Biometrie f

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Biometriefür Studierende der Veterinärmedizin

• Helmut Küchenhoff, Christian Heumann
• Wintersemester 2006/07

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Termin Do 13 -15 Uhr Homepage http//www.stat
.uni-muenchen.de/helmut/Übung Jede 4. Stunde
Schein Klausur
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Literatur

• Fahrmeir, L., Künstler, R., Pigeot, I., Tutz, G.
  (2004). Statistik.
• Der Weg zur Datenanalyse. Springer.
• Kreienbrock, L. und Schach, S. (2000).
  Epidemiologische
• Methoden (3. Aufl.) Spektrum, Heidelberg.
• Lorenz, R. (1996). Grundbegriffe der Biometrie
  (4. Aufl.).
• Fischer, Stuttgart.
• Petrie, A. and Watson, P. (1999). Statistics for
  Animal Science.
• Blackwell, Oxford.
• Rosner, B. (2000). Fundamentals of Biostatistics.
  Duxbury.

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Literatur (2)

• Kreienbrock, L., Metzler, S., Berke, O. .
• Grundlagen der verinärmedizinischen Biometrie und
  Epidemiologie (Biomathematik)
• Inhalte der Vorlesung WS 2004/05
• Schriftenreihe des Instituts für
  Biometrie,Epidemiologie und Informationsverarbeitu
  ng der Tierärztlichen Hochschule Hannover

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Definition Biometrie

• griechisch Bio Leben und Metron Maß
• Angewandte Statistik und Mathematik in den
  Biologie, Human - und Veterinärmedizin,
  Landwirtschaft und verwandten Wissenschaften
• Ziel ist die Beschreibung, Modellierung und
  Beurteilung biologischer Daten und Phänomene
• Begriff (neue Biometrie, biometrische
  Merkmale) leider auch verwendet für die
  Methodik zur Identifizierung von Menschen anhand
  bestimmter Merkmale

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Wasserversorgung von Mastenten

• Doktorarbeit von Felix Remy ( Institut für
  Tierschutz, Verhaltenskunde und Tierhygiene, LMU)
  
• Fragestellung
• Welche Form der Trinkwasserversorgung von
  Mastenten ist tierartgerecht?
• Haben unterschiedliche Tränkeformen einen
  Einfluss auf Blutparameter, Sauberkeit und
  Zustand des Gefieders der Tiere?
• Versuchsaufbau
• 12 identische Stallabteile (eingeteilt in
  Tränkebereich und Einstreubereich) jeweils mit
  87 Tieren bestückt.
• Jedes Abteil mit einer Tränkevariante
  ausgestattet.
• Insgesamt 4 Tränkevarianten bei 12 Abteilen also
  mit 3 Wiederholungen.

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Wasserversorgung von Mastenten (2)

• Datenerfassung
• Anzahl Tiere, die Trinken über 24h
• Anzahl Tiere mit Badeverhalten über 24h etc.
• Blut-/ Beurteilungsparametern von 10
  Tieren/Abteil
•  
• SPSS - Daten
• Ergebnisse
• Es gibt keine nachweisbaren Einflüsse der
  Tränkeform auf die Blutparametern.
• Die Tränkeform hat aber einen nachweisbaren
  Einfluss auf Sauberkeit und Zustand des
  Gefieders.

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EKG bei Leguanen

• Doktorarbeit von Miriam Dahhan, Institut für
  Zoologie,
• Fischereibiologie und Fischkrankheiten, LMU
• Fragestellung
• Welche Werte ergeben sich im Durchschnitt für
  Herzfrequenz und andere Größen im EKG (z.B.
  RT-Intervall, RT-Strecke, P-Höhe etc.)
• Haben Gewicht, Geschlecht, Temperatur oder
  Narkose Einfluss auf diese Größen?
• Daten
• 40 Tiere wurden elektrokardiographisch
  untersucht
• Zeiten, Amplituden und Frequenzen
• Körpertemperatur, Geschlecht, Gewicht und die
  Größe
• Blutuntersuchung.
• Zusätzlich 15 Tiere unter Narkose

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EKG bei Leguanen (2)

• Ergebnisse
• Es gibt nachweisbare Zusammenhänge von
  Temperatur und Gewicht mit den EKG Parametern
• Narkose und Geschlecht haben überwiegend keinen
  nachweisbaren Effekt auf die Parameter des EKG

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Salmonellen-Lebendimpfstoff bei Saugferkeln

• Fragestellung
• Untersuchung auf Verträglichkeit, Wirksamkeit und
  Unbedenklichkeit eines Salmonella Typhimurium
  Lebendimpfstoffes in oraler Form bei Saugferkeln
• 4 Gruppen von ca 60 Tieren mit verschiedenen
  Dosiswerten (10fach, Kontrolle, normale Dosis,
  Kontrolle)
• Doktorarbeit von Matthias Eddicks (Klinik für
  Schweine, LMU)

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Fleischproben vom Schlachthof und aus dem
Supermarkt

• Fragestellung
• Weisen Fleischproben aus dem Supermarkt oder vom
  Schlachthof öfter Keime auf? (6 unterschiedliche
  Keime werden untersucht)
• Gibt es Unterschiede zwischen den Fleischproben
  aus Supermarkt und Schlachthof bei den
  Antibiotikaresistenzen?
• Je 500 Proben (je 250 Schweinefleisch, je 250
  Hähnchenfleisch)
• Doktorarbeit von Sabine Huther (Tierhygiene TUM)

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Eier aus ökologischen und konventionellen
Betrieben

• Fragestellung
• Weisen Eier, die von ökologischen oder
  konventionellen Betrieben kommen, öfter Keime
  auf? (6 unterschiedliche Keime werden untersucht)
• Gibt es Unterschiede zwischen Eiern aus
  ökologischen und konventionellen Betrieben bei
  den Antibiotikaresistenzen?
• Je 10 Höfe mit je 4 Probezeitpunkten je 10 Eier
  (zusammengerührt getestet)
• Doktorarbeit von Eva Maria Schmied (Tierhygiene,
  TUM)

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Rolle der Statistik in den Beispielen

• Planung der Untersuchung
• Datenaufbereitung
• Darstellung der Ergebnisse
• Bewertung der Ergebnisse
• Was bedeutet nachweisbarer Effekt ?
• Statistische Signifikanz ???

