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Experiment vs. Beobachtungsstudie
Randomisiertes, kontrolliertes Experiment
Ursache und Wirkung
2Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken
Ursache und Wirkung
3Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
Ursache und Wirkung
4Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
Ursache und Wirkung
5Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
Ursache und Wirkung
6Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
?
Ursache und Wirkung
7Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
Ursache und Wirkung
8Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
Ursache und Wirkung
9Markus Kalisch, ETH Zurich
Opfer durch Ertrinken Eisverkauf
10Markus Kalisch, ETH Zurich
Kausaler Zusammenhang≠
Assoziation
Wie findet man Kausalzusammenhaenge?
11Markus Kalisch, ETH Zurich
Wie findet man Kausalzusammenhaenge?
12Markus Kalisch, ETH Zurich
Randomisiertes, kontrolliertes Experiment
Kausaleffekt finden
13Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
?
Kausaleffekt finden
14Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Kausaleffekt finden
15Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Kausaleffekt finden
16Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Kausaleffekt finden
17Markus Kalisch, ETH Zurich
Duenger besser als kein Duenger?
Keine Ahnung!
Wie viele rote Blumen haette es ohne Duenger gegeben?
Brauchen eine Kontrollgruppe
Experiment
Kausaleffekt finden
18Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Behandlungsgruppe Kontrollgruppe
Kausaleffekt finden
19Markus Kalisch, ETH Zurich
Zwei Gruppen von Feldern in allem gleich(Bodenqualitaet, Wasser, Sonnenlicht, …)
Experiment
Kausaleffekt finden
20Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Zwei Gruppen von Feldern in allem gleich: (Bodenqualitaet, Wasser, Sonnenlicht, …)Praxis: Zufaellige Zuordnung der Felder
Kausaleffekt finden
21Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Kausaleffekt finden
22Markus Kalisch, ETH Zurich
Ergebnis ist wegen Duenger,weil alles andere gleich war
Experiment
Manchmal sind randomisierte, kontrollierteExperimente nicht machbar zu teuer, zu zeitaufwaendig (Genexpressionsdaten) unethisch, nicht machbar (HIV Behandlung, Rauchen)
23Markus Kalisch, ETH Zurich
Falls Experiment nicht machbar…
24Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
25Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
26Markus Kalisch, ETH Zurich
Es ist nicht garantiert, dass beide Gruppenin allen Aspekten gleich sind
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
27Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
28Markus Kalisch, ETH Zurich
Ist das Ergebnis wegen Duenger?Keine Ahnung!
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
29Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
… mache Beobachtungen.
30Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
Besser: Vergleiche Bauern, die in moeglichst vielenPunkten uebereinstimmen.
31Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
Aber: Wir koennen nie sicher sein, dass es nicht dochnoch irgendwelche relevanten Unterschiede zwischenden Gruppen gibt.
32Markus Kalisch, ETH Zurich
Beobachtungsstudie
Zusammenfassung
Randomisierte, kontrollierte Experiment: BesteMoeglichkeit, Daten zu sammeln (“Goldstandard”)
Beobachtungsstudie: Man muss skeptisch sein – kamder Effekt (viele schoene Blumen) durch die Behandlung(Duenger), oder durch einen Umstand, der in beidenGruppen unterschiedlich war (Luftqualitaet)?
33Markus Kalisch, ETH Zurich
1954: Potenzieller Impfstoff gegen Polio Randomisiertes, kontrolliertes Experiment bei Kindern in 1.
bis 3. Schulklasse[http://www.stat.luc.edu/StatisticsfortheSciences/MeierPolio.htm]
Beispiel: Das groesste medizinische Experiment aller Zeiten
34Markus Kalisch, ETH Zurich
Anzahl Kinder Polio bekommenBehandlung 200.000 56Kontrolle 200.000 142Verweigert 350.000 92
Beispiel: Polio Impfstoff
1954: Potenzieller Impfstoff gegen Polio Randomisiertes, kontrolliertes Experiment bei Kindern in 1.
bis 3. Schulklasse
35Markus Kalisch, ETH Zurich
Anzahl Kinder Polio bekommenBehandlung 200.000 56Kontrolle 200.000 142Verweigert 350.000 92
Kontrollgruppe hatte mehr Polio-Faelle: Koennte das Zufall sein?
Beispiel: Polio Impfstoff
1954: Potenzieller Impfstoff gegen Polio Randomisiertes, kontrolliertes Experiment bei Kindern in 1.
bis 3. Schulklasse
36Markus Kalisch, ETH Zurich
Anzahl Kinder Polio bekommenBehandlung 200.000 56Kontrolle 200.000 142Verweigert 350.000 92
Kontrollgruppe hatte mehr Polio-Faelle: Koennte das Zufall sein?
KAUM: p-Wert = 0.000000001 (diesen Test haben wir nicht besprochen)
Beispiel: Leberzirrhose – Shunt (Blutumleitung)
Bringt die riskante Operation einen Vorteil? 51 klinische Studien untersucht: “Bringt die Operation
einen Vorteil?”
37Markus Kalisch, ETH Zurich
Ja, sehr Etwas NeinKeine Kontrollgruppe 24 7 1Kontrollgruppe, nicht randomisiert
10 3 3
Kontrollgruppe,randomisiert
0 1 3
Problem: Gesuendere Patienten werden eher operiert
38Markus Kalisch, ETH Zurich
Problem: Gesuendere Patienten werden eher operiert
39Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Randomisiert, kontrolliert Nicht randomisiert, kontrolliert
Problem: Gesuendere Patienten werden eher operiert
40Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Randomisiert, kontrolliert Nicht randomisiert, kontrolliert
Alle Patienten
Geeignet Ungeeignet
OP-Gruppe Kontroll-Gruppe
Problem: Gesuendere Patienten werden eher operiert
41Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Randomisiert, kontrolliert Nicht randomisiert, kontrolliert
Alle Patienten Alle Patienten
Geeignet UngeeignetGesuender Kraenker
OP-Gruppe Kontroll-Gruppe OP-Gruppe Kontroll-Gruppe
Problem: Gesuendere Patienten werden eher operiert
42Markus Kalisch, ETH Zurich
Experiment
Randomisiert, kontrolliert Nicht randomisiert, kontrolliert
Alle Patienten Alle Patienten
Geeignet UngeeignetGesuender Kraenker
OP-Gruppe Kontroll-Gruppe OP-Gruppe Kontroll-Gruppe
Gesuendere Patienten in der OP-Gruppe !
Goldstandard in der Medizin:
Randomisiertes, kontrolliertes, doppelblindes Experiment mitPlacebo
43Markus Kalisch, ETH Zurich
• Placebo: Medikamentenattrappe ohne WirkstoffPlacebo hat einen starken Effekt!
(J.A. Turner et.al., “The importance of placebo effects in pain treatment and research”,Journal of the American Medical Association, Vol. 271 (1994), pp. 1609 – 14)
• Doppelblind: Weder Patient noch Arzt weiss, ob er das Placebo oder das
wirkliche Medikament erhaelt / verabreicht.(Nur Leiter der Studie weiss das.)
