Statistique épidémiologie
5e édition
Thierry Ancelle
J.-F. d'Ivernois
Maloine
Avertissement
XI
Partie I
Statistique descriptive
Chapitre 1 - Variables
I. Variables quantitatives3
1. Variables quantitatives continues3
2. Variables quantitatives discrètes4
3. Variables temporelles4
II. Variables qualitatives5
1. Variables qualitatives ordinales5
2. Variables qualitatives nominales ou catégorielles5
3. Variables binaires5
Chapitre 2 - Organisation des données
I. Tri des données11
II. Regroupement en classes11
III. Transformation de variable13
IV. Effectifs et fréquences15
V. Distribution16
Chapitre 3 - Description des données
I. Tableaux17
1. Tableau brut de données17
2. Tableaux de fréquences18
3. Problème des données manquantes20
II. Graphiques20
1. Polygone de fréquence21
2. Histogramme22
3. Diagramme en barres23
4. Diagramme en barres horizontales23
5. Camembert23
6. Pyramide24
Chapitre 4 - Mesures en statistique
I. Paramètres de position27
1. Médiane28
2. Quartiles29
3. Déciles et percentiles29
4. Mode30
5. Moyenne30
6. Fréquence relative33
7. Pourcentage33
II. Paramètres de dispersion34
1. Extrêmes34
2. Étendue34
3. Intervalle interquartile et semi-interquartile34
4. Variance35
5. Écart type36
6. Coefficient de variation36
7. Variance et écart type d'une variable qualitative binaire37
Chapitre 5 - Représentation d'une distribution
I. Variable discrète : fréquences relatives des classes42
II. Variable continue : densité de probabilité42
III. Symétrie et étalement d'une distribution44
1. Coefficient de dissymétrie (ou d'asymétrie) γ1, ou skewness44
2. Coefficient d'aplatissement γ2 ou kurtosis44
IV. Cas d'une variable qualitative binaire45
Chapitre 6 - Lois de distribution
I. Loi binomiale47
1. À quoi sert la loi binomiale ?47
2. Définition des termes de la loi binomiale48
3. Conditions d'application de la loi binomiale50
4. Propriétés additives de la loi binomiale51
5. À quoi sert la loi binomiale ? (bis)51
II. Loi de Poisson52
1. À quoi sert la loi de Poisson ?53
2. Conditions d'application de la loi de Poisson54
III. Loi normale55
1. Propriétés de la loi normale56
2. Loi normale cumulée56
3. Loi normale centrée réduite57
4. Propriétés de la loi de Z normale centrée réduite58
Partie II
Estimation
Chapitre 7 - Sondage
I. Biais de sélection65
II. Tirage au sort : le hasard66
III. Sondages aléatoires66
1. Sondage élémentaire67
2. Sondage systématique67
3. Sondage à plusieurs degrés69
4. Sondage en grappes70
5. Sondage stratifié70
6. Sondages stratifiés à plusieurs degrés71
IV. Sondages empiriques71
1. Méthode des quotas71
2. Méthode des itinéraires72
3. Méthode des transects72
4. Méthode des unités-types72
Chapitre 8 - Mesures statistiques sur un échantillon
I. Paramètres de position75
1. Moyenne75
2. Pourcentage75
II. Paramètres de dispersion76
1. Variance76
2. Écart type76
Chapitre 9 - Estimation d'un paramètre
I. Estimation d'une moyenne inconnue78
1. Fluctuation d'échantillonnage d'une moyenne78
2. Écart type de la moyenne79
3. Intervalle de confiance d'une moyenne79
4. Signification de l'intervalle de confiance d'une moyenne80
II. Estimation d'un pourcentage inconnu80
1. Fluctuation d'échantillonnage d'un pourcentage80
2. Écart type d'un pourcentage81
3. Intervalle de confiance d'un pourcentage81
4. Signification de l'intervalle de confiance d'un pourcentage82
III. Risque d'erreur consentie α82
IV. Taille d'un échantillon83
1. Précision d'une estimation83
2. Calcul de la taille d'un échantillon83
Partie III
