MaReCum Klausur in Biomathematik WS 2006 / 2007 Freitag, den 27. Oktober 2006

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1 MaReCum Klausur in Biomathematik WS 2006 / 2007 Freitag, den 27. Oktober 2006 Name: Matrikelnummer: Unterschrift: Aufgabe 1 In einer kleinen Gemeinde in Baden-Württemberg traten vermehrt Fälle von Q-Fieber auf. Um nach möglichen Ursachen zu forschen, befragten Mitarbeiter des zuständigen Gesundheitsamtes die betroffenen Patienten, welchen Risiken sie vor dem Ausbruch ihrer Krankheit ausgesetzt waren (Kontakt zu Schafen, Katzen, Hunden, Aufenthalt in der Nähe eines Schafstalles u. a.). Außerdem wurden aus dem Telefonbuch zufällig Nummern von Einwohnern der Gemeinde ausgewählt. Diese wurden telefonisch befragt. Um welche Art von Studie handelt es sich? A. Querschnittsstudie B. Fall-Kontroll-Studie C. Kohortenstudie D. Klinisch Kontrollierte Studie E. Diagnostische Studie In dieser Studie werden erkrankte Personen (Fälle) mit nicht-erkrankten (Kontrollen) verglichen. Dabei wird ausgehend vom Krankheitsstatus - nach möglichen Risikofaktoren gesucht. Es handelt sich um eine typische Fall-Kontroll-Studie. Aufgabe 2 Im Rahmen einer klinischen Studie, an der Diabethiker mit bekannter Herzkrankheit teilnahmen, wurden zwei Gruppen mit jeweils Patienten verglichen und 5 Jahre lang beobachtet. Die eine Gruppe wurde mit einem Lipidsenker behandelt, die andere mit Placebo. Es konnte nachgewiesen werden, dass 28 % der mit dem Lipidsenker behandelten Patienten während der Beobachtungszeit einen Herzinfarkt erlitten, während dies bei 38 % der Placebo-Patienten geschah. Welche der folgenden Aussagen gilt nicht? A. Durch die Behandlung mit dem Lipidsenker wird das Risiko eines Herzinfarkts um 10 % gesenkt. B. Die NNT (Number Needed to Treat) beträgt 10. C. Die relative Risikoreduktion aufgrund des Lipidsenkers beträgt 0,10 /0,38 26%.

2 D. Wenn 10 Patienten mit dem Lipidsenker behandelt werden, erleidet durchschnittlich einer weniger einen Herzinfarkt als man bei der Placebo-Behandlung erwarten würde. E. Bei der Behandlung von 10 Patienten mit dem Lipidsenker wird durchschnittlich einer erfolgreich geheilt. Das Risiko wird von 38 % (Placebo) auf 28 % (Lipidsenker) gesenkt dies ist eine Differenz von 10 %. Demnach ist Antwort A richtig. Aus dieser Differenz berechnet sich die NNT als 1 / 0,10 = 10 (Antwort B ist korrekt). Die relative Risikoreduktion ist wie in Antwort C angegeben (die absolute Reduktion um 10 % - von 39 % auf 29 % - entspricht 26 % bezogen auf 39 %). Die Antwort D beinhaltet die Bedeutung der NNT wenn 10 Patienten mit dem Lipidsenker behandelt werden, profitiert einer (das heißt in diesem Beispiel: Einer von 10 erleidet wegen des Lipidsenkers keinen Herzinfarkt). Antwort E ist falsch: Die NNT gibt nicht an, wie viele Patienten insgesamt geheilt werden, sondern wie viele von der Lipidsenker-Therapie einen Nutzen ziehen (im Vergleich zu Placebo). Aufgabe 3 Es soll untersucht werden, ob die Rauchgewohnheiten schwangerer Frauen einen Einfluss auf das Auftreten von Frühgeburten haben. Dies ist theoretisch mit einer retro- oder einer prospektiven Studie möglich. Welche der folgenden Aussagen ist falsch? A. Eine retrospektive Studie basiert auf einer Gruppe von Müttern mit frühgeborenen Kindern und einer anderen Gruppe, deren Babys nach normaler Schwangerschaftsdauer zur Welt