Medizinische Statistik

Angewandte Biometrie für Ärzte und Gesundheitsberufe

Wilhelm Gaus und Rainer Muche

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Wilhelm Gaus, Rainer Muche, Medizinische Statistik (2013), Schattauer Verlag (Thieme), Stuttgart, ISBN: 9783794567621

380
Accesses

Beschreibung / Abstract

Statistik für Mediziner – umfassend, ohne Ballast und kurzweilig präsentiert
Medizin und Mathematik sind altehrwürdige, aber doch sehr unterschiedliche Wissenschaften. Viele Kliniker, Ärzte und Mediziner betrachten die Medizinstatistik als „hohe Mathematik“, und sie ist ihnen ein Graus. Aber die medizinische Statistik ist so bunt wie das Leben, so vielseitig wie die Medizin und enger mit der Medizin verflochten als man denkt.
Die Autoren arbeiten seit Jahrzehnten mit Klinikern und Experimentatoren zusammen und können schwierige statistische Sachverhalte verständlich „rüberbringen“. Sie betreiben die Statistik mit Augenmaß und gesundem Menschenverstand, zeigen anhand anschaulicher Beispiele die Tücken und Fallgruben auf und erklären, wie man sie vermeidet.
Die Themen sind nach ihrer Relevanz für die Praxis ausgewählt. Das Lehrbuch ist systematisch aufgebaut, leicht verständlich und eignet sich auch gut zum Selbststudium. Alles Wissenswerte rund um Zufall und Wahrscheinlichkeiten ist auf den „Puls der Klinik“ zugeschnitten. Jede Menge Beispiele machen das Buch anschaulich und kurzweilig. Vielleicht finden Sie Ihr derzeitiges Problem in einer der 174 Übungsaufgaben samt Lösung. Das ausführliche Sachwortregister, das alle deutschen und englischen Fachausdrücke enthält, macht das Buch auch zu einem guten Nachschlagewerk.
Ein idealer Begleiter für Ärzte, Gesundheitswissenschaftler und alle im Medizinbereich Tätigen, die ihre Statistikkenntnisse auffrischen und ohne Klimmzüge mit der Medizinstatistik auf Du und Du kommen wollen.

Beschreibung

Prof. Dr. phil. Wilhelm Gaus,
Professur für Biometrie und Medizinische Dokumentation, Universität Ulm;
Gründer und ehem. Leiter der Schule für Medizinische Dokumentation; ehem. Direktor des Instituts für Biometrie und Medizinische Dokumentation der Universität Ulm.

Prof. Dr. biol. hum. Rainer Muche,
Dipl.-Statistiker; stellvertretender Institutsdirektor des Instituts für Epidemiologie und Medizinische Biometrie der Universität Ulm; Lehrauftrag an der Schule für Medizinische Dokumentation sowie Dozent im Studiengang Public Health.

