Statystyka medyczna - Politechnika Gdańska

Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
KONSPEKT PRZEDMIOTU
DRUGIEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH
Nazwa przedmiotu
Semestry: III
Statystyka Medyczna
Rodzaj
Dla specjalności
przedmiotu:
podstawowej i
uzupełniającej
Liczba godzin w semestrze:
Wykład
Semestr II
15
Strumień/profil:
chemia w
medycynie
Ćwiczenia
15
elektronika w
medycynie
Laboratorium
15
Skrót:
Punkty
ECTS:
Projekt
STAM
3
Seminarium
fizyka w medycynie
Łącznie
45
informatyka w medycynie
X
Osoba odpowiedzialna za przedmiot:
Imię:
Joachim
E-mail: [email protected]
Nazwisko: Domsta
Telefon:
0583472263
Lokal: 610a GG,B’
Cele przedmiotu:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami i algorytmami statystyki w
odniesieniu do problematyki medycznej. Ważnym celem szczegółowym jest wprowadzenie do teorii
prawdopodobieństwa w zakresie niezbędnym do zrozumienia zasad modelowania zależności losowych.
Ponadto celem jest pokazanie jak stosuje się algorytmy statystyczne z zastosowaniem pakietów statystycznych
do prostych przypadków oraz wskazanie możliwości zastosowań do bardziej zaawansowanych metod, by w
przyszłości umożliwić rozszerzenie do analizy np. procesów stochastycznych używanych w medycynie – również
przez korzystanie z wiedzy w zaawansowanych podręcznikach.
Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje:
- znajomość podstawowych modeli probabilistycznych wielkości losowych i zależności między nimi;
- umiejętność przeprowadzenia analizy danych obserwacyjnych pod względem ich struktury, modelu losowości
i wyboru algorytmów do statystycznego schematu decyzyjnego – w szczególności w odniesieniu do wybranych
zagadnień badań medycznych;
- umiejętność skorzystania z właściwego algorytmu statystycznego oraz interpretowania otrzymanych wyników;
- posiadanie wiedzy co do możliwości rozszerzania wiedzy w zakresie statystyki medycznej przez korzystanie z
istniejącej i powstającej literatury przedmiotu – prace podstawowe i podręczniki ogólne.
Karta zajęć - wykład
Lp.
1.
2.
3.
Zagadnienie
Wstępna analiza danych – tablice wielodzielcze, rozkłady
wartości losowych, prezentacje graficzne
Logika zdarzeń losowych i teoria zmiennych losowych
Rozkłady prawdopodobieństwa - dyskretne
Poziom
wiedzy
umiejętnoś
ci
A B C D
E
X
X
X
Liczba
godzin
1
1
1
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Rozkłady prawdopodobieństwa - ciągłe
Zależność stochastyczna, krzywe regresji
Ocena zależności między wielkościami losowymi – parametry
,z próby’
Zadania statystyki medycznej – zagadnienia ogólne
Zadania statystyki medycznej – przykłady problemów z
praktyki medycznej
Rozkłady statystyk testujących – średniej, wariancji, tStudenta, współczynników regresji, chi-kwadrat i in.
Przedziały ufności, obszary krytyczne, moc testu
Testowanie wpływu cech nieparametrycznych, m.in. test
Pearsona
Ogólne zasady podejmowania decyzji - funkcja ryzyka,
sposoby jej doboru i zagadnienia optymalizacji
Podstawy metod Monte Carlo – generowanie liczb
pseudolosowych, metody zastosowań do obliczeń
parametrów wielkości losowych
Konstruowanie modeli zjawisk losowych metodą Monte Carlo
Badanie zgodności modelu z rzeczywistością – ogólne
kryteria, odnieisenie do problematyki medycznej
X
X
X
1
1
1
X
1
1
X
X
1
X
X
1
1
X
1
X
1
X
1
1
X
Razem: 15
Karta zajęć – ćwiczenia
Lp.
Zagadnienie
1.
Wstępna analiza danych – tablice wielodzielcze, rozkłady
wartości losowych, prezentacje graficzne
Logika zdarzeń losowych i teoria zmiennych losowych
Rozkłady prawdopodobieństwa - dyskretne
Rozkłady prawdopodobieństwa - ciągłe
Zależność stochastyczna, krzywe regresji
Ocena zależności między wielkościami losowymi – parametry
,z próby’
Zadania statystyki medycznej – zagadnienia ogólne
Zadania statystyki medycznej – przykłady problemów z
praktyki medycznej
Rozkłady statystyk testujących – średniej, wariancji, tStudenta, współczynników regresji, chi-kwadrat i in.
Przedziały ufności, obszary krytyczne, moc testu
Testowanie wpływu cech nieparametrycznych, m.in. test
Pearsona
Ogólne zasady podejmowania decyzji - funkcja ryzyka,
sposoby jej doboru i zagadnienia optymalizacji
Podstawy metod Monte Carlo – generowanie liczb
pseudolosowych, metody zastosowań do obliczeń
parametrów wielkości losowych
Konstruowanie modeli zjawisk losowych metodą Monte Carlo
Badanie zgodności modelu z rzeczywistością – ogólne
kryteria, odniesienie do problematyki medycznej
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Poziom
wiedzy
umiejętnoś
ci
A B C D
E
X
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Liczba
godzin
1
X
X
X
X
X
1
1
1
1
1
X
X
1
1
X
1
X
X
1
1
X
1
X
1
X
X
1
1
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
Razem: 15
Karta zajęć – laboratorium
Lp.
