Статистические концепции

Статистические концепции

Краткий справочник по выбору методов биостатистики, интерпретации p-значений, доверительных интервалов и показателей риска в медицинских исследованиях

1. Типы медицинских данных и форма их представления

Выбор статистического критерия всегда начинается с определения шкалы измерения переменной и характера её распределения:

Количественные (непрерывные)
Numeric

Возраст, артериальное давление, концентрация биомаркёра. При нормальном распределении описываются через M ± SD, при отличном от нормального — через медиану и квартили Me [Q1; Q3].

Качественные и бинарные
Categorical / Binary

Пол, группа терапии, наличие осложнения (да/нет), стадия заболевания. Описываются абсолютной частотой и долей в процентах n (%) с расчётом 95% ДИ для доли.

2. Шпаргалка по выбору статистического критерия
Исследовательская задачаНормальное распределение (параметрика)Ненормальное распределение (непараметрика)
Описать количественный показатель в группеСреднее и стандартное отклонение: M ± SD, 95% ДИ для среднегоМедиана и межквартильный размах: Me [Q1; Q3], Min–Max
Сравнить 2 независимые группы (количественный показатель)t-критерий Стьюдента (или Уэлча при неравных дисперсиях)U-критерий Манна–Уитни
Сравнить 3 и более независимые группыОднофакторный дисперсионный анализ (ANOVA) + post-hoc критерий ТьюкиКритерий Краскела–Уоллиса + апостериорный критерий Данна с поправкой Холма/Бонферрони
Сравнить 2 связанные точки (до и после лечения)Парный t-критерий СтьюдентаКритерий знаковых рангов Вилкоксона
Сравнить 3+ связанные точки (динамика наблюдения)ANOVA повторных измерений (AnovaRM) с проверкой сферичности Мокли и поправкой Гринхауса–Гейссера + попарный парный t-критерий с поправкой ХолмаКритерий Фридмана + апостериорный критерий Вилкоксона с поправкой Холма
Сравнить бинарный показатель в динамике (2 или 3+ периода)Критерий МакНемара (2 периода) / Q-критерий Кохрена с попарным МакНемаром и поправкой Холма (3+ периода)Критерий МакНемара (2 периода) / Q-критерий Кохрена с поправкой Холма (3+ периода)
Оценить связь между двумя количественными показателямиКоэффициент линейной корреляции Пирсона (r)Коэффициент ранговой корреляции Спирмена (ρ) или Кендалла (τ)
3. Уровень значимости (p-value), доверительные интервалы и поправки на множественность
  • Уровень статистической значимости (p-value) — вероятность получить такие же или ещё более выраженные различия случайно при условии, что в генеральной совокупности различий нет (нулевая гипотеза верна). Традиционный пороговый уровень в биомедицине: α = 0,05.
  • 95% доверительный интервал (95% ДИ) — диапазон значений, который с вероятностью 95% накрывает истинное значение параметра в популяции. Отражает как величину эффекта, так и точность оценки.
  • Поправки на множественные сравнения (Холма, Бонферрони, FDR Бенджамини–Хохберга) — защищают от накопления ложноположительных находок при одновременном сравнении 3 и более групп или большого числа показателей.
4. Показатели эффекта в клинических и эпидемиологических исследованиях
Отношение шансов (OR — Odds Ratio)

Используется в исследованиях «случай–контроль» и логистической регрессии. OR > 1 указывает на повышение шансов исхода при наличии фактора, OR < 1 — на защитный эффект (если 95% ДИ не включает 1,0).

Относительный риск (RR — Relative Risk)

Отношение частоты неблагоприятного исхода в экспонированной группе к частоте в контрольной группе в когортных и рандомизированных клинических исследованиях.

Отношение рисков (HR — Hazard Ratio)

Применяется в анализе выживаемости и регрессии Кокса для оценки мгновенного риска наступления события с учётом времени наблюдения и цензурирования.

ROC-кривая и площадь под кривой (AUC)

Характеризует разделительную способность диагностического теста во всём диапазоне порогов отсечения (AUC = 0,5 — случайное гадание, AUC ≥ 0,8 — хорошее качество классификации).