Statistik und quantitative Methoden für Gesundheitsfachberufe (eBook)

Dr. Axel Schäfer ist Verwaltungsprofessor für Physiotherapie an der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK) in Hildesheim. Er lehrt im Bachelor- und Masterstudiengang Ergotherapie, Logopädie und Physiotherapie schwerpunktmäßig quantitative Forschungsmethoden, evidenzbasierte Praxis und Clinical Reasoning und ist Leiter des Bachelorstudienganges. Sein Forschungsschwerpunkt ist die Wiederherstellung, der Erhalt und die Förderung muskuloskelettaler Gesundheit über die Lebensspanne. Dr. Schäfer ist Physiotherapeut mit neuromuskuloskelettaler Spezialisierung (OMT).Thomas Schöttker-Königer, MSc, ist Physiotherapeut und FBL-Instruktor. Er studierte Manuelle Therapie, absolvierte die OMT-Weiterbildung und ist seit 2009 Master of Science. Er arbeitet in eigener Praxis, lehrt an der HAWK Hildesheim und bildet im Rahmen der OMT-Weiterbildung des DVMT e.V. (Maitland) aus.

Vorwort 5
Über die Autoren 8
Inhaltsverzeichnis 9
Kapitel-1 12
Was ist Wissenschaft? Ausgewählte Erkenntnistheorien im Überblick 12
1.1Rationalismus und Empirismus 13
1.1.1Rationalismus 13
1.1.2Empirismus 13
1.2Kritischer Rationalismus 14
1.3Positivismuskritik 14
1.3.1Werturteilsstreit 15
1.4Qualitative Forschung 15
1.5Möglichkeiten und Grenzen des quantitativen Forschungsverständnisses 16
1.6Methodenvielfalt in der Therapieforschung 17
Literatur 18
Kapitel-2 19
Von der Idee zur Publikation – der Forschungsprozess 19
2.1Vom Thema zur Fragestellung 20
2.2Welche therapiebedingten Veränderungen sind für Betroffene bedeutsam und relevant? 22
2.2.1Das Modell der gesundheitsbezogenen Lebensqualität 22
2.2.2Die Auswahl von geeigneten Endpunkten 23
2.3Statistische Hypothesen formulieren 24
2.4Operationalisierung – wie können Endpunkte gemessen werden? 24
2.4.1Eigenschaften der Messinstrumente 25
2.4.2Entscheidung für ein Messinstrument 26
2.5Die Stichprobe 26
2.5.1Definition der Grundgesamtheit 26
2.5.2Ziehung einer Stichprobe 26
2.6Die Datenerhebung 26
2.6.1Rekrutierung der Probandinnen und Probanden 27
2.6.2Randomisierung 28
2.6.3Messung der Probanden 31
2.7Datenauswertung und Überprüfen der Hypothesen 32
2.8Verschriftlichung und Publikation 32
2.8.1Forschungsbericht 32
2.8.2Publikation der Forschungsergebnisse 33
Literatur 34
Kapitel-3 36
Deskriptive Statistik: Beschreiben, Ordnen, Zusammenfassen – so verschaffe ich mir einen Überblick meiner Daten 36
3.1Allgemeine Grundbegriffe 38
3.2In welcher Form dokumentiere ich meine erhobenen Daten? 38
3.2.1Definieren der Variablennamen 39
3.2.2Dokumentation der Daten: die Datenmatrix 40
3.3Klassifizierung von Variablen: Merkmalsart und Skalenniveau 40
3.3.1Die Merkmalsart 41
3.3.2Das Skalenniveau 41
3.4Häufigkeiten und Häufigkeitsverteilung 48
3.4.1Grafische Darstellung 49
3.4.2Klassenbildung 50
3.4.3Histogramm 51
3.4.4Stängel-Blatt-Diagramm 51
3.5Wo konzentrieren sich meine Messwerte? Die Lagemaße 51
3.5.1Der Modalwert: Lagemaß für nominalskalierte Messwerte 52
