POTH 612AQuantitative AnalysisPOTH 612AQuantitative Analysis
ED00288_
PE01458_
Dr. Nancy Mayo
© Nancy E. Mayo
Framework for Asking QuestionsFramework for Asking Questions
PopulationPopulation
Exposure (Level 1)Exposure (Level 1)
Comparison Level 2Comparison Level 2
OutcomeOutcome
TimeTime
PECOTPECOT
© Nancy E. Mayo
PECOT FormatPECOT Format
In people with___________________________________________________________In people with___________________________________________________________
Does suboptimal level of factor 1Does suboptimal level of factor 1
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
In Comparison to optimal level of factor 1_______________________________________________________________________In Comparison to optimal level of factor 1_______________________________________________________________________
Affect (outcomes)__________________________________________________________________________________________Affect (outcomes)__________________________________________________________________________________________
At Time ____________________________________At Time ____________________________________
© Nancy E. Mayo
Types of QuestionsTypes of Questions
About hypothesesAbout hypotheses
Is treatment better than treatment B?Is treatment better than treatment B?
Answer: Yes or NoAnswer: Yes or No
About parametersAbout parameters
What is the extent to which treatment improvesoutcome in comparison to treatment B?What is the extent to which treatment improvesoutcome in comparison to treatment B?
Answer: number value (parameter)Answer: number value (parameter)
Research is about relationshipsResearch is about relationships
Links one variable or factor to anotherLinks one variable or factor to another
One is thought or supposed(hypothesized) to be the “cause” of thesecond variableOne is thought or supposed(hypothesized) to be the “cause” of thesecond variable
Example: Risk factors for fallsExample: Risk factors for falls
Your JobYour Job
When reading an article (later doing yourown research)When reading an article (later doing yourown research)
IDENTIFY THESE VARIABLESIDENTIFY THESE VARIABLES
IDENTIFY WHAT SCALE THEY AREMEASURED ONIDENTIFY WHAT SCALE THEY AREMEASURED ON
What tables should find in anarticleWhat tables should find in anarticle
Table –  basic characteristics sampleTable –  basic characteristics sample
Table –   outcomes exposuresTable –   outcomes exposures
Table 3  -  answer the main questionTable 3  -  answer the main question
Relationship between exposure and outcomeRelationship between exposure and outcome
Table – interesting subgroupTable – interesting subgroup
Fall yes
Fall no
Foot problem +
480 (24% of thecolumn)
717 (20.1%) ofcolumn
1197
Foot problem  -
1517
2856
4373
1997
3573
5570
P of falls for foot probmel +        480 / 1197 = 0.4
Prob of falls for foot problem -  1517 /  4373 = 0.35
Risk of falls / foot problem relative to risk of falls / no foot problem =
0.4 / 0.35 =  1.14
Prevalence and Risk Factors for Falls in anOlder Community-Dwelling PopulationPrevalence and Risk Factors for Falls in anOlder Community-Dwelling Population
What type of study is this?What type of study is this?
Study of prevalenceStudy of prevalence
Study of factorsStudy of factors
What is prevalence?What is prevalence?
of people with condition All people in studyof people with condition All people in study
Incidence of people who develop the outcome ofpeople starting the studyIncidence of people who develop the outcome ofpeople starting the study
Both require time frameBoth require time frame
In Falls study, time frame is 90 days after assessmentIn Falls study, time frame is 90 days after assessment
So they estimated period prevalenceSo they estimated period prevalence
MeasurementMeasurement
Outcome: fall (yes or no) in 90 daysfollowing assessmentOutcome: fall (yes or no) in 90 daysfollowing assessment
BinaryBinary
Exposure:  manyExposure:  many
 some continuous (age) some categorical some continuous (age) some categorical
Analysis: Logistic regressionAnalysis: Logistic regression
TABLE 1: WHAT HAVE THEYPRESENTEDTABLE 1: WHAT HAVE THEYPRESENTED
Characteristic
No Falls (n = 3573) n(%) or M ± SE
Falls (n = 1997) n (%)or M ± SE
p Value
Age (years)
76.4 ± 0.21
78.7 ± 0.24
<.001
Gender (female)
2088 (58.4)
1192 (58.9)
.19
Cognitive Performance
2.15 ± 0.03
2.17 ± 0.04
.72
ADL impairment
4.54 ± 0.05
4.81 ± 0.05
<.001
Foot problems
717 (20.1)
480 (24.0)
<.001
Gait problems
1893 (53.0)
1454 (72.8)
<.001
Fear of falling
1525 (42.7)
1152 (57.7)
<.001
Visual impairment
1595 (44.6)
964 (48.3)
.005
Wandering
98 (2.7)
148 (7.4)
<.001
Alzheimer's disease
136 (3.8)
78 (3.9)
.45
CHF
562 (17.3)
342 (18.7)
.12
Depression
1960 (54.9)
1370 (68.6)
<.001
Diabetes mellitus
623 (19.2)
379 (20.7)
.09
Parkinsonism
228 (6.4)
158 (7.9)
.04
Peripheral artery
597 (18.4)
352 (19.3)
.24
Urinary incontinence
1087 (30.4)
657 (32.9)
.03
Environmental hazards
1486 (41.6)
1097 (54.9)
<.001
and of people with fallsaccording to risk factor stausand of people with fallsaccording to risk factor staus
Risk Factor +
Risk Factor -
RR (95% CI)
Foot problems
480 (40)
1517 (35%
1.14
Gait problems
Xx
Xx
Xx
Xx
x
Age, probability that faller and non fallersdiffered by ageAge, probability that faller and non fallersdiffered by age
Falls ageFalls age
Age falls (yes or no)Age falls (yes or no)
Does age depend on fallsDoes age depend on falls
Does exposure depend on outcomeDoes exposure depend on outcome
E│OE│O
What is the age range?
