Versuchsplanung at Universität Freiburg im Breisgau

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andere Verfahren zum Umgang mit fehlenden Werten

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interne Validität

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Formen der Interaktion

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Treatmentrealisierung: Stufen

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Experimentelle Designs: was ist es, wie durchgeführt, consort statement

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Bedrohungen der Beurteilung eines Zusammenhangs

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Lösungsansätze zur Kontrolle von Störvariablen

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Möglichkeiten zur Verbesserung eines Designs ohne Kontrollgruppe

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Über welche Faktoren Urteilt die Ethikkomission?

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Verweigerung eines möglicherweise effektiven Treatments + Lösungen

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Quasi-experimentelle Designs

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Probleme bei der Interpretation von Kaualität

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Versuchsplanung

andere Verfahren zum Umgang mit fehlenden Werten

  • regression imputation
  • Expectation-Maximization-Algorithmus
  • mulitple Imputation

Versuchsplanung

interne Validität

  • gibt es einen Zusammenhang zwischen uV und aV?
  • interne Validität ist gegeben, wenn man möglcihst viele (alle Alternativerklärungen ausschließen kann
  • Cook & Campell: THIS MESS
    • 1. testing
    • 2. history
    • 3. instrumentation
    • 4. statistical regression
    • 5. maturation
    • 6. experimental mortality
    • 7. selection
    • 8. selection-maturation Zusammenwirkung
    • 9. Zeitliche Reihenfolge

Versuchsplanung

Formen der Interaktion

1. ordinale Interaktion -> beide Haupteffekte sind interpretierbar

2. hybride Interaktion -> nur einer der beiden Haupteffekte ist interpretierbar

3. disordinale Interaktion -> keiner der beiden Haupteffekte ist interpretierbar


Versuchsplanung

Treatmentrealisierung: Stufen

  • Zustellung/Bereitstellung des Treatments
  • Entgegennahme des Treatments
  • Einhaltung des Treatments

Versuchsplanung

Experimentelle Designs: was ist es, wie durchgeführt, consort statement

  • Synonym: Randomisierte Studien
  • "gold standard"
  • Vorsicht: Zufalllszahlen per Computer nicht immer zufällig
  • Wichtigstes Kriterium: Gleichwahrscheinliche Zuordnung von Einheiten zu den Stufen der uV. Nur dann ist gewährleistet, dass die Unterschiede in der aV durch die Unterschiede in der uV bewirkt werden.


Das consort-statement:

  • gibt eine Bewertungsgrundlage und somit auch einen Leitfaden für experimentelle Designs mit Kontrollgruppen
  • besteht aus Checkliste und Flussdiagramm
  • Merkmale aus den Bereichen: Einschlusskriterien für Probanden, Zielbestimmung der Studie, Fallzahlbestimmung, statistische Methoden, Rekrutierung, Randomisierung, etc.
  • Randomisierung im consort-Statement:
    • Erzeugung der Behandlungsfolge -> Generierung einer zufälligen Zuteilung
    • Geheimhaltung der Behandlungsfolge -> Durchführung der Zuteilung
    • Durchführung -> wer führt die Zuteilung durch


Problem: In manchen Forschungsbereichen ist eine klare Aufteilung und zufällige Zuordnung zu den verschiedenen Treatmentbedingungen nicht oder nur schwer möglich 

-> Gefahr der Treatmentdiffusion: KG und EG verschwimmen und sind nicht mehr streng getrennt

Versuchsplanung

Bedrohungen der Beurteilung eines Zusammenhangs

1. mangelnde Reliabilität in Primärstudien

2. Reduktion der Effektgrößen durch Deckeneffekte / Bodeneffekte / Varianzeinschränkungen in den aV einzelnder Studien

3. Fehlende Effektgrößenangabe in Primärstudie

4. unreliable Kodierung der Studien in der Meta-Analyse

5. Capitalization of Chance

6. Bias in der Auswahl von effekten für die Meta-Analyse

7. Publication bias / file-drawer problem

8. fehlerhafte Berechnung von Effektgrößen: insb. wenn Daten fehlen und approximiert werden

9. statistische Unabhängigkeit ist nicht gegeben

10. fehlende Gewichtung nach Stichprobengröße

11. ungenau, nicht-informative Homogenitätstests

12. es wird von festen Effekten ausgegangen und im ALM  mit diesen gerechnet (oft sind die Voraussetzungen nicht zu gewährleisten)

