Define (a) standard deviation, (b) standard error of the mean and (c) 95% confidence interval

Author(s):  
Nathaniel Knox Cartwright ◽  
Petros Carvounis
2020 ◽  
Vol 42 (4) ◽  
pp. 409-410
Author(s):  
Chittaranjan Andrade

Many authors are unsure of whether to present the mean along with the standard deviation (SD) or along with the standard error of the mean (SEM). The SD is a descriptive statistic that estimates the scatter of values around the sample mean; hence, the SD describes the sample. In contrast, the SEM is an estimate of how close the sample mean is to the population mean; it is an intermediate term in the calculation of the 95% confidence interval around the mean, and (where applicable) statistical significance; the SEM does not describe the sample. Therefore, the mean should always be accompanied by the SD when describing the sample. There are many reasons why the SEM continues to be reported, and it is argued that none of these is justifiable. In fact, presentation of SEMs may mislead readers into believing that the sample data are more precise than they actually are. Given that the standard error is not presented for other parameters, such as difference between means or proportions, and difference between proportions, it is suggested that presentation of SEM values can be done away with, altogether.


1. It is widely felt that any method of rejecting observations with large deviations from the mean is open to some suspicion. Suppose that by some criterion, such as Peirce’s and Chauvenet’s, we decide to reject observations with deviations greater than 4 σ, where σ is the standard error, computed from the standard deviation by the usual rule; then we reject an observation deviating by 4·5 σ, and thereby alter the mean by about 4·5 σ/ n , where n is the number of observations, and at the same time we reduce the computed standard error. This may lead to the rejection of another observation deviating from the original mean by less than 4 σ, and if the process is repeated the mean may be shifted so much as to lead to doubt as to whether it is really sufficiently representative of the observations. In many cases, where we suspect that some abnormal cause has affected a fraction of the observations, there is a legitimate doubt as to whether it has affected a particular observation. Suppose that we have 50 observations. Then there is an even chance, according to the normal law, of a deviation exceeding 2·33 σ. But a deviation of 3 σ or more is not impossible, and if we make a mistake in rejecting it the mean of the remainder is not the most probable value. On the other hand, an observation deviating by only 2 σ may be affected by an abnormal cause of error, and then we should err in retaining it, even though no existing rule will instruct us to reject such an observation. It seems clear that the probability that a given observation has been affected by an abnormal cause of error is a continuous function of the deviation; it is never certain or impossible that it has been so affected, and a process that completely rejects certain observations, while retaining with full weight others with comparable deviations, possibly in the opposite direction, is unsatisfactory in principle.


2021 ◽  
Vol 12 (1) ◽  
pp. 275-286
Author(s):  
Ayesha Ammar ◽  
Kahkashan Bashir Mir ◽  
Sadaf Batool ◽  
Noreen Marwat ◽  
Maryam Saeed ◽  
...  

Objective: Study was aimed to see the effects of hypothyroidism on GFR as a renal function. Material and methods: Total of Fifty-eight patients were included in the study. Out of those forty-eight patients were female and the rest were male. Out of fifty eight patients, fifty three patients were of thyroid cancer in which hypothyroidism was due to discontinuation of thyroxine before the administration of radioactive iodine for Differentiated thyroid cancer.Moreover, remaining five patients were post radioactive iodine treatment (for hyperthyroidism) hypothyroid. All of the patients were above eighteen years of age with TSH value > 30µIU/ml. Pregnant and lactating females were excluded.Renal function tests (urea/creatinine, creatinine clearance) and serum electrolytes followed by Tc-99m-DTPA renal scan for GFR assessment (GATES’ method) were carried out in all subjects twice during the study, One study during hypothyroid state (TSH > 30 µIU/ml) and other during euthyroid state (TSH between 0.4 to 4µ IU/ml). The results of Student’s t-test showed significant difference in renal functions (Urea, creatinine, creatinine clearance, GFR values) in euthyroid state and hypothyroid state (p-value <0.05). RESULTS: In case of creatinine the paired t test reveal the mean 1.014±0.428, with standard error of 0.669 within 95% confidence interval, for creatinine clearance 80.11±14.12 with standard error of 1.94 within 95% confidence intervals, for urea the mean 28±12.13 with standard error of 1.607 within 95% confidence intervals and for GFR for individual kidney is 38.056±8.56 with standard error of 1.3717 within 95% confidence interval. There was no difference in the outcome of the 2 groups. Conclusion: Hypothyroidism impairs renal function to a significant level and hence needs to be prevented and corrected as early as possible.


