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Konstruktion altersabhängiger Referenzbereiche mit direkter Kontrolle des Überdeckungsgrades


S. Wellek, I. Reinhard, Projektzeitraum: 1995 –

Das Problem der Konstruktion von altersabhängigen Referenzbereichen (“Normalwerten”) für quantifizierbare biologische Merkmale ist für weite Bereiche der medizinischen Diagnostik von kaum zu überschätzender Bedeutung. Das Spektrum der Anwendungen reicht von Monitoring des Schwangerschaftsverlaufs anhand von sonographischen Messungen über die Beurteilung von Risikofaktoren für kardiovaskuläre Ereignisse bis hin zur Diagnostik kognitiver Leistungsminderungen auf der Basis psychometrischer Skalen, biochemischer Marker und bildgebender Verfahren.Die im Rahmen des Projekts von uns neu entwickelte Methode ist, im Gegensatz zu bereits seit längerem in Gebrauch befindlichen Verfahren auf der Basis geglätteter Normalverteilungsquantile, vollständig verteilungsfrei.

Der Ansatz hat sich in der Praxis als überaus nützlich erwiesen. U. a. sind in der aktuellen Ausgabe des “Mutterpasses” für zwei ausgewählte Sonographische Meßgrößen Referenzbänder enthalten, die anhand der von E. Merz erhobenen Daten mittels unseres Verfahrens konstruiert worden sind (MutterPass_14) .In der gegenwärtigen Phase des Projekts stehen Untersuchungen zur statistischen Variablilität altersabhängiger Referenzbereiche im Vordergrund des Interesses. Der Hauptakzent liegt dabei auf systematischen Vergleichen zwischen dem eigenen Konstruktionsabsatz und den wichtigsten der von anderen Autoren vorgeschlagenen Methoden. Nach den bisher vorliegenden Ergebnissen besitzt sowohl das eigene Verfahren als auch der von Altman (1993) und anderen empfohlene parametrische Ansatz bei normalverteilten Daten klare Vorteile gegenüber herkömmlichen altersgruppenweisen Perzentilbereichen, für die sich im Mittel über eine große Anzahl von Replikationen der entsprechenden Simulationsexperimente  teils sehr deutliche Abweichungen zwischen nominell vorgegebenem und effektiv erreichtem Überdeckungsgrad fanden. In Situationen mit schiefverteilten Daten verhält sich nur unser eigenes Verfahren robust, da hier die Asymmetrie explizit berücksichtigt wird. Das hierzu verwendete zweistufige Iterationsverfahren wurde zwischenzeitlich auf den multivariaten Fall verallgemeinert, so daß nun auch für diese Situationen gewährleistet werden kann, daß der Anteil der aus der Referenzregion nach unten herausfallenden Beobachtungen mit dem Anteil von Fällen mit Überschreitung der oberen Normgrenzen bis auf praktisch irrelevante Abweichungen übereinstimmt.

Eine weitere Flexibilisierung unseres Konstruktionsansatzes konnte dadurch erreicht werden, daß nun die Mittellinie des Referenzbandes  optional auch durch eine polynomiale Funktion modelliert werden kann. Dies erlaubt die Anwendung des Verfahrens auch in Situationen, in denen die funktionale Beziehung zwischen Alter und bedingtem Mittelwert der Meßgröße nicht mehr monoton ist.

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Externe Kooperation mit: F. Bahlmann (Univ.-Frauenklinik Mainz), E. Merz (Univ.-Frauenklinik Mainz), F. Melchert (Univ.-Frauenklinik Mannheim)