Tests et modèles statistiques introduction
Conditions d'utilisation d'un test89
Conditions d'application90
Chapitre 10 - Principe des tests
I. Principe des tests de comparaison91
1. Établir l'hypothèse nulle (H0)91
2. Proposer une hypothèse alternative (H1)92
3. Calcul d'un test de comparaison92
4. Résultats d'un test de comparaison93
5. Choix du risque d'erreur94
6. Interprétation finale d'un test de comparaison95
II. Principe des tests de liaison97
Chapitre 11 - Tests de comparaison
I. Test Z ou test de l'écart réduit101
1. Principe du test Z101
2. Interprétation du test Z avec un risque α fixé à 5 %102
3. Utilisation pratique de la table Z102
4. Calcul du nombre de sujets nécessaires à un test Z104
II. Test T de Student105
1. Principe du test T105
2. Interprétation du test T105
3. Utilisation de la table T106
III. Test F de Fisher-Snedecor106
1. Principe du test F de comparaison de deux variances107
2. Analyse de la variance pour comparer plusieurs moyennes107
3. Utilisation des tables de F108
IV. Tests de X2110
1. Principe du X2110
2. Interprétation du test X2 avec un risque a fixé à 5 %113
3. Utilisation de la table de X2114
V. Test exact de Fisher114
1. Principe du test exact de Fisher pour comparer deux pourcentages115
2. Calcul du test de Fisher115
VI. Tests non paramétriques ou tests de rangs116
Chapitre 12 - Tests de liaison
I. Test du X2 d'indépendance119
1. Principe119
2. Interprétation du test du X2 d'indépendance120
II. Test du X2 de tendance120
III. Tests de corrélation121
1. Covariance122
2. Coefficient de corrélation122
3. Test du coefficient de corrélation123
4. Test de corrélation des rangs de Spearman123
IV. Régression linéaire simple124
1. Description124
2. Test de la pente de la droite de régression126
3. Estimations126
Chapitre 13 - Utilisation pratique des tests statistiques
I. Critères de choix d'un test statistique129
II. Stratégie d'utilisation des tests statistiques130
1. Domaines d'application130
2. Choix d'un test en fonction de la nature du problème130
3. Choix d'un test en fonction des paramètres à comparer132
4. Conditions d'application des tests133
III. Test Z pour comparer une moyenne observée à une moyenne théorique134
IV. Test Z pour comparer deux moyennes136
V. Test Z pour comparer deux moyennes sur deux séries appariées138
VI. Test T pour comparer une moyenne observée à une moyenne théorique140
VII. Test T de Student pour comparer deux moyennes142
VIII. Test T pour comparer 2 moyennes sur 2 séries appariées144
IX. Test F pour comparer deux variances146
X. Test F pour comparer plusieurs moyennes148
XI. Test de Wilcoxon-Mann-Whitney (WMW)150
XII. Test de Wilcoxon pour séries appariées152
XIII. Test de Kruskal-Wallis (KW)154
XIV. Test de X2 de conformité ou d'ajustement156
XV. Test de X2 d'homogénéité158
XVI. Test de X2 à 4 cases pour comparer deux pourcentages160
XVII. Test de X2 de McNemar pour séries appariées162
XVIII. Test de X2 d'indépendance164
XIX. Test de X2 de tendance166
XX. Test du coefficient de corrélation168
XXII. Test du coefficient de corrélation des rangs de Spearman170
XXII. Test de la pente de la droite de régression172
XXIII. Épreuve de normalité174
1. Méthode approchée174
2. Méthode graphique174
3. Méthode analytique175
Chapitre 14 - Modèles de régression
I. Régression linéaire177
1. Régression linéaire simple : analyse de la variance177
2. Régression linéaire multiple184
II. Régression logistique186
1. Régression logistique simple (univariée)186
