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NOEC, ECx und mehr - Statistische Auswertung von Biotests

Einführungskurs zu statistischen Methoden in der Ökotoxikologie, insbesondere für Single Species Tests.

Zielgruppe

Der Kurs wendet sich an alle, die in ihrer beruflichen Praxis mit der Auswertung von Biotests befasst sind, sei es mit der direkten praktischen Auswertung von Datensätzen im Labor oder einer anschließenden Prüfung der Ergebnisse  im Rahmen des Zulassungsverfahrens.

Ziel ist es, das wesentliche Grundprinzip statistischen Testens und Effektschwellenbestimmung (ECx) zu vermitteln und die Teilnehmer in die Lage zu versetzen, geeignete Verfahren auszuwählen, fachgerecht durchzuführen und deren Ergebnisse mit Sachverstand zu bewerten.

Konzept

Der Kurs behandelt die statistische Auswertung von Single-Species-Tests. Er umfasst eine Einführung in die Grundlagen des statistischen Testens. Besonderes Augenmerk wird auf die Skalierung von Daten gerichtet, da die Auswahl des geeigneten Tests maßgeblich von der zugrunde liegenden Datenskala abhängt. Es werden Grundbegriffe wie quantale Daten, metrische Daten, Seitigkeit, Irrtumswahrscheinlichkeit usw. geklärt sowie typische statistische Kenngrößen definiert. Aufbauend auf diesen Grundlagen wird ein allgemeines Schema zur Auswahl und Durchführung von statistischen Tests vorgestellt.

Es werden verschiedene Tests für Biotestauswertungen besprochen. Dabei steht die Anwendung in der Praxis im Vordergrund, d.h. konkrete Fragen wie “wann paarweise, wann multiple Tests”, Ausreißerproblem, welche Fragestellung für welchen Test, Testauswahl und -durchführung.

Ein weiteres Schwerpunktthema ist die Modellierung von Daten (Dosis-Wirkungs Funktionen). Gängige Modelle für Dosis-Wirkungs - Funktionen (z.B. Probit-, Weibull- und Logit-Modell; mehrparametrige Dosis-Wirkungs-Funktionen) und die Methoden für deren Anpassung (lineare und nichtlineare Regression) werden vorgestellt und diskutiert.

Die Theorie wird anhand von praktischen Übungen veranschaulicht und gefestigt, dabei arbeiten die Teilnehmer mit der Software ToxRat Professional. Auf Wunsch werden auch Datensätze aus der Praxis der Kursteilnehmer besprochen.

Inhalte

Die folgenden Inhalte können sowohl im Rahmen einer eintägigen als auch eienr zweitägigen Schulung behandelt werden - je nach Vorkenntnissen der Teilnehmer und je nachdem, wie ausführlich Sie bestimmte Aspekte gern hätten und wieviel praktische Übungen Sie wünschen.
Wir stellen auch Ausschnitte und Schwerpunkte für eine bestimmte Zielgruppe zusammen. Egal, welche Aspekte Sie benötigen: die Theorie wird stets anhand konkreter Beispiele veranschaulicht.

Hierzu haben wir eine Reihe von Beispieldatensätzen.
Auf Wunsch können auch konkrete Datensätze aus Ihrer Praxis besprochen wercen.

Teil 1: Grundlagen

  • Variablen und Skalentypen
  • Wahrscheinlichkeitsverteilungen
  • Stichprobenverteilungen / zentraler Grenzwertsatz
  • Vorhersageintervall und Vertrauensbereich
  • Hypothese, Signifikanzniveau, Seitigkeit, Irrtumswahrscheinlichkeit
  • ß-Fehler und Teststärke, Minimum Detectable Difference

Teil 2: Statistisches Testen

  • Allgemeines Testprozedere
  • Vortests auf Normalverteilung u. Varianzhomogenität, Monotonie
  • Ausreißertests
  • paarweise Vergleiche vs multiple Vergleiche - Bonferroni-Korrektur
  • Bestimmung einer Wirkungsschwellenkonzentration durch multiple Tests (NOEC):
  • Testschema: wann welcher Test?
  • statistische Tests für metrische Daten (t-Test, Williams, Dunnett, Jonckheere-Terpstra, U-test)
  • statistische Tests für quantale Daten (Fisher-Test, Chi2-Test, Cochran-Armitage-Test)
  • Datentransformation
  • Allgemeiner Nachweis eines Effekts (Varianzanalyse, ANOVA)

Teil 3: Bestimmung von Effektschwellen (ECx)

  • lineare Regression - Voraussetzungen, Anwendungsgebiete
  • nicht lineare Regression - Voraussetzungen, Anwendungsgebiete
  • praktische Durchführung, Gütekriterien, Interpretation der Ergebnisse
  • Interpolationsmethoden: Moving average, Spearman Kärber
  • Vergleich ECx – NOEC

Generell: Veranschaulichung anhand praktischer Übungen