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Modul 4: Statistik

oder „Wie liest man einen wissenschaftlichen Artikel?“

Referent:Dipl.-Psych. Wilmar Igl

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Einleitung

Integration von Methodik, Statistik und inhaltlichem (medizinischem) Wissen beim Lesen von wissenschaftlichen Veröffentlichungen notwendig

hohe Anforderungen an den Leser

Anleitung beim Erarbeiten der Kernaussagen von wissenschaftlichen „Papers“

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Ziele

„Ich weiß, wo ich aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse finden kann.“

„Ich kenne die wichtigsten Fachbegriffe und Konzepte der Forschungsmethodik und Statistik.“

„Ich kenne den Aufbau wissenschaftlicher Artikel („paper“) und weiß, wo ich welche Informationen in einem Artikel finde.“

„Ich weiß, warum Forschungsmethodik und Statistik wichtig sind innerhalb eines Forschungsprojekts.“

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I. Wissenschaftliche Ergebnisse finden

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Erscheinungsformen wissenschaftlicher Ergebnisse

Lehrbuch

Buchbeitrag

Artikel

Vortrag

Poster

Umfang

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Veröffentlichung von Artikeln

Umfang: ca. 3-25 Seiten

Dauer von Einreichung bis zur Veröffentlichung: ca. 0,5 bis 2 Jahre

Zeitschriften (Journals) veröffentlichen Artikel zu bestimmten Themen

Arten von Artikeln:

– Originalarbeiten (Originalia): Veröffentlichung von Ergebnissen empirischer Studien

– (systematische) Reviews

– Meta-Analysen

– u. a.

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Wichtige Journals

The Lancet

Internet: http://www.thelancet.de

New England Journal of MedicineInternet: http://content.nejm.org/

British Medical JournalInternet: http://bmj.bmjjournals.com

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Datenbank „Medline“(http://www.pubmed.org)

Literaturdatenbank enthält Informationen zu fast allen Veröffentlichungen, welche für die Medizin relevant sind.

Kategorien der Information zu einer Veröffentlichung:

– Autor

– Titel

– Journal

– Schlagwort

– Abstract,…

teilweise kostenloser Download vonVeröffentlichungen möglich

„Penicillin“

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Beste medizinische Evidenz: Die Cochrane Library

The Cochrane Libraryhttp://www.thecochranelibrary.com

– Cochrane Database of Systematic Reviews (Cochrane Review)

– Database of Abstracts of Reviews of Effects (DARE)

– Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL)

– u.a.

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II. Wissenschaftliche Ergebnisse verstehen

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II. a) Forschungsmethodik

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Ziel von Forschung

Wahre Aussagen über die Welt gewinnen und diese vorhersagbar machen.

Die Gültigkeit der Vermutungen (Hypothesen) prüfen und ggf. verwerfen.

Beispiel: „Alle Schwäne sind weiß.“ abgelehnt!

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Das Experiment als Forschungswerkzeug

empirische Prüfung von Kausalzusammenhängen möglich (Wenn Ursache, dann Wirkung!)

Variation von Ursachen (Verum vs. Placebo) notwendig

Randomisation (zufällige Zuweisung) der Probanden auf die Behandlungsgruppen

Untersuchung von Gruppen, nicht Individuen

Kontrolle von anderen Störfaktoren, welche für eine Wirkung verantwortlich sein könnten.

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Einfache StudieEin-Gruppen-Prä-Post-Design

Post-Test

Intervention0

5

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spontane Besserung

zusätzliche Interventionen

Erwartungseffekt (Placeboeffekt)

statistische Regression extremer Werte zur Mitte

Studienteilnehmer0

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Prä-Test

(Faller, 2005)

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Experimentelle Studie

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Randomisierte kontrollierte Studie

Studienteilnehmer

Medikament(EG)

R

EG = Experimentalgruppe

KG = Kontrollgruppe

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0

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Prä-Test

Post-Test

R = Randomisierung

usual care

Placebo(KG)

usual care

Unterschied z.B. an Depressivität

(Faller, 2005)

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Wichtige Begriffe

Variable: veränderlicher Parameter (vs. Konstante)

– unabhängige Variable (UV): Ursache

– abhängige Variable (AV): Wirkung

– Störvariablen: Variablen, die die Entdeckung des kausalen Zusammenhangs zwischen UV und AV erschweren.

Kontrolle von Störvariablen (z.B. Alter):

– Konstanthaltung, z.B. nur 25 bis 30-Jährige untersuchen

– Gleichverteilung, z.B. gleich viele junge und alte Patienten zuweisen

– Randomisation: zufällige Zuweisung zu Behandlungsgruppen Kontrolle auch von unbekannten Störvariablen möglich!

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Zielorientiertes Lesen

Randomisierung, Parallelisierung, Kontrollgruppe, Konstanthaltung, Einschluss-/Ausschlusskriterien

Wie hat der Untersucher die Patienten den Gruppen zugewiesen?

