METODOLOGIA DELLA RICERCA ED EPIDEMIOLOGIA

5 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

MASSIMO COSTANZO - Modulo STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA - MED/01 - 3 CFU
FABIO ROBERTO VITELLO - Modulo SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE - ING-INF/05 - 2 CFU

Obiettivi formativi

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Data la natura degli obiettivi, il “format” del Corso privilegia la discussione e un’attiva partecipazione degli studenti in aula. Si consiglia di leggere preventivamente i contenuti della lezione in modo da facilitare la comprensione delle principali tematiche e la loro discussione in aula.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
L’obiettivo del corso è fornire un insieme di competenze scientifico-disciplinari relative alla progettazione e realizzazione di sistemi di elaborazione delle informazioni, nonché al loro utilizzo in vari contesti applicativi.

Durante il corso saranno introdotte le principali tecnologie relative ai sistemi informatici e fornite le basi teoriche sui sistemi di elaborazione delle informazioni con particolare attenzione alle architetture, ai moderni sistemi operativi e alle reti di calcolatori. Il corso si focalizzerà, inoltre, sui fogli di calcolo con particolare approfondimento del loro utilizzo per la risoluzione di esercizi legati al mondo della statistica medica.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Modalità di erogazione del corso di insegnamento:
Lezioni frontali, partecipazione attiva degli studenti tramite domande, preparazione di un questionario per la raccolta dei dati e la successiva raccolta dei dati ed esercizi.

VALUTAZIONE: Esame Scritto con due quesiti ed esame orale con commento di articolo scientifico.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Lezioni frontali

Prerequisiti richiesti

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Conoscenze di base di matematica e statistica
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Nessuno

Frequenza lezioni

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Obbligatoria
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
La frequenza alle attività formative è obbligatoria nei limiti di almeno il 50% dell’attività didattica frontale

