rájuk valamilyen tényező hatást gyakorol (pl. gyermekek megnőnek, a csoport tagjait egy adott gyógyszerrel kezelik)? Nem két csoportot, hanem hármat vagy többet szeretnénk összehasonlítani. Hogyan végezzük ezt el, ha a csoportok egymástól függetlenek, ill. ha valamilyen kapcsolatban állnak egymással?

3 A biostatisztika elemi módszereivel megoldható problémák II. Általában ugyanabban a csoportban nemcsak egy, hanem több változót is rögzítünk, és szeretnénk tudni, hogy ezek a változók kapcsolatban állnak-e egymással, az egyik növekedését a másik növekedése vagy esetleg csökkenése kíséri, vagy ilyen kapcsolat nem áll fenn.. Nemcsak azt szeretnénk tudni, hogy fennáll-e kapcsolat egy csoportban két változó között, de arra is kíváncsiak vagyunk, hogy az egyik változásai milyen mértékben változtatják meg a másikat, tehát a kapcsolat mértékét számszerűsítjük. Más eljárásokra van szükségünk, ha az adott csoportra vonatkozó adataink diszkrét eloszlást mutatnak (pl. nem, betegségtípus). Az események bekövetkezési idejének elemzése, ill. annak a vizsgálata, hogy két csoportban az események bekövetkezési ideje különbözik-e egymástól. Ezt leegyszerűsítve túlélési (survival) analízisnek nevezik, noha legtöbbször egyáltalán nem életről-halálról van szó.

4 KÉT FÜGGETLEN CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA

5 A vizsgálandó probléma: szignifikánsan különbözik-e egymástól az I és II. típusú diabetesek szérum triglicerid szintje?

6 I-es típusII-es típus Betegek száma38148 Minimum0,4400, percentilis0,9201, percentilis (medián)1,5952, percentilis2,4153,085 Maximum12,21025,10 Átlag2,1012,963 Szórás (standard deviáció, SD)2,1073,108 Az átlag szórása (standard error of mean, SEM) 0,3420,256 Az átlag 95%-os konfidencia intervallumának (CI) alsó határa 1,4092,458 Az átlag 95%-os konfidencia intervallumának (CI) felső határa 2,7943,468

7 HOGYAN OLDJUK MEG EZT ÉS A HASONLÓ FELADATOKAT? HOGYAN GONDOLKODUNK? A HIPOTÉZIS VIZSGÁLAT KÉT FÜGGETLEN CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ESETÉN

8 A NULL HIPOTÉZIS ÉS AZ ALTERNATÍV HIPOTÉZIS KÉT FÜGGETLEN CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ESETÉBEN Null (zero) hipotézis: a két csoport között nem áll fenn statisztikailag szignifikáns különbség, tehát az észlelt különbség véletlenszerűen is létrejöhetett volna Alternatív hipotézis: a két csoport között szignifikáns különbség áll fenn, tehát a véletlen ezt a különbséget nem hozhatta létre Ha a null-hipotézist elvetjük, és ezzel az alternatív hipotézist elfogadjuk, akkor kimondhatjuk azt, hogy a két csoport között statisztikailag szignifikáns különbség áll fenn.

9 AZ ELSŐ ÉS A MÁSODIK FAJTA HIBA KÉT FÜGGETLEN CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ESETÉBEN Első fajta hiba (ál-pozitív döntés, azt-hittük, hogy, pedig dehogy): a két csoport között valóban nem áll fenn szignifikáns különbség, de mi mégis azt tételezzük fel, hogy szignifikáns különbség áll fenn Második fajta hiba (ál-negatív döntés, azt hittük, hogy dehogy, de mégis). A két csoport között szignifikáns különbség áll fenn, de mi azt tételezzük fel, hogy nincs szignifikáns különbség.