2003 ◽  
Author(s):  
Δέσποινα Σταμπουλή

Η διάγνωση των νευρομυϊκών παθήσεων στηρίζεται σήμερα κυρίως στοηλεκτρομυογράφημα, μία μέθοδο με υψηλή αξιοπιστία αλλά αιματηρή και επώδυνη.Από τις σημαντικότερες πληροφορίες που δίνει το ηλεκτρομυογράφημα είναι ηανίχνευση της αυτόματης απονευρωτικής δραστηριότητας, όπως τα δεσμιδικά,ινιδικά και θετικά δεσμιδικά που χαρακτηρίζουν συνήθως τους απονευρωμένουςμυς. Ο σκοπός της μελέτης αυτής είναι η δυνατότητα ανίχνευσης των δυναμικώναυτών με τη φασματοσκοπία λέιζερ-Doppler. Η εναλλακτική αυτή μέθοδοςεφαρμόζεται πρώτη φορά για το σκοπό αυτό και είναι εύκολη, οικονομική,αναίμακτη και ανώδυνη.Μεθοδολογία: Η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε σχεδιάστηκε καιστήθηκε, σύμφωνα με τις απαιτήσεις της παρούσας μελέτης, στο ΊδρυμαΤεχνολογίας καιΈρευνας ( Ι.Τ.Ε., Ι.Η.Δ.Λ.). Η χρησιμοποιούμενη πηγή λέιζερ ήτανένα διοδικό λέιζερ που εξέπεμπε στα 830 nm και το πείραμα αφορούσε τηνακτινοβόληση με αυτό του πρώτου ραχιαίου μεσόστεου 109 απονευρωμένων μυών,επιβεβαιωμένων με ηλεκτρομυογράφημα, και 173 φυσιολογικών μυών. Χάρη στοχρησιμοποιούμενο μήκος κύματος της δέσμης λέιζερ, το φαινόμενο πουκυριαρχούσε κατά τη διάδοση της ακτινοβολίας μέσα στο μυϊκό ιστό ήταν ησκέδαση. Η ένταση της δέσμης λέιζερ που προσπίπτει στο μυ ήταν διαμορφωμένηκαι είχε ημιτονοειδή μορφή με συχνότητα διαμόρφωσης 84 Hz. Κατά την έξοδό τηςαπό το μυ η δέσμη μετατρεπόταν σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω φωτοδιόδων και στησυνέχεια ένας ψηφιακός επεξεργαστής διαιρούσε το σήμα σε φασματικές γραμμέςμέσω του μετασχηματισμού Fourier (F.F.T.). Για την ανάλυση των αποτελεσμάτωνμας χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος ανίχνευσης ετεροδυνών η οποία εφαρμόζεται στιςπεριπτώσεις που υπάρχει οπτικό φαινόμενο Doppler. Η μελέτη στηρίχθηκε στοφαινόμενο της σκέδασης των φωτονίων κατά τη διέλευσή τους από τους μυς.Για την ανάλυση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν: (α) ο λόγος που εκφράζει το ποσοστό της ισχύος των φωτονίων που ανιχνεύτηκεστην περιοχή της συχνότητας διαμόρφωσης ως προς το σύνολο της ισχύος τωνφωτονίων που προσέπεσε στη φωτοδίοδο με διαφορετικές συχνότητες.(β) Ο λόγος που εκφράζει το ποσοστό της ισχύος των φωτονίων που ανιχνεύτηκανσε συχνότητες χαμηλότερες της συχνότητας διαμόρφωσης προς το ποσοστό τηςισχύος των φωτονίων που ανιχνεύτηκαν σε υψηλότερες συχνότητες.(γ) Το διάγραμμα μέσου όρου των διαγραμμάτων κάθε κατηγορίας μυώνΤα στατιστικά μεγέθη που χρησιμοποιήθηκαν ήταν: η μέση τιμή, η τυπικήαπόκλιση (standard deviation) και το τυπικό σφάλμα (standard error of the mean).Στο πλαίσιο της στατιστικής ανάλυσης χρησιμοποιήθηκε επίσης η ROC ανάλυση .