Статистический анализ медицинских данных
Применение пакета прикладных программ STATISTICA
О.Ю. Реброва
М.: МедиаСфера, 2002 (I изд.), 2003 (II изд.), 2006 (III и IV изд.). 312 с.
В книге в контексте концепции доказательной медицины представлены наиболее актуальные методы статистического анализа медицинских данных, способы корректной интерпретации результатов статистического анализа, современные международные требования к представлению результатов статистического анализа в статьях и диссертациях.
Книга рассчитана на проводящих научные исследования медиков и биологов, аспирантов и студентов, заинтересованных в освоении методов статистики в научных исследованиях.
Глава 1. Доказательная медицина и планирование научных исследований
1.1. Основные понятия доказательной медицины
1.2. Источники научнообоснованной медицинской информации
1.3. Определение цели исследования
1.4. Планирование исследования
1.4.1. Типы исследований
1.4.2. Достоверность и обобщаемость результатов исследования
1.4.3. Систематические и случайные ошибки
1.5. Некоторые вопросы планирования клинических испытаний
1.5.1. Виды структуры клинических испытаний
1.5.2. Распределение участников по группам в рандомизированных клинических испытаниях
1.5.3. Маскирование вмешательства
Глава 2. Типы данных
Глава 3. Подготовка данных к статистическому анализу
3.1. Подготовка первичных данных
3.1.1. Оценка точности данных
3.1.2. Предварительные расчеты
3.1.3. Идентификация участников (объектов) исследования
3.1.4. Пропущенные (отсутствующие) значения данных
3.1.5. Данные динамических исследований
3.1.6. Данные для анализа времени до наступления исхода
3.1.7. Проверка данных
3.1.8. Перенос данных, подготовленных в других программах,
в таблицу данных пакета прикладных программ STATISTICA
3.2. Подготовка вторичных данных
Глава 4. Управление данными и сохранение результатов анализа в пакете прикладных программ STATISTICA
4.1. Отбор строк таблицы данных по условию
4.2. Формирование подгрупп (разделение файлов)
4.3. Объединение файлов
4.4. Операции со столбцами
4.5. Операции со строками
4.6. Сохранение результатов статистического анализа
Глава 5. Основные принципы и методы статистического анализа
5.1. Описательная статистика и статистическая оценка
5.2. Проверка статистических гипотез
5.3. Статистическое моделирование
5.4. Статистическая и клиническая значимость полученных результатов
5.5. Первичный и вторичный анализ данных
5.6. Классификация статистических методов
Глава 6. Методы статистического анализа, содержащиеся в пакете прикладных программ STATISTICA
Глава 7. Описание количественных признаков
7.1. Анализ соответствия вида распределения признака закону нормального распределения
7.2. Описание количественных данных в зависимости от вида их распределения
7.3. Некоторые частные аспекты представления количественных данных
7.3.1. Точность представления описательных статистик количественных данных
7.3.2. Данные связанных групп
7.3.3. Преобразование количественных данных
7.3.4. Описание данных, полученных в малых выборках
7.3.5. Анализ выпадающих данных
Глава 8. Сравнение групп по количественному признаку
8.1. Сравнение одной выборки с популяцией
8.1.1. Случай нормально распределенного признака
8.1.2. Случай любого распределения признака
8.2. Сравнение двух независимых (несвязанных) групп
8.2.1. Доверительный интервал для разности средних
8.2.2. Параметрический метод (t-критерий Стьюдента для независимых групп)
8.2.3. Непараметрические методы (критерии Манна—Уитни,
Вальда—Вольфовица, Колмогорова—Смирнова)
8.3. Сравнение двух зависимых (связанных) групп
8.3.1. Доверительный интервал для средней разности
8.3.2. Параметрический метод (t-критерий Стьюдента для зависимых групп)
8.3.3. Непараметрические методы (критерий знаков, критерий Вилкоксона)
8.4. Сравнение трех независимых (несвязанных) групп и более
8.4.1. Параметрический дисперсионный анализ
8.4.1.1. Проверка гипотез о равенстве дисперсий
8.4.1.2. Собственно дисперсионный анализ
8.4.1.3. Апостериорные сравнения групп
8.4.2. Непараметрические методы сравнения независимых групп
(метод Краскел—Уоллиса, медианный тест)
8.5. Сравнение трех связанных (зависимых) групп и более (непараметрический метод Фридмена)
Глава 9. Описание качественных признаков
9.1. Вычисление параметров распределения качественных признаков
9.2. Вычисление абсолютных и относительных частот (долей, процентов, вероятностей, шансов)
9.3. Описание относительной частоты бинарного признака с использованием доверительного интервала
Глава 10. Сравнение групп по качественному признаку
10.1. Сравнение наблюдаемых и ожидаемых частот (анализ одной группы)
10.2. Сравнение двух групп
