Aula 1 - Introd estudos e de variaveis

Universidade Federal de Minas Gerais
INTRODUÇÃO À
BIOESTATÍSTICA
Departamento de Estatística
O Papel da Estatí
Estatística
nas Ciências Bioló
Biológicas e da Saú
Saúde
Perguntas
Estudos
Dados
Informação
Respostas
Estatística
A Pergunta
Regiões de baixa altitude possuem maior proporção de plantas
femininas da Baccharis concinna do que regiões de alta altitude ?
O Estudo : Distribuição Espacial de plantas dióicas (espécie
Baccharis concinna) na Serra do Cipó (MG) (ICB/UFMG - 1997) :
22071 médicos
Regiões
de
22071
médicos
americanos entre
pesquisa
40 e 84 anos
Os Dados
Classificação
Campos de baixa altitude
(504 plantas)
Campos de alta altitude
(524 plantas)
Planta Feminina?
Baixa
Sim Sim Não Não Não Sim Sim Não Sim Não Não Não...... Sim Não Sim
Alta
Não Não Sim Não Sim Não Não Não Sim Sim Não Não Sim Não ..... Não
Como tratar estes dados e deles extrair
as informações para responder às
perguntas que geraram os estudos ?
Com a ajuda da Estatística
Distribuição Espacial de plantas dióicas (espécie Baccharis
concinna) na Serra do Cipó (MG) (ICB/UFMG - 1997)
A informação
Altitude
Sexo da Planta
Total
Feminino
Masculino
Baixa
278 (0.55)
226 (0.45)
504
Alta
241 (0.45)
283 (0.55)
524
A Conclusão
“Regiões de baixa altitude possuem maior proporção de plantas
femininas da Baccharis concinna do que regiões de alta altitude ”.
O que é Estatí
Estatística?
A Estatística pode ser definida como um conjunto de
métodos para planejar experimentos, obter dados
e organizá-los, resumi-los, analisá-los, interpretálos e deles extrair conclusões.
Guarde isto (1): A Estatística permite quantificar
os resultados obtidos num estudo.
Por que estudar Estatí
Estatística ?
Exemplo 1: qual substância, AAS ou Dipirona, tem efeito mais
rápido no alívio da dor de cabeça em mulheres?
Experimento com 10 voluntárias: tempo para alívio em minutos
Dipirona
10
13
15
14
20
20
20
21
30
35
AAS
10
11
10
14
25
35
40
45
56
60
Guarde isto (2): A Estatística permite lidar com a
variabilidade na tomada de decisões
Por que estudar Estatí
Estatística ?
Exemplo 2: Opinião a favor da restrição ao consumo de álcool
por motoristas
Estudo: 1200 motoristas entrevistados em duas cidades
80%
Cidade 1 (litorânea)
85%
Cidade 2 (interior)
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
Guarde isto (3): A Estatística permite estender as
conclusões baseadas em uma pequena parcela para o grupo
maior de onde ela veio, com margem de erro pequena e
conhecida
88
Por que estudar Estatí
Estatística ?
Exemplo 3: Avaliação de Diagnósticos baseados em Testes Clínicos
Positivo
Situação real do
paciente
(desconhecida)
Doente
Negativo
Erro !!
Sadio
Positivo
Negativo
Pergunta: Se um paciente tem o resultado positivo no teste, qual é
a probabilidade de que ele seja realmente um doente ?
Guarde isto (4): A Estatística permite a quantificação da
incerteza na tomada de decisões, o que é feito através do
estudo das Probabilidades.
Por que estudar Estatí
Estatística ?
Porque a Estatística permite:
quantificar os resultados obtidos num estudo.
lidar com a variabilidade na tomada de decisões.
estender as conclusões baseadas em uma pequena
parcela para o grupo maior de onde ela veio, com
margem de erro pequena e conhecida.
quantificar a incerteza na tomada de decisões, o que é
feito através do estudo das Probabilidades.