Inhaltsverzeichnis

  • Cover
  • Impressum
  • Vorwort
  • Inhaltsdisplay
  • Inhaltsverzeichnis
  • 1 Statistische Vergleichbarkeit
  • 1.1 Wiederholen und Vergleichen
  • 1.2 Unabhängigkeit der Beobachtungen
  • 1.3 Systematische und zufällige Fehler
  • 1.4 Eine Vergleichsgruppe ist notwendig
  • 1.5 Vermengte Effekte
  • 1.6 Struktur-, Behandlungs- und Beobachtungsgleichheit
  • 1.7 Schichtung und matched Pairs
  • 1.8 Randomisation
  • 1.9 Verbundene Versuchsanordnung
  • 1.10 Placebo und maskierte Gruppen
  • 1.11 Übungsaufgaben
  • 2 Typen von Studien
  • 2.1 Einteilungskriterien für Studien
  • 2.2 Retrospektive Auswertung von Krankenakten
  • 2.3 Prospektive Befunddokumentation
  • 2.4 Epidemiologische Krankheitsregister
  • 2.5 Diagnostische Studien
  • 2.6 Vorsorge und Früherkennung
  • 2.7 Kohortenstudien (Cohort Studies)
  • 2.8 Fall-Kontroll-Studien (Case Control Studies)
  • 2.9 Kontrollierte, randomisierte Studien
  • 2.10 Stufen der Arzneimittelentwicklung
  • 2.11 Zusammenschau
  • 2.12 Ethische Fragen
  • 2.13 Übungsaufgaben
  • 3 Durchführung von Studien
  • 3.1 Studienplan
  • 3.2 Randomisationspläne
  • 3.3 Datenerhebungsbögen, Case Report Forms (CRFs)
  • 3.4 Datenmanagement
  • 3.5 Organisationen und Einrichtungen einer Studie
  • 3.6 Multizentrische und kooperative Studien
  • 3.7 Good Clinical Practice (GCP)
  • 3.8 Monitoring
  • 3.9 Auditing
  • 3.10 Vorbereitung der Auswertung
  • 3.11 Auswertung
  • 3.12 Aussagekraft von Studien
  • 3.13 Übungsaufgaben
  • 4 Merkmalstypen und Skalen
  • 4.1 Merkmale und Merkmalsausprägungen
  • 4.2 Skalen
  • 4.3 Merkmalstypen
  • 4.4 Qualitative versus quantitative Merkmale
  • 4.5 Diskrete versus stetige Merkmale
  • 4.6 Ratingmerkmale versus Ränge
  • 4.7 Visuelle Analogskala (VAS)
  • 4.8 Informationsgehalt eines Merkmals und Umwandlungsmöglichkeiten
  • 4.9 Einfluss-, Begleit- und Zielgrößen
  • 4.10 Modellvorstellung
  • 4.11 Übungsaufgaben
  • 5 Häufigkeiten und Häufigkeitsverteilung
  • 5.1 Häufigkeiten auszählen
  • 5.2 Relative Häufigkeiten, Anteile und Prozentsätze
  • 5.3 Häufigkeitsverteilung
  • 5.4 Kumulierte Häufigkeiten
  • 5.5 Beispiel einer empirischen Häufigkeitsverteilung
  • 5.6 Kumulierte Einzelwerte
  • 5.7 Kontingenztafel
  • 5.8 Übungsaufgaben
  • 6 Wahrscheinlichkeit
  • 6.1 Begriff der Wahrscheinlichkeit
  • 6.2 Bedingte Wahrscheinlichkeit
  • 6.3 Formale Definitionen der Wahrscheinlichkeit
  • 6.4 Zufällige Ereignisse, Erwartungswert
  • 6.5 Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Wahrscheinlichkeits- und Verteilungsfunktion
  • 6.6 Additions- und Multiplikationssatz
  • 6.7 Unabhängigkeit von Ereignissen
  • 6.8 Satz von Bayes
  • 6.9 Beispiel: Risiko für Spondylitis ankylosans
  • 6.10 Subjektive Wahrnehmung von Chancen und Risiken
  • 6.11 Elementare Kombinatorik
  • 6.12 Übungsaufgaben
  • 7 Statistische und epidemiologische Kenngrößen
  • 7.1 Mittelwert, Median, Modus
  • 7.2 Quantile (= Fraktile)
  • 7.3 Streumaße
  • 7.4 Beispiel zu den Maßen der zentralen Tendenz und den Streumaßen