1.
2.
3.
4.
5.
Zagadnienie
Testy istotności i estymacja przedziałowa parametrów
Testy nieparametryczne w zastosowaniach
Regresja wieloraka i analiza wariancji
Algorytmy podejmowania decyzji statystycznych
Zastosowania metody Monte Carlo w modelowaniu zjawisk
medycznych
Poziom
wiedzy
umiejętnoś
ci
A B C D
E
X
X
X
X
X
Liczba
godzin
3
3
3
3
3
Razem: 15
Warunki zaliczenia przedmiotu
Próg
zaliczenia:
Semestr: II
z
wykładu
brak/20
z ćwiczeń
z
(egz.końcowy) laboratorium
26/50
16/30
z projektu
z
seminarium
Z CAŁOŚCI
51/100
Opis form zaliczenia
Id
1
2
Id
1
Wykład
Termin
Tydzień 9
Tydzień 15
Ćwiczenia
Termin
Egzamin
końcowy
Punkty
Zakres
10
Test z zakresu zagadnień 1-7, według planu wykładu
10
Test z zakresu zagadnień 8-14, według planu wykładu
Razem: 20
Punkty
50
Zakres
Rozwiązanie 10 zadań przekrojowych z zagadnień przerobionych na
wykładzie, ćwiczeniach i w ramach laboratorium
Razem: 50
Id
1
2
3
4
5
Laboratorium
Termin
Ćwiczenie 1
Ćwiczenie 2
Ćwiczenie 3
Ćwiczenie 4
Ćwiczenie 5
Punkty
6
6
6
6
6
Razem: 30
Zakres
Zrealizowane zadania wg programu ćwiczenia
Zrealizowane zadania wg programu ćwiczenia
Zrealizowane zadania wg programu ćwiczenia
Zrealizowane zadania wg programu ćwiczenia
Zrealizowane zadania wg programu ćwiczenia
nr 1
nr 2
nr 3
nr 4
nr 5
Uwagi dotyczące kryteriów zaliczenia:
Student nie musi zaliczać testów teoretycznych z wykładów. Oznacza to jednak, że z części praktycznej
(laboratorium i egzaminu po ćwiczeniach) musi uzyskać co najmniej 51 punktów na 80 możliwych. W ramach
tego przedmiotu najbardziej istotne jest zdobycie umiejętności doboru modelu losowości i algorytmu
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
statystycznego do jego oceny. Studenci pragnący uzyskać lepsze oceny będą musieli przystąpić do testów
teoretycznych z treści wykładowych.
Przedmioty wyprzedzające wraz z wymaganiami wstępnymi - następujące przedmioty wykształcenia
ogólnego semestru I:
- matematyka, w całym zakresie
- modelowanie struktur i procesów biologicznych, w całym zakresie
Metody dydaktyczne:
Wykład prowadzony będzie z wykorzystaniem projektora, za pomocą którego, nauczyciel zaprezentuje slajdy,
ukazujące treści przedmiotu. Ważniejsze problemy ilustrowane będą przykładami zadań, które doskonalone
będą na ćwiczeniach. Część wykładów (około 30%) zostanie zrealizowana z wykorzystaniem metod i technik
edukacji na odległość. Edukacja na odległość prowadzona będzie poprzez umieszczanie na forum internetowym
materiałów pomocniczych i uzupełniających. Praktyczną ilustracją materiału przedstawianego w czasie
wykładów są zajęcia laboratoryjne. Każdy student będzie miał do dyspozycji komputer, na którym zrealizuje
zadanie statystyczne – od zapoznania się z programami statystycznymi, przez najprostsze algorytmy testowania
i estymacji do zastosowania metody MC do analizy złożonego problemu np. rozwoju choroby, epidemii itp.
Zajęcia laboratoryjne rozpoczną się w trzecim tygodniu semestru.
Wykaz literatury podstawowej:
1. Skrypt z materiałami do przedmiotu ,Statystyka Medyczna’ (w przygotowaniu)
2. I. Bąk, I. Markowicz, M. Mojsiewicz, K. Wawrzyniak: Statystyka w Zadaniach, cz. II Statystyka
Matematyczna (2001), WNT, Warszawa
3. L. Gajek, M. Kałuszka, Wnioskowanie Statystyczne -- modele i metody (1996), III wyd. rozszerzone,
WNT, Warszawa.
4. J. Jakubowski i R. Sztencel, Wstęp do Rachunku Prawdopodobieństwa (2001), SCRIPT, Warszawa.
5. W. Sobczak, J. Konorski, J. Kozłowska: Probabilistyka Stosowana (2004), Wydawnictwo PG, Gdańsk
6. Marek Dobosz: Wspomagana Komputerowo Statystyczna Analiza Wyników Badań, wyd.2. (2004), EXIT
Wykaz literatury uzupełniającej:
1. H. Jasiulewicz , W. Kordecki: Rachunek Prawdopodobieństwa i Statystyka Matematyczna – Przykłady i
Zadania, wyd. 3. (2003), GiS, Wrocław.
2. W. Feller, Wstęp do Rachunku Prawdopodobieństwa, t. I i II. (1977 i 1978), PWN, Warszawa.
3. A.D. Wentzel, Wykłady z Teorii Procesów Stochastycznych (1980), PWN, Warszawa.
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.