310 likes | 640 Views
STATISTIČKI TESTOVI I RAZINA ZNAČAJNOSTI. dr.sc. Vesna Ilakovac, znanstveni suradnik Katedra za biofiziku, medicinsku statistiku i medicinsku informatiku Medicinski fakultet Osijek. OSNOVNI POJMOVI. STATISTIČKI TEST
E N D
STATISTIČKI TESTOVI I RAZINA ZNAČAJNOSTI dr.sc. Vesna Ilakovac, znanstveni suradnik Katedra za biofiziku, medicinsku statistiku i medicinsku informatiku Medicinski fakultet Osijek PDDS MOLBIO
OSNOVNI POJMOVI STATISTIČKI TEST • postupak pomoću kojeg se dolazi do odluke o prihvaćanju ili odbacivanju statističke hipoteze uz određenu vjerojatnost STATISTIČKA HIPOTEZA • izjava (tvrdnja) o nekoj karakteristici populacije koju prihvaćamo ili odbacujemo na osnovu informacija dobivenih iz prikupljenih podataka NUL-HIPOTEZA (H0)– polazna hipoteza koja se testira H1 – alternativna hipoteza, negacija H0 PDDS MOLBIO
POSTUPAK STATISTIČKOG TESTIRANJA • postavljanje nul-hipoteze npr. H0 .....m1 = m2 • parametri populacija iz kojih su uzorci uzeti su jednaki • uzorci pripadaju istoj populaciji PDDS MOLBIO
POSTUPAK STATISTIČKOG TESTIRANJA • testiranje izračunavanje odgovarajuće test statistike i određivanje vjerojatnosti da su razlike u ocjenama parametara (x1 i x2) slučajne (p-vrijednost) PDDS MOLBIO
POSTUPAK STATISTIČKOG TESTIRANJA • donošenje odluke o odbacivanju H0 (prihvaćanju H1) ili prihvaćanju H0 (odbacivanju H1) na određenoj razini značajnosti PDDS MOLBIO
POGREŠKE PRI ODLUČIVANJU O STATISTIČKOJ HIPOTEZI STVARNO STANJE PDDS MOLBIO
VJEROJATNOSTI POGREŠKE • najveća vjerojatnost pogreške tipa 1 (a) je razina značajnosti testa • najmanja vjerojatnost uz koju još prihvaćamo H0 • kada je p < a , test sugerira odbacivanje H0 (“statistički značajno”) • određuje ju istraživač na temelju modela pokusa • uobičajeno se stavlja a = 0.05 PDDS MOLBIO
VJEROJATNOSTI POGREŠKE • najveća vjerojatnost pogreške tipa 2 (b) • djelomično je pod kontrolom • ovisi o: • stvarnom stanju u populaciji • razini značajnosti a • modelu pokusa • a i b su inverzno povezane (ali ne direktno) PDDS MOLBIO
ODABIR NIVOA ZNAČAJNOSTI • pitanje štetnih posljedica pogreške: • Odluka/zaključak da razlike postoje onda kada ih u stvarnosti nema može prouzročiti štetne posljedice => smanjiti vjerojatnost nastajanja pogreške tipa 1, tj. odabrati manji a • Odluka/zaključak da nema razlike onda kada u stvarnosti razlika postoji može prouzročiti štetne posljedice => smanjiti vjerojatnost pogreške tipa 2, tj. odabrati veći a PDDS MOLBIO
Ispitivanja lijeka X pokazala su da njegovo korištenje izaziva vrlo štetne posljedice te je lijek X povučen iz uporabe. Ispitan je novi alternativni lijek Y i ustanovljeno je smanjenje štetnog utjecaja u odnosu na lijek X. Koju razinu značajnosti treba upotrijebiti za ocjenu značajnosti smanjenja štetnog utjecaja lijeka Y u odnosu na lijek X? PDDS MOLBIO
STVARNO STANJE: Oba lijeka jednako su štetna. STVARNO STANJE: Lijek Y manje je štetan od lijeka X. ODLUKA: Lijek Y ima manje štetne posljedice od lijeka X. ODLUKA: Lijek Y ima jednako štetne posljedice kao i lijek X. a b PDDS MOLBIO
STVARNO STANJE: Lijek Y manje je štetan od lijeka X. STVARNO STANJE: Oba lijeka jednako su štetna. ODLUKA: Lijek Y ima jednako štetne posljedice kao i lijek X. ODLUKA: Lijek Y ima manje štetne posljedice od lijeka X. b a PDDS MOLBIO
Na slučajnom uzorku vozača ispitivan je utjecaj alkohola na vrijeme reagiranja. Mjerenja vremena reakcije prije i nakon konzumacije određene količine alkohola pokazala su prosječno povećanje vremena reakcije nakon konzumacije alkohola. Koju razinu značajnosti treba upotrijebiti za ocjenu značajnosti pronađene razlike? PDDS MOLBIO
