Statistik der evidenzbasierten Praxis: Übungsaufgaben mit Schritt-für-Schritt-Lösungen

Auch genannt: Sensitivität und Spezifität · Epidemiologie

Kostenlose Übungsaufgaben zu Statistik der evidenzbasierten Praxis mit Skizzen, Tipps und vollständigen Musterlösungen. Jedes Mal neue Werte, in drei Stufen: Vierfeldertafeln, Prävalenz und Inzidenz, Likelihood-Ratios, Risikomaße und Raten, prädiktive Werte, Nachtestwahrscheinlichkeit und NNT.

Kostenlose ÜbungsaufgabeLeicht
01 JahrN = 11 500Fälle: 348neue Fälle: 74CI = ?

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Eine Stadt hat 11 500 Einwohner. Zu Jahresbeginn haben 348 von ihnen eine chronische Erkrankung. Im Laufe des Jahres werden 74 weitere Personen neu diagnostiziert (nimm an, dass niemand wegzieht oder stirbt). Bestimme die kumulative Inzidenz CI über das Jahr pro 1000 Personen unter Risiko. Runde auf eine Nachkommastelle.

N = 11 500bestehende Fälle = 348neue Fälle = 74
pro 1000
Nächste Aufgabe →

Was du übst

  1. LeichtVierfeldertafeln, Prävalenz und Inzidenz
  2. MittelLikelihood-Ratios, Risikomaße und Raten
  3. Schwerprädiktive Werte, Nachtestwahrscheinlichkeit und NNT

So löst du Aufgaben zu Statistik der evidenzbasierten Praxis

  1. Zeichne die Vierfeldertafel und beschrifte a, b, c und d, bevor du rechnest.
  2. Lies Sensitivität und Spezifität spaltenweise ab, prädiktive Werte zeilenweise.
  3. Stell dir bei einer anderen Prävalenz 10 000 Personen vor und fülle die Tafel mit Se, Sp und der Prävalenz.
  4. Rechne bei einer Likelihood-Ratio die Wahrscheinlichkeit in Odds um, multipliziere und rechne zurück.
  5. Bestimme bei einer Studie zuerst EER und CER; dann RR = EER/CER, ARR = CER − EER und NNT = 1/ARR aufgerundet.

Häufige Fehler

  • Sensitivität und positiven prädiktiven Wert zu verwechseln.
  • Anzunehmen, dass der PPV bei einer anderen Prävalenz gleich bleibt.
  • Eine Wahrscheinlichkeit statt der Odds mit einer Likelihood-Ratio zu multiplizieren.
  • Die NNT abzurunden oder aus der RRR zu berechnen.
  • Ein relatives Risiko aus einer Fall-Kontroll-Studie zu berechnen.

Wichtige Formeln

Sensitivität und Spezifität
Se = a/(a + c), Sp = d/(b + d)
Prädiktive Werte
PPV = a/(a + b), NPV = d/(c + d)
Genauigkeit
(a + d)/n
Likelihood-Ratios
LR+ = Se/(1 − Sp), LR− = (1 − Se)/Sp
PPV bei Prävalenz p
Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))
Odds
Odds = p/(1 − p); p = Odds/(1 + Odds); Nachtest-Odds = Vortest-Odds × LR
Risikomaße
RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER
Number needed to treat
NNT = 1/ARR, aufgerundet; NNH = 1/(EER − CER)
Odds Ratio
OR = ad/(bc)
Inzidenzrate
neue Fälle / Personenzeit

Statistik der evidenzbasierten Praxis von Grund auf lernen

Davor: Wahrscheinlichkeit

1Zahlen hinter klinischen Entscheidungen

Evidenzbasierte Praxis bedeutet, Forschungsergebnisse für Entscheidungen in der Versorgung zu nutzen. Um eine Studie zu lesen, brauchst du einen kleinen Satz von Zahlen: wie gut ein Test ist, wie häufig eine Erkrankung ist und wie stark eine Behandlung das Risiko verändert.

Fast alle stammen aus einer Vierfeldertafel: zwei Gruppen in den Zeilen und zwei Ergebnisse in den Spalten. Sobald du weißt, wo a, b, c und d stehen, ist jede Formel ein einfacher Bruch.

2Diagnostische Tests

Trage das Testergebnis in die Zeilen und den wahren Krankheitsstatus (vom Referenzstandard) in die Spalten ein: a = richtig positiv, b = falsch positiv, c = falsch negativ, d = richtig negativ.

  • Sensitivität = a/(a + c): Von den Erkrankten der Anteil, der positiv testet.
  • Spezifität = d/(b + d): Von den Nichterkrankten der Anteil, der negativ testet.
  • PPV = a/(a + b): Von den positiven Tests der Anteil, der wirklich krank ist.
  • NPV = d/(c + d): Von den negativen Tests der Anteil, der wirklich gesund ist.