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Wozu Statistik ?

• Es genügt nicht einen Leguan zu untersuchen, um
  Normwerte festzulegen
• Es genügt nicht, 2 Enten bei zwei Tränken zu
  vergleichen
• Es genügt nicht, je 1 Probe aus einem Supermarkt
  und eine 1 Probe aus dem Schlachthof zu
  entnehmen
• Es genügt nicht, ein Medikament an einem Tier zu
  prüfen

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Biologische Variabilität

• In der belebten Natur gibt es viele Phänomene,
  die im Einzelfall nicht vorhersehbar sind.
• Verschiedene Menschen und Tiere reagieren
  verschieden, haben verschiedene Eigenschaften
  etc.
• Unter exakt gleichen Haltungsbedingungen werden
  manche Tiere krank, manche bleiben gesund.
• Manche Individuen reagieren auf ein Medikament,
  manche nicht.

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Biologische Variabilität (2)

• Einerseits
• Besonderer Reiz von Phänomenen in der belebten
  Natur
• Weiterentwicklung ohne natürliche Variabilität
  nicht möglich
• Andererseits
• Erkenntnisse zu gewinnen ist wesentlich
  schwieriger
• Wirkungsmechanismen häufig nicht deterministisch
• Absolute Sicherheit bei Prognosen in Einzelfällen
  oft unmöglich

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Modell für biologische Variabilität
Wahrscheinlichkeitsrechnung

• Aussagen der Form
• Die Heilungschance ist mit Medikament A höher
  als mit Medikament B
• Nebenwirkungen des Medikaments treten in 1 von
  1000 Fällen auf
• Die Herzfrequenz ist bei schweren Leguanen im
  Durchschnitt höher
• Die Herzfrequenz von gesunden Leguanen liegt mit
  einer Wahrscheinlichkeit von 99 unter dem Wert
  x

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Statistik

• Statistics is a body of methods for making wise
  decisions in the face of uncertainty (W.A.
  Wallis , A.V. Roberts)
• Unsicheres Wissen Wissen über die Unsicherheit
  
• Praktikables Wissen (U. Mansmann)
• Statistisches Denken wird eines Tages für mündige
  Staatsbürger ebenso wichtig sein wie die
  Fähigkeit zu lesen und zu schreiben (H.G. Wells)
• Glaube keiner Statistik, die du nicht nicht
  selbst gefälscht hast
• (nicht von W. Churchill)

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Statistik für Tierärztinnen und Tierärzte ??

• Umgang mit Unsicherheit (biologischer
  Variabilität) in der täglichen Praxis
• Wesentliches Instrument zum Erkenntnisgewinn in
  der Veterinärmedizin
• Durchführen von eigenen wissenschaftlichen
  Studien (Dr-Arbeit)
• Beurteilung und Bewertung von veterinärmedizinisch
  en Studien
• Umgang mit Statistiken

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Teilgebiete der Statistik (1)

• Deskriptive Statistik Effiziente Beschreibung
  von Daten durch Kennzahlen und Graphiken
• Verwendet keine Wahrscheinlichkeitsrechnung
• Kann wichtige Erkenntnisse liefern
• Beschreibung der biologischen Variabilität in dem
  jeweiligen Datensatz
• Wird häufig unterschätzt bezüglich Aussagekraft
  und Schwierigkeitsgrad

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Teilgebiete der Statistik (2)

• Induktive Statistik Schlussfolgerung aufgrund
  von Daten durch Verwendung von Modellen mit
  zufälligen Komponenten
• Einfache Vergleichstests (Signifikanz)
• Komplexe Modelle aufgrund von substanzwissenschaft
  lichen Überlegungen
• Soll biologische Variabilität durch hinreichend
  viele Daten und Modellbildung von den Effekten
  trennen
• Adäquate Einbeziehung von möglichen Störfaktoren
• Setzt sorgfältige Versuchsplanung bzw.
  Datenerhebung voraus

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Epidemiologie

• Epidemiologie ist die Wissenschaft der Verteilung
  von Krankheiten und hat zum Ziel Faktoren, die
  diese Verteilung beeinflussen herauszufinden
• Aktuell Infektionsepidemiologie (Vogelgrippe)
• Deskriptive Epidemiologie (Krebsatlas)
• Modelle zur Auffindung von Risikofaktoren
• Genetische Epidemiologie Zusammenhang zwischen
  genetischen Eigenschaften und Krankheiten

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Gliederung(1.Teil)

1. Einführung Statistik in der Tiermedizin
2. Wahrscheinlichkeitsbegriff
3. Elementare Wahrscheinlichkeitsrechnung
4. Zufallsgrößen und Verteilungen
5. Epidemiologische Grundbegriffe
6. Messung, Skalen Gütekriterien
7. Deskriptive Statistik Kennwerte
8. Graphische Darstellung von Daten