10 AZ ALAPPROBLÉMA MEGOLDÁSÁRA ALKALMAZOTT MATEMATIKAI MÓDSZEREK: A PARAMÉTERES KÉTMINTÁS T- PRÓBA ÉS A NEM PARAMÉTERES MANN-WHITNEY PRÓBA Student (alias: William Sealy Gosset ) féle t -próba

11 A t próba gondolatmenete A minták normális eloszlásból származnak Független minták Véletlen minták (randomizálás) Null hipotézis: a minták közös populációból származnak (  1 =  2 ) Null hipotézis következménye a szórásra:  1 =  2 A két variancia becslés hányadosa az F 1,2 eloszlást követi (F 1,2 = s 1 2 /s 2 2 ) Az F próbával vizsgáljuk, az s 1 2 és az s 2 2 megfigyelt értékei mennyire valószínűek a nullhipotézis mellett Ha a minták egy sokaságból valók (a nullhipotézis érvényes), akkor teljesül, hogy F 1,2 eloszlásának várható értéke F 1,2 = 1 Ha p<0,05 arra, hogy F 1,2 = 1, akkor elvetjük a nullhipotézist (Student féle t próba, két mintás)

12 A t próba gondolatmenete (folytatás) A mintákból becslést készítünk a mintaátlagok különbségére, és a különbség szórására (  ), felhasználva mind a két minta szórását. A mintaátlagok különbségének és a közös varianciabecslésnek hányadosa a “t” eloszlást követi, sz.f.=(n 1 +n 2 -2) szabadságfokkal. A t statisztikát kiszámoljuk, és megvizsgáljuk, mi a valószínűsége, hogy a nullhipotézis érvényessége, és sz.f. szabadságfok mellett a számolt t értéket kapjuk. Ezt ma már a számítógép elvégzi. Előre tervezett (a priori) módon egyoldali, vagy kétoldalú összehasonlitást végzünk

13 A vizsgálandó probléma: szignifikánsan különbözik-e egymástól az I és II. típusú diabetesek szérum triglicerid szintje? Megoldás kétmintás t-próbával

14 1. kérdés: normális eloszlásúak-e a vizsgálandó csoportok? NEM. AKKOR TRANSZFORMÁLNI KELL!

15 LOG 10 transzformálás HURRÁ, MÁR MINDEN NORMÁLIS, MEHET A t-PRÓBA!

16 A KÉTMINTÁS T-PRÓBA EREDMÉNYE Az analizált táblázat: táblázatban bemutatott adatok log 10 értékei Az A oszlop (I-es típus) és a B oszlop (II-es típus) összehasonlítása Unpaired t-test (nem párosított, kétmintás t-teszt) p-érték0,0025 p-érték összefoglalása * segítségével ** Az átlagok szignifikánsan (p<0,05) különböznek-e egymástól?Igen Egy vagy kétoldalú próba?Kétoldalú t, dft=3,068 df=184 Mekkora a különbség? Az A oszlop átlaga + SEM-je0,1956 ± 0,0515 n=38 A B oszlop átlaga + SEM-je0,3578 ± 0,0233 n=148 Az átlagok közötti különbség + a különbség SEM-je-0,1622 ± 0,05288 Az átlagok közötti különbség 95%-os CI-je-0, ,05861 A varianciák összehasonlítása F próbával p-érték0,1744 p-érték összefoglaló értékelésen.s. (nem szignifikáns) Szignifikánsan különböznek-e a varianciák?Nem

17 KÉT FÜGGETLEN NEM NORMÁL ELOSZLÁSÚ CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA NEM- PARAMÉTERES PRÓBA SEGÍTSÉGÉVEL

18 1 LÉPÉS: A RANGOK KIOSZTÁSA Piros alma, gRangZöld alma, gRang ,532015, , , ,520010,5 1807,532015, Rangok összege4587 Rangok átlaga5,8310,09 Kérdés: szignifikánsan különböznek-e a két csoport medián értékei?

19 XLS FILE KezelésAgressziók száma Kontroll0Tesztoszteron2 Kontroll4Tesztoszteron0 Kontroll1Tesztoszteron3 Kontroll0Tesztoszteron0 Kontroll0Tesztoszteron2 Kontroll0Tesztoszteron0 Kontroll1Tesztoszteron4 Kontroll0Tesztoszteron2 Kontroll3Tesztoszteron0 Kontroll1Tesztoszteron0 Kontroll1Tesztoszteron27 Kontroll3Tesztoszteron9 Kontroll9Tesztoszteron0 Kontroll0Tesztoszteron7 Kontroll0Tesztoszteron26 Kontroll0Tesztoszteron6 Kontroll1Tesztoszteron5 Kontroll1Tesztoszteron8 Kontroll1

