Using and Understanding Medical Statistics (new edition)

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收藏 2008-08-30

Using and Understanding Medical Statistics (new edition)

4th, completely revised and enlarged edition 42 figures and 113 tables, 2007 这本书很实用，从基本的说起，不会感到太难掌握。这是最新版本。 How does this edition differ from its predecessor? In our opinion, the fourth edition represents the most substantial revision of Using and Understanding Medical Statistics since the book was first published in 1984. As medical research has evolved, the statistical methods that are used to sift study data and adduce convincing evidence of improvement and innovation have become increasingly sophisticated. As a result, we have added entirely new chapters on Poisson regression, the analysis of variance, meta-analysis, diagnostic tests and the subject of measurement agreement and reliability. In addition, there are sections describing new topics in the chapters on longitudinal studies, data analysis, and clinical trials. Because statistical software is now widely available, we have removed the nine pages of statistical tables pertaining to Fisher’s exact test; there are now many computational tools that will evaluate the exact significance level of this widely-used hypothesis test. Since there is now a chapter describing Poisson regression, we have also been able to add a new section to the chapter on epidemiological applications, one that describes the use of this tool to analyze the classic cohort study of smoking and coronary mortality reported by Doll and Hill. The changes in the public attitude towards smoking to which we previously referred are in large measure due to the pioneering efforts of Drs. Doll and Hill, and their work provides an outstanding example of fruitful collaboration between medical and statistical scientists. Finally, we must admit that the goal we identified in the first edition to have most chapters represent a single evening’s reading has proved increasingly difficult to achieve。

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2008-8-30 07:00:00

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1 Basic Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2. Random Variables, Probability Distributions and Some Standard Notation . . 2
1.3. Characteristics of a Distribution: Mean, Median and Variance . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Tests of Significance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.2. An Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3. Common Features of Significance Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3 Fisher’s Test for 2 × 2 Contingency Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.2. Details of the Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3.3. Additional Examples of Fisher’s Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4 Approximate Significance Tests for Contingency Tables . . . . . . . . . . 28
4.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2. The 2 Test for 2 × 2 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.3. The 2 Test for Rectangular Contingency Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4. Using Statistical Tables of the 2 Probability Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5 Some Warnings Concerning 2 × 2 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.2. Combining 2 × 2 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
5.3. Matched Pairs Binary Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

6 Kaplan-Meier or ‘Actuarial’ Survival Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
6.2. General Features of the Kaplan-Meier Estimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
6.3. Computing the Kaplan-Meier Estimate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
6.4. A Novel Use of the Kaplan-Meier Estimator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
7 The Log-Rank or Mantel-Haenszel Test for the Comparison of
Survival Curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
7.2. Details of the Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
7.3. Evaluating the Log-Rank Test – A Simple Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
7.4. More Realistic Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
8 An Introduction to the Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
8.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
8.2. Basic Features of the Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
8.3. The Normal Distribution and Significance Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
8.4. The Normal Distribution and Confidence Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
8.5. Using Normal Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
9 Analyzing Normally Distributed Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
9.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
9.2. Some Preliminary Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
9.3. Analyzing a Single Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
9.4. Comparisons Based on the Normal Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
9.5. Testing the Equality of Variances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
10 Linear Regression Models for Medical Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
10.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
10.2. A Historical Note . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
10.3. Multiple Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
10.4. Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
10.5. The Analysis of Variance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
11 Binary Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
11.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
11.2. Logistic Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
11.3. Estimation in 2 × 2 Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
11.4. Reanalysis of a Previous Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
11.5. The Analysis of Dose-Response Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
12 Regression Models for Count Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
12.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
12.2. The Model for Poisson Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
12.3. An Experimental Study of Cellular Differentiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

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2008-8-30 07:03:00

内容绝对差不了。

13 Proportional Hazards Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
13.2. A Statistical Model for the Death Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
13.3. The Lymphoma Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
13.4. The Use of Time-Dependent Covariates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
14 The Analysis of Longitudinal Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
14.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
14.2. Liang-Zeger Regression Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
14.3. Random Effects Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
14.4. Multi-State Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
15 Analysis of Variance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
15.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
15.2. Representing Categorical Information in Regression Models . . . . . . . . . . . . . . . 175
15.3. Understanding Two-Factor Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
15.4. Revisiting the INR Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
16 Data Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
16.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
16.2. Quality Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
16.3. Initial or Exploratory Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
16.4. Primary Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
16.5. Secondary Analyses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
16.6. A Formal Discussion of Multiple Comparisons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
16.7. False Discovery Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
17 The Question of Sample Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
17.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
17.2. General Aspects of Sample Size Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
17.3. Two Examples of Sample Size Calculations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
17.4. Some Hazards of Small Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
18 The Design of Clinical Trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
18.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
18.2. General Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
18.3. Trial Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
18.4. Randomized versus Historical Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
18.5. Intention to Treat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
18.6. Factorial Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
18.7. Repeated Significance Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
18.8. Sequential Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
19 Further Comments Regarding Clinical Trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
19.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
19.2. Surrogate Endpoints . .

19.3. Active Control or Equivalence Trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
19.4. Other Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
19.5. Multiple Outcomes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
19.6. Multiple Treatment Arms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
19.7. Sequential Designs for Efficacy-Toxicity Trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
19.8. Stochastic Curtailment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
20 Meta-Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
20.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
20.2. Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
20.3. Study Heterogeneity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
20.4. An Illustrative Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
20.5. Graphical Displays . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
20.6. Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
21 Epidemiological Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
21.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
21.2. Epidemiological Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
21.3. Relative Risk Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
21.4. Odds Ratio Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
21.5. Confounding and Effect Modification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270
21.6. Mantel-Haenszel Methodology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
21.7. Poisson Regression Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
21.8. Clinical Epidemiology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
22 Diagnostic Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
22.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
22.2. Some General Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
22.3. Sensitivity, Specificity, and Post-Test Probabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
22.4. Likelihood Ratios and Related Issues . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
23 Agreement and Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
23.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
23.2. Intraclass Correlation Coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
23.3. Assessing Agreement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
23.4. The Kappa Coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
23.5. Weighted Kappa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
23.6. Measures of Agreement for Discrete Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
23.7. The Dependence of κ on Prevalence。