Sensitivität und Spezifität betrachten die Spalten; prädiktive Werte betrachten die Zeilen.

LR+ = Se/(1 − Sp) LR− = (1 − Se)/Sp
Selbsttest Von 100 Personen mit einer Erkrankung testen 90 positiv. Von 900 Personen ohne sie testen 45 positiv. Wie hoch ist die Spezifität?
  1. 5%
  2. 67%
  3. 90%
  4. 95%

Antwort: 95%. Die gesunde Gruppe hat 900 Personen, von denen 900 − 45 = 855 negativ testen: 855/900 = 95 %. 90 % ist die Sensitivität. 67 % ist der PPV, 90/135.

3Prävalenz und prädiktive Werte

Die Prävalenz ist der Anteil einer Population, der zu einem Zeitpunkt eine Erkrankung hat. Die Inzidenz zählt neue Fälle unter den Personen unter Risiko über einen Zeitraum oder pro Personenzeit (zum Beispiel pro 1000 Personenjahre).

Sensitivität und Spezifität gehören zum Test. Prädiktive Werte hängen auch von der Prävalenz ab: Ein guter Test, der dort eingesetzt wird, wo eine Erkrankung selten ist, liefert viele falsch Positive.

PPV = Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))

Am schnellsten siehst du das, wenn du dir 10 000 Personen vorstellst. Bei einer Prävalenz von 1 % sind 100 krank; ein Test mit 90 % Sensitivität findet 90 von ihnen. Bei 95 % Spezifität testen auch 5 % der 9900 Gesunden positiv: 495 falsch Positive. Der PPV beträgt also 90/585, nur etwa 15 %.

Likelihood-Ratios aktualisieren eine Wahrscheinlichkeit über Odds: Odds = p/(1 − p), Nachtest-Odds = Vortest-Odds × LR und Wahrscheinlichkeit = Odds/(1 + Odds).

Selbsttest Eine Vortestwahrscheinlichkeit beträgt 20 %, und ein positiver Test hat LR+ = 4. Wie hoch ist die Nachtestwahrscheinlichkeit?
  1. 100%
  2. 25%
  3. 50%
  4. 80%

Antwort: 50%. Vortest-Odds: 0,2/0,8 = 0,25. Nachtest-Odds: 0,25 × 4 = 1. Wahrscheinlichkeit: 1/(1 + 1) = 50 %. Die Wahrscheinlichkeit mit 4 zu multiplizieren (80 %) überspringt die Odds.

4Behandlungseffekte: RR, ARR und NNT

In einer Studie ist die Ereignisrate in der behandelten Gruppe EER und in der Kontrollgruppe CER.

  • Relatives Risiko RR = EER/CER.
  • Absolute Risikoreduktion ARR = CER − EER.
  • Relative Risikoreduktion RRR = ARR/CER = 1 − RR.
  • Number needed to treat NNT = 1/ARR, immer auf einen ganzen Patienten aufgerundet. Für Schaden gilt NNH = 1/(EER − CER).

In einer Fall-Kontroll-Studie wählt der Forscher, wie viele Fälle und Kontrollen aufgenommen werden, daher lassen sich Risiken nicht berechnen. Verwende stattdessen die Odds Ratio OR = ad/(bc).

Dieselbe RRR ergibt eine viel größere NNT, wenn das Ausgangsrisiko niedrig ist: Eine Senkung eines Risikos von 2 % um 25 % ist eine ARR von 0,5 %, eine NNT von 200.

5Ein durchgerechnetes Beispiel

Verfolge jeden Schritt und sage den nächsten voraus, bevor du ihn öffnest. Alle Werte sind für die Übung erfunden.

Durchgerechnetes Beispiel

In einer Studie erleiden 30 von 400 behandelten Patienten und 50 von 400 Kontrollpatienten einen Schlaganfall. Bestimme RR, ARR, RRR und NNT.

1

Ereignisraten

EER = 30/400 = 0,075 CER = 50/400 = 0,125
2

Relative und absolute Maße

RR = 0,075/0,125 = 0,6 ARR = 0,125 − 0,075 = 0,05

RRR = 0,05/0,125 = 0,4, eine relative Reduktion von 40 %.

3

Number needed to treat

NNT = 1/0,05 = 20

Wäre das Ergebnis keine ganze Zahl, würde aufgerundet.

Antwort

RR = 0,6, ARR = 5 %, RRR = 40 % und NNT = 20: Die Behandlung von 20 Patienten verhindert etwa einen Schlaganfall.

