Prozesse im Sport statistisch analysieren und aufbereiten - Übungsmaterial - Übung 5 Interventionsstudien (Teil A) Planung und Durchführung Universität Leipzig Institut für Medizinische Informatik, Statistik und Epidemiologie (IMISE)

Wie lassen sich Studien unterscheiden? Eine Klassifizierung von Studien durch Begriffspaare: Beobachtung oder Experiment retrospektiv oder prospektiv Längsschnitt oder Querschnitt kontrolliert oder unkontrolliert ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Beobachtung oder Experiment Keine Intervention Eigenschaften werden beobachtet und dokumentiert keine Schlussfolgerungen auf kausale Zusammenhänge möglich (Was ist Ursache und was ist Wirkung) Intervention (z.B. neue Trainingsmethode) Eigenschaften werden zugewiesen Schlussfolgerungen auf kausale Zusammenhänge prinzipiell möglich Kausalität Beispiel: Patienten mit Dauerschmerzen sind häufig depressiv: Sind sie reaktiv depressiv wegen der Schmerzen oder ist die Schmerzwahrnehmung Ausdruck ihrer Deppression. Wie kann man das Untersuchen? ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Retrospektiv oder Prospektiv = zeitlich zurückschauend Prospektiv = zeitlich nach vorn schauend Daten entstehen nach Beginn der Studie mögliche Störgrößen können kontrolliert werden Daten liegen bei Beginn der Studie bereits vor eingeschränkte Kontrollen von möglichen Störgrößen ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Kontrolliert oder Unkontrolliert Kontrolliert (mit Kontrolle) Experimentell In der Regel randomisiert Beobachtung Fall-Kontroll-Studie Nicht kontrolliert (ohne Kontrolle) Experimentell Pilotstudien zur Prüfung der Machbarkeit und Hypothesengenerierung Beobachtung Registerdaten, Fallsammlungen Beispiel aus der Pharmawerbung: 90 % Heilung bei Grippe Mit unseren Medikament XY waren bei 90 % aller Grippepatienten nach 10 Tagen kein Grippesymptome mehr festzustellen?? Wie besser. ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Fall-Kontroll-Studie Retrospektive kontrollierte Beobachtungsstudie Untersucht Zusammenhänge zwischen Exposition und Erkrankung Kranken werden vergleichbare Gesunde zugeordnet (matching) und retrospektiv die zu untersuchende Exposition in beiden Gruppen ermittelt. Beispiel: Zusammenhang Rauchen und Bronchialkarzinom (Doll u. Hill, 1950) Raucherstudie: Rx Rauchen gegen nicht Rauchen 20 Jahre warten , wenige Ereignisse Tatsächlich bekommt nur Bruchteil aller Raucher ein Bronchial Carcenoma Beispiel: Via falsa Pankreaskarzinom und Kaffee ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Längsschnitt oder Querschnitt Longitudinal Wiederholte Erfassung eines Merkmals Dient der Verlaufsbeschreibung Querschnitt Cross-sectional Einmalige Erfassung von Merkmalen zu einem Zeitpunkt Dient der Zustandsbeschreibung 6000 Bürger einer Kleinstadt in MA seit 1948 alle 2 Jahre befragt ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Vergleich mit historischer Kontrolle Retrospektive Kontrollgruppe („Historische Kontrolle“) vs. Prospektiver Versuchsgruppe Problem: Vergleichbarkeit fraglich wegen Weiterentwicklung begleitender Maßnahmen Veränderungen im natürlichen Krankheits- oder Leistungsverlauf durch geänderte kausale und Einflussfaktoren Veränderte Umwelteinflüsse Erwachsene werden aufgrund von Elektrosmog heute größer als in den fünfziger Jahren. ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Nachweis der Kausalität d.h. Zusammenhang zwischen Intervention und Beobachtung Erfordert experimentelle Studie d.h. prospektiv mit Intervention Erfordert Kontrollgruppe ohne die zu untersuchende Intervention sonst gleiche Ausgangsbedingungen sonst gleiche Einflussgrößen und gleiche Messbedingungen ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Was ist das Ziel einer randomisierten Studie? In der Medizin … z.B. Nachweis der Wirksamkeit und Unbedenklichkeit einer neuartigen Therapie (Medikament, Operation, ...) für eine definierte Indikation im Vergleich zu einer Kontrollgruppe Im Sport ... z.B. Nachweis der Effektivität einer Trainingsmethode in einer bestimmten Disziplin ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Wie kann die Intervention in der Kontrollgruppe aussehen? keine Intervention bisheriger Standard Placebo ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Was ist ein Placebo? Was ist ein Placebo-Effekt? Substanz, die für sich genommen keine pharmakologische und damit keine therapeutische Wirkung hat (Scheinmedikament) Placebo-Effekt Günstige Veränderungen im Krankheitsbild eines Patienten, die dem symbolischen Charakter einer Behandlung zuzuschreiben sind, nicht ihrer spezifischen Wirkung Ursache: bewusste und unbewusste Signale und Erwartungen auf Seiten des Arztes bzw. Patienten ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Voraussetzungen für die Vergleichbarkeit der Studienarme Strukturgleichheit Behandlungsgleichheit Beobachtungsgleichheit Auswertungsgleichheit ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