kamen. B. Wenn die Studie prospektiv durchgeführt wird, ist es sinnvoll, eine große Anzahl schwangerer Frauen (bestehend aus Nicht-Raucherinnen, schwachen, mäßigen und starken Raucherinnen) heranzuziehen. C. Beide Studientypen sind gleichermaßen geeignet, einen kausalen Zusammenhang zwischen Rauchgewohnheiten werdender Mütter und Frühgeburten nachzuweisen. D. Die Daten der retrospektiven Studie können sofort analysiert werden, während man bei der prospektiven Studie mehrere Monate warten muss. E. Bei beiden Studientypen handelt es sich um Beobachtungsstudien. Die Antwort A bezieht sich auf eine Fall-Kontroll-Studie (die immer retrospektiv ist); sie sind korrekt. Antwort B kennzeichnet eine (prospektive) Kohortenstudie sie ist ebenfalls korrekt.. Daraus ergibt sich, dass Antwort D ebenfalls richtig ist. In jedem Fall werden die Frauen und ihre Babys nur beobachtet (also Antwort E richtig). C ist allerdings falsch Es ist bei retrospektiven Studien (also auch bei Fall-Kontroll-Studien) problematisch, einen kausalen Zusammenhang nachzuweisen. Dazu ist die Kohortenstudie besser geeignet. Aufgabe 4 Ein Arzt war an der Entwicklung einer neuen Therapie beteiligt. Er ist davon überzeugt, dass diese neue Therapie der bisher verwendeten Standardtherapie bezüglich ihrer Wirkung überlegen ist. Sie wurde im Tierversuch, bei einzelnen gesunden Probanden und kranken Patienten erfolgreich getestet und zeigte viel versprechende Ergebnisse. Der Arzt will nun nachweisen, dass die neue Therapie besser ist als die bisher verwendete.

3 Welches Studiendesign ist am zweckmäßigsten? A. Um ein möglichst geringes Risiko einzugehen, behandelt er nur die leichteren Fälle mit der neuen Therapie. Patienten, deren Schweregrad höher eingestuft wird oder die zusätzliche Risiken aufweisen, erhalten sicherheitshalber die Standardtherapie. Danach werden die beiden Gruppen miteinander verglichen. B. Er behandelt alle seine Patienten mit der neuen Therapie und bittet einen Kollegen in einer anderen Klinik, dass dieser seine Patienten zeitgleich mit der Standardtherapie behandelt. Diese beiden Gruppen werden dann miteinander verglichen. C. Er lässt durch einen Prüfarzt jeden Patienten seiner Klinik zufällig einer der beiden Therapieformen zuweisen und führt eine doppelblinde Studie durch, um danach Vergleiche ziehen zu können. D. Um keinen seiner Patienten zu benachteiligen, behandelt der Arzt fortan alle Patienten mit der neuen Therapie. Wenn genügend Ergebnisse bezüglich des Behandlungserfolgs vorliegen, vergleicht er diese mit den Ergebnissen von Patienten, die von ihm in früherer Zeit behandelt worden waren. E. Er klärt die Patienten auf und behandelt jeden einzelnen Patienten mit der von ihm gewünschten Therapie. Danach vergleicht er die beiden Therapiegruppen. Bei den Vorgehensweisen A, B, D und E unterscheiden sich die beiden Therapiestudien bereits zu Beginn der Studie. Ein Vergleich der beiden Guppen wäre dann problematisch. Die Randomisation wird durchgeführt, um zu Studienbeginn zwei strukturgleiche Therapiegruppen zu erhalten. Wenn sich dann die beiden Gruppen am Ende der Studie bezüglich des Therapieerfolgs unterscheiden, kann dies auf die unterschiedlichen Therapien zurückgeführt werden. Aufgabe 5 Bei einem Elternpaar haben beide Partner bezüglich einer Erbkrankheit einen homozygoten Genotyp: AA und aa. Das Allel A sei gegenüber a