Contenuti del corso

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Generalità e premesse
- Ruolo della statistica in medicina.
- Evidence Based Medicine e uso di motori di ricerca specializzati: Health on the Net foundation,
PubMed, Cochrane Library.
Statistica epidemiologica
- Eventi sanitari
- Misurare l'occorrenza di malattia: prevalenza, incidenza, rischio e tasso.
- Prevalenza e incidenza, relazione di causa-effetto, popolazioni e gruppi a rischio
- Studi sul rischio: Misure di associazione: il rischio relativo ed il rapporto tra odds. Studi osservazionali descrittivi. Studi osservazionali analitici (trasversali, longitudinali o di coorte e retrospettivi o caso-controllo). Studi sperimentali. Dalla fase I alla fase IV. Studi in cieco semplice e doppio. Il braccio di controllo. La randomizzazione. Etica e sperimentazione clinica.
- Test diagnostici e test di screening: loro valutazione
- Sensibilità e specificità di un test diagnostico.
- Valori predittivi: Valore predittivo di un test diagnostico (teorema di Bayes).
- Indicatori ospedalieri
- Indicatori di struttura e di utilizzo
- Nomogramma di Barber, e di Gandy
- Indicatori di processo e di esito
- VRQ: una metodologia per la valutazione di qualità
Conoscenze di base per l'osservazione statistica
- Variabilità Biologica
- Variabilità, variabilità casuale e costanti Variabili e dati. Variabili continue, discrete, ordinali.
- Concetto di misura e classificazione del carattere statistico delle osservazioni
- Caratteri qualitativi e quantitativi.
- Scala nominale (misure qualitative), scala ordinale o per ranghi (misure semiquantitative), scala
quantitativa intervallare, scala quantitativa di rapporto
Richiami di calcolo numerico
- Unità di misura e ordine di grandezza
- Misure analitiche, errore totale, attendibilità.
- Precisione e approssimazione della misura: Accuratezza e precisione.
- Errori sistematici e accuratezza.
- Errori casuali e precisione.
- Stime di precisione e accuratezza.
- Frequenze assolute relative e percentuali e specifiche per dati continui raggruppati in classi.
- Errori di misura
- Distribuzione degli errori di misura: la distribuzione Gaussiana.
- Distribuzione Gaussiana standard.
- Trasformazione dei dati
Raccolta e organizzazione dei dati
- Una tassonomia della ricerca. La piramide dell'evidenza.
- Programmazione di una ricerca
- Finalità della ricerca
- Metodologia statistica applicata alla ricerca
- Pianificazione di una ricerca
- Unità e popolazione statistica - popolazione e campione - parametri e stime
- Rilevazione e raccolta dei dati: la raccolta dei dati mediante la preparazione di un questionario.
- Controllo dei dati
- Organizzazione dei dati: classificazione e spoglio, distribuzioni di frequenza in tabelle a una o più
entrate, distribuzioni in classi, serie e seriazioni
- Serie statistiche e loro rappresentazioni tabulari e grafiche.
- Seriazioni statistiche e loro rappresentazioni tabulari e grafiche.
- Elaborazione dei dati
- Sintesi e rappresentazione dei dati
- Interpretazione e presentazione dei risultati
Rapporti statistici
- Rapporti e tassi.
- Rapporti di composizione e di derivazione
- Tassi o quozienti
- Tassi di morbosità, morbilità, mortalità, letalità
- Rapporti incrementali
- Numeri indici
Le rappresentazioni grafiche
- I grafici
- Sistema cartesiano - Diagrammi a bastoncini
- Diagrammi a barre: istogrammi
- Poligoni e curve di frequenza
- Grafici per punti e per spezzate
- Diagrammi logaritmici
- Diagrammi circolari o aerogrammi, diagrammi a torta
- Ideogrammi e pictogrammi
- Cartogrammi
- Piramidi delle età
- Stereogrammi
- Diagrammi polari
- Tabelle a doppia entrata: percentuali di riga e colonna
- Errori e distorsioni
Gli indici di tendenza centrale
- Sintesi dei dati
- Centro di una distribuzione campionaria: Indici di posizione
- Medie analitiche: Media aritmetica semplice Media aritmetica ponderata Media mobile Media geometrica Media armonica Relazioni tra medie analitiche
- Medie o indici di posizione: Moda Mediana
- Frattili di una distribuzione campionaria
- Quantili (quartili, decili e percentili). Centili e curve di crescita
- La forma di una distribuzione
- Relazioni tra indici di tendenza centrale e distribuzione dei dati
Gli indici di dispersione
- Dispersione di una distribuzione campionaria
- Indici di dispersione assoluta per misure quantitative
Range, range interquartile. Devianza. Varianza. Deviazione standard. Errore standard.
- Indici di dispersione assoluta per misure non quantitative
- Indici di dispersione relativa per misure quantitative. Coefficiente di variazione. Rapporto di concentrazione
- Indici di dispersione relativa per misure non quantitative
Cenni di calcolo delle probabilità
- Insiemistica operazioni tra insiemi
- Quesiti anomali, probabilità e inferenza statistica
- Frequenza relativa, esiti possibili, eventi.
- Teoria e calcolo delle probabilità
Probabilità di un evento
Principio della somma Principio del prodotto e probabilità indipendenti