3.5.2Der Median und weitere Perzentile: Lagemaße für ordinalskalierte oder nicht normalverteilte metrische Variablen 52
3.5.3Minimum, Maximum und extreme Werte 55
3.5.4Der Mittelwert: Lagemaß für normal verteilte metrische Variablen 55
3.6Wie verteilen sich meine Messwerte? Die Streuungsmaße 56
3.6.1Das Variationsratio: Streuungsmaß für nominalskalierte Variablen 56
3.6.2Der Interquartilsabstand: Streuungsmaß für mindestens ordinalskalierte oder nicht normal verteilte metrische Variablen 56
3.6.3Die Spannweite 57
3.6.4Die Standardabweichung: Streuungsmaß für metrisch skalierte und normalverteilte Variablen 57
3.7Die Beurteilung der Form einer Verteilung 58
3.7.1Die Normalverteilung 59
3.7.2Die Formmaße Schiefe und Wölbung 59
3.7.3Prüfen auf Normalverteilung 61
3.8Darstellung der Ergebnisse der deskriptiven Statistik 62
3.8.1Beschreibung der Stichprobe im Fließtext 63
3.8.2Darstellung der Stichprobe in Tabellen 63
3.8.3Darstellung der Stichprobe in Diagrammen 64
3.9Entscheidungsbaum deskriptive Statistik 67
3.10Übungsaufgaben 67
3.10.1Merkmalsart und Skalenniveau 67
3.10.2Statistikklausur 68
3.10.3Stimmprobleme 68
3.11Übungsaufgaben Lösungen 68
3.11.1Merkmalsart und Skalenniveau 68
3.11.2Statistikklausur 69
3.11.3Stimmprobleme 70
Literatur 72
Kapitel-4 73
Grundlagen der induktiven Statistik: Kann das alles Zufall sein? 73
4.1Grundgesamtheit und Stichprobe 74
4.2Hypothesen formulieren 74
4.3Hypothesen testen 76
4.4Verteilungen 77
4.4.1Empirische Verteilung und Wahrscheinlichkeitsverteilung 77
4.4.2Die Standardnormalverteilung (Z-Verteilung) 78
4.4.3Die t-Verteilung 83
4.5Wie gut repräsentieren Werte meiner Stichprobe die Grundgesamtheit: Schätzungen 84
4.5.1Der Standardfehler des Mittelwertes 84
4.5.2Das Konfidenzintervall 87
4.6Übungsaufgaben 91
4.7Übungsaufgaben Lösungen 93
Literatur 96
Kapitel-5 97
Ist meine Therapie wirksam? Testen von Unterschiedshypothesen mit parametrischen Verfahren 97
5.1t-Test für eine Stichprobe 98
5.1.1Hypothesen aufstellen 98
5.1.2Prüfen der Voraussetzungen 98
5.1.3t-Transformation 99
5.1.4Allgemeines Vorgehen bei der Konstruktion eines statistischen Tests 104
5.2t-Test für zwei verbundene Stichproben 104
5.2.1Hypothesen aufstellen 104
5.2.2Prüfen der Voraussetzungen 104
5.2.3t-Transformation für zwei verbundene Stichproben 105
5.3t-Test für zwei unabhängige Stichproben 107
5.3.1Bedeutung von Mittelwertsunterschied zwischen zwei Gruppen und Varianz 108
5.3.2Das statistische Ratio 109
5.3.3Konstruktion des unabhängigen t-Tests 110
5.4Entscheidungsbaum für Unterschiedshypothesen 114
5.5Übungsaufgaben 114
5.6Übungsaufgaben Lösungen 115
Literatur 117
Kapitel-6 118
Wie teste ich Unterschiedshypothesen, wenn die Voraussetzungen für parametrische Verfahren nicht erfüllt sind? 118
6.1Grundprinzipien und Voraussetzungen nicht-parametrischer Verfahren 120
6.2Wilcoxon-Test für eine Stichprobe 120
6.2.1Hypothesen aufstellen 121
6.2.2Berechnen der Prüfgröße R 121
6.3Wilcoxon-Test für zwei verbundene Stichproben 123
6.3.1Hypothesen aufstellen 123
6.3.2Berechnen der Prüfgröße R 123
6.3.3Verwenden der Z-Transformation 127
6.4Der Vorzeichentest 128
6.4.1Hypothesen aufstellen 128
6.4.2Berechnen der Prüfgröße 128
6.5U-Test für zwei unabhängige Stichproben 128
6.5.1Hypothesen aufstellen 128
6.5.2Berechnen der Prüfgröße 129
6.5.3Verwenden der Z-Transformation 130
6.6Der Mediantest 133
6.6.1Hypothesen aufstellen 133
6.6.2Berechnen der Prüfgröße 133
6.7Entscheidungsbaum für Unterschiedshypothesen 136
6.8Übungsaufgaben 136
6.9Übungsaufgaben Lösungen 137
Literatur 140
Kapitel-7 141
Wie prüfe ich Unterschiedshypothesen bei nominalskalierten Messwerten? 141
7.1Kreuztabellen 142
7.2Chi2-Test 142
7.2.1Voraussetzungen 143
7.2.2Hypothesen aufstellen 143
7.2.3Berechnen der Prüfgröße Chi2 144
7.2.4Die Chi2-Verteilung 144
7.2.5Freiheitsgrade der Chi2-Verteilung 145
7.3Fishers exakter Test 149
7.4Entscheidungsbaum für Unterschiedshypothesen 149
7.5Übungsaufgaben 149
7.6Übungsaufgaben Lösungen 149
Literatur 152
Kapitel-8 153
Gibt es einen Zusammenhang zwischen Merkmalen? Korrelation und Regression 153
8.1Korrelation und Scheinkorrelation 154
8.2Der Korrelationskoeffizient nach Pearson 154
8.2.1Streudiagramme und Korrelationskoeffizient 155
8.2.2Berechnung des Korrelationskoeffizienten nach Pearson 155
8.3Rangkorrelation nach Spearman 160
8.4Korrelationskoeffizient für nominalskalierten Variablen: Cramers V 163
8.5Korrelation von metrisch skalierten mit dichotomen Variablen 170
8.6Weitere Korrelationstechniken 172
8.7Einfache lineare Regression 172
8.7.1Voraussetzungen für die einfache lineare Regression 173
8.7.2Die Regressionsgerade 173
8.7.3Konstruktion der Regressionsgeraden 174
8.7.4Residuen repräsentieren die Abweichung des Modells von der Wirklichkeit 175
8.7.5Bestimmen der Güte der Vorhersage 175
8.7.6Ausblick 176
8.8Übungsaufgaben 176
8.9Übungsaufgaben Lösungen 177
Literatur 181
Kapitel-9 182
Die Publikation – exemplarischer Bericht der Ergebnisse der Studie »ELP vs Standard« 182
9.1Titel der Studie 184
9.2Einleitung 184
9.2.1Relevanz für Gesellschaft und Gesundheitssystem 184
9.2.2Versorgungslage in Deutschland 184
9.2.3Stand der Forschung 184
9.2.4Ziel der Studie 184
9.3Methoden 185
9.3.1Studiendesign 185
9.3.2Ethik 185
9.3.3Studienpopulation 185
9.3.4Randomisierung und Verblindung 185
9.3.5Interventionen 185
9.3.6Primäre und sekundären Endpunkte 185
9.3.7Stichprobengröße und statistische Analyse 186
9.4Ergebnisse 186
9.4.1Studienteilnehmer 186
9.4.2Primärer Endpunkt 186
9.4.3Sekundäre Endpunkte 186
9.5Diskussion 188
9.5.1Kurze Zusammenfassung der Hauptergebnisse 188
9.5.2Interpretation der Ergebnisse 189
9.5.3Vergleich mit den Ergebnissen anderer Studien 189
9.5.4Limitierungen der Studie 189
9.5.5Klinische Relevanz der Ergebnisse 190
9.5.6Implikationen für klinische Praxis und weitere Forschung 190
9.6Fazit 190
Literatur 190
Serviceteil 192
Formeln 193
Abkürzungen und Symbole 197
Glossar 198
Stichwortverzeichnis 202