METODOLOGIA DELLA RICERCA ED EPIDEMIOLOGIA

5 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

MASSIMO COSTANZO - Modulo STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA - MED/01 - 3 CFU
GIUSEPPE NICOSIA - 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
Lo studente sarà introdotto ai principali metodi per la formazione delle bioimmagini.

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
Il modulo include lezioni frontali ed esercitazioni.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Conoscenze di base di matematica e statistica
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Competenze di base in matematica.

Frequenza lezioni

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Obbligatoria
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Obbligatoria.

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
Introduzione ai sistemi di elaborazione delle informazioni.
Caratteristiche dei sistemi di immagine.
Formazione di immagini mediche.
Radiazioni ionizzanti e Immagini a raggi X.
Immagini radioscopiche.
Immagini ad ultrasuoni.
Immagini di risonanza magnetica.
Metodi ricostruttivi e altre tecniche di immagine.
Visione artificiale di immagini mediche.
Trasmissione e rappresentazioni delle bioimmagini.

Testi di riferimento

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Materiale didattico e bibliografia
Bibliografia:
Daniel W Biostatistica EdiSES Napoli 1996 pp 736
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
Libri di Testo:
1. W. Mark Saltzman, Biomedical Engineering: Bridging Medicine and Technology, Cambridge Texts in Biomedical Engineering, Cambridge University Press, 2nd Edition, June 2015.
2. Giuseppe Coppini, Stefano Diciotti, Guido Valli, Bioimmagini, Collana di Ingegneria Biomedica (Diretta da Emanuele Biondi e Claudio Cobelli) Pàtron Editore, 2012.

Altro materiale didattico

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
Testi di consultazione:

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

Appunti.

Altro materiale disponibile in Studium.

Programmazione del corso

STATISTICA MEDICA EPIDEMIOLOGICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	STATISTICA DESCRITTIVA	DANIEL
2	STATISTICA INFERENZIALE	DANIEL
3	APPLICAZIONI IN AMBITO MEDICO	DANIEL
4	TEST DIAGNOSTICI	COSTANZO
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELL'INFORMAZIONE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione ai sistemi di elaborazione delle immagini	1
2	Caratteristiche dei sistemi di immagine.	2
3	Formazione di immagini mediche.	2
4	Radiazioni ionizzanti e Immagini a raggi X.	2
5	Immagini radioscopiche.	2
6	Immagini ad ultrasuoni.	2
7	Immagini di risonanza magnetica.	2
8	Metodi ricostruttivi e altre tecniche di immagine.	2
9	Visione artificiale di immagini mediche.	2
10	Trasmissione e rappresentazione delle bioimmagini.	2

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
Esame Orale.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Learning assessment may also be carried out online, should the conditions require it.

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
TBA

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