Probabilità condizionate eventi indipendenti e dipendenti
Unione di eventi, eventi incompatibili
Eventi condizionati, intersezione di eventi, eventi indipendenti.
- Distribuzioni di probabilità discrete e continue
- Definizione di variabile casuale.
- Variabili casuali discrete Creazione di una variabile casuale discreta.
- Variabili casuali continue
- Variabile casuale Binomiale.
- Media e varianza di una variabile casuale.
Distribuzione binomiale, normale e di Poisson
- Il modello Gaussiano standard, gli z-scores, l'uso delle tavole e del calcolatore per il calcolo delle
probabilità.
- Distribuzione binomiale, multinomiale e di Poisson
Campionamento e inferenza statistica
- Popolazione e campione
Popolazione finita e infinita
Teoria elementare dei campioni
- Campioni casuali e numeri casuali
- Dimensione del campione
- Rappresentatività del campione
- Errore di campionamento
- Tecniche di campionamento
Campionamento con e senza ripetizione
Campionamento casuale (randomizzazione)
Campionamento stratificato
Campionamento sistematico
Campionamento a presentazione
- Tabelle dei numeri casuali
Suddivisione casuale di un campione in due o più gruppi
- Distribuzioni campionarie
- Errori standard
- Distribuzione della media campionaria: errore standard di una media campionaria e intervallo di
probabilità.
- Teorema del limite centrale.
- Distribuzione delle varianze campionarie (Chi-quadrato): forma della distribuzione χ2 in funzione
dei gradi di libertà (ν).
- Distribuzione dei rapporti tra una v.c. gaussiana con media 0 e la radice di una v.c. Chi-quadrato:
la v.c. t di Student
Teoria statistica della stima
- La logica dell'inferenza statistica.
Stima dei parametri: stime corrette ed efficienti
Stime puntuali e stime per intervalli
- Intervalli di confidenza per le stime dei parametri
Dimensione del campione per l'intervallo di confidenza.
Stima intervallare di una media: Intervallo di confidenza della media.
Stima intervallare di una frequenza percentuale
- Errore probabile
Teoria delle decisioni statistiche
- Il concetto di test di ipotesi: formulazione dell'ipotesi.
Ipotesi statistica, ipotesi nulla, Verifica d'ipotesi - Test di significatività e di ipotesi
- Il concetto di test di ipotesi: criterio di decisione e rischi di errore di tipo I (α) e di tipo II (β);
- Livello di significatività
- Test implicanti la distribuzione normale e binomiale
- Test a una e a due code
- Potenza di un test
- Test di significatività che implichino differenze campionarie
Teoria dei piccoli campioni
- La distribuzione t di STUDENT
- Intervalli di confidenza
- Test di ipotesi e di significatività
- La distribuzione CHI QUADRATO
- Intervalli di confidenza per CHI QUADRATO
- Gradi di libertà
- il test CHI QUADRATO: frequenze osservate e teoriche, definizione, test della significatività,
bontà di adattamento, tabelle di contingenza, correlazione di Yates per la continuità, formule per il
calcolo, coefficiente di contingenza, correlazione tra gli attributi
L'interpolazione e il metodo dei minimi quadrati
- relazioni tra variabili
- interpolazione
- il metodo dei minimi quadrati
- la regressione
Teoria della correlazione
- distribuzione campionaria congiunta di due variabili: codevianza, covarianza, e coefficiente di
correlazione.
- correlazione lineare
- errore standard della stima
- devianza spiegata e residua
- teoria campionaria della regressione e della correlazione
Correlazione multipla e parziale
- correlazione multipla
- equazione di regressione, piano di regressione
- errore standard della stima
- coefficiente di correlazione multipla
- correlazione parziale
- regressione multipla non lineare
Statistica non parametrica
- Semplici programmi informatici di calcolo statistico
- Campionamento di convenienza
- Shapiro-Wilk test o Normality test
- Test t-Student e Man Whitney per gruppi differenti non accoppiati
- Test t-Student e Wilcoxon test per gruppi accoppiati
- Test Anova e Kruskal-Wallis per una variabile in più gruppi di persone diverse o dopo trattamenti
differenti
- Test Anova e Friedman per più variabili o una stessa variabile in tempi differenti
- Correlazione negativa e positiva test di Pearson e di Spearman
- I box plot
Analisi della sopravvivenza
- Metodi di Kaplan-Meier
- Modello di Cox
- Metanalisi
Modelli di decisione in ambito medico
- Stochastic Multicriteria Acceptability Analysis (SMAA)
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Fondamenti di informatica, sistemi operativi e reti di calcolatori
- Informatica e sistemi informativi
- Gli elaboratori: cenni storici
- Segnali analogici e digitali, i sistemi di numerazione, Il sistema binario, il bit
- Hardware e software
- Architettura di un elaboratore
- Algoritmo e sue caratteristiche
- I moderni sistemi operativi
- Reti di calcolatori
Fogli di calcolo
- Introduzione ai fogli di calcolo: area di lavoro, celle
- Formule aritmetiche e funzioni
- Grafici
- Esempi pratici ed esercitazioni su aspetti legati al mondo della statistica medica.