2. Régression logistique multivariée189
3. Régression logistique pour séries appariées190
III. Régression de Poisson (log-linéaire)190
1. Régression de Poisson simple (univariée)191
2. Régression de Poisson multivariée194
3. Particularités de la régression de Poisson195
4. Conditions d'application de la régression de Poisson196
IV. Modèle de Cox (risques instantanés proportionnels)196
V. Autres modèles197
VI. Méthodes d'analyse multivariée198
1. Codage des variables explicatives198
2. Interactions200
3. Sélection des variables à introduire dans un modèle201
4. Paramètres d'analyse202
5. Stratégies d'analyse203
6. Principaux problèmes rencontrée dans une analyse multivariée204
Partie IV
Épidémiologie
Introduction209
Chapitre 15 - Mesures en épidémiologie
I. Mesures de base211
1. Proportion211
2. Ratio211
3. Cote212
4. Indice212
5. Taux212
II. Indicateurs épidémiologiques213
1. Prévalence213
2. Incidence214
3. Risque de maladie216
4. Relation entre incidence et prevalence217
5. Relation entre risque de maladie et densité d'incidence217
6. Mortalité globale218
7. Mortalité spécifique218
8. Risque de décès219
9. Mortalité proportionnelle219
10. Létalité220
Chapitre 16 - Enquêtes épidémiologiques
I. Protocole d'enquête223
1. Plan d'analyse223
2. Questionnaire224
3. Définition des cas224
II. Types d'enquêtes226
1. Enquêtes descriptives226
2. Enquêtes étiologiques227
III. Enquêtes de cohorte228
1. Principe228
2. Présentation des données229
3. Mesures dans une enquête de cohorte229
4. Le risque relatif230
5. Choix du groupe de référence231
6. Nombre de sujets nécessaires à une enquête de cohorte231
7. Avantages et inconvénients d'une enquête de cohorte232
IV. Enquêtes cas-témoins233
1. Principe233
2. Présentation des données233
3. Mesures dans une enquête cas-témoins233
4. L'odds ratio (OR)234
5. Choix des témoins235
6. Nombre de témoins par cas236
7. Nombre de sujets nécessaires à une enquête cas-témoins236
8. Enquête cas-témoins appariée236
9. Avantages et inconvénients d'une enquête cas-témoins237
10. Variantes des enquêtes cas-témoins237
V. Enquêtes transversales238
VI. Critères de causalité dans une enquête étiologique239
VII. Biais dans les enquêtes étiologiques241
1. Biais de sélection241
2. Biais d'information241
3. Biais de mauvaise classification242
4. Biais de confusion242
VIII. Prise en compte d'un tiers facteur : analyse stratifiée242
1. Modificateur de l'effet242
2. Facteur de confusion243
3. Stratégie d'analyse stratifiée244
4. Analyse multivariée247
Chapitre 17 - Investigation d'une épidémie
I. Définitions251
II. Objectifs253
III. Chronologie253
1. Affirmer la réalité de l'épidémie254
2. Confirmer le diagnostic254
3. Définir un cas255
4. Collecter les cas et les données255
5. Décrire l'épidémie256
6. Formuler des hypothèses259
7. Tester les hypothèses par une enquête étiologique259
8. Rechercher la preuve biologique260
9. Communiquer les conclusions de l'investigation261
10. Prendre les mesures de prévention261
IV. Dynamique d'une épidémie263
1. Phases clinico-biologiques d'une maladie infectieuse263
2. Ratio de reproduction264
3. Intervalle de génération267
4. Courbe épidémique en fonction de R et de IG267
5. Estimation du ratio de reproduction268
6. Mesures de lutte et de contrôle268
7. Modèles compartimentaux270
Chapitre 18 - Mesures d'impact
I. Fraction étiologique du risque279
1. Fraction étiologique chez les exposés : FEe279
2. Fraction étiologique dans la population FEp280
II. Fraction préventive281