Αποτελέσματα:1. Η ισχύς της δέσμης φωτονίων που διαπερνά τους απονευρωμένους μυς μεδεσμιδικά δυναμικά παρουσιάζει σαφώς μικρότερη τάση να παραμένει στην περιοχήτης συχνότητας διαμόρφωσης συγκριτικά με τους υγιείς αλλά και την ομάδα τωναπονευρωμένων μυών χωρίς δεσμιδικά δυναμικά. Με βάση το στατιστικό τυπικόσφάλμα δεν παρουσιάζεται αλληλεπικάλυψη στην ομάδα των απονευρωμένων μυώνμε δεσμιδικά δυναμικά με τις δύο άλλες ομάδες.2. Μετά τη διέλευση της δέσμης φωτονίων δια μέσου των απονευρωμένωνμυών η τάση της ισχύος των φωτονίων να προσπίπτουν στη φωτοδίοδο με μικρότερησυχνότητα από τη συχνότητα διαμόρφωσης είναι σαφώς μεγαλύτερη συγκριτικά μετους φυσιολογικούς μυς. Η τάση αυτή είναι μεγαλύτερη στους απονευρωμένους μυςμε δεσμιδικά και ανάλογη του αριθμού των δεσμιδώσεων. Οι τιμές των κατηγοριώναυτών με βάση το στατιστικό τυπικό σφάλμα παρουσιάζουν αλληλεπικάλυψη με τιςαντίστοιχες των φυσιολογικών.3. Η παρουσία μυϊκής ατροφίας μειώνει τις διαφοροποιήσεις τωναπονευρωμένων μυών από τους φυσιολογικούς ανάλογα με τη βαρύτητα τηςατροφίας.4. Ο παράγοντας πάχος του μυός δεν επηρεάζει τα αποτελέσματα της μεθόδου.5. Η ομάδα των απονευρωμένων μυών χωρίς αυτόματη δραστηριότητα έχει τημικρότερη διαφοροποίηση από τους φυσιολογικούς μυς. Συμπέρασμα:Η παρουσία των δεσμιδικών δυναμικών στους απονευρωμένους μυς δίνει τιςμεγαλύτερες αποκλίσεις από τους φυσιολογικούς μυς οι οποίες είναι ανάλογες με τον αριθμό των δεσμιδικών δυναμικών. Οι απονευρωμένοι μυς με δεσμιδικάδυναμικά, με βάση το στατιστικό τυπικό σφάλμα, δεν παρουσιάζουν σαν ομάδααλληλεπικάλυψη με την ομάδα των φυσιολογικών μυών. Η παρουσία των ινιδικώνκαι θετικών δυναμικών δίνουν σαφή τάση προς παθολογικές παρεκκλίσεις αλλά σανομάδα με βάση το στατιστικό τυπικό σφάλμα παρουσιάζει αλληλεπικάλυψη με τηνομάδα των φυσιολογικών μυών.Τα ευρήματά μας στηρίζονται στο ότι λόγω της δυναμικής κατάστασης τουιστού τα φωτόνια σκεδάζονται όχι μόνο από ακίνητους αλλά και από κινούμενουςσκεδαστές. Όταν τα φωτόνια σκεδαστούν από αυτούς παρατηρείται το φαινόμενοDoppler το οποίο έχει ως αποτέλεσμα να αλλάζει η συχνότητα των φωτονίων καικατ’ επέκταση και η συχνότητα διαμόρφωσής τους. Τελικά, τα φωτόνιαπροσπίπτουν στη φωτοδίοδο έχοντας συχνότητα στην περιοχή της συχνότηταςδιαμόρφωσης και άλλα με διαφορετική τιμή συχνότητας. Η μεγαλύτερη ευαισθησίατης μεθόδου που παρατηρήθηκε στην ανίχνευση των δεσμιδικών από ότι τωνινιδικών και θετικών δυναμικών, εξηγείται από το γεγονός ότι τα δεσμιδικάδυναμικά προκαλούν σύσπαση σε πολύ μεγαλύτερο αριθμό μυϊκών ινών μεαποτέλεσμα το φαινόμενο Doppler να είναι εντονότερο στην παρουσία δεσμιδικώνδυναμικών και άρα να προκαλείται μεγαλύτερη διαφοροποίηση στην κατανομή τηςισχύος της ακτινοβολίας έναντι των υγιών. Η άποψη αυτή ενισχύεται και από τογεγονός ότι η ομάδα των απονευρωμένων μυών χωρίς αυτόματη δραστηριότηταπαρουσιάζει τη μικρότερη διαφοροποίηση από τους φυσιολογικούς μυς.Τα ευρήματα της εργασίας αυτής είναι πολύ σημαντικά και μπορούν ναχρησιμεύσουν ως βάση για περαιτέρω βελτίωση της μεθόδου ώστε να μπορέσει ηλέιζερ-μυογραφία να χρησιμοποιηθεί στην πράξη ως εναλλακτική μέθοδος τουηλεκτρομυογραφήματος


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document