Глава 11. Сравнение групп по качественному бинарному признаку
11.1. Сравнение выборочной относительной частоты с популяционной
11.1.1. Сравнение доверительного интервала для выборочной относительной частоты с популяционной
11.1.2. Проверка гипотез (z-критерий)
11.1.3. Проверка гипотез (критерий хи-квадрат)
11.2. Сравнение относительных частот внутри одной группы и в двух группах
11.3. Сравнение частот бинарного признака в двух несвязанных (независимых) группах (анализ таблиц 2х2)
11.3.1. Доверительный интервал для разности относительных частот
11.3.2. Доверительный интервал для относительного риска
11.3.3. Доверительный интервал для отношения шансов
11.3.4. Проверка гипотез (точный критерий Фишера, хи-квадрат с поправкой Йетса)
11.4. Сравнение частот бинарного признака в двух связанных (зависимых) группах
11.4.1. Доверительный интервал для разности относительных частот
11.4.2. Проверка гипотез (критерий МакНемара)
11.5. Сравнение трех групп и более по бинарному признаку
11.5.1. Случай неупорядоченных групп
11.5.2. Случай упорядоченных групп
Глава 12. Анализ связи (корреляции, ассоциации) двух признаков
12.1. Параметрический метод (метод Пирсона)
12.2. Непараметрические методы (методы Спирмена, Кендалла, гамма)
12.3. Доверительный интервал для коэффициента корреляции
12.4. Сравнение двух коэффициентов корреляции
Глава 13. Многофакторный анализ данных
13.1. Многофакторный параметрический дисперсионный анализ
13.2. Дискриминантный анализ
13.3. Кластерный анализ
13.4. Анализ главных компонент и факторный анализ
13.5. Многофакторный анализ наблюдений (объектов исследования) с пропущенными значениями
13.6. Проверка работоспособности многофакторных моделей
Глава 14. Анализ вида зависимости одного признака от одного или нескольких признаков (регрессионный анализ)
14.1. Линейный регрессионный анализ
14.2. Логистическая регрессия как один из методов нелинейного регрессионного анализа
Глава 15. Некоторые общие проблемы и частные задачи статистического анализа
15.1. Проблема множественных сравнений
15.2. Определение интервала нормы (референтного интервала) для количественного признака
15.3. Определение необходимых объемов выборок при планировании исследования. Статистическая мощность (чувствительность) исследования
15.4. Анализ времени до наступления исхода
15.4.1. Анализ вероятности наступления изучаемого исхода в определенный период времени
(выживания)
15.4.2. Исследование влияния одного фактора на время до наступления изучаемого исхода
15.4.3. Анализ влияния нескольких факторов на время до наступления изучаемого исхода
15.5. Анализ точности диагностического метода
15.5.1. Операционные характеристики диагностического метода
15.5.2. Анализ согласованности независимых диагностических заключений
Глава 16. Объединение результатов нескольких исследований (мета-анализ)
Глава 17. Современные требования к описанию в публикациях процедуры и результатов статистического анализа медико-биологических данных
17.1. Рекомендации по разделу «Введение»
17.2. Рекомендации по разделу «Материалы и методы»
17.3. Рекомендации по разделу «Результаты»
17.4. Рекомендации по разделу «Обсуждение»
17.5. Описание ограничений исследования
17.6. Рекомендации по разделу «Выводы»
Литература
Приложение 1. Аннотированный список рекомендуемой литературы на русском языке
Приложение 2. Список рекомендуемой литературы на английском языке
Приложение 3. Ранги, с помощью которых вычисляется доверительный интервал для медианы распределения
Приложение 4. Нижние и верхние границы 95% доверительных интервалов для относительных частот, представленных в виде простых дробей
Толковый словарь терминов
Предлагаемая книга является руководством по применению статистики в
медицинских - клинических и эпидемиологических - исследованиях. Описываемый
подход основан на использовании пакета прикладных программ (ППП) STATISTICA
фирмы StatSoft (США) для персонального компьютера, однако изложенные
принципы применения статистики универсальны и могут применяться при
использовании любых пакетов статистических программ.
Тем, кто знаком с основами статистики, книга поможет освоить технологию
анализа данных с использованием ППП STATISTICA. Книга снабжена
аннотированным списком дополнительной литературы, которой читатель может
воспользоваться при желании глубже освоить те или иные методы статистики.
В первой главе излагаются основные понятия доказательной медицины и
клинической эпидемиологии, использование принципов которых при проведении
исследований приобретает в мировой медицинской науке и практике все более
важное значение. Показана определяющая роль статистического анализа при
планировании исследования и обработке его результатов.