  • 7.5 Genauigkeit von Messungen und Befunden
  • 7.6 Kenngrößen für Krankheits- und Todesrisiken
  • 7.7 Zuverlässigkeit einer diagnostischen Entscheidung
  • 7.8 Güte einer Zufallsentscheidung
  • 7.9 Beispiel einer Untersuchung zur Krankheitsfrüherkennung
  • 7.10 ROC-Kurve
  • 7.11 Risiken von Expositionen
  • 7.12 Number Needed to Treat (NNT)
  • 7.13 Beispiele zu den Kenngrößen
  • 7.14 Index = Indexwert
  • 7.15 Übungsaufgaben
  • 8 Gestalten von Tabellen, Abbildungen und Schemata
  • 8.1 Vor- und Nachteile von Tabellen, Grafiken und Schemata
  • 8.2 Überschrift, Legende, Beschriftung einer Darstellung
  • 8.3 Tabellen
  • 8.4 Grafische Hilfsmittel
  • 8.5 Darstellung von Kenngrößen
  • 8.6 Darstellung von Anteilen
  • 8.7 Zeitliche Verläufe
  • 8.8 Schemata
  • 8.9 Ablaufdiagramme
  • 8.10 Kartogramme
  • 8.11 Präsentationen für Vorträge
  • 8.12 Übungsaufgaben
  • 9 Korrelation und einfache, lineare Regression
  • 9.1 Univariate und bivariate Betrachtung
  • 9.2 Kovarianz und Produkt-Moment-Korrelation
  • 9.3 Rangkorrelation, biseriale Korrelation, Vierfelderkorrelation
  • 9.4 Scheinkorrelation, Confounder
  • 9.5 Partielle Korrelation
  • 9.6 Einfache lineare Regression
  • 9.7 Korrelation versus Regression
  • 9.8 Übereinstimmungsmaße
  • 9.9 Berechnung der Halbwertszeit
  • 9.10 Übungsaufgaben
  • 10 Überlebenszeitanalyse
  • 10.1 Zeit bis ein bestimmtes Ereignis eintritt
  • 10.2 Kenngrößen für Sterben und Überleben
  • 10.3 Sterbetafel und Überlebenskurve nach der Aktuariatsmethode
  • 10.4 Standardisierung
  • 10.5 Beispiel zum Vergleich zweier Sterberisiken mit Altersstandardisierung
  • 10.6 Zensierungen (Censoring)
  • 10.7 Produkt der Überlebenschancen nach Kaplan & Meier
  • 10.8 Interpretation einer zensierten Überlebenskurve
  • 10.9 Sterbe- und Überlebensfunktionen
  • 10.10 Proportionale Hazards
  • 10.11 Übungsaufgaben
  • 11 Normalverteilung und andere theoretische Verteilungen
  • 11.1 Theoretische Verteilungen versus empirische Häufigkeitsverteilungen
  • 11.2 Diskrete Gleichverteilung
  • 11.3 Zentraler Grenzwertsatz
  • 11.4 Normalverteilung
  • 11.5 Standard-Normalverteilung
  • 11.6 Sind gewonnene Daten normalverteilt?
  • 11.7 Beispiele für die Anwendung der Normalverteilung
  • 11.8 Referenzbereiche
  • 11.9 Binomialverteilung
  • 11.10 Poisson-Verteilung
  • 11.11 Übungsaufgaben
  • 12 Schätzen
  • 12.1 Grundgesamtheit und Stichprobe
  • 12.2 Vor- und Nachteile von Stichproben
  • 12.3 Stichprobengewinnung
  • 12.4 Schätzfunktion und Schätzwert
  • 12.5 Eigenschaften von Schätzern
  • 12.6 Methoden zur Herleitung von Schätzfunktionen
  • 12.7 Ausreißer und robuste Schätzer
  • 12.8 Robuste Maße der zentralen Tendenz
  • 12.9 Robuste Maße der Streuung
  • 12.10 Beispiel zum gestutzten Mittelwert und zur robusten Standardabweichung
  • 12.11 Masking, Swamping und Efficacy Loss
  • 12.12 Übungsaufgaben
  • 13 Konfidenzintervalle
  • 13.1 Schätzgenauigkeit
  • 13.2 Prinzip des Konfidenzintervalls
  • 13.3 Konfidenzintervall des Mittelwerts
  • 13.4 Konfidenzintervall des Medians
  • 13.5 Konfidenzintervall der Standardabweichung
