Helga Krentz. Statistische Analysen mit. SPSS in der Medizin. Band 2. Schließende Statistische Analysen

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1 Helga Krentz Statistische Analysen mit SPSS in der Medizin Band 2 Schließende Statistische Analysen SPSS

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3 Berichte aus der Statistik Helga Krentz Statistische Analysen mit SPSS in der Medizin Band 2: Schließende Statistische Analysen. Shaker Verlag Aachen 2005

4 Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Copyright Shaker Verlag 2005 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. ISBN ISSN Shaker Verlag GmbH Postfach Aachen Telefon: / Telefax: / Internet: info@shaker.de

5 Überall wo Daten oder Informationen statistisch ausgewertet und grafisch aufbereitet werden sollen, da ist SPSS zu Hause. 1

6 Vorwort Die Entwicklungen in der Medizin, der Psychologie, Pädagogik und Soziologie haben deutlich gemacht, dass die Anwendung statistischer Analyseverfahren zu einem wesentlich höheren Erkenntnisgewinn führen. Dass man heute dafür die vielfältigen Möglichkeiten der elektronischen Datenverarbeitung nutzen muss, versteht sich bei der Fülle der zu analysierenden Daten und des numerischen Aufwandes der Analyse von selbst. Ein leistungsfähiges statistisches Analyse- und Datenverwaltungssystem ist das Programmpaket SPSS. Die aktuelle SPSS-Version 13 machte es erforderlich, das seit 2002 in diesem Verlag vorhandene Buch "Statistische Analysen und Datenverwaltung mit SPSS in der Medizin" neu zu gestalten. Dabei habe ich nicht nur die aktuelle SPSS-Version berücksichtigt, sondern das Buch in zwei völlig voneinander unabhängige Teile getrennt, so wie die Statistik in die beschreibende (deskriptive) Statistik und in die schließende (induktive) Statistik unterteilt ist. Im Band 1 "Beschreibende Statistische Analysen mit SPSS in der Medizin" findet man eine umfassende Darstellung der Methoden der beschreibenden Statistik, die in der Verwendung von tabellarischen Übersichten, grafischen Darstellungen und geeigneten Kennziffern besteht. Gleichzeitig wird dem Leser das Statistikprogrammpaket SPSS und seine Anwendung erläutert. Der vorliegende Band 2 "Schließende Statistische Analysen mit SPSS in der Medizin" befasst sich mit den gebräuchlichsten statistischen Testverfahren, die weniger durch theoretische Details beschrieben werden, sondern vielmehr wird anhand repräsentativer Anwendungssituationen die konkrete Testdurchführung "rezeptähnlich" vorgestellt und an konkreten Rechenbeispielen, die sich auf das im Band 1 "Beschreibende Statistische Analysen mit SPSS in der Medizin" vorgestellte Beispiel beziehen, nachvollzogen. Neben einfachen und multiplen Regressionsanalysen werden auch Überlebensanalysen und ROC-Analysen beschrieben. Um zum Lösen eines statistischen Problems die Überlegung nach einem geeigneten Testverfahren zu erleichtern, befindet sich im Abschnitt 2.7 eine tabellarische Übersicht. Die beiden Bände sollen eine Hilfe sein, zu verstehen, wofür Statistik gebraucht wird und wie SPSS funktioniert. Sie eignen sich auch zum Selbststudium, da viele Beispiele den Inhalt erläutern und Ergebnisse ausführlich und anschaulich interpretiert werden. 2

7 Ich hoffe, dass beide Bände einen Beitrag zur weiteren Verbesserung der Planung, Durchführung und Auswertung empirischer Untersuchungen in der medizinischen Forschung leisten. Ich wünsche Allen, dass sie beim Arbeiten mit diesem Buch neue Erkenntnisse gewinnen und praktischen Nutzen erzielen. Besonders würde ich mich freuen, wenn es mir gelingen sollte, das oft als "trocken" gescholtene Thema "Statistik" als reizvolles, interessantes und nützliches Gebiet darzustellen, das Theorie und Praxis sowie Erfahrungswissen und mathematisch fundierte Kenntnisse verbindet. Für die vielfältige Unterstützung bei der Erstellung dieses Buches danke ich besonders Frau Almut Brauer, die auch mit viel Engagement und Kompetenz das druckfertige Manuskript erstellt hat, sowie Herrn Frank Thiesen. Frau Ellen Graeber danke ich für die mühevolle Arbeit des Korrekturlesens. Nachrichten, Anregungen und kritische Bemerkungen nehme ich wieder gerne entgegen. Rostock, April 2005 Helga Krentz 3

8 Inhalt Vorwort 2 Inhalt 4 1. Einführung Einleitung Geschichte von SPSS Statistische Grundbegriffe Merkmalsarten und Messniveaus Verteilungstyp Stichprobenanzahl Stichprobenarten Statistische Hypothesen Signifikanz und Irrtumswahrscheinlichkeit p Übersicht über häufig verwendete Tests Das Anfertigen einer schließenden Statistik Wegweiser Testen von Hypothesen über Häufigkeiten (Chi-Quadrat-Test) Testen unabhängiger Stichproben aus einer Datendatei Testen abhängiger Stichproben aus einer Datendatei Testen mit vorhandenen Häufigkeiten Testen von Hypothesen über Mittelwertunterschiede Parametrische Tests für normalverteilte Stichproben Parametrisches Testen für unabhängige Stichproben 48 a) Test für zwei unabhängige Stichproben T-Test 48 b) Test für mehrere unabhängige Stichproben Varianzanalyse Univariate Varianzanalyse Einfaktoriell Univariate Varianzanalyse Mehrfaktoriell Multivariate Varianzanalyse 77 4

9 5.1.2 Parametrisches Testen für abhängige Stichproben 80 a) Test für zwei abhängige Stichproben T-Test 80 b) Test für mehrere abhängige Stichproben Varianzanalyse Univariate Varianzanalyse Einfaktoriell mit Messwiederholung Univariate Varianzanalyse Mehrfaktoriell mit Messwiederholung Parameterfreie Tests für nicht normalverteilte Stichproben Parameterfreies Testen für unabhängige Stichproben 96 a) Test für zwei unabhängige Stichproben U-Test 96 b) Test für mehrere unabhängige Stichproben Kruskal-Wallis Test Parameterfreies Testen für abhängige Stichproben 107 a) Test für zwei abhängige Stichproben Wilcoxon Test 107 b) Test für mehrere abhängige Stichproben Friedman Test Korrelationsanalyse Korrelationskoeffizient nach Pearson Rangkorrelationskoeffizienten nach Spearman und Kendall Partielle Korrelation Intraclass Correlation Coefficient (ICC) Regressionsanalyse Einfache lineare Regression Multiple lineare Regression Nichtlineare Regression Probitanalyse (Dosis-Wirkungskurven-Analyse) Kurvenanpassung Überlebensanalyse Sterbetafeln Kaplan-Meier-Methode Cox-Regressions-Methode (Logistische Regression) Cox-Regression mit zeitabhängigen Kovariaten 196 5

10 9. ROC-Kurven Technische Besonderheiten Drucken von Daten, Ergebnissen und Diagrammen Export von Ergebnissen Export von Tabellen in Word Export von Diagrammen in Word Export von Tabellen und Diagrammen in PowerPoint Export von Tabellen und Diagrammen als HTML-Dokumente 216 Literatur 218 Sachwortverzeichnis 220 6