Τμήμα Ιατρικής
Πανεπιστημίου Πατρών
Προπτυχιακά Μαθήματα

ΒΙΟΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ

Εξάμηνο Ε (Υποχρεωτικό)

Ώρες Διδασκαλίας Διδασκαλία: 2, Εργαστήρια: 2, Φροντιστήριο: - (την εβδομάδα)

Δ.Ε.Π.

Γενική Περιγραφή

Σκοπός
Σκοπός του μαθήματος είναι η δημιουργία του βασικού στατιστικού υποστρώματος για την κατανόηση των ποσοτικών εκτιμήσεων και των αναλυτικών μεθοδολογιών που χρησιμοποιούνται στην ιατρική επιστήμη.  

Μεθοδολογία
Το μάθημα διδάσκεται μέσω διαλέξεων σε Αμφιθέατρο και φροντιστηρίων σε μικρές ομάδες με χρήση Η/Υ. Οι διαλέξεις έχουν θεωρητικό χαρακτήρα και οι παρουσιαζόμενες έννοιες εξειδικεύονται μέσω των Φροντιστηρίων. Κατά τα φροντιστήρια (tutorials) χρησιμοποιούνται:

    1. λογισμικό για στατιστική επεξεργασία ιατρικών & βιολογικών δεδομένων (SPSS, Microsoft Excel, GraphPad Prism),
    2. ιστοσελίδες με σχετικά δεδομένα και μεθοδολογίες από το Διαδίκτυο, και γ) η σειρά μαθημάτων υπό μορφή περιπτώσεων STEPS.

Η επιτυχής ολοκλήρωση του μαθήματος "Βιοστατιστική" περιλαμβάνει:

    1. την ανά εβδομάδα παρακολούθηση 2 ωρών διαλέξεων θεωρητικού χαρακτήρα
    2. την υποχρεωτική ανά εβδομάδα συμμετοχή σε φροντιστήριο (tutorial) με πρακτική άσκηση 2 ωρών σε Η/Υ,
    3. την υποχρεωτική συμμετοχή, σε 10μελή ομάδα φοιτητών,  για εκπόνηση συνδυαστικής εργασίας σε ολόκληρη την ύλη του μαθήματος,
    4. την επιτυχία στην προφορική εξέταση κατά την παρουσίαση της ανωτέρω εργασίας, και
    5. την επιτυχία στη γραπτή εξέταση του μαθήματος.

Σκοπός

 

