5. Untersuchungsdesigns

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1 Dr. habil. Rüdiger Jacob Methoden und Techniken der empirischen Sozialforschung Vorlesung mit Diskussion 5. Untersuchungsdesigns Experimente als Instrument zur Prüfung von Kausalität Kohortenstudien, Fall-Kontroll-Studien, Querschnittstudien, Korrelationsstudien Jacob, Untersuchungsdesigns 1

2 Untersuchungsdesigns Ein Arzt bietet allen Patienten seiner Praxis, die sich wegen Migräne behandeln lassen an, entweder ein homöopathisches Mittel oder Aspirin zu verschreiben. Jeweils rund 50% entscheiden sich für das eine bzw. das andere Medikament. Nach 8 Wochen bestellt er alle Patienten zur Nachuntersuchung. Dabei stellt er fest, dass sich 80% der Patienten, die das homöopathische Mittel genommen haben, besser fühlen, dagegen nur 70% der Vergleichsgruppe. Er schließt daraus, dass das homöopathische Präparat das bessere Mittel gegen Migräne ist. Ist dieser Schluss berechtigt? Jacob, Untersuchungsdesigns 2

3 Experiment Aufteilung der Untersuchungspersonen in (mindestens) zwei Gruppen (Kontrolliertes) Setzen eines Stimulus in (mindestens) einer der Gruppen, der sog. Experimentalgruppe Messung der Zielgröße (des Merkmals, das durch den Stimulus verändert werden soll) in den Gruppen vor und nach (angenommener) Wirkung des Stimulus Ziel: Kausalanalyse. Prüfung von Ursache-Wirkungszusammenhängen. (mögliche) Ursache: unabhängige Variable, Treatment, Stimulus (vermutete) Wirkung: abhängige Variable, Effekt, Zielgröße Jacob, Untersuchungsdesigns 3

4 Klassisches experimentelles Design Experimentalgruppe: M x M Kontrollgruppe: M M t1 t2 t3 Designfaktoren 1. Gruppenbildung Experimental- und Kontrollgruppe, Rekrutierung von Versuchspersonen Aufdeckung von Hawthorne- oder Placeboeffekten 2. Stimulus Kontrollierter Einsatz in der Experimentalgruppe 3. Störfaktorkontrollen 3.1 Verfahren der Gruppenbildung Matching: Matched Pairs, statistische Zwillinge Randomisierung: Zufällige Einordnung der Versuchspersonen in Experimental- und Kontrollgruppe Jacob, Untersuchungsdesigns 4

5 3.2 Doppel-Blind-Messungen Vermeidung/Kontrolle von Placebo- und Versuchsleitereffekten 4. Vorher- und Nachhermessung der Zielgröße Interne Validität: Variation der abhängigen Variablen ist nachweislich auf den gesetzten Stimulus zurückzuführen Externe Validität: Generalisierungsfähigkeit der Ergebnisse auf andere Personengruppen Jacob, Untersuchungsdesigns 5

6 Andere Studiendesigns Mangelnde Generalisierungsfähigkeit von Experimenten Keine Stimuluskontrolle durch Versuchsleiter Feld- oder Quasi-Experimente: Setzung von Stimuli durch Politik oder Wirtschaft Ex-Post-Facto-Design: Setzung von Stimuli weitgehend ungesteuert durch die Versuchspersonen selbst Der Isolierung und Messung kausal wirksamer Faktoren kommt bei Studiendesigns unter Feldbedingungen eine besondere Bedeutung zu. Probleme: 1. Das Problem der Varianz der unabhängigen Variablen 2. Das Problem der kausalen Reihenfolge von Variablen 3. Das Problem der Kontrolle von Drittfaktoren Jacob, Untersuchungsdesigns 6

7 Querschnitt oder Längsschnitt? Querschnittuntersuchung: Untersuchung zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. in einem begrenzten Zeitraum. Querschnittbefragung, Korrelationsstudie Längsschnittuntersuchung: Untersuchungsarten, bei denen in der gleichen Grundgesamtheit zu mindestens zwei Zeitpunkten Daten erhoben werden. Längsschnittuntersuchungen dienen der Erstellung von Zeitreihen und der Prognose von Trends. Replikative Surveys, Kohortenstudien, Panel-Studien Jacob, Untersuchungsdesigns 7

8 Kohortenstudie: Eine (wie auch immer definierte) Studienpopulation (=Kohorte) wird während einer bestimmten Periode beobachtet, etwa hinsichtlich einer bestimmten Exposition. Vorteil: Liefert die besten Informationen über Krankheitsursachen Exakte Dosis-Messungen sind möglich Einfaches Design Nachteil: Extrem hoher Aufwand Hohe Kosten Lange Laufzeiten Jacob, Untersuchungsdesigns 8

9 Panel-Untersuchung Einmal ausgewählte Personen werden in bestimmten Abständen mit einem (zumindest in Teilen) unveränderten Fragebogen immer wieder befragt. Probleme: 1. Im Zeitverlauf Bedeutungsverschiebungen der im Fragebogen verwendeten Begriffe. 2. Panel-Mortalität 3. Panel-Effekte 4. Hohe Kosten Jacob, Untersuchungsdesigns 9

10 Trendanalysen bzw. Replikative Surveys Wiederholungsbefragungen. Anders als bei einem Panel werden hier nicht immer gleiche Personengruppen befragt, sondern nur wiederholt Stichproben aus der gleichen Grundgesamtheit gezogen. Durch Wiederholung der Befragung kann jede Querschnittbefragung in einen replikativen Survey umgewandelt werden. Probleme: 1. Keine Analyse von sog. Nettoveränderungen (individuelle Veränderungen) möglich 2. Bedeutungsverschiebungen 3. Struktureller Wandel der Grundgesamtheit Jacob, Untersuchungsdesigns 10

11 Fall-Kontroll-Studie Kranke (Fälle) werden mit einer Gruppe von Nicht-Erkrankten (Kontrollen) hinsichtlich der zeitlich vorangegangenen Exposition durch einen Risikofaktor verglichen. Vorteil: Kurze Studiendauer Kostengünstig Gut geeignet für Untersuchungen seltener Krankheiten und Krankheiten mit langer Latenzzeit Nachteil: Risikoquantifizierung schwer möglich Retrospektive Expositionsanamnese Vergleichbarkeit von Fällen und Kontrollen oft problematisch Jacob, Untersuchungsdesigns 11

12 Querschnitt, Survey-Design Gleichzeitige Erhebung von abhängigen und unabhängigen Variablen Vorteil: Einfaches Design Kurze Laufzeit Kostengünstig Nachteil: Risikoquantifizierung schwer möglich Retrospektive Expositionsanamnese Ökologische Studien: Korrelationsstudien Basis: Populationen, keine Individuen Aggregatdatenanalyse. Problem: Ökologischer Fehlschluss Jacob, Untersuchungsdesigns 12

13 Querschnittuntersuchung Erhebungsjahr: 1990 Unterschiede zwischen Altersklassen? Replikativer Survey, Trendstudie Erhebungsjahre: 1990, 2000 Unterschiede zwischen gleichen Altersklassen verschiedener Generation? Kohortenstudie Erhebungsjahre: 1990, 2000 Zeitlich bedingte Unterschiede in gleichen Kohorten Panelstudie Erhebungsjahre: 1990, 2000 Nettoveränderungen in gleichen Kohorten Jacob, Untersuchungsdesigns 13