13. zu geringe Testpower

Versuchsplanung

Lösungsansätze zur Kontrolle von Störvariablen

Konstanthalten: Die Störvariable wird für alle Stufen (Ausprägungen) der uV konstant gehalten 

Problem: manchmal nicht durchführbar und auch nicht wünschenswert


zufällige und gleichmäßige Verteilung der Störvariablen: Durch randomisierte Zuweisung der Probanden zu den Untersuchungsbedingugnen sind die unterschiedlichen Stufen der Störvariable zufällig auf die Stufen der uV verteilt.

Voraussetzung ist hierbei ein ausreichend großes N an Probanden.


Störvariable als uV in das Experiment einbeziehen: Wenn der Einfluss der Störvariablen bekannt ist, können diese als weitere Faktoren (sogenannte Kovariaten) in der statistischen Auswertung berücksichtigt werden.

Versuchsplanung

Möglichkeiten zur Verbesserung eines Designs ohne Kontrollgruppe

  • Vorhersage per Regression
    • Vorhersage der erwarteten Post-Werte
    • Analyse der Differenz zwischen erwarteten und erhobenen Daten
    • Probleme:
      • Ohne Kenntnisse aller relevanten Prädiktoren keine akkurate Vorhersage möglich
      • History, Testeffekte
  • Vergleich mit Normwerten
    • Probleme:
      • Selektionsbias
      • Alter der Daten -> history
      • Regressionsbias
      • Testeffekte (falls Prätest in der Behandlungsgruppe)
      • Instrumentierung
      • Reifung
  • Vergleiche mit sekundären Daten aus anderen Quellen
    • Probleme: 
      • Zweck der erhobenen DAten
      • Alter der Daten
      • Vollständigkeit

Versuchsplanung

Über welche Faktoren Urteilt die Ethikkomission?

  • Rahmenbedingungen des Vorhabens
  • Gegenstand und Verfahren des Vorhabens
  • Informierung der Untersuchten (Informationstext)
  • Datenschutz
  • Erklärung der Bereitschaft
  • Verweigerung eines möglicherweise effektiven Treatments

Versuchsplanung

Verweigerung eines möglicherweise effektiven Treatments + Lösungen

Was kann getan werden, falls eine Verweigerung des Treatments nicht möglich oder ethisch vertretbar ist?

  • Dosis-Wirkungs-Designs
  • Treatmentangebot für alle Teilnehmenden
  • "treatment-on-demand" Kontrolle

Versuchsplanung

Quasi-experimentelle Designs

  • keine randomisierte Zuordnung der Untersuchungseinheiten
  • aber die Ursache ist manipulierbar und liegt zeitlich vor dem Effekt
  • somit kann die Kausalität im interventionistischen Sinne überprüft werden
  • Zuordnung durch: Selbstselektion, vorgegebene Einheiten

Problem:

es entstehen systematische Unterschiede zwischen EG und KG (auch zwischen verschiedenen EG)

-> Einschränkung der Validität der Studie


Möglichkeiten der statistischen Kontrolle dieses Störfaktors: 

- Bildung einer geeigneten KG (matched pairs)

- Kovarianzanalyse

Versuchsplanung

Probleme bei der Interpretation von Kaualität

Problem: viele Studien, beispielsweise Korrelationsstudien, erlauben keine Aussagen über die Richtung oder das Vorhandensein eines kausalen Zusammenhangs zwischen zwei (oder mehreren) Variablen.


Störvariablen: eine konfundierte Variable (Störvariable) steht in einem systematischen Zusammenhang mit der unabhängigen Variable und der abhängigen Variable. Somit wird eine Veränderung in der Störvariablen immer von einer Veränderung der unabhängigen Variablen begleitet.


Beeinflussbare und nicht-beeinflussbare Ursachen:

beeinflussbare Ursachen können im Rahmen eines Experiments kontrolliert werden.

Problem: die Effekte nicht manipulierbarer Ursachen sind schwer zu belegen, da hier die Durchführung eines Experiments nicht möglich ist. Daher ist ein kontrafaktischer Vergleich von hoher Qualität schwierig. Somit ist die Aussagekraft dieser Studien eingeschränkt.

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