6Häufige Fehler und Prüfungsfragen

  • Sensitivität (spaltenweise) und PPV (zeilenweise) zu verwechseln.
  • Den PPV als feste Eigenschaft des Tests zu betrachten.
  • Eine Wahrscheinlichkeit mit einer Likelihood-Ratio zu multiplizieren, ohne sie in Odds umzurechnen.
  • Die NNT abzurunden oder 1/RRR statt 1/ARR zu verwenden.
  • Ein relatives Risiko aus einer Fall-Kontroll-Studie zu berechnen.

Leicht: Sensitivität, Spezifität, PPV, NPV, Genauigkeit, Prävalenz und Inzidenz. Mittel: Likelihood-Ratios, RR, ARR, RRR, NNT und NNH, Odds Ratios und Inzidenzraten. Schwer: PPV bei anderer Prävalenz, Nachtestwahrscheinlichkeit, erwartete Anzahlen in einer gescreenten Population und NNT aus einem Ausgangsrisiko.

Selbsttest Eine Behandlung hat eine RRR von 50 %. Das Risiko ohne Behandlung beträgt 4 %. Wie hoch ist die NNT?
  1. 100
  2. 25
  3. 2
  4. 50

Antwort: 50. ARR = 0,04 × 0,5 = 0,02, also NNT = 1/0,02 = 50. 2 ist 1/RRR. 25 ist 1/0,04, allein das Kontrollrisiko.

Lerne Schritt für Schritt in der AppLerne Schritt für Schritt in der App

Beispielaufgaben

Beispiel 1Leicht
TestErkrankung vorhandenErkrankung nicht vorhandengesamtpositiv324350674abnegativ76780856cdgesamt40011301530

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein neuer Test wurde in einer Studie mit dem Referenzstandard verglichen (siehe Vierfeldertafel). Bestimme Sensitivität Se als Prozentsatz. Runde auf eine Nachkommastelle.

a = 324b = 350c = 76d = 780

Gesucht: Se (%)

Tipps anzeigen
  1. Sensitivität: Wie viele aller Erkrankten testen positiv?
  2. Se = a/(a + c).
  3. 324/400.
Antwort und Schritt-für-Schritt-Lösung anzeigen

Diagnostische Vierfeldertafel: a = richtig positiv, b = falsch positiv, c = falsch negativ, d = richtig negativ. Sensitivität = a/(a + c) (Positive unter den Erkrankten), Spezifität = d/(b + d), PPV = a/(a + b) (Erkrankte unter den positiv Getesteten), NPV = d/(c + d), Genauigkeit = (a + d)/gesamt. Prävalenz = bestehende Fälle/Population; kumulative Inzidenz = neue Fälle/Population unter Risiko.

Formel

Se = a/(a + c)

Einsetzen

Se = 324/400 = 0,81 = 81%

Antwort

Se = 81%
Beispiel 2Mittel
Ereigniskein EreignisgesamtBehandlung154456610abKontrolle277493770cd

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). In einer randomisierten Studie erhielten 610 Patienten eine neue Behandlung und 770 die Kontrollbehandlung. Die Tabelle zeigt, wie viele in jeder Gruppe das Ergebnis (ein unerwünschtes Ereignis wie ein Schlaganfall) hatten. Bestimme die absolute Risikoreduktion ARR als Prozentsatz. Runde auf eine Nachkommastelle.

Behandlung: 154/610Kontrolle: 277/770

Gesucht: ARR (%)

Tipps anzeigen
  1. Ereignisraten: EER = Ereignisse/Gesamtzahl in der Behandlungsgruppe, CER = Ereignisse/Gesamtzahl in der Kontrollgruppe.
  2. ARR = CER − EER.
  3. EER = 154/610 = 0,2525; CER = 277/770 = 0,3597.
Antwort und Schritt-für-Schritt-Lösung anzeigen

Likelihood-Ratios und Risikomaße: LR+ = Sensitivität/(1 − Spezifität), LR− = (1 − Sensitivität)/Spezifität. In einer Studie sind EER und CER die Ereignisraten mit und ohne Behandlung: RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER und NNT = 1/ARR, aufgerundet. In einer Fall-Kontroll-Studie kann nur die Odds Ratio OR = ad/(bc) verwendet werden. Eine Inzidenzrate = neue Fälle/Personenzeit.

Ereignisraten

EER = 154/610 = 0,2525
CER = 277/770 = 0,3597

Absolute Risikoreduktion

ARR = 0,3597 − 0,2525 = 0,1073 ≈ 10,7%

Antwort

ARR = 10,7%
Beispiel 3Schwer
Vortest60%Nachtest?p′LR−

Übungsaufgabe (erfundene Werte, keine klinische Empfehlung). Ein Patient hat eine Vortestwahrscheinlichkeit von 60 % für eine Erkrankung. Ein Test mit einer Sensitivität von 83 % und einer Spezifität von 85 % fällt negativ aus. Bestimme die Nachtestwahrscheinlichkeit p′ der Erkrankung als Prozentsatz. Runde auf eine Nachkommastelle.