В последующих главах изложены основные подходы к подготовке и
статистическому анализу данных, а также преставлению результатов
исследования. Подробно описаны методы анализа, которые наиболее часто
рекомендуется применять в медицинских исследованиях, а также приводятся
примеры для каждого метода. Даны пояснения по содержанию интерфейсных окон
ППП STATISTICA.
Кратко описаны методы многофакторного статистического анализа, которые
являются более сложными и должны, по мнению автора, использоваться только
специалистами в области медицинской статистики. Однако знание возможностей
многомерных методов необходимо каждому исследователю, работающему в
медицинской науке.
Необходимо подчеркнуть, что целью создания книги было не освещение всего
широкого спектра статистических методов, изложенных в ППП STATISTICA, а
подробное описание лишь основных, наиболее важных способов анализа данных
клинических исследований.
Выбор ППП STATISTICA для иллюстрации методов анализа данных обусловлен его
широким распространением в России, достаточными возможностями для решения
основных задач медицинских исследований, а также выпуском в 1999 г.
русскоязычной версии пакета. Изложение рассчитано на читателя, обладающего
навыками работы в среде Windows. В связи с тем, что в России также широко
распространена оригинальная англоязычная версия ППП STATISTICA, в тексте
приведены англоязычные аналоги большинства терминов и понятий.
Книга является обобщением опыта автора в области статистического анализа
данных научных исследований, проводимых в клинической медицине.
Автор с благодарностью примет замечания, вопросы и предложения по содержанию
книги. Адрес для корреспонденции: olga@neurology.ru.
Вашу книгу купили все мои знакомые, занимающиеся наукой. Я тоже зачитала ее до дыр. Раньше не понимала , что сухие цифры и вообще медицинская статистика может быть увлекательной. Спасибо за понятное, доступное изложение информации, даже для таких
"чайников" в медицинской статистике, вроде меня.
Н.Н., эндокринолог
Искренне благодарю Вас за актуальную, очень нужную, удобную книгу. Считаю себя обязанным поблагодарить Вас, так как, пользуясь книгой как руководством, чуть углубившись в статистику, понимаю, какой огромный труд был Вами выполнен. Считаю, что Ваша книга – лучшая из всех, что мне удалось прочитать.
С уважением, В.В., доцент кафедры
Прочитал с удовольствием и пользой Вашу книгу.
И.А.Д, д.т.н., профессор, рук. лаборатории
Перечитываю Вашу книгу, и должен (опять-таки, со словами благодарности!) сказать, что таких понятных книг для людей, больше связанных с медициной, чем с математикой, очень немного. Спасибо Вам за понятное изложение сложных вопросов, которое сочетается с практическими рекомендациями по работе с программой.
Канд. мед. наук Ю.Т.
Хотелось бы поблагодарить Вас за толковую и полезную книгу.
С.Б.
Книга очень понравилась. В ней все разложено по полочкам. Для меня стало многое понятнее в статистическом анализе биологических исследований, особенно при использовании компьютера с программой "Статистика". Своим студентам и аспирантам мне стало значительно проще давать материал.
С большим yважением, А.
Безумно рад был открыть для себя Вашу книгу. Она настолько интересна, информативна и в то же время проста в чтении, что я с ней не расстаюсь ни днём, ни ночью! (Я учусь в аспирантуре). Только в первый день знакомства с книгой я "впитывал" вашу информацию в течение 12 часов без кусочка еды и глотка воды! Спасибо Вам за такую ценную книгу! Ведь аналогичной литературы просто не существует. Досконально излагается вся информация, необходимая учёному-медику. Благодаря Вашему труду, удалось обнаружить многие ошибки и недочёты в своих предыдущих статистических исследованиях. И теперь я безумно влюблён в Вашу книгу. Ещё раз огромное спасибо Вам за такую потрясающую книгу!
С уважением, Л.
Благодарю за прекрасную книгу!
С уважением, А.
Уважаемая Ольга Юрьевна, без Вашей подсказки дальнейшее существование науки невозможно.
С уважением, со слезами и благодарностью, А.Л.
Желающих ознакомиться с Вашей книгой среди моих коллег много. Еще раз хочу выразить свою признательность за Ваш крайне полезный труд. Я занимаюсь научной работой в области нейрофизиологии человека и животных. Мне приходится с огромной досадой и прискорбием смотреть на используемую стат. обработку данных в подавляющем большинстве отечественных работ моего направления. Зачастую проводимый стат. анализ напоминает гадание на кофейной гуще, или как такового анализа вообще не проводится, а сводится лишь к произвольному выбору какого-нибудь известного критерия (как правило Стьюдента). Зарубежные же публикации имеют неоспоримое превосходство по корректности статистических методов. Судя по названию глав Вашей книги, ее содержание затрагивает именно те аспекты биостатистики, которые я уже много лет безуспешно пытаюсь найти освещенными в литературе применительно к какой-либо компьютерной программе (Statistica, Statgraphics и др.).