dominant. A sei das gesunde Allel. Was ist aufgrund der Mendelschen Gesetze bezüglich der F2-Tochtergeneration zu erwarten? A. Alle Individuen sind phänotypisch erkrankt. B. Kein Individuum ist phänotypisch erkrankt, jedoch sind alle Individuen Konduktoren. C. Alle Individuen sind phänotypisch gesund. D. Die Hälfte der Individuen ist phänotypisch gesund mit einem heterozygoten Genotyp. E. Jeweils die Hälfte ist phänotypisch erkrankt bzw. phänotypisch gesund. Alle Individuen der F1-Generation haben den Genotyp Aa. Demnach haben ¼ der Individuen der F2-Generation den Genoytp AA (homozygot), ¼ den Genotyp aa (homozygot) und die Hälfte der Inidivuen den Genotyp Aa (heterozygot). Aufgabe 6

4 Bei einem jungen Mann, der drogenabhängig ist, wird ein HIV-Test durchgeführt (die Prävalenz bei Drogenabhängigen beträgt 10%). Die Sensitivität des Tests liegt bei 98%. Das Testergebnis ist positiv. Wie ist dieses Ergebnis zu interpretieren? A. Das Ergebnis belegt eindeutig, dass der Patient infiziert ist. B. Das Ergebnis belegt eindeutig, dass der Patient nicht infiziert ist. C. Mit 98%-iger Wahrscheinlichkeit ist der Patient infiziert. D. Die Angabe, dass der Patient drogenabhängig ist, ist irrelevant für die Interpretation des Ergebnisses. E. Aufgrund des Testergebnisses ist eine HIV-Infektion nicht auszuschließen. Für eine sichere Diagnose ist das Ergebnis jedoch unzureichend. Bei einem diagnostischen Test sind falsch-positive oder falsch-negative Ergebnissen nicht ausgeschlossen die Antworten A und B sind daher falsch. Die Sensitivität von 98 % ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Test bei einer infizierten Person positiv reagiert. Das ist aber nicht gleichbedeutend mit dem positiven Vorhersagewert, der angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine Person mit einem positiven Befund infiziert ist. Antwort C ist daher falsch. Auch D ist nicht korrekt: Der positive Vorhersagewert ist bei einer Risikogruppe wesentlich höher als bei Personen, die keinem Risiko ausgesetzt sind. Daher hat ein positives Testergebnis bei einem Risikopatienten eine ganz andere Bedeutung als bei einem Patienten, der keiner Risikogruppe angehört. Richtig ist E: Man muss ein solches Testergebnis sehr vorsichtig interpretieren. Aufgabe 7 Welche Aussage trifft nicht zu? A. Bei Diagnosestudien sollen die Sensitivität und die Spezifität eines diagnostischen Tests ermittelt werden. B. Bei Diagnosestudien ist ein Goldstandard erforderlich, um den Krankheitsstatus eines Patienten mit Sicherheit bestimmen zu können. C. Eine klinisch-kontrollierte Therapiestudie kommt in ihrer wissenschaftlichen Aussagekraft einem Experiment nahe. D. Bei Prognosestudien wird die Zeit bis zum Auftreten eines bestimmten Ereignisses (z. B. Tod der Patienten) analysiert. E. Die Framingham-Studie stellt eine bekannte Fall-Kontroll-Studie dar. Die Framingham-Studie ist die Mutter aller Kohortenstudien. Die Studie dauerte 30 Jahre lang. Antwort E ist also falsch. Alle anderen Antworten sind korrekt. Aufgabe 8 Welche Aussage bezüglich einer klinisch-kontrolierten Studie ist falsch? A. Die Studie muss von einer Ethikkommission genehmigt werden. B. Die Zuteilung zu einer Behandlungsgruppe erfolgt randomisiert, damit die Gruppen etwa gleich groß sind. C. Die Vergleichsgruppe ist ein wichtiges Qualitätskriterium. D. Das Studiendesign ist prospektiv.

