Bioestadística

Bioestadística

Es la aplicación de la estadística a los datos médicos para diseñar experimentos y estudios clínicos.

Los estudios de investigación médica pueden ser: de observación, de intervención experimental

Bioestadística

Observacionales: Estudio de casos. Caso control. Estudio transversal o de prevalencia. Cohorte.Experimentales: Controlados.

Concurrentes Doble ciego

Sin control.

BioestadísticaSe emplean herramientas de: Estadística descriptiva:

Medias, ᾱ Medianas, m Moda Media geométrica Rango Desviación estándar, s=√(∑(Xi-ᾱ)/(n-1)) Coeficiente de variación (s/ᾱ)(100%) Percentiles y rango intercuartil (25%-75%) Error estándar de la media sᾱ=s/√(n-1) Coef. de correlación r=∑(Xi-ᾱ)(Yi-ŷ)/(√∑(Xi-ᾱ)2√∑(Yi-ŷ)2)

Bioestadística

Además se emplean herramientas:

Inferenciales: Probabilidades, intervalos de confianza.

Diseño de experimentos: ANOVA, pruebas de hipótesis.

Sensibilidad =VP/(VP+FN) Especificidad = (VN/(VN+FP) Prevalencia = (VN+FN)/(VN+VP+FN+FP)

Criterios de comparación de los bioinstrumentos

Características estáticas: Comportamiento en DC y bajas frecuencias.

Características dinámicas: Comportamiento variante en el tiempo; Requieren el uso de ecuaciones integrodiferenciales para describir el comportamiento de los sistemas.

Rangos de entrada.

Drift del cero. Drift en la

sensibilidad. Linealidad. Impedancia de

entrada.

Exactitud. Precisión. Resolución. Reproducibilidad. Control

estadístico. Sensibilidad

estática.

Características estáticas generalizadas

Características estáticas generalizadas

Exactitud (Accuracy)

%100

VR

VMVRexact

Alta exactitudBaja exactitud

Características estáticas generalizadas

Precisión

Alta precisiónBaja precisión

Características estáticas generalizadas

Resolución: Es la más pequeña cantidad que puede ser medida con certeza

Alta resolución

Baja resolución

Características estáticas generalizadas

Reproducibilidad: Es la capacidad de un instrumento de entregar el mismo resultado en diferentes momentos bajo condiciones similares.

Características estáticas generalizadas

Control estadístico: Por medio de éste se busca que las variaciones aleatorios que afectan las mediciones se mantengan en unos rangos tolerables

Características estáticas generalizadas

Sensibilidad estática:

SalidaSensor

Medición

SalidaSensor

Medición

xy

SE

Alta sensibilidadBaja Sensibilidad

Características estáticas generalizadas

Drift del cero y drift de la sensibilidad:

Características estáticas generalizadas

Linealidad:

Salida

Entrada

Salida

Entrada

No linealLineal

22

2

22

dd

ddd

dd

dd

d

xxn

xyxxyb

xxn

yxyxnm

bmxy

Características estáticas no lineales

Saturación

Tiempo

Amplitud

5 mV

-5 mV

Rango dinámico

Tiempo

Amplitud

1 V

-1 V

Saturación

Características estáticas no lineales

Derrumbamiento o avalancha

Entrada

Salida

Curvas características de un diodo zener

Características estáticas no lineales

Zona muerta

Zona muerta Zona muerta

Características estáticas no lineales

Bang-bang

Entrada

Salida

Entrada

Salida

Señal cuadrada

Características estáticas no lineales

Histéresis

SeñalDel

sensor

Medición

Curva de magnetización de un transformador

Características dinámicas generalizadas

Se representan por medio de ecuaciones diferenciales, que pueden ser expresadas por medio de una función de transferencia.

01

01

0101

......

)()(

)(

)(...)(...

asasabsbsb

sXsY

sH

txbdtdx

bdtxd

btyadtdy

adtyd

a

nn

mm

m

m

mn

n

n

Generalmente n=0,1 o 2 y m=0

Características dinámicas generalizadas

Se representan por medio de ecuaciones diferenciales, que pueden ser expresadas por medio de una función de transferencia.

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m

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n

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Generalmente n=0,1 o 2 y m=0

Características dinámicas generalizadas

De orden 0

Vx Vo

x

Vo

M=K

estáticaadsensibilidKab

sXsY

sH 0

0

)()(

)(

Características dinámicas generalizadas

De orden 1

sK

sXsY

sH

1)(

)()(

Características dinámicas generalizadas

De orden 2

12)(

)()(

2

2

nn

ssK

sXsY

sH

CRITERIOS DE DISEÑO

MEDICIÓN

Factoreseconómicos

Factores médicos

Factores ambientales

Factores de la señal

Costo, disponibilidad,garantía, requerimientosde consumo, compatibi-

lidad con equipo existente

Invasivo o no, interfaztejido-transductor,

comodidad del paciente,seguridad eléctrica,

radiación y calor

Relación señal-ruido,temperatura,humedad,

vibración, radiación,material contaminante,

biodegradable

Sensibilidad, rango,impedancia de entrada,

ancho de banda, exactitud, seguridad,

etc.

Producción y venta

Aprobación legal

Diseño final del instrumento

Pruebas al prototipo

Diseño del ins-trumento inicial

Especificaciones generales de los instrumentos

Especificaciones de entrada y de los transductores

Especificaciones del procesamiento de señales

Especificaciones de salida Errores y confiabilidad Especificaciones físicas y miscelánea