1 Wiederholungsstunde Tests, Testauswahl

2 Im folgenden finden Sie Fragestellungen aus der biometrischen Praxis. Geben Sie eine sachgerechte graphische und tabellarische Darstellung der jeweiligen Auswertung an und verwenden Sie dazu alle Informationen, die aus der Aufgabenstellung ersichtlich sind. Achten Sie in jedem Fall auf eine ausreichende, spezifische Beschriftung. Geben Sie weiterhin an, mit welcher Signifikanztest (unter den Ihnen bekannten) zur Beantwortung der Fragestellung am besten geeignet wäre. Standard-Aufgabe Wdh. Tests, Testauswahl

3 In einer Studie möchte man untersuchen, ob der Ala45Thr-Polymorphismus im NEUROD1-Gen Einfluss auf das Risiko, an Diabetes Typ II zu erkranken, hat. Dazu hat man 200 Patienten, die mindestens seit 5 Jahren an Diabetes Typ II erkrankt sind, und eine Vergleichsgruppe von ebenfalls 200 gesunden Personen in die Studie eingeschlossen. Bei den Patienten und Kontrollen wurde bestimmt, ob sie den Wildtyp Ala/Ala oder einen der auftretenden abweichenden Genotypen Ala/Thr oder Thr/Thr am NEUROD1-Gen tragen. Ala/Thr und Thr/Thr wird in der Auswertung als Mutante zusammengefasst. Wdh. Tests, Testauswahl Fall 1

4 In einer Studie möchte man untersuchen, ob der Ala45Thr-Polymorphismus im NEUROD1-Gen Einfluss auf das Risiko, an Diabetes Typ II zu erkranken, hat. Dazu hat man 200 Patienten, die mindestens seit 5 Jahren an Diabetes Typ II erkrankt sind, und eine Vergleichsgruppe von ebenfalls 200 gesunden Personen in die Studie eingeschlossen. Bei den Patienten und Kontrollen wurde bestimmt, ob sie den Wildtyp Ala/Ala oder einen der auftretenden abweichenden Genotypen Ala/Thr oder Thr/Thr am NEUROD1-Gen tragen. Ala/Thr und Thr/Thr wird in der Auswertung als Mutante zusammengefasst. Wdh. Tests, Testauswahl Fall 1

5 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Wdh. Tests, Testauswahl

6 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie Wdh. Tests, Testauswahl

7 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Wdh. Tests, Testauswahl

8 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Diabetes IIbinärja/nein GenotypbinärWiltyp/Mutante Wdh. Tests, Testauswahl

9 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Diabetes IIbinärja/nein GenotypbinärWiltyp/Mutante 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? Wdh. Tests, Testauswahl

10 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Diabetes IIbinärja/nein GenotypbinärWiltyp/Mutante 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? zweiseitig (Risiko könnte steigen oder fallen) Wdh. Tests, Testauswahl

11 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Diabetes IIbinärja/nein GenotypbinärWiltyp/Mutante 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? zweiseitig (Risiko könnte steigen oder fallen) 4.Ist das Studiendesign verbunden oder unverbunden? Wdh. Tests, Testauswahl

12 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Fall-Kontroll-Studie 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen Diabetes IIbinärja/nein GenotypbinärWiltyp/Mutante 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? zweiseitig (Risiko könnte steigen oder fallen) 4.Ist das Studiendesign verbunden oder unverbunden? unverbunden (jedes Individuum besitzt nur einen Genotyp) Wdh. Tests, Testauswahl

13 …4.Bei Unklarheit über Verbundenheit der Daten: Wie sieht die Datentabelle aus? FallGenotypDiabetes II Person 1Wiltypnein Person 2Mutanteja An jeder Person wird nur eine Messung vorgenommen. Wären die Messungen verbunden, lautete die Datentabelle: Fall Genotyp = Wildtyp Genotyp = Mutante Person 1neinja …….. Wdh. Tests, Testauswahl

14 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Wdh. Tests, Testauswahl

15 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp145 Mutante Σ Wdh. Tests, Testauswahl

16 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp145 Mutante108 Σ Wdh. Tests, Testauswahl

17 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp145 Mutante55108 Σ Wdh. Tests, Testauswahl

18 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp145 Mutante55108 Σ Wdh. Tests, Testauswahl

19 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass 145 Diabetiker den Wildtyp aufweisen, und insgesamt 108 Mutanten auftreten, davon 55 mal bei Diabetikern.): Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Wdh. Tests, Testauswahl

20 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Tests, Testauswahl

21 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? s. Vorlesung: Tests, Testauswahl

22 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Exakter Fisher-Test 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? Tests, Testauswahl

23 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Exakter Fisher-Test 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? keine Tests, Testauswahl

24 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Exakter Fisher-Test 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? keine 8.Welchen p-Wert würden Sie als Ergebnis bei den obigen Zahlen erwarten? a) p<0.025 b) 0.025<p<0.05 c) 0.05<p<0.2 d) 0.2<p Tests, Testauswahl

25 Kreuztabelle Diabetes II Janein Σ Genotyp Wildtyp Mutante Σ Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Exakter Fisher-Test 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? keine 8.Welchen p-Wert würden Sie als Ergebnis bei den obigen Zahlen erwarten? a) p<0.025 b) 0.025<p<0.05 c) 0.05<p<0.2 d) 0.2<p (die OR ist (145/147) / (55/53) = ) Tests, Testauswahl

26 Fall 2 Wdh. Tests, Testauswahl In einer Studie möchte man untersuchen, ob eine bestimmte Diät einen Einfluss auf den HDL-C-Spiegel im Blut hat. Dazu hat man bei 200 Probanden, die 2 Wochen lang die Diät einzuhalten hatten, vor und nach der Diät den HDL-C-Spiegel bestimmt. Die Verteilung des HDL-C-Spiegels im Blut zeigt zu beiden Zeitpunkten einen deutlich nach links verschobenen Gipfel.

27 In einer Studie möchte man untersuchen, ob eine bestimmte Diät einen Einfluss auf den HDL-C-Spiegel im Blut hat. Dazu hat man bei 200 Probanden, die 2 Wochen lang die Diät einzuhalten hatten, vor und nach der Diät den HDL-C-Spiegel bestimmt. Die Verteilung des HDL-C-Spiegels im Blut, welche vor der Diät annähern symmetrisch ist, zeigt nach der Diät einen deutlich nach links verschobenen Gipfel. Fall 2 Wdh. Tests, Testauswahl

28 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Wdh. Tests, Testauswahl

29 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Kontrollierte klinische Studie Wdh. Tests, Testauswahl 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen?

30 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Kontrollierte klinische Studie Wdh. Tests, Testauswahl 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen HDL-Spiegelstetig[0,) Zeitpunktbinärvor/nach 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig?

31 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Kontrollierte klinische Studie Wdh. Tests, Testauswahl 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen HDL-Spiegelstetig[0,) Zeitpunktbinärvor/nach 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? zweiseitig (HDL-Spiegel könnte steigen oder fallen) 4.Ist das Studiendesign verbunden oder unverbunden?

32 1.Um welche Art von Studie handelt es sich? Kontrollierte klinische Studie Wdh. Tests, Testauswahl 2.Welche Variablen wurden erhoben, auf welcher Skala wurden sie erhoben, wie lauten die Merkmalsausprägungen? VariableSkalaAusprägungen HDL-Spiegelstetig[0,) Zeitpunktbinärvor/nach 3.Ist die Fragestellung einseitig oder zweiseitig? zweiseitig (HDL-Spiegel könnte steigen oder fallen) 4.Ist das Studiendesign verbunden oder unverbunden? verbunden (der HDL-Spiegel jedes Individuums wurde zwei Mal gemessen)

33 …4.Bei Unklarheit über Verbundenheit der Daten: Wie sieht die Datentabelle aus? Fall HDL-Spiegel vorher HDL-Spiegel nachher Person Person An jeder Person werden zwei Messungen des HDL-Spiegels vorgenommen. Diese beiden Messungen haben mehr miteinander zu tun als zwei beliebige Messungen der Studie, sie sind also verbunden. Wdh. Tests, Testauswahl

34 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass die Diät den HDL-Spiegel deutlich hebt) Wdh. Tests, Testauswahl

35 5.Grafik/Tabelle (unter der Annahme, dass die Diät den HDL-Spiegel deutlich hebt) Differenzenboxplot Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) Achtung Vorzeichen: Beachte, welche Variable von welcher abge- zogen wird!