Vortest 60%Se = 83%Sp = 85%negativ

Gesucht: p′ (%)

Tipps anzeigen
  1. Verwende bei einem negativen Ergebnis LR− = (1 − Se)/Sp.
  2. Vortest-Odds = p/(1 − p); Nachtest-Odds = Vortest-Odds × LR.
  3. LR− = 0,2; Odds = 1,5.
Antwort und Schritt-für-Schritt-Lösung anzeigen

Prädiktive Werte hängen von der Prävalenz ab: PPV = Se·p/(Se·p + (1 − Sp)(1 − p)) und NPV = Sp(1 − p)/(Sp(1 − p) + (1 − Se)p). Mit Likelihood-Ratios: Vortest-Odds = p/(1 − p), Nachtest-Odds = Vortest-Odds × LR, Wahrscheinlichkeit = Odds/(1 + Odds). Bei einer Population von N gilt: richtig Positive = N·p·Se und falsch Positive = N·(1 − p)·(1 − Sp). NNT = 1/(CER × RRR), aufgerundet.

Likelihood-Ratio

LR− = (1 − 0,83)/0,85 = 0,2

Vortest-Odds

0,6/(1 − 0,6) = 1,5

Nachtest-Odds

1,5·0,2 = 0,3

Nachtestwahrscheinlichkeit

p′ = 0,3/(1 + 0,3) = 0,2308 ≈ 23,1%

Antwort

p′ = 23,1%

Fragen und Antworten

Statistik der evidenzbasierten Praxis: Worum geht es?

Evidenzbasierte Praxis bedeutet, Forschungsergebnisse für Entscheidungen in der Versorgung zu nutzen. Um eine Studie zu lesen, brauchst du einen kleinen Satz von Zahlen: wie gut ein Test ist, wie häufig eine Erkrankung ist und wie stark eine Behandlung das Risiko verändert.

Fast alle stammen aus einer Vierfeldertafel: zwei Gruppen in den Zeilen und zwei Ergebnisse in den Spalten. Sobald du weißt, wo a, b, c und d stehen, ist jede Formel ein einfacher Bruch.

Statistik der evidenzbasierten Praxis: Wie löst man die Aufgaben Schritt für Schritt?
  1. Zeichne die Vierfeldertafel und beschrifte a, b, c und d, bevor du rechnest.
  2. Lies Sensitivität und Spezifität spaltenweise ab, prädiktive Werte zeilenweise.
  3. Stell dir bei einer anderen Prävalenz 10 000 Personen vor und fülle die Tafel mit Se, Sp und der Prävalenz.
  4. Rechne bei einer Likelihood-Ratio die Wahrscheinlichkeit in Odds um, multipliziere und rechne zurück.
  5. Bestimme bei einer Studie zuerst EER und CER; dann RR = EER/CER, ARR = CER − EER und NNT = 1/ARR aufgerundet.
Statistik der evidenzbasierten Praxis: Welche Fehler passieren am häufigsten?
  • Sensitivität und positiven prädiktiven Wert zu verwechseln.
  • Anzunehmen, dass der PPV bei einer anderen Prävalenz gleich bleibt.
  • Eine Wahrscheinlichkeit statt der Odds mit einer Likelihood-Ratio zu multiplizieren.
  • Die NNT abzurunden oder aus der RRR zu berechnen.
  • Ein relatives Risiko aus einer Fall-Kontroll-Studie zu berechnen.
Statistik der evidenzbasierten Praxis: Was wird geübt?
  • Leicht: Vierfeldertafeln, Prävalenz und Inzidenz
  • Mittel: Likelihood-Ratios, Risikomaße und Raten
  • Schwer: prädiktive Werte, Nachtestwahrscheinlichkeit und NNT

Jede Aufgabe hat neue Werte, so lernst du den Lösungsweg statt einer Antwort. Du hängst fest? Öffne zuerst einen kleinen Tipp und die vollständige Erklärung erst, wenn du sie brauchst.

So funktioniert das Üben

  • Jede Aufgabe hat neue Werte, so lernst du den Lösungsweg statt einer Antwort.
  • Du hängst fest? Öffne zuerst einen kleinen Tipp und die vollständige Erklärung erst, wenn du sie brauchst.
  • Dein Fortschritt, deine Fehler und gespeicherten Aufgaben bleiben erhalten, damit du vor der Prüfung wiederholen kannst.

Themen davor und danach

Zuerst lernen

Rechner

Kurse mit diesem Thema

Weitere Themen in Pflege

Arbeitsblatt zum Ausdrucken