İSTATİSTİK HAFTA. ARAŞTIRMA İSTATİSTİK ve HİPOTEZ TESTLERİ

Transkript

1 ARAŞTIRMA İSTATİSTİK ve HİPOTEZ TESTLERİ HEDEFLER Bu üniteyi çalıştıktan sonra; Araştırma türlerini öğreneceksiniz. Araştırmaları zamana, yere ve veri toplama şekline göre sınıflandırabileceksiniz. Araştırma düzenlerini kontrol grubunu esas alarak sınıflandırabileceksiniz. Araştırma sürecinin ilk adımı, problemi hipotez olarak ifade edebileceksiniz. Hipotez testinin temel aşamalarını öğreneceksiniz. İSTATİSTİK İÇİNDEKİLER Araştırmaların Sınıflandırılması. Zamana göre araştırmalar. Veri toplama metoduna göre araştırmalar. Yapıldığı yere göre araştırmalar Kontrol Grubuna Göre Araştırmalar. Bağımsız Eşzamanlı Kontrollü Araştırma Düzeni. Kendine Kontrollü Araştırma Düzeni. Dış Kontrollü Araştırma düzeni. Diğer Araştırma Düzenleri Hipotez testleri hakkında temel bilgiler. Hipotez testi nedir. Hipotez testinin yönü ve hata düzeyi. Hipotez testinin temel aşamaları Kaynaklar HAFTA Özet Değerlendirme soruları

2 . Araştırma ve Araştırma; yeni bilgilerin üretilmesi olarak tanımlanabilir. Daha kapsamlı bir ifade ile Araştırma; planlı ve sistemli bir şekilde veri toplama, verileri analiz etme, sonuçları özetleme, sentezleme, açıklama veya yorumlama işlemleri ile probleme çözüm getirme sürecini kapsayan sistemli çalışma tekniğidir. Araştırma; arama, bilinmeyeni bilinir yapma, kısaca aydınlanma sürecidir. Bu kavramlar İngilizcede isim olarak search = arama, inceleme, fiil olarak research = aramak, incelemek kelimeleri ile ifade edilir. Araştırmanın bilimsel olmasını sağlayan unsurlardan en önemlisi istatistik bilimidir. Bir araştırmanın her aşamasında istatistik metotlar kullanılır. Bu nedenle Araştırma ve birbirinden ayrılmaz bir bütünü oluşturur. Sağlık bilimlerinde istatistiğin bu fonksiyonunu BİYOİSTATİSTİK karşılar. Araştırma yapmada amaç problem çözmek ve bilgi üretmektir. Bu süreçte araçtır ve istatistik veri hammaddesini kullanır. Zamana Göre Araştırmalar; - Kesitsel araştırmalar (Cros-sectional study) Bu tip araştırmalarda cevabı aranan soru ne oluyor sorusudur. - İleriye yönelik (Prospective) araştırmalar (Cohort study): Bu tip araştırmalarda cevaplandırılacak soru ne olacak? sorusudur. - Geriye dönük (Retrospective) araştırmalar (Case-control study): Bu araştırma grubunda ise ne oldu? sorusuna cevap aranır. Veri Toplama Metoduna Göre Araştırmalar; -Kayıt, Sayım araştırmaları -Anket metodu araştırmaları: (Düzenlenmiş soru formu) -Deneysel araştırmalar - Kütüphane (kitaplık) araştırmaları

3 Yere (Ortama) Göre Araştırmalar. - Laboratuar araştırması - Saha araştırması olarak sınıflandırılmaktadır. Kontrol Grubuna Göre Araştırma Düzenleri Araştırmalar düzenlenirken kontrol düzeninin varlığı, yapısı ve konumu dikkate alınarak da sınıflandırılmaktadır. Bunlar çok genel olarak; Bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma düzeni Kendine kontrollü araştırma düzeni Dış kontrollü araştırma düzeni Çapraz kontrollü araştırma düzeni ve Çok faktörlü araştırma düzenleri şeklinde sınıflandırılmaktadır. Bu derste ilk üç sırada sayılan araştırma düzenleri anlatılacaktır. Bağımsız Eşzamanlı Kontrollü Araştırma Düzeni Şekil. Bağımsız Eşzamanlı Kontrollü Araştırma Düzeni Bu araştırma düzeni Şekil de görüldüğü gibi yürütülür.. Popülasyondan çalışma grubu (örneklem) oluşturulur.