Organizaç
Organização deste Curso
Análise
Descritiva de
Dados
• Organizar, apresentar e resumir dados
• Introduzir conceitos básicos de
Estatística
Probabilidade
• Quantificar a incerteza
• Introduzir conceitos básicos de
Probabilidade
• Aplicações práticas destes conceitos
Inferência
Estatística
• Estender resultados amostrais para
a população de estudo
• Quantificar erro de estimação
• Introduzir conceitos básicos de
Inferência
Bibliografia
• Livros
– Princípios de Bioestatística, Marcelo Paganno e
Kimberlee Gauvreau, Editora Thomson
– Introdução à Estatística Médica, José Francisco Soares e
Arminda Lúcia Siqueira, Editora COOPMED
• Apostilas de Textos
http://www.est.ufmg.br
Clicar em Produção > Relatórios Técnicos > Ensino
1- Análise Descritiva de Dados – Tabelas e Gráficos (RTE-04/2001).
2- Análise Descritiva de Dados – Síntese Numérica (RTE-02/2002).
3- Probabilidade e Avaliação de Testes Diagnósticos (RTE-03/2002).
Organizaç
Organização da Pesquisa nas
ciências Bioló
Biológicas e de Saú
Saúde
Estudos descritivos
Tipos de Estudos
ausência de grupo de
comparação
Estudos comparativos
ao menos dois grupos
de comparação
Classificação dos Estudos Comparativos
Estudos
Comparativos
Caracterizados pela existência de dois
ou mais grupos de comparação
Há interferência dos pesquisadores
na formação dos grupos de comparação ?
NÃO
SIM
Estudo
Observacional
Estudo
Experimental
Casamento faz bem
Estudo 1
13/03/2002 – Revista Veja
“A Federação Mundial do Coração acompanhou 10 000
pacientes durante 5 anos e concluiu que as pessoas que
tem parceiro fixo vivem mais que as solitárias.
Entre os cardiopatas, metade dos que não tinham
relacionamento afetivo morreu. No outro grupo, o índice
de mortalidade ficou em 15%.
O responsável pela pesquisa afirma que o relacionamento
é tão benéfico para o coração, quanto os exercícios
físicos. ”
Casamento faz bem
A Federação Mundial do Coração acompanhou 10000 pacientes
durante 5 anos e concluiu que as pessoas que tem parceiro fixo vivem
mais que as solitárias.
Participantes do
estudo (10000
pacientes)
Pesquisadores
observam e
classificam
Cardiopata solitário
Cardiopata com
relacionamento fixo
Estudo
Observacional
Entre os cardiopatas, metade dos que não tinham relacionamento
afetivo morreu. No outro grupo, o índice de mortalidade ficou em 15%.
Ômega-3 pode proteger pacientes com insuficiência
cardíaca, diz estudo
Estudo 2
11/06/2008 – Folha de São Paulo (on-line) Efe, em Londres
“Uma cápsula diária de óleo de peixe, rica em ômega-3, pode
reduzir a mortalidade e a admissão hospitalar de pacientes com
insuficiência cardíaca, segundo estudo italiano publicado na revista
científica The Lancet.
No estudo, quase 3,5 mil pacientes com insuficiência cardíaca crônica
receberam uma cápsula diária com um grama de ômega-3, enquanto o
mesmo número de participantes recebeu placebo.
E os resultados indicaram que, no grupo que consumiu o nutriente, 27%
morreram, contra 29% do outro grupo, representando uma redução de
9% no risco relativo do primeiro grupo.
Além disso, os autores concluíram que essa prática seria eficaz na
redução da mortalidade por qualquer causa e das admissões hospitalares
por razões cardiovasculares.”
“Ômega-3 pode proteger pacientes com insuficiência
cardíaca”
“No estudo, quase 3,5 mil pacientes com insuficiência cardíaca
crônica receberam uma cápsula diária com um grama de ômega3, enquanto o mesmo número de participantes recebeu placebo.”
Participantes do
estudo
Intervenção dos
pesquisadores
(7 mil pessoas)
Placebo (cápsula inócua)
Cápsula de ômega-3
Estudo
Experimental
“E os resultados indicaram que, no grupo que consumiu o
nutriente, 27% morreram, contra 29% do outro grupo ...”
Corte a gordura!
Estudo 3
26/07/2000 - Veja
“Os amantes de frituras, bacon, maionese e outras delícias devem
tomar cuidado. Estudos recentes apontaram uma relação entre
uma dieta rica em gorduras e o aparecimento do Mal de
Alzheimer.
Os pesquisadores americanos fizeram um levantamento com 304
pessoas e constataram que aquelas que se alimentam dessa
maneira tinham até 29% a mais de probabilidade de desenvolver a
doença.