Kontrolle von Störfaktoren

Abhängige Variable, primärer/ sekundärer Endpunkt, Ziel, Effekt, Outcome

Mit welcher Variable misst der Untersucher den Behandlungserfolg?

Was ist dieabhängige Variable?

Unabhängige Variable, Behandlung, Therapie, Medikation, Verum, Placebo, Bedingung

Welche Variable wird vom Untersucher verändert?

Was ist die unabhängige Variable?

Fragestellung, Hypothese, Ziel, Zweck, HIntergrund

Was möchte der Untersucher wissen?

Hypothese?

SchlagworteUntersucherFachbegriff

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II. b) Statistik

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Bedeutung für die klinische Forschung

I. Klinische Forschung ist kompliziert, so dass man die Ergebnisse nicht mehr angemessen in Worten ausdrücken kann.

Die medizinischen Ergebnisse werden in Zahlen abgebildet, welche sich zu Statistiken (z.B. Mittelwert) vereinfachen lassen.

II. In der Medizin gibt es keine unveränderlichen, sondern zufällige Zusammenhänge, z.B. Tablette Patient gesund (vielleicht aber auch nicht)

Medizinische Ergebnisse werden mit Maßen für die Wahrscheinlichkeit (p) oder Streuung (s) berichtet.

Statistik versucht die komplexen medizinischen Ergebnisse einfach zu beschreiben und den Zufall

zu berücksichtigen, um Irrtümer zu vermeiden!

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Was ist Statistik?

Statistik

=

Deskriptive Statistik

+

Inferenzstatistik

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Deskriptive Statistik

Deskriptive Statistik ("Beschreibende Statistik"):Verfahren zur Reduktion von (großen Mengen von) Daten zu Kennziffern (Statistiken), die über Eigenschaften der Daten Auskunft geben (z.B. Lagemaße, Streuungsmaße)

Beispiel:Daten(Blutdruck, systolisch[mm Hg])={160, 150, 170, 140}

Statistiken:Lage, z.B. Mittelwert(Blutdruck)= (160, 150, 170, 140)/4=155

Streuung, z.B. Standardabweichung s=12,91

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Inferenzstatistik (I)Inferenzstatistik ("Schließende Statistik"):

– Verfahren zur Entscheidung über Hypothesen unter Berücksichtigung von zufälligen Schwankungen in der beobachteten Stichprobe (vgl. Test)

– Rückschluß auf die Gesamtpopulation

Beispiel „Einfluss von Medikament auf Blutdruck [mm Hg]“: KG (kein Medikament) ={160, 150, 170, 180}; EG (Medikament)={140, 130, 120, 150}M(KG)=165 mm Hg M(EG)=135 mm HgHypothese 0: „Das Medikament ist unwirksam.“ oder "Die Mittelwerte sind gleich.“

Hypothese 1: „Das Medikament ist wirksam.“ oder "Die Mittelwerte sind verschieden.“

Frage: "Wie wahrscheinlich sind die beobachteten Daten unter der Annahme, dass die Mittelwerte gleich sind?"

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Inferenzstatistik (II)Entscheidung über die Hypothesen:

– durch die Berechnung eines Wahrscheinlichkeitswerts p und Vergleich mit einemEntscheidungskriterium (Alpha-Niveau):

"Ist der beobachtete Unterschied unter der Nullhypothese H0 („Medikament unwirksam“) weniger wahrscheinlich als 5%?“

t-Test: t = 3.2863, df = 6, p= 0.017

– durch die Berechnung eines Vertrauensintervalls (Konfidenzintervall):

"In welchem Bereich liegt mit 95%-iger Wahrscheinlichkeit der 'wahre Wert' ?"

Differenz(beobachtet)= 30;Konfidenzintervall(Differenz)=[ 7.7; 52.3 ]

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Wichtige Beurteilungskriterien

Ist die Wahrscheinlichkeit des Ergebnisses unter der Annahme „kein Behandlungseffekt“ gering (p<0.05) ?

statistische Signifikanz!

Liegt die Null („kein Behandlungseffekt“) außerhalb des Konfidenzintervalls (KI ≠ 0)?

statistische Signifikanz!

ABER:Bringt das Ergebnis auch eine merkliche Verbesserung für die Patienten?

klinische Bedeutsamkeit!

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III. Forschung bewerten

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Maßstäbe guter Forschung

Neue Theorien, Ideen, Konzepte?

Antworten auf offene Fragen? Lösung von Problemen?

Aussagekraft einer Studie?

– Interne Validität: Kausalbeziehung?

– Externe Validität: Verallgemeinerbarkeit?