20 A RANGSZÁMOK A PÉLDÁHOZ KontrollTesztoszteron ,375,61

21 A PÉLDA VÉGE

22 A vizsgálandó probléma: szignifikánsan különbözik-e egymástól az I és II. típusú diabetesek szérum triglicerid szintje? Megoldás a nem paraméteres Mann-Whitney teszttel Az A oszlop (I-es típus) és a B oszlop (II-es típus) összehasonlítása Mann-Whitney teszt p-érték0,0033 Exact or approximate p value? (pontos vagy megközelítő p-érték?) Gaussian approximation (Gaussi megközelítés) p-érték összefoglalása * segítségével ** A mediánok szignifikánsan (p<0,05) különböznek-e egymástól? Igen Egy vagy kétoldalú próba?Kétoldalú Az A és B oszlopok rangjainak összege2682, Mann-Whitney U1941

23 Két összetartozó csoport közötti különbség. Az ugyanazokban az egyénekben bekövetkezett változások nyomon követése

24 MIT JELENT AZ, HOGY ÖSSZETARTOZÓ? A párok tagjai között természetes kapcsolat áll fenn –azonos egyéneken végzett beavatkozások – előtti és utáni értékek, –családi kapcsolat (ikrek, testvérek, szülő- gyerek) A csoportok tagjait a kísérlet megtervezésekor (sohasem a kísérlet elvégzése után!) összepárosítottuk valamilyen szempont(ok) szerint

25 A PÁROSÍTOTT ÖSSZEHASONLÍTÁS ELVÉGEZHETŐSÉGÉNEK EGYÉB KRITÉRIUMAI A párokat egy nagyobb populációból véletlenszerűen választottuk ki vagy legalábbis reprezentálják a teljes populációt Minden párt a többitől függetlenül választottunk ki

26 AZ ALAPPROBLÉMA: A SZÉRUM TRIGLICERID SZINTEK VÁLTOZÁSAI A KEZELÉS HATÁSÁRA 36 CUKORBETEGBEN

27 Diagnózis felállításakor (1. vizit) A 6. vizit idején Betegek száma36 Minimum0,4400, percentilis1,4100, percentilis (medián)1,7901, percentilis2,5832,180 Maximum25,1005,420 Átlag2,8731,748 Szórás (standard deviáció, SD)4,1681,199 Az átlag szórása (standard error of mean, SEM) 0,6970,200 Az átlag 95%-os konfidencia intervallumának (CI) alsó határa 1,4631,342 Az átlag 95%-os konfidencia intervallumának (CI) felső határa 4,2832,153

28 A NULL HIPOTÉZIS ÉS AZ ALTERNATÍV HIPOTÉZIS KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ESETÉBEN Null (zero) hipotézis: az összetartozó (matched) párok között nem áll fenn statisztikailag szignifikáns különbség, tehát az észlelt különbség véletlenszerűen is létrejöhetett volna. A beavatkozás nem idézett elő szignifikáns változást, ez véletlenszerűen is bekövetkezhetett volna Alternatív hipotézis: az összetartozó párok között szignifikáns különbség áll fenn, tehát a véletlen ezt a különbséget nem hozhatta létre. A beavatkozás szignifikáns változást idézett elő, amelyet a véletlen nem hozhatott volna létre

29 AZ ELSŐ ÉS A MÁSODIK FAJTA HIBA KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA ESETÉBEN Első fajta hiba (ál-pozitív döntés, azt-hittük, hogy, pedig dehogy): a beavatkozás nem idézett elő szignifikáns változást, de mi mégis azt tételezzük fel, hogy ez bekövetkezett Második fajta hiba (ál-negatív döntés, azt hittük, hogy dehogy, de mégis). A beavatkozás szignifikáns változást idézett elő, de mi azt tételezzük fel, hogy ez nem következett be.

30 AZ ALAPPROBLÉMA MEGOLDÁSÁRA ALKALMAZOTT MATEMATIKAI MÓDSZEREK: A PARAMÉTERES EGYMINTÁS T-PRÓBA ÉS A NEM PARAMÉTERES WILCOXON PRÓBA

31 Miért nem a kétmintás t-teszttel, vagy a Mann-Whitney próbával dolgozunk? A két csoport nem független. „Sima” t-teszt alkalmazásával pontosan azt a specifikus információt vesztenénk el, hogy a két csoport között kapcsolat áll fenn. A szignifikancia is kevésbé lesz erős, mint akkor, ha az adekvát teszttel dolgozunk. Az önkontrollos, vagy párosított kontrollos vizsgálatok kifejezetten alkalmasak a biológiai variabilitásból eredő szóródás mérséklésére, azaz pontosabb becslések (és következtetések) megtételére