HETEROGENITÄTSQUELLEN Vergleichbarkeit ZEITPUNKT HETEROGENITÄTSQUELLEN ZIEL bei Eintritt in die Studie Probanden / Patientencharakteristika (bekannte und latente Faktoren, die den Erfolg der Intervention beeinflussen) Strukturgleichheit während Durchführung der Studie Behandlung (Strategien bei Unverträglichkeit der Therapie, Zeitschema, weitere Maßnahmen) Beobachtung Beobachtungs- und Behandlungsgleich-heit nach Beendigung der Studie Auswertung (Zählweise nicht protokollgerecht behandelter Probanden/Patienten) Auswertungsgleich-heit ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Strukturgleichheit Strukturgleichheit bedeutet, dass sich die zu vergleichenden Gruppen vor Beginn der Studie in allen wichtigen Störgrößen nicht oder nur zufällig unterscheiden. Störgrößen sind Größen, die den Erfolg der Intervention beeinflussen können. Wie erreicht man Strukturgleichheit? Randomisation ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Behandlungsgleichheit Probanden / Patienten müssen in den zu vergleichenden Gruppen gleich behandelt werden. Wie erreicht man Behandlungsgleichheit ? Blindversuche Standardisiertes Vorgehen bei der Behandlung Einsatz von Placebo ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Beobachtungsgleichheit Beobachtungsgleichheit bedeutet, gleiche Maßstäbe in den zu vergleichenden Gruppen anzulegen bei der Beurteilung der Interventionsdurchführung der unerwünschten Nebenwirkungen und des Erfolges Wie sichert man Beobachtungsgleichheit? Blindversuche Standardisierte Beobachtung und Dokumentation Reviewbeurteilung ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Auswertungsgleichheit Bei allen Auswertungen müssen die Daten der zu vergleichenden Gruppen gleich behandelt werden. Wie sichert man Auswertungsgleichheit ? Nicht protokollgerecht verlaufende Fälle müssen in den Gruppen gleich gewertet werden ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Techniken zur Randomisation Einfache Randomisation Würfeln Münze werfen Verwenden einer Zufallszahlentafel Beispiel: Zahlen 0 - 4: Therapie A Zahlen 5 - 9: Therapie B Vorteil: einfache Handhabung Nachteil: Imbalancen (unterschiedliche Fallzahlen) in Gruppen möglich Nicht zu empfehlen: Auswahl nach Geburtstag Anfangsbuchstabe des Familiennamens ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Techniken zur Randomisation Blockrandomisation Beispiel: - Arm A und B - bei Blöcken der Länge 4: sechs mögliche Permutationen AABB ABAB ABBA BABA BAAB BBAA 1 2 3 4 5 6 Auswürfeln der Blockreihenfolge zur Erstellung einer Randomisationsliste: BABA ABBA AABB 4 3 1 . . . Vorteil: Balanciertheit ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Techniken zur Randomisation Beispiel ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Welche Möglichkeiten der Verblindung gibt es? Einfachverblindung Patient kennt Zuordnung (Placebo / Verum) nicht Doppelverblindung Arzt und Patient kennen Zuordnung nicht Dreifachverblindung Arzt und Patient und Auswerter kennen Zuordnung nicht Zuordnung wird erst nach Abschluss der Auswertung aufgedeckt ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5

Validität von Studien ...ist Grad, in welchem Schlussfolgerungen aus Studien gezogen werden können Interne Validität Methodisch korrekte Planung, Durchführung und Analyse, so dass beobachtete Effekte auch der zu untersuchenden Intervention zugeschrieben werden können Glaubwürdigkeit der Ergebnisse Struktur-, Behandlungs-, Beobachtungs- und Auswertungsgleichheit sind Kriterien der internen Validität Externe Validität (Generalisierbarkeit) Die Studienergebnisse lassen sich unverzerrt unter Praxisbedingungen reproduzieren. Übertragbarkeit der Ergebnisse ©2008 Universität Leipzig (IMISE) Übung 5