Methodische Umsetzung

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Bewertungsleitlinienfür methodische Umsetzung

CONSORT-Statement (Consolidated Standards of Reporting Trials) für Experimente mit zwei randomisierten Gruppen (Experimental- und Kontrollgruppe)

Worauf muss ich achten, wenn …

…ich eine Studie plane?

…ich die Studienergebnisse veröffentlichen will?

…ich den wissenschaftlichen Wert einer Studie beurteilen will?

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CONSORT (I) - Methoden

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CONSORT (II) - Ergebnisse

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CONSORT (III) - Flussdiagramm

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IV. Artikelbeispiele

Lehrl, S. , Gräßel, E. & Eicke, C. (2000). Wirkung von Felodipin bei hypertonen Patienten mit leichten Hirnleistungsstörungen in einer randomisierten

Doppelblindstudie. Deutsche Medizinische Wochenschrift, 125, 1350-1356.

Zwart, S., Rovers, M., Melker, R., Hoes, A. (2003). Penicillin for acute sore throat in children: randomised, double blind trial.

British Medical Journal, 327, 1324-1329.

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BestandteileTitel (engl. title)

Autoren (engl. authors)

Zusammenfassung (engl. abstract):

– Stand der Forschung (engl. background, related works)

– Fragestellung (engl. objective/purpose)

– Methoden (engl. methods)

– Ergebnisse (eng. results)

– Diskussion/Schlussfolgerung (engl. discussion/conclusion)

Text (Gliederung vgl. Abstract) mit Kurzbelegen der Quellen

Literaturverzeichnis (engl. references)

Danksagung (engl. acknowledgment, funding)

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Lehrl, S. , Gräßel, E. & Eicke, C. (2000). Wirkung von Felodipin bei hypertonen Patienten mit leichten Hirnleistungsstörungen in einer randomisierten

Doppelblindstudie. Deutsche Medizinische Wochenschrift, 125, 1350-1356.

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Zusammen-fassung

Fragestellung

Methodik

Ergebnisse

Diskussion

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Stand der Forschung

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Methode - Stichprobe

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Methode – Unabhängige Variablen

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Methode – Abhängige Variablen

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Ergebnisse

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Diskussion

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Schlussfolgerung

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LinksMethodik/Statistik:

– Einstiegsartikel zu Methodik/Statistik(URL: www.rehawissenschaft.uni-wuerzburg.de/methodenberatung/literaturempfehlungen.html)

– JUMBO - Münsteraner Biometrie-Oberfläche (deutsch) (URL: http://medweb.uni-muenster.de/institute/imib/lehre/skripte/biomathe/bio/ )

Medizin:– Gesundheit.de – ROCHE Lexikon Medizin (5. Auflage, deutsch)

(URL: http://www.gesundheit.de/roche/ )

Englisch: – LEO – Online Wörterbuch Deutsch <-> Englisch

(URL: http://dict.leo.org/ )

– EUROSTAT - ISI glossary of statistical terms (German-English)(http://europa.eu.int/en/comm/eurostat/research/isi/glossaryed.htm)

– Statsoft Electronic Textbook (englisch)(URL: http://www.statsoft.com/textbook/stathome.html)

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Literatur

Moher, D., Schulz, K. F., Altman, D. G. für die CONSORT Gruppe (2004). Das CONSORT Statement: Überarbeitete Empfehlungen zur Qualitätsverbesserung von Reports randomisierter Studien im Parallel-Design. Deutsche Medizinische Wochenschrift, 129, T16-T20. URL: www.consort-statement.org

Altman, D. G., Schulz, K. F., Moher, D., Egger, M., Davidoff, F., Elbourne, D., Gøtzsche, P. C., Lang, T., for the CONSORT Group. The Revised CONSORT Statement for Reporting Randomized Trials: Explanation and Elaboration. Annals of Internal Medicine. 2001;134:663-694. URL: www.consort-statement.org

Lehrl, S. , Gräßel, E. & Eicke, C. (2000). Wirkung von Felodipin bei hypertonen Patienten mit leichten Hirnleistungsstörungen in einer randomisierten Doppelblindstudie. Deutsche Medizinische Wochenschrift, 125, 1350-1356.

Zwart, S., Rovers, M., Melker, R., Hoes, A. (2003). Penicillin for acute sore throat in children: randomised, double blind trial. British Medical Journal, 327, 1324-1329.

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Vielen Dank!

Kontakt: igl_w@klinik.uni-wuerzburg.de

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Anhang

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Zwart, S., Rovers, M., Melker, R., Hoes, A. (2003). Penicillin for acute sore throat in children: randomised, double blind trial.

British Medical Journal, 327, 1324-1329.

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Das Abstract

Fragestellung

Methodik

Ergebnisse

Diskussion

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Introduction

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Methods - Sample

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Methods - Flow of participants

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Results

Halsschmerzen

Fehltage in der Schule

5252

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Discussion

5353

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Take Home Message

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Acknowledgement