  • 13.6 Konfidenzintervall eines Anteils
  • 13.7 Konfidenzintervall des Korrelationskoeffizienten
  • 13.8 Darstellung von Konfidenzintervallen
  • 13.9 Übungsaufgaben
  • 14 Prinzip des statistischen Tests
  • 14.1 Der statistische Test ist ein Entscheidungsverfahren
  • 14.2 Nullhypothese und die zugehörige Alternative
  • 14.3 Der statistische Test ist eine Wahrscheinlichkeitsrechnung
  • 14.4 Beispiel für einen einfachen statistischen Test (Einstichprobentest bei normalverteilter Zielgröße)
  • 14.5 a-Fehler und ß-Fehler
  • 14.6 Die Power eines statistischen Tests
  • 14.7 Wahl des Signifikanzniveaus
  • 14.8 Interpretation von Signifikanz und Nicht-Signifikanz
  • 14.9 Rechnen eines Tests
  • 14.10 Auswahl des Testverfahrens
  • 14.11 Übungsaufgaben
  • 15 Chi-Quadrat-Test und andere Tests für qualitative Zielgrößen
  • 15.1 Allgemeines zum c-Test
  • 15.2 c-Anpassungstest
  • 15.3 Beispiel zum c-Anpassungstest: Häufigkeit nosokomialer Infektionen
  • 15.4 c-Unabhängigkeitstest
  • 15.5 Beispiel zum c-Unabhängigkeitstest: Rezidivrate nach Operation einer Leistenhernie
  • 15.6 Was tun bei kleinen Häufigkeiten?
  • 15.7 Exakter Fisher-Test
  • 15.8 Binomialtest, Poissontest
  • 15.9 Übungsaufgaben
  • 16 Logrank-Test
  • 16.1 Voraussetzungen und Anwendungen
  • 16.2 Rechengang
  • 16.3 Beispiel: Postoperative Überlebenszeit
  • 16.4 Übungsaufgaben
  • 17 Rangtests
  • 17.1 Voraussetzungen, Anwendungen und Bezeichnungen
  • 17.2 Wilcoxon-Test für zwei Parallelgruppen
  • 17.3 Wilcoxon-Test für Wertepaare
  • 17.4 Kruskal-Wallis-Test
  • 17.5 Friedman-Test
  • 17.6 Rangtests sind Omnibustests
  • 17.7 Exakte und approximative Tests
  • 17.8 Bindungskorrektur
  • 17.9 Wiederholung für alle Tests
  • 17.10 Übungsaufgaben
  • 18 t-Test
  • 18.1 Normalverteilungsannahme versus verteilungsfreie Auswertung
  • 18.2 Idee des t-Tests
  • 18.3 t-Test für zwei Parallelgruppen
  • 18.4 Beispiel zum t-Test für zwei Parallelgruppen: Geburtsgewicht von Mädchen und Knaben
  • 18.5 t-Test für Wertepaare
  • 18.6 t-Test für den Korrelationskoeffizienten
  • 18.7 Übungsaufgaben
  • 19 Einfache Varianzanalyse
  • 19.1 Allgemeines zur Varianzanalyse
  • 19.2 Einfache Varianzanalyse in anschaulicher Darstellung
  • 19.3 Einfache Varianzanalyse in formaler Darstellung
  • 19.4 Fixe und zufällige Einflussgrößen
  • 19.5 Schätzung von Varianzkomponenten
  • 19.6 Übungsaufgaben
  • 20 Faktorielle Varianzanalyse
  • 20.1 Zwei Einflussgrößen gleichzeitig betrachten
  • 20.2 Wechselwirkungen (Interaktionen)
  • 20.3 Zweifache Varianzanalyse
  • 20.4 Beispiel für eine zweifache Varianzanalyse: Primär- und Erhaltungstherapie
  • 20.5 Kombinierte und hierarchische Einflussgrößen
  • 20.6 Wiederholungen als Einflussgröße
  • 20.7 Verbundene Versuchsanordnung mit mehr als zwei Behandlungen
  • 20.8 Drei- und mehrfache Varianzanalyse
  • 20.9 Welche Angaben benötigt ein Computerprogramm?
  • 20.10 Beispiel Entzündungsparameter nach Operation
  • 20.11 Beispiel Schlagvolumen des Herzens vor und nach Bypassoperation
  • 20.12 Beispiel Schwelle des Stapediusreflexes
  • 20.13 Beispiel Ringversuch von Laboratorien
  • 20.14 Übungsaufgaben
  • 21 Multiple Regression
  • 21.1 Grundlagen
  • 21.2 Multiple lineare Regression für eine stetige Zielgröße
  • 21.3 Logistische Regression für eine alternative Zielgröße
  • 21.4 Cox-Regression für Überlebenszeiten
  • 21.5 Qualitative freie Variable und ihre Codierung
  • 21.6 Wechselwirkungen
  • 21.7 Multikollinearität
  • 21.8 Variablenselektion
  • 21.9 Residuen, Güte eines Regressionsmodells (goodness of fit)
  • 21.10 Validierung von Regressionsmodellen
  • 21.11 Übungsaufgaben
  • 22 Multiples Testen
  • 22.1 Gespräch zwischen Kliniker und Statistiker
  • 22.2 Gedankenexperiment: Wahrscheinlichkeit für mindestens eine Signifikanz
  • 22.3 Wie viele Tests sind an einem Datenmaterial möglich?
  • 22.4 Wahrscheinlichkeit für mindestens eine Signifikanz bei explorativer Datenanalyse
  • 22.5 Lokales versus multiples a-Risiko
  • 22.6 Konfirmatorisches und orientierendes Testen
  • 22.7 Aufteilen des Signifikanzniveaus nach Bonferroni
  • 22.8 Holm-Prozedur
  • 22.9 A priori geordnete Hypothesen
  • 22.10 Prinzip des Abschlusstests
  • 22.11 Übungsaufgaben
  • 23 Allgemeine versus spezielle Hypothesen
  • 23.1 Mehrere Zielgrößen
  • 23.2 Vergleiche bei mehr als zwei Gruppen
  • 23.3 Dunnett-t-Test, Tukey-Verfahren, Scheffé-Test
  • 23.4 Unabhängige Vergleiche (orthogonale Kontraste) bei = 3 Gruppen oder Zeitpunkten
  • 23.5 Beispiel zu orthogonalen Kontrasten
  • 23.6 Zeitliche Verläufe
  • 23.7 Anzahl der Tests versus Power oder die „Informations-Salami“
  • 23.8 Möglichkeiten, die Anzahl der Tests klein zu halten
  • 23.9 Anmerkung zu den Freiheitsgraden
  • 23.10 Übungsaufgaben
  • 24 Äquivalenztests
  • 24.1 Fragestellung und zweiseitige Äquivalenz
  • 24.2 Zerlegung der Äquivalenz in zwei einseitige Tests auf Unterschiede
  • 24.3 Beispiel für einen zweiseitigen Äquivalenztest
  • 24.4 Einseitige Äquivalenz, Test auf Nicht-Unterlegenheit
  • 24.5 Beispiel für einen Test auf Nicht-Unterlegenheit
  • 24.6 Fallzahl bei Äquivalenz
  • 24.7 Übungsaufgaben
  • 25 Fallzahlbestimmung
  • 25.1 Notwendigkeit der Fallzahlplanung
  • 25.2 Wovon hängt die erforderliche Fallzahl ab?
  • 25.3 Welche Angaben werden benötigt?
  • 25.4 Beispiele zur Fallzahlberechnung, Powerberechnung und zur Berechnung des erkennbaren Unterschieds
  • 25.5 Sequenziale Versuchspläne für laufende Auswertung
  • 25.6 Gruppensequenzielle Auswertungen
  • 25.7 Eingebaute Pilotstudie
  • 25.8 Adaptive Fallzahlplanung
  • 25.9 Fallzahl für Konfidenzintervalle
  • 25.10 Übungsaufgaben
  • 26 Fehlende Werte
  • 26.1 Warum fehlen Beobachtungen und Werte?
  • 26.2 Muster der fehlenden Werte
  • 26.3 Konsequenzen fehlender Werte
  • 26.4 Auswertung ohne Ersetzen der fehlenden Werte
  • 26.5 Ersetzen fehlender Werte (Imputation)
  • 26.6 Sensitivitätsanalyse (sensitivity analysis)
  • 26.7 Übungsaufgaben
  • 27 Meta-Analysen
  • 27.1 Zweck
  • 27.2 Arten von Meta-Analysen
  • 27.3 Plan einer Meta-Analyse