Testi di riferimento

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Materiale didattico e bibliografia
Bibliografia:
Lantieri, B.L., Risso D., Ravera G. (revisione Lama N., Signoriello G.) (2007). Elementi di Statistica Medica. Milano: McGraw-Hill.
Chiari, Mosci, Naldi, Evidence based clinical practice - La pratica clinico assistenziale basata su prove di efficacia - McGraw-Hill
Costanzo M. R, (2019). “Statistica sperimentale per le professioni sanitarie”, Createspace by Amazon
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Dennis Curtin, Kim Foley, Kunal Sen, Cathy Morin, Agostino Marengo e Alessandro Pagan; INFORMATICA DI BASE 6/ED CON CONNECT E EBOOK; VI ed., McGraw-Hill.

Altro materiale didattico

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Testi di consultazione:
Daniel W Biostatistica EdiSES Napoli 1996 pp 736
Pagano M Gauvreau K Fondamenti di Biostatistica Gnocchi, Napoli 1994 pp 381
P. Armitage, G. Berry. Statistica medica. McGraw Hill Libri Italia, Milano, 1996. pp.619.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Slide presentate a lezione, materiale liberamente disponibile in rete indicato dal docente

Programmazione del corso

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	STATISTICA DESCRITTIVA	LANTIERI
2	STATISTICA INFERENZIALE	LANTIERI
3	APPLICAZIONI IN AMBITO MEDICO	CHIARI
4	TEST DIAGNOSTICI	COSTANZO
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Informatica e sistemi informativi	Cap. 1
2	Gli elaboratori: cenni storici	Cap. 2.8, Materiale fornito dal docente
3	Segnali analogici e digitali, i sistemi di numerazione, Il sistema binario, il bit	Cap. 2.3, Cap. 2.4, Cap. 2.5, Cap. 2.6
4	Hardware e software	Cap. 2
5	Architettura di un elaboratore	Cap. 2
6	I moderni sistemi operativi	Cap. 5
7	Reti di calcolatori	Cap. 8
8	Fogli di Calcolo	Cap 6.7, Materiale fornito dal docente

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Esame Scritto con due quesiti ed esame orale con commento di articolo scientifico.
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Realizzazione di un progetto assegnato dal docente corredato da una relazione descrittiva, colloquio orale

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
QUESITO A)

Remein e Wilkerson (The efficiency of screening test s for diabetes. Journal of chronic diseases, 13:6-21; 1961) considerarono un certo numero di test per l’individuazione del diabete. Avevano un gruppo di criteri di raffronto, che costituivano il loro ‘gold standard’, per stabilire se un soggetto presentava realmente tale malattia. La tabella presenta i risultati dell’esame del sangue Folin-Wu effettuato 1 ora dopo il pasto e considerando positivi i soggetti con un livello di glicemia superiore a 150 mg/100ml. Furono screenati un totale di 580 soggetti, 70 dei quali erano diabetici. 475 soggetti risultarono negativi al test, di questi 14 erano diabetici.

Costruire la tavola di contingenza 2x2.

Si verifichi l'associazione tra i dati svolgendo il test con almeno due livelli di significatività. Si formulino correttamente le ipotesi.

QUESITO B)

Data la seguente serie di dati:

Si dica:
1. Il tipo di variabile
2. Si rappresenti graficamente la frequenza relativa e cumulata
3. Si calcoli moda, mediana e media
4. Si calcoli la deviazione standard
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
- Differenza tra dato ed informazione
- Esercizi sulla conversione in sistema binario
- Realizzazione di diagrammi di flusso
- Tipologia di memorie
- Esercizi sui fogli di calcolo

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