A pesquisa acompanhou os hábitos alimentares dos voluntários
durante quase dez anos e foi divulgada no Congresso Mundial de
Alzheimer 2000.”
Corte a gordura!
Os pesquisadores americanos fizeram um levantamento com 304
pessoas e ...
Participantes do
estudo
(304pessoas)
Pesquisadores
observam e
classificam
Pessoas com boa
alimentação
Pessoas com má
alimentação
Estudo
Observacional
... constataram que aquelas que se alimentam dessa maneira tinham
até 29% a mais de probabilidade de desenvolver a doença.
A pesquisa acompanhou os hábitos alimentares dos voluntários
durante quase dez anos e foi divulgada no Congresso Mundial de
Alzheimer 2000.
Gingko biloba e memória
Journal of American Medical Association, 21/08/02
Estudo 4
“Má notícia para os que tomam suplemento alimentar à base da
planta ginco (gingko biloba) na esperança de melhorar a memória
e a cognição. Em testes controlados, esses suplementos não
mostraram nenhum efeito sobre essas faculdades mentais.
A equipe liderada por Paulo Salomon, do Williams College
(Estados Unidos), deu ginco, por seis semanas, a metade de seus
voluntários, todos saudáveis e com 60 anos de idade ou mais. A
outra metade tomou uma substancia inócua( placebo).
Aplicados durante e depois do experimento, testes padronizados
de aprendizado, memória, atenção e concentração não
mostravam diferenças entre os dois grupos em relação a esses
itens. Além disso, os pesquisadores ainda questionaram os
próprios participantes, bem como familiares e amigos próximos
dos voluntários, sobre possíveis mudanças em relação à memória
e à cognição. Mais uma vez, os resultados foram negativos.”
Gingko biloba e memória
A equipe liderada por Paulo Salomon, do Williams College (Estados
Unidos), deu ginco, por seis semanas, a metade de seus voluntários,
todos saudáveis e com 60 anos de idade ou mais. A outra metade tomou
uma substancia inócua( placebo).
Participantes do
estudo
Intervenção dos
pesquisadores
(voluntários)
Grupo Gingko biloba
Grupo placebo
Estudo
Experimental
Aplicados durante e depois do experimento, testes padronizados de
aprendizado, memória, atenção e concentração não mostravam
diferenças entre os dois grupos em relação a esses itens.”
Conceitos Bá
Básicos de Estatí
Estatística
População
Conjunto de indivíduos ou elementos que se deseja
estudar.
Exemplos: 1 - habitantes de uma cidade;
2 - lote de comprimidos de uma indústria
farmacêutica;
3 – Animais de uma fazenda;
4 – Plantas de uma espécie;
Conceitos Bá
Básicos de Estatí
Estatística
Amostra
Parte da população que é selecionada para estudo.
Qual amostra representa melhor a população?
10 pessoas
Amostra 1
3
7
20 pessoas
Amostra 2
10
População
30
70
10
Conceitos Bá
Básicos de Estatí
Estatística
Variável
É a característica de interesse que é medida ou observada
em cada indivíduo da amostra ou população.
Ex: Em um questionário, pergunta-se
• Qual é a sua idade?
Variável
Idade
• Quantas pessoas há na sua família?
Número de pessoas na família
• Qual é a renda total da sua família?
Renda familiar
• Você tem emprego fixo?
• Qual é o seu estado civil?
Emprego
Estado Civil
Tipo de Variáveis
Variável
Qualitativa ou Categórica
Quantitativa
indica uma quantidade
indica uma qualidade e
suas respostas podem ser
agrupadas em categorias
Nominal
as categorias da variável não possuem
nenhuma ordem
Ex: sexo (masculino, feminino)
cor de olhos (preto, azul, verde,castanho)
Qualitativa
Ordinal
as categorias da variável possuem uma
ordem
Ex: estágio da doença (I, II, III)
grau de obesidade (leve, moderado,
grave, mórbida), altitude (baixa, alta)
Discreta
a variável só assume valores inteiros.
Ex: número de filhos (0, 1, 2, 3, ...)
número de batimentos cardíacos por min.
Quantitativa
Contínua
a variável pode assumir valores numa
escala contínua.