С искренней признательностью, М., С.-Петербург
Книга шикарная, написана понятным лаконичным языком, очень удобно структурирована, очень полезные советы. Я уже кое-что попробовал проанализировать (тесты на нормальность и др.) - все получилось!
Огромное Вам спасибо!
М.
С удовольствием прочитал Вашу книгу по статистическому анализу. Впервые обнаружил уважительное отношение к начинающим в статистике. Особенно порадовало наличие разделов "интерпретация полученных данных", чего ранее не видел нигде.
Если в следующем выпуске книги добавите многофакторный анализ, нелинейную оценку и математическое прогнозирование, мы ваши первые покупатели!
С уважением, П.А.С., к.м.н., зав. кафедрой медицинского университета
В нашем институте пора написания отчетов. Я настойчиво рекомендую своим коллегам Вашу книгу, поскольку она реально помогает освоить ППП. Последнее существенно отличает её от книг, которыми я пытался пользоваться ранее (например, В. Боровикова).
С наилучшими пожеланиями, Ю.Ч.
Очень много слышал положительного о Вашей книге.
Заранее спасибо.
С уважением, к.м.н. Р.М., Узбекистан
Большое Вам спасибо за книгу, очень доступно написано и извлекается максимум практической пользы.
С уважением, Б.Ж.
Спасибо Вам большое за замечательную книгу. Книга организована без преувеличения великолепно - подробное изложение различных тестов вкупе с доходчивым описанием условий их применения и интерпретации результатов. Важно также что она не содержит кучи формул и математических выкладок, которые в большинстве случаев малопонятны, да и не нужны биологам и врачам. Более того, книга очень полезна даже тем, кто работает с другими статистическими пакетами, потому как описания методов не привязаны к программе STATISTICA. До Вашей книги прочитал около 5 других, но ни с одной из них мое понимание какой тест для чего служит и что показывает, не продвинулось так далеко как после Вашей.
Хотел бы Вас спросить не собираетесь ли Вы написать продолжение, где более подробно разобрать различные виды дисперсионного анализа (особенно его использование в randomized block и factorial design), множественную регрессию, анализ выживаемости, кластерный анализ и другие более сложные статистические методы? На мой взгляд, там также можно было бы подробнее осветить проверку нормальности данных, в частности в многофакторном дисперсионном анализе, ведь это совсем не тривиальная задача, особенно при сравнительно малых выборках (до 10 в подгруппе). Применение критериев нормальности, приведенных в Вашей книге (Шапиро-Вилка, Лилиефорса) в этом случае не всегда дает надежные результаты из-за малого количества наблюдений в отдельных подгруппах, поэтому в литературе часто вместо них рекомендуют построение "probability plot of residuals", что, впрочем, Вы тоже упоминаете как один из методов.
Еще раз спасибо Вам большое за отлично проделанную работу! Всех Вам благ, здоровья и профессиональных успехов.
С уважением, Д.
наложенным платежом: при заказе через сайт издательства "МедиаСфера" или по эл. почте
в Москве: в магазинах (например, в магазине "Медицинская книга" около м. "Фрунзенская") и киосках медицинской литературы, а также в издательстве "МедиаСфера" (тел. (495) 482 53 36, http://www.mediasphera.ru)
в Екатеринбурге: ул. Репина, д. 3 (остановка "Центральный стадион"), Главный корпус УГМА (Уральская гос. мед. академия), киоск. Режим работы: с 10:30 до 17:15, кроме субботы и воскресенья
в Красноярске: проспект Мира, д. 86, магазин "Книжный мир"
в Санкт-Петербурге: телефоны для справок - (812) 322 92 57, (812) 245 48 29
в Самаре: киоски издательства "Эскулап", расположенные по адресам: ул.Арцыбушевская, д. 171; Московское шоссе, д. 2 (терапевтический корпус); ул.Чапаевская, д. 89
в Тюмени: ул. Одесская, д. 61, книжный киоск в библиотеке Тюменской государственной медицинской академии. Режим работы: с 10:00 до 17:00, кроме субботы и воскресенья
в Челябинске: пр. Победы, д. 287, библиотека УГМАДО, киоск (на территории ГКБ №3)
в Украине: заказ книг - а/я 4539, г. Винница, 21037; телефоны: (0432) 32 35 64, +38 (067) 382 38 28;
e-mail: maxbooks@svitonline.com
в Азербайджане, Армении, Белоруссии, Болгарии, Венгрии, Германии, Грузии, Казахстане, Китае, Латвии, Литве, Молдавии, Монголии, Польше, Словакии, США, Турции, Узбекистане, Украине, Финляндии, Чехии: заказ через Агентство "Информнаука" - тел. в Москве (495) 155 4342; (495) 787 3873; факс: (495) 152 5481; е-mail: alfimov@viniti.ru