What is the standard error?
Standard Normal DistributionStandard Normal Distribution
File:Standard deviation diagram.svg
Showing the proportion of the population thatlies within 1, 2 and 3 SD (Wikipedia)
MeasuresMeasures
Theoretical range: 0 to 36
ADLADL
Table 1Table 1
Proportion of Fallers (non-fallers) who werewomenProportion of Fallers (non-fallers) who werewomen
2088 women 3573 fallers (women and men)2088 women 3573 fallers (women and men)
This is the prevalence of exposure givingoutcome (PFall)This is the prevalence of exposure givingoutcome (PFall)
Is this what you want to know?Is this what you want to know?
Is this the question?  NOIs this the question?  NO
The question relates to the probability of havingfall, given exposure (PFALL E )The question relates to the probability of havingfall, given exposure (PFALL E )
Lets make tableLets make table
P| Fall+   =  1454 / 1997 =  72.8%P| Fall-    =  1893 / 3573  = 53.0%
But, what we really want is …..
PFALL | E+   =   1454 / 3347  =  43.4%
PFALL | E-    =     543 / 2223 =  24.4%
Risk ratio or Relative risk =  1.78
Risk of Fall | E+ 0.434
Risk of Fall | E-  0.244
Exposure
Fall NO
Fall YES
Total
Gait problems NO
1680
543
2223
Gait problems YES
1893
1454
3347
3573
1997
5570
Lets Look at Table 2Lets Look at Table 2
Presented are the odds ratiosPresented are the odds ratios
(approximately equivalent to risk ratio when the outcome is rare<15% prevalence)(approximately equivalent to risk ratio when the outcome is rare<15% prevalence)
Parameter arising from statistical programs for logisticregressionParameter arising from statistical programs for logisticregression
Gait problems     OR  2.13Gait problems     OR  2.13
Our friend the 95% CI:    1.81–2.51Our friend the 95% CI:    1.81–2.51
RR was 1.78 close to the adjusted OR of 2.13RR was 1.78 close to the adjusted OR of 2.13
Adjustment was for age, sex and significant variables inTable 2Adjustment was for age, sex and significant variables inTable 2
OR RR when outcome is prevalentOR RR when outcome is prevalent
AdjustmentAdjustment
Adjustment mathematically makes the twogroups equal on the adjustment variablesto find the independent effect of thevariable under studyAdjustment mathematically makes the twogroups equal on the adjustment variablesto find the independent effect of thevariable under study
Eg.  People are given average ageEg.  People are given average age
95% CI for Risk Factors for Falls95% CI for Risk Factors for Falls
0.7         0.8            0.9            1               2              3              4
95% CI thatinclude 1.0indicate noeffect
95% CI thatexclude 1.0indicate aneffect
Ratio could be 1 = no effect
Increased risk of fall
Decreased risk of fall
What else can we learn fromthis paper?What else can we learn fromthis paper?
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Wandering
No
Yes
Gait NO
1
1.34
Gait Yes
2.25
?
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Environmental Hazards
No
Yes
Depression -
1
2.03
Depression+
2.08
?
Odds ratios and 95% confidence intervals of significant risk factor interactions for falling.
Cesari M et al. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2002;57:M722-M726
The Gerontological Society of America
Environmental Hazards
No
Yes
Wandering -
1
1.67
Wandering +
2.49
?
What have we learned so far?What have we learned so far?
Descriptive statsDescriptive stats
Understand distribution by looking at SDUnderstand distribution by looking at SD
CorrelationCorrelation
Strength of linear relationshipStrength of linear relationship
variance explained r2variance explained r2
Statistics for InferenceStatistics for Inference
On means (t-test)On means (t-test)
On proportions (chi-square)On proportions (chi-square)
Chi-Squared Distribution and the Central Limit Theorem
Inference on ProportionsInference on Proportions
Chi square test (1 df)Chi square test (1 df)
Exposure
Fall NO
Fall YES
Total
Gait problems NO
1680
543
2223
Gait problems YES
1893
1454
3347
3573
1997
5570
Df = n rows * n columns so with a 2X2 table there is 1 df
Given we would always know how many people were exposedand how many had the outcome (the margins) all we need to knowis 1 of the cells and the rest are derived from that (1 df)
Chi to NormalChi to Normal
As the number of df increases thedistribution approaches normaldistributionAs the number of df increases thedistribution approaches normaldistribution
Some of the computer programs forcomparing proportions use the normaldistribution (F distribution) rather than Chi.Some of the computer programs forcomparing proportions use the normaldistribution (F distribution) rather than Chi.
As df increase closer to normalAs df increase closer to normal
1          2          4               normal
by tableby table
1
2
3
4
5
6
7
8
Total
A
B
C
D
E
F
G
H
Total
Beyond Chi-squareBeyond Chi-square
Tells you that there is an associationTells you that there is an association
Does not tell you where it is or how strongit isDoes not tell you where it is or how strongit is
Need to calculate relative risks or oddsratiosNeed to calculate relative risks or oddsratios
Useful WebsitesUseful Websites
http://faculty.vassar.edu/lowry/VassarStats.htmlhttp://faculty.vassar.edu/lowry/VassarStats.html
http://math.hws.edu/javamath/http://math.hws.edu/javamath/
On to RegressionOn to Regression
Last class we will look at regressionLast class we will look at regression
Look paperLook paper
Kuspinar et al.Kuspinar et al.
Predicting Exercise Capacity ThroughSubmaximal Fitness Tests in PersonsWith Multiple SclerosisPredicting Exercise Capacity ThroughSubmaximal Fitness Tests in PersonsWith Multiple Sclerosis