Ex: idade, em meses (1.4, 2.5, 2.0, ...),
pressão sanguínea, altura, renda, altitude
As variáveis em um estudo podem ser classificadas em
Variável Resposta:
variável a ser explicada no estudo.
Variável de Controle ou Covariável:
variável que pode influenciar a resposta
Crianças criadas com cães e gatos têm menos alergia
Estudo 5
(Portal Terra - 27/08/2002)
As crianças criadas com gatos e cachorros têm um risco menor de
desenvolver alergias relacionadas aos animais, de acordo com um
estudo que será publicado pelo Journal of the American Medical
Association (JAMA).
Os cientistas compararam, durante um período de sete anos, 184
crianças expostas a no mínimo dois cachorros ou gatos com 220
crianças cujas famílias não tinham esses animais.
Descobriram que 15,5% das crianças de famílias sem animais
desenvolveram alergias aos gatos, contra 7,7% daquelas que tinham
dois ou mais gatos e cachorros.
"A conclusão é que talvez parte da razão pela qual tenhamos
crianças com alergias e asma é que vivemos uma vida muito limpa",
declarou Ownby.
“Crianças criadas com cães e gatos têm menos alergia”
“Os cientistas compararam, durante um período de sete anos, 184
crianças expostas a no mínimo dois cachorros ou gatos com 220
crianças cujas famílias não tinham esses animais.”
“Descobriram que 15,5% das crianças de famílias sem animais
desenvolveram alergias aos gatos, contra 7,7% daquelas que tinham
dois ou mais gatos e cachorros.”
404 pessoas
Estudo
Observacional
184
expostas
220 nãoexpostas
Covariável:
exposição
Alergia?
Sim ou Não
Resposta
Chocolate rico em flavanol faz bem ao coração, diz pesquisa
Yahoo – Quinta-Feira, 21 de Novembro
Estudo 6
“CHICAGO (Reuters) – O chocolate pode ajudar a prevenir enfartes,
segundo pesquisadores, mas ainda não saia correndo para se
encher da guloseima.
Apenas dois chocolates vendidos nos Estados Unidos- o Dove ao
leite e o M&M Baking Bits- contêm quantidades elevadas de flavanol,
a substancia associada à saúde cardíaca, apontaram os cientistas.
Outros produtos não foram testados ou não tinham quantidades
significativas do composto. (...)
No estudo, apresentado durante a Associação Americana do
Coração nesta semana , em Chicago, 21 pessoas comeram 46
gramas – o tamanho médio de uma barra de doce – de chocolate
todos os dias durante duas semanas.
Os cientistas verificaram que os participantes que comeram o Dove
rico em favanol mostraram dilatação dos vasos sanguíneos duas
horas após ingerir o chocolate, de acordo com um ultra-som feito
em uma artéria principal.”
Chocolate rico em flavanol faz bem ao coração, diz pesquisa
“No estudo, apresentado durante a Associação Americana do Coração
nesta semana , em Chicago, 21 pessoas comeram 46 gramas – o
tamanho médio de uma barra de doce – de chocolate todos os dias
durante duas semanas.”
“Os cientistas verificaram que os participantes que comeram o Dove
rico em favanol mostraram dilatação dos vasos sanguíneos duas horas
após ingerir o chocolate, de acordo com um ultra-som feito em uma
artéria principal.”
21 pessoas
Estudo
Experimental
Antes do
chocolate
Depois do
chocolate
Covariável:
exposição
Diâmetro
dos vasos
sanguíneos
Resposta
Coletando os dados
Exemplo: Projeto Ciclame
O ciclame é uma das plantas em vaso mais comercializadas.
Um experimento gostaria de verificar a influência da
• variedade da planta,
• do tipo de fertilizante e
• da temperatura de cultivo
no
• número de flores,
• área das folhas e
• grau de coloração
Coletando os dados
Exemplo: Projeto Ciclame
variedade da planta,
Covariáveis
tipo de fertilizante e
EXPERIMENTO
temperatura de cultivo
número de flores,
área das folhas e
grau de coloração
Variáveis
respostas
Coletando os dados:
Ficha de coleta
Organizando os dados:
Planilha de dados
Para compreender melhor …
Exercícios da Seção 1
Caderno de Exercícios
www.minha.ufmg.br
Fim da primeira aula
Conceitos básicos de Estatística
Próxima Aula
Análise Descritiva de Dados:
Gráficos e Tabelas