36 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 6.Welcher Signifikanztest ist anzuwenden?

37 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 6.Welcher Signifikanztest ist anzuwenden?

38 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 6.Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Wilcoxon Vorzeichentest 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein?

39 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 6.Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Wilcoxon Vorzeichentest 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? keine 8.Welchen p-Wert würden Sie als Ergebnis bei den obigen Zahlen erwarten? a) p=0 b) 0<p<0.05 c) 0.05<p<0.2 d) 0.2<p

40 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 6.Welcher Signifikanztest ist anzuwenden? Wilcoxon Vorzeichentest 7.Welche (weiteren) Voraussetzungen zur Anwendung dieses Test müssen erfüllt sein? keine 8.Welchen p-Wert würden Sie als Ergebnis bei den obigen Zahlen erwarten? a) p=0 b) 0<p<0.05 c) 0.05<p<0.2 d) 0.2<p

41 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 9.Wären auch alternative Tests sinnvoll? Begründen Sie Ihre Entscheidung!

42 Wdh. Tests, Testauswahl Differenzenboxplot HDL(nachher) – HDL(vorher) 9.Wären auch alternative Tests sinnvoll? Begründen Sie Ihre Entscheidung! Für verbundene Stichproben wäre auch der t-Test für verbundene Stichproben möglich, wenn die Zielgröße (HDL-Differenz) annähernd normalverteilt ist. Nach Aufgabentext ist dies jedoch (höchstwahrscheinlich) nicht der Fall.

43 Wdh. Tests, Testauswahl Multiple Choice, Auswahlaufgaben MerkmalstypMerkmal Blutgruppe (A / B / 0 / AB) Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) Medikation (Verum / Placebo) am Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

44 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) Medikation (Verum / Placebo) am Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

45 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) stetig Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) Medikation (Verum / Placebo) am Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

46 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) stetig Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche kategorial Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) Medikation (Verum / Placebo) am Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

47 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) stetig Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche kategorial Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) binär (kat.)Medikation (Verum / Placebo) am Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

48 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) stetig Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche kategorial Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) binär (kat.)Medikation (Verum / Placebo) stetigam Tag zurückgelegte Laufstrecke Tumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

49 Wdh. Tests, Testauswahl MerkmalstypMerkmal katergorialBlutgruppe (A / B / 0 / AB) stetig Anzahl gerauchter Zigaretten je Woche kategorial Therapieergebnis (Besserung / Status Quo / Verschlechterung) binär (kat.)Medikation (Verum / Placebo) stetigam Tag zurückgelegte Laufstrecke stetigTumordurchmesser (in mm) 1.Ordnen Sie den folgenden Merkmalen ihren Merkmalstypen (=Skala) zu.

50 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm

51 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm x

52 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm x x

53 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm x x x

54 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm x x x

55 Wdh. Tests, Testauswahl 2.Mit welcher/welchen Maßzahl(en) bzw. Grafiken könnten Sie das Merkmal Augenfarbe sinnvoll beschreiben (alle Möglichkeiten angeben): oKreisdiagramm oMittelwert oAbsolute Häufigkeiten oRelative Häufigkeiten oBoxplot oHistogramm oVarianz oMedian oBalkendiagramm x x x x

56 Wdh. Tests, Testauswahl oDie Schiefe nahezu 0 ist oDer Abstand vom 1.Quartil zum Minimum größer ist als der Interquartilabstand oDie Verteilung linksgipfelig ist oDer Median größer als der Mittelwert ist x 8.Aus einem Boxplot der folgenden Form können Sie erkennen, dass

57 Wdh. Tests, Testauswahl oDie Schiefe nahezu 0 ist oDer Abstand vom 1.Quartil zum Minimum größer ist als der Interquartilabstand oDie Verteilung linksgipfelig ist oDer Median größer als der Mittelwert ist x Median < Mittelwert = 0 = 0.1 Aber: Bei vernünftigen Verteilungen (z.B. bei eingipfeligen Vertei- lungen ) gilt Punkt 4! 8.Aus einem Boxplot der folgenden Form können Sie erkennen, dass