1. Fraction préventive chez les sujets protégés FPe281
2. Fraction préventive dans la population FPp282
III. Intervalle de confiance des FE et FP283
Chapitre 19 - Standardisation des taux
I. Position du problème285
II. Principe285
III. Méthode directe286
1. Calcul286
2. Interprétation287
IV. Méthode indirecte287
V. Conditions d'application288
VI. Extension de la méthode288
Chapitre 20 - Analyse de survie
I. Principe291
II. Méthode de Kaplan-Meier292
III. La méthode actuarielle293
IV. Comparaison de courbes de survie : test du log rank294
Chapitre 21 - Performances d'une technique
I. Mesure expérimentale des performances d'un test297
1. Sensibilité297
2. Spécificité298
3. Cas d'un test quantitatif299
4. Choix d'un seuil300
II. Performances d'un test en situation réelle302
1. Valeur prédictive positive303
2. Valeur prédictive négative303
3. Interprétation des VPP et VPN304
III. Reproductibilité et concordance307
1. Coefficient de concordance307
2. Coefficient kappa308
3. Coefficient kappa pondéré309
Partie V
Initiation à la statistique Bayésienne
Chapitre 22 - Limites des méthodes fréquentistes
I. Estimation d'un paramètre315
II. Tests statistiques315
Chapitre 23 - Exemples de raisonnement Bayésien
I. L'inversion bayésienne dans les tests d'hypothèses321
II. Le théorème de Bayes321
III. La vraisemblance322
IV. Comparaison de deux hypothèses323
1. Le facteur de Bayes (K)323
2. L'évidence324
3. Interprétation d'un facteur de Bayes324
4. Calcul de la probabilité a posteriori d'une hypothèse325
V. Comparaison de plusieurs hypothèses326
Conclusion328
Annexes
Réponses aux questions
Des exercices
333
Rappels mathématiques
347
Puissance347
Racines347
Logarithmes347
Factorielles348
Combinaisons348
Probabilités348
Formule de Bayes348
Théorème de Bayes349
Loi binomiale349
Loi hypergéométrique349
Formulaire statistique
351
1. Loi binomiale351
2. Fonctions de répartition de la loi binomiale351
3. Loi de Poisson351
4. Fonctions de répartition de la loi de Poisson351
5. La loi normale ou loi de Gauss352
6. La variable centrée réduite Z352
7. Loi normale centrée réduite de Z352
8. Paramètres de position et de dispersion d'une variable352
9. Estimation d'un paramètre sur un échantillon353
10. Écart type d'une moyenne et d'un pourcentage lorsque la taille n de l'échantillon est grande par rapport à la taille N de la population (n/N > 0,1)353
11. Intervalle de confiance d'une moyenne dans le cas des petits échantillons353
12. Taille des échantillons pour réaliser un test Z354
13. Corrélation354
14. Régression355
15. Intervalles de confiance d'un risque relatif et d'un odds ratio355
16. Nombre de sujets nécessaires à une enquête de cohorte356
17. Nombre de sujets nécessaires à une enquête cas-témoins356
18. Analyse d'enquête étiologique stratifiée357
19. Valeur prédictives d'un test357
20. Test exact de Fisher358
21. Correction de Yates : test du X2 de Yates358
22. Test du log rank pour comparer deux courbes de survie358
23. Nombre de sujets nécessaires pour comparer deux pourcentages359
24. Coefficient de dissymétrie (skewness)359
25. Coefficient d'aplatissement (kurtosis)360
26. Coefficient kappa pondéré entre 2 observateurs A et B361
27. Formule de Welch-Satterthwaite361
28. Principales fonctions statistiques d'Excel®362
Bibliographie
365
Glossaire
367
Tables statistiques
377
Table 1 : loi normale centrée réduite Z377
Table 2 : loi T de Student378
Tables 3 : loi F de Fisher (test unilatéral)380
Table 4 : loi du X2384
Index
385