Ύλη

Τα αντικείμενα των διαλέξεων είναι τα ακόλουθα:
  • Εισαγωγή στη Βιοστατιστική: Σκοπός της Βιοστατιστικής. Περιεχόμενο της περιγραφικής στατιστικής και της στατικής συμπερασματολογίας. Βασικές έννοιες της στατιστικής.
  • Περιγραφική στατιστική: Συχνότητα και αθροιστική συχνότητα. Ποιοτικά αποτελέσματα στατιστικών πειραμάτων. Ποσοτικά αποτελέσματα στατιστικών πειραμάτων. Τυχαία μεταβλητή. Πίνακες κατανομής συχνοτήτων. Ιστογράμματα. Αντιπροσωπευτικές τιμές της κατανομής συχνοτήτων. Πηγές δειγματικής διασποράς και προσδιορισμός της ολικής τυπικής απόκλισης του δείγματος. Ερμηνεία της διασποράς των κλινικών μετρήσεων.
  • Στοιχεία θεωρίας πιθανοτήτων: Ορισμός της πιθανότητας. Υπολογισμός των πιθανοτήτων. προβλεπτική αξία της διαγνωστικής δοκιμασίας (test). Θεώρημα του Bayes. Ιατρικές εφαρμογές. Γενίκευση του θεωρήματος του Bayes. Ορισμός της τυχαίας μεταβλητής. Kατανομή των πιθανοτήτων τυχαίων πειραματικών ενδεχομένων. Χαρακτηριστικές παράμετροι των κατανομών πιθανοτήτων. Οι κατανομές πιθανοτήτων στις εφαρμογές των Επιστημών Υγείας. Διωνυμική κατανομή. Kατανομή Poisson. Κανονική κατανομή (κατανομή Gauss). Προσέγγιση της διωνυμικής κατανομής μέσω της κανονικής κατανομής. Προσέγγιση της κατανομής Poisson μέσω της κανονικής κατανομής. Προσέγγιση της κατανομής Poisson μέσω της κανονικής κατανομής.
  • Στατιστική δειγματοληψία: κατανομή των δειγματικών μέσων τιμών. Τυπικό σφάλμα (Standard Error) της μέσης δειγματικής τιμής. Κεντρικό Οριακό Θεώρημα. Δειγματικό σφάλμα ενός ποσοστού. Δειγματικό σφάλμα της διαφοράς δύο τυχαίων μεταβλητών.
  • Μέθοδοι στατιστικής συμπερασματολογίας: Σημειοεκτιμητική. Προσδιορισμός διαστήματος εμπιστοσύνης στατιστικών παραμέτρων. Δοκιμασία στατιστικών υποθέσεων. Στατιστική δοκιμασία της δειγματικής μέσης τιμής. Στατιστική σύγκριση των μέσων τιμών δύο διαφορετικών δειγμάτων. Τύποι σφαλμάτων των στατιστικών συμπερασμάτων. Η ισχύς της στατιστικής δοκιμασίας και η σχέση της με το μέγεθος του δείγματος. Στατιστική ανάλυση ποσοστών. Συμπερασματολογία επί ενός δειγματικού ποσοστού. συμπερασματολογία επί δύο δειγματικών ποσοστών. Πίνακες συνάφειας και στατικοί έλεγχοι με βάση την κατανομή x2. Εφαρμογές του στατιστικού x2 με βαθμούς ελευθερίας περισσότερους του ενός. Υποδιαίρεση των πινάκων συνάφειας. Στατιστική σύγκριση δύο αριθμών.
  • Στατιστική εξάρτηση και συσχέτιση: Εννοιολογική διαφορά μεταξύ εξάρτησης και συσχέτισης. Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων. Χρήση των ευθειών στατιστικής εξάρτησης στην κλινική πρόβλεψη. Διάστημα εμπιστοσύνης της ευθείας. Γραμμικός συντελεστής συσχέτισης

Τα αντικείμενα των φροντιστηρίων (tutorials) είναι τα ακόλουθα:

  • Φροντιστήριο 1: Εύρεση συχνοτήτων, σχετικών συχνοτήτων, αθροιστικών (σχετικών) συχνοτήτων, δημιουργία ιστογραμμάτων, κριτήρια καταλληλότητας ιστογραμμάτων.
  • Φροντιστήριο 2: Εφαρμογή του κανόνα του Bayes, υπολογισμοί θετικής & αρνητικής προβλεπτικής αξίας, μεταφορά δεδομένων από το Διαδίκτυο σε λογισμικό στατιστικής επεξεργασίας, υπολογιστική επιβεβαίωση προτάσεων ανεξαρτησίας σύνθετων ενδεχομένων.
  • Φροντιστήριο 3: Επίλυση διωνυμικού πειράματος για άπειρο και πεπερασμένο αριθμό δοκιμασιών
  • Φροντιστήριο 4: Προσομοίωση πειραμάτων και επιβεβαίωση Κεντρικού Οριακού Θεωρήματος, χρήση πινάκων του στατιστικού z.
  • Φροντιστήρια 5 & 6: Επίλυση ασκήσεων με χρήση της δοκιμασίας z και της δοκιμασίας t, ανάλυση σφαλμάτων τύπου Ι και ΙΙ.
  • Φροντιστήριο 7: Πίνακες συνάφειας, η δοκιμασία x2.
  • Φροντιστήριο 8: Επίλυση ασκήσεων γραμμικής παλινδρόμησης, εύρεση του 95% διαστήματος εμπιστοσύνης της ευθείας προσαρμογής.
  • Φροντιστήριο 9: Υπολογισμός γραμμικού συντελεστή συσχέτισης σε βιολογικά και ιατρικά δεδομένα του Διαδικτύου
  • Φροντιστήρια 10 & 11: Εύρεση καμπύλης ROC (Receiver’s Operating Characteristic curve) και ανάλυση.