32 36 cukorbetegben a kezelés hatására bekövetkezett szérum triglicerid csökkenés értékelése egymintás t-próbával Az A oszlop (1. vizit) és a B oszlop (6. vizit) összehasonlítása Paired t-test (párosított, egymintás t-teszt) p-érték0,0910 p-érték összefoglalása * segítségéveln.s. Az átlagok szignifikánsan (p<0,05) különböznek-e egymástól? nem Egy vagy kétoldalú próba?Kétoldalú t, dft=1,739 df=35 A párok száma36 Mekkora a különbség? A különbség átlaga1,125 Az átlagok közötti különbség SEM-je0,647 95%-os CI-0, ,439 Milyen hatékony volt a párosítás? A varianciák összehasonlítása F próbával Korrelációs koefficiens0,374 p-érték0,025

33 Kiküszöböljük a „legjobb” (legnagyobb csökkenést mutató) beteget P= P=0.0253

34 KÉT ÖSSZETARTOZÓ NEM NORMÁL ELOSZLÁSÚ CSOPORT ÖSSZEHASONLÍTÁSA NEM- PARAMÉTERES PRÓBA SEGÍTSÉGÉVEL

35 A rang transzformáció és a Wilcoxon t-próba Szisztolés vérnyomás a szer beadása előtt, Hgmm Szisztolés vérnyomás a szer beadása után, Hgmm Különbség, Hgmm A különbségek rangszáma (előjeltől függetlenül) Negatív rangok összege27 Pozitív rangok összege1 p-érték (Wilcoxon t-próba)0,0313

36 XLS FÁJL NEFA KisérletElőtteUtánaKülönbségRANKElőjeles RANK T+20 T-1

37

38 A kezelés hatására bekövetkezett szérum triglicerid csökkenés értékelése Wilcoxon próbával Az A oszlop (1. vizit) és a B oszlop (6. vizit) összehasonlítása Wilcoxon signed rank test p-érték0,0183 Exact or approximate p value? (pontos vagy megközelítő p-érték?) Gaussian approximation (Gaussi megközelítés) p-érték összefoglalása * segítségével * A mediánok szignifikánsan (p<0,05) különböznek-e egymástól? Igen Egy vagy kétoldalú próba?Kétoldalú A pozitív, negatív rangok összege459,5, -170,5 A jelölt (signed) rangok összege289,0 Milyen hatékony volt a párosítás? R (Spearman megközelítés)0,5947 p-érték (egy-oldalú)P<0,0001 p-érték összefoglalása * segítségével **

39 Az egymintás t-teszt speciális alkalmazása: egy adott értéktől való eltérés szignifikanciája

40 232 CUKORBETEGBEN A DIAGNÓZIS FELÁLLÍTÁSA IDEJÉN MÉRT TRIGLICERID SZINTEK VISZONYA A TRIGLICERID SZINTEK REFERENS TARTOMÁNY FELSŐ HATÁRÁHOZ (1,7 MMOL/L)

41 Egymintás t-teszt Elméleti átlag (amihez hasonlítottunk) 0,230 Kapott átlag0,2881 Eltérés0,0581 Az átlag 95%-os CI-je0, ,962 t-érték, szabadsági fok2,992, 231 p-érték (kétoldalú próba)0,00031 Szignifikáns (p<0,05)?Igen

42 NÉHÁNY TOVÁBBI PÉLDA Chung-Ting Lee és mtsai PLoS Med 5(6): e117. doi: /journal.pmed Abból a megfigyelésből indultak ki, hogy a terhes nők kokain használata károsíthatja a magzat idegrendszerét feltehetően az érintett sejtek fejlődésének gátlásán keresztül. A szerzők azt vizsgálták, hogy a kokainnal kezelt és nem kezelt idegsejtekben (és azok előalakjaiban) a folyamatban kulcsszerepet játszó különböző gének kifejeződése hogyan alakul.

43 Kétmintás t-próbával értékelve: a kokain mindhárom (az idegsejtek fejlődésében esszenciális szerepet játszó) gén kifejeződését szignifikánsan gátolta.

44 Blaise Denton és mtsai PLoS Medicine, 5, e127, 2008, doi: /journal.pmed ). A malária két gyakori kórokozójával (Plasmodium falciparum és Plasmodium vivax) történt gyermekkori fertőzésekben vizsgálták a súlyos esetek előfordulási gyakoriságát. Mivel korábbi adatok szerint a P. vivax infekció enyhíti a P. falciparum malária lefolyását, a vizsgálatba olyan gyermekeket is bevontak, akik mindkét parazitával megfertőződtek. Tehát három csoportban hasonlították össze a paraziták össz-mennyiségét a szervezetben. A kérdés az volt, hogy csökkenti-e ezt a P. falciparum fertőzöttekben a P. vivax infekció?

45 . Kétmintás t-próba: Csak a P. falciparum és a kombinált csoportok között hasonlították össze a szervezetben található parazita mennyiséget. Ez magasabb volt a kombinált fertőzésben szenvedő, mint a csak P. falciparum fertőzött gyermekekben. A különbség akkor is fennállt, ha csak a súlyos eseteket hasonlították össze.

46 Agnes-Laurence Chenine és mtsai PLoS Negl Trop Dis 2(7): e265. doi: /journal.pntd Azt vizsgálták, hogy egy Afrikában és más trópusi vidékeken nagymértékben elterjedt parazita, a Schistosoma mansoni fertőzés befolyásolja-e a HIV infekció kockázatát. A kérdést úgy vizsgálták, hogy a kísérleti állatokat együtt fertőzték a parazitával és a HIV és a SIV (simian immunodeficiency virus) majmokat is megfertőző hibridjével, a SHIV-vel. A HIV fertőzés súlyosságának két legfontosabb indikátorát, a CD4+ T sejtek számát, ill. a CD4+ sejtek által termelt vírusmennyiséget (viral load) vizsgálták a CD4+ T sejtek különböző szubpopulációiban (naiv, centrális memória (CM) és effektor memória (EM) sejtekben külön-külön ).

47 Mann-Whitney test: Az eredmény egyértelmű különbségeket mutat a különböző szubpopulációk között.

48 . Tim F Cloughesy és mtsai PLoS Med 5(1) e8. doi: /journal. pmed ). Egy tumor-ellenes szer, a rapamycin hatását vizsgálták glioblastomás betegekben. A szer tumorgátló hatásának mértékét izotóp beépülési teszt (Ki67) segítségével határozták meg.

49 A betegekben az első (S1) és második műtét (S2) idején vett mintákban mért tumor sejt proliferáció mértékét a Wilcoxon féle párosított teszttel határozták meg, a proliferáció szignifikánsan csökkent

50 Adrianne Verhoef és mtsai PLoS Med 2(3): e78., 2005). Macska-allergiás asztmás betegekben végezték vizsgálataikat. Az allergia enyhítésének egyik módja az, amikor az allergént kis dózisban ismételten a betegek szervezetébe juttatják, és így csökkentik az allergia erősségét. Ezt a deszenzitizálásnak vagy immunterápiának nevezett eljárást általában a teljes allergénnel végzik. Szerzők kipróbálták, hogy elvégezhető-e a deszenzitizálás az allergén kisebb részeivel is, olyanokkal, amelyeket az immunsejtek felismernek (T sejt epitópok). Különböző immunfunkciókat mértek és hasonlítottak össze az epitópoknak megfelelő peptidekkel végzett deszenzitizálás után.

51 Az eredményeket a nem paraméteres Wilcoxon teszttel értékelték. A p-érték azt mutatja, hogy a deszenzitizálás hatásos volt

52 Kirsi H. Pietiläinen és mtsai PLoS one e218, A veleszületett és a környezeti faktorok hatását vizsgálták az elhízásra. A vizsgálatot egypetéjű ikrekben végezték, mert az itt kapott eltérések elsősorban a környezeti, az egyezések pedig a genetikai tényezők hatását igazolják. 10 olyan ikerpárt vizsgáltak, akiknek testsúlya nem különbözött lényegesen egymástól, ill. 14 olyant, akiknek a testsúlyában kg-os különbség állt fenn. A különböző fajta lipidek szérumkoncentrációját és a testzsír eloszlását határozták meg

53 A testtömegindexet, a testzsír eloszlás különböző paramétereit, ill. az egyes lipid frakciók szérumkoncentrációját párosított nem paraméteres teszttel (Wilcoxon signed pair test) hasonlították össze. A vizsgált paraméterek többségében szignifikáns különbségeket észleltek


Letölteni ppt "KÉT FÜGGETLEN, ILL. KÉT ÖSSZETARTOZÓ CSOPORT ÖSZEHASONLÍTÁSA Füst György Semmelweis Egyetem III. Belklinika."

Hasonló előadás


Google Hirdetések