STVARNO STANJE: Alkohol ne utječe na vrijeme reakcije. STVARNO STANJE: Alkohol produljuje vrijeme reakcije. ODLUKA: Alkohol produljuje vrijeme reakcije ODLUKA: Alkohol ne utječe na vrijeme reakcije. a b PDDS MOLBIO
STVARNO STANJE: Alkohol ne utječe na vrijeme reakcije. STVARNO STANJE: Alkohol produljuje vrijeme reakcije. ODLUKA: Alkohol produljuje vrijeme reakcije ODLUKA: Alkohol ne utječe na vrijeme reakcije. a b PDDS MOLBIO
POSTAVKE DIZAJNA • općenito testove treba dizajnirati tako da imaju ba gdje je odabrani b 0.2 ili 0.1 • za b = 0.2 , to znači samo 80% šanse da se detektira određena alternativna hipoteza kada je stvarno točna • izraz 100(1-b)% naziva se (statistička) SNAGA TESTA PDDS MOLBIO
JEDNOSMJERNO I DVOSMJERNO TESTIRANJE • jednosmjerno testiranje • interes istraživača usmjeren je na promjene u jednom smjeru (npr. povećanje ili smanjenje) • H0: 16 ; H1: > 16 • dvosmjerno testiranje • interes istraživača usmjeren je na promjenu u bilo kojem smjeru • H0: = 0 ; H1: 0 Testiranje bi trebalo biti dvosmjerno, osim ako istraživanje posebno ne zahtijeva da se promjene usmjere u određenom smjeru UNAPRIJED! PDDS MOLBIO
ŠTO JE P-VRIJEDNOST? • NIJE vjerojatnost istinitosti nul-hipoteze (iako je vrlo slično) • JESTE vjerojatnost dobivanja istih ili ekstremnijih rezultata kada je nul-hipoteza istinita PDDS MOLBIO
statistička značajnost NIJE isto što i klinička važnost • bolje je navesti točnu vrijednost p nego “NS” PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA • valjanost se smanjuje višestrukim testiranjem • pretpostavimo da uspoređujemo težinu triju nezavisnih skupina ispitanika podvrgnutih različitim tretmanima; • H0: m1 = m2 = m3 nul-hipoteza • H1: m1m2 • H2: m1m3 • H3: m2m3 (za k eksperimentalnih grupa moguće je izvršiti k(k-1)/2 ovakve usporedbe) alternativne hipoteze PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA • razina značajnosti a može se izraziti kao vjerojatnost (odbacivanje H0 kada je H0 točna) odnosno 1– vjerojatnost(ne odbacivanje H0 kada je H0 točna) tj. 1-(1-a) • u slučaju višestrukih (r) testova to postaje 1– vjerojatnost(ne odbacivanje svih H0 kada su sve H0 točne) odnosno1-(1-a)r PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA ako je a = 0.05, tada je za r višestrukih testova PDDS MOLBIO
Koliko slučajnih značajnih rezultata očekujemo na 20 učinjenih višestrukih testova ako su sve nul-hipoteze istinite uz a = 0.05? U slučaju da su sve nul-hipoteze istinite, uz a=0.05 očekujemo 5% značajnih rezultata slučajno => za 20 testova to je 1, tj. očekujemo 1 značajan rezultat kao posljedicu SLUČAJNOSTI ! PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA • rješenje: • prilagodba p vrijednosti u cilju održavanja općeg nivoa značajnosti (Bonferroni, Sidak, Hochberg...) • primjena sofisticiranijih metoda analize (npr. ANOVA, multivarijatne metode) PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA • Bonferroni metoda • za r nezavisnih testova pcorr = p·r • npr. za tri nezavisna testa H1: m1= m2 ;p = 0.017; pcorr = 0.051 H2: m1=m3 ;p = 0.025 ; pcorr = 0.075 H3: m2=m3 ;p = 0.063 ; pcorr = 0.189 PDDS MOLBIO
VIŠESTRUKA TESTIRANJA AKO MUČITE PODATKE DOVOLJNO DUGO ONI ĆE NAPOSLIJETKU PRIZNATI !!! PDDS MOLBIO
IZBOR STATISTIČKOG TESTA Ne ovisi u velikoj mjeri o veličini uzorka nego: • prirodi (tipu) varijabli • broju uzoraka (1, 2 ili više) • jesu li su uzorci zavisni ili ne PDDS MOLBIO