  • 27.4 Medizinische Kriterien für die in die Meta-Analyse aufzunehmenden Studien
  • 27.5 Methodische Kriterien für die in die Meta-Analyse aufzunehmenden Studien
  • 27.6 Literatursuche
  • 27.7 Bewertung der Aussagekraft der selektierten Studien
  • 27.8 Statistische Methoden zur Zusammenfassung der Studienergebnisse
  • 27.9 Darstellung der Ergebnisse einer Meta-Analyse
  • 27.10 Publication Bias
  • 27.11 Interpretation, Aussagekraft und Grenzen von Meta-Analysen
  • 27.12 Übungsaufgaben
  • 28 Medizinische Statistik – Mathematik oder Orakel?
  • 28.1 Verschiedene Wahrheiten?
  • 28.2 Fehlerquellen
  • 28.3 Fahrlässigkeit und Fälschung
  • 28.4 Der gute Verkäufer: Anpreisen der Vorzüge, Verschleiern der Mängel
  • 28.5 Simpsons Paradoxon
  • 28.6 Beispiele für tückische Interpretation
  • 28.7 Horoskope und Orakel
  • 28.8 Medizin und Mathematik
  • 28.9 Und die Moral von der Geschichte
  • 29 Weitere Aufgaben
  • Aufgabe 29.1 Infektionsalarm?
  • Aufgabe 29.2 Kongressvortrag
  • Aufgabe 29.3 Sex-Ratio in einem Isolat
  • Aufgabe 29.4 Blutdrucksenkung mit drei Dosen
  • Aufgabe 29.5 Zielgrößen bei rheumatoider Arthritis
  • Aufgabe 29.6 Verzögerung des Wiederanstiegs des intraokularen Drucks
  • Aufgabe 29.7 Zielgröße und Auswertung bei Morbus Huntington
  • Aufgabe 29.8 Schädigung von Leberzellen durch Ischämie oder durch Re-Perfusion?
  • Aufgabe 29.9 Kinder mit nur einer funktionsfähigen Niere
  • Aufgabe 29.10 Nachhaltige Wirksamkeit einer Kneipp- und einer Schroth-Kur bei essenzieller Hypertonie
  • Aufgabe 29.11 Rauschgiftkonsum zu Lebzeiten
  • Aufgabe 29.12 Denksport beim Würfelspiel
  • 30 Mathematische Fachausdrücke und Formeln verstehen
  • 31 Statistiksoftware
  • 32 Lösungen zu den Übungsaufgaben
  • Lösung 29.1 Infektionsalarm?
  • Lösung 29.2 Kongressvortrag
  • Lösung 29.3 Sex-Ratio in einem Isolat
  • Lösung 29.4 Blutdrucksenkung mit drei Dosen
  • Lösung 29.5 Zielgrößen bei rheumatoider Arthritis
  • Lösung 29.6 Verzögerung des Wiederanstiegs des intraokularen Drucks
  • Lösung 29.7 Zielgröße und Auswertung bei Morbus Huntington
  • Lösung 29.8 Schädigung von Leberzellen durch Ischämie oder durch Re-Perfusion?
  • Lösung 29.9 Kinder mit nur einer funktionsfähigen Niere
  • Lösung 29.10 Nachhaltige Wirksamkeit einer Kneippund einer Schroth-Kur bei essenzieller Hypertonie
  • Lösung 29.11 Rauschgiftkonsum zu Lebzeiten
  • Lösung 29.12 Denksport beim Würfelspiel
  • 33 Danksagung und persönliche Worte
  • 34 Literaturhinweise
  • Erläuterungen
  • Einführende Literatur
  • Weiterführende Literatur
  • Studientypen, Studiendesigns
  • Studiendurchführung und Ethik
  • Kenngrößen, Tabellen und Grafiken
  • Überlebenszeit-Analyse
  • Robuste Schätzer und Konfidenzintervalle
  • Varianzanalyse und Regression
  • Multiples Testen, spezielle Hypothesen und Äquivalenztests
  • Fallzahlbestimmung
  • Adaptive Studiendesigns
  • Fehlende Werte
  • Publikation von Studien
  • Meta-Analysen
  • Mathematik
  • Mehr oder weniger ernsthafte Literatur zur Statistik
  • 35 Sachwortregister

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