5 E. Die Doppelblindheit soll gewährleisten, dass autosuggestive Einflüsse auf beiden Seiten ausgeschaltet werden. Die Randomisation wird nicht durchgeführt, um zwei gleich große Gruppen zu haben (dazu wäre keine Randomisation erforderlich). Der Sinn der Randomisation liegt darin, zwei Gruppen zu erhalten, die sich zu Beginn der Studie weitgehend ähneln (Strukturgleichheit). Alle anderen Antworten sind korrekt. Aufgabe 9 In einer medizinischen Ambulanz haben 50 % der Patienten eine akute Appendizitis. 80 % dieser Patienten haben eine Temperatur von mehr als 38 C. Von den Patienten ohne Appendizitis haben 30 % ebenfalls eine Temperatur von mehr als 38 C. Das Messen der Körpertemperatur soll als diagnostischer Test für die Krankheit Appendizitis aufgefasst werden (mit dem Schwellenwert 38 C). Welche Aussage gilt? A. Der negative Vorhersagewert ist 35 / 45 = 0,78. B. Die Sensitivität ist abhängig von der Prävalenz. C. Wenn der Schwellenwert sinkt, wird die Spezifität höher. D. Die Spezifität dieses Tests beträgt 80 %. E. Der Anteil der falsch positiven Ergebnisse liegt bei 20 %. Tipp: Erstellen Sie eine Vierfeldertafel und gehen Sie dabei von insgesamt 100 Personen aus! Die Vierfeldertafel sieht folgendermaßen aus: krank nicht krank Befund positiv Befund negativ Insgesamt erhalten 45 Personen (von 100) einen negativen Befund; davon sind 35 nicht erkrankt. Dies ergibt den negativen Vorhersagewert in Antwort A. Antwort B ist falsch: Die Sensitivität (und die Spezifität) sind Gütekriterien eines diagnostischen Tests; sie hängen nicht von der Prävalenz ab. Wenn der Schwellenwert (hier: 38 C) sinkt, erhalten mehr Personen ein positives Testergebnis. Dadurch steigt die Sensitivität (mehr richtig positive Ergebnisse); leider sinkt gleichzeitig die Spezifität (mehr falsch positive Ergebnisse). Antwort C ist daher falsch. Die Sensitivität des Tests ist 80 %, die Spezifität 70 % (Antwort D falsch). Der Anteil falsch positiver Ergebnisse beträgt 30 % (15 von 50 gesunden): daher ist Antwort E falsch. Aufgabe 10 In der folgenden Tabelle finden Sie Angaben zur Inzidenz und Prävalenz einer chronischen Erkrankung des Kindes und Jugendlichenalters.

6 Welche Rückschlüsse lassen sich aus diesen Daten ziehen? Jahr Inzidenz bezogen auf pro Jahr durchschnittliche Prävalenz bezogen auf ,2 24, ,8 24, ,2 23, ,3 34, ,9 24, ,4 24, ,1 24, ,9 23, ,2 25, ,8 24,5 A. Die Krankheitsdauer nimmt ab. B. Die Krankheitsdauer nimmt zu. C. Die Therapien haben sich im Laufe der Zeit nicht verbessert. D. Die Mortalität der Erkrankung nimmt zu. E. Keine dieser Aussagen kann geschlussfolgert werden. Die Inzidenz (also der Anteil der Neuerkrankungen) erhöht sich im Laufe der Jahre. Der Anteil der Erkrankten in der Bevölkerung bleibt dagegen annähernd gleich. Dies kann nur dadurch erklärt werden, dass die durchschnittliche Krankheitsdauer abnimmt.