4 . Örneklem tamamen şansa bağlı iki gruba (deney ve kontrol) ayrılır.. Etkisi incelenecek faktör (etken) deney grubuna uygulanır ve kontrol grubunda herhangi bir uygulama yapılmaz.. Uygun zaman sonra eşzamanlı her iki grupta ölçüm veya gözlemler yapılır, veriler kaydedilir.. Deney ve kontrol grupları verileri uygun istatistik metotla karşılaştırılarak karar verilir.. Bu düzenlemede gruplardaki denek sayısının eşit olması gerekli değildir. ÖRNEK: Yeni geliştirilen bir dolgu maddesinin tükürük ph değerine etkisinin araştırmak üzere kliniğe birinci seviye diş çürüklüğü ile gelen hastaların bir grubuna yeni geliştirilen diş dolgu maddesi (Deney grubu) uygulanırken diğer grubuna rutin dolgu maddesi (Kontrol grubu) uygulanır. Uygun bir süre sonra her iki gruptaki deneklerden alınan tükürüklerde ph ölçümü yapılar ve veriler gruplar belirtilerek kaydedilir. Bu verilere uygun istatistik analiz metodu uygulanarak gruplar karşılaştırılarak yeni dolgu maddesinin tükürük ph değerine etkisi araştırılmış olur. Bu çalışma bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma örneğidir. ÖRNEK: Gebeliğin son iki ayında kan şeker düzeyinin düştüğünü iddia eden bir araştırıcı, gebeliğin bu dönemindeki yeterli sayıda bayandan (deney Grubu) onanımla (bilgi vererek) kan örneği alır. Bu kan örneklerinde kan şekeri tayini yapılarak veriler kaydedilir. Bu veriler normal (gebe olmayan) aynı çağdaki bayanlardan (Kontrol grubu) ölçülmüş değerler uygun istatistik yöntemlerle karşılaştırılarak karar verilir. Bu çalışmada bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma örneğidir.

5 Kendi Kendine Kontrollü Araştırma Düzeni (şekil). Örneklem Bu araştırma düzeni Şekil de görüldüğü gibi yürütülür. Popülasyondan örneklem oluşturulur.. Etkisi incelenecek faktör (etken) uygulanmadan önce örneklemde ölçüm veya gözlemler yapılır, veriler kaydedilir (Ön ölçüm).. Örneklem etkene maruz bırakılır.. Etken uygulamasından sonra örneklemde ölçüm ve ya gözlem yapılır, veriler kaydedilir (Son ölçüm). Burada ön ölçüm son ölçümün kontrolüdür.. Ön ölçüm ve son ölçüm verileri uygun istatistik metotla karşılaştırılarak karar verilir. Ön test son test gruplu çalışmalar, aynı deneğin sağ taraf-sol taraf (sağ göz- sol göz, sağ kolsol kol, vb.) ölçümleri ile yapılan ve tek yumurta ikizleri ile yapılan denemeler genellikle kendi kendine kontrollü araştırma düzenlemeleridir. ÖRNEK: Kan şeker düzeyini azalttığı öngörülen bir ilaç popülasyondan şansa bağlı çekilen kan şeker düzeyi yüksek hastalara (örnek grup) verilerek ilacın kan şeker düzeyini azaltıcı etkisi araştırılmaktadır. İlaç uygulamasından önce hastaların kan şeker düzeyi ölçülür (ön ölçüm). Sonra ilaç verilir (Etken uygulama). İlacın olası etkisini göstereceği süre sonra tekrar kan

6 şeker düzeyi ölçülür (son ölçüm). İlaç alımından önceki ve sonraki kan şeker düzeyleri uygun istatistik yöntemlerle karşılaştırılarak karar verilir. Bu şekilde yürütülen çalışmalar kendi kendine kontrollü araştırma düzenlemeleridir. Dış Kontrollü Araştırma Düzeni Şekil. Dış Kontrollü Araştırma Düzeni Çalışma Süreci Popülasyon N Örneklem (n) Karşılaştırma Değeri (ort., oran vd..) Bu araştırma düzeni Şekil de görüldüğü gibi yürütülür.. Popülasyondan örneklem oluşturulur.. Etkisi incelenecek faktör (etken) örnekleme uygulanır ve uygulamadan sonra örneklemde ölçüm veya gözlemler yapılır, veriler kaydedilir.. Örneklemden ölçülen bu veriler başka bir çalışmanın veya popülasyona ait sonuçları ile uygun istatistik metotla karşılaştırılarak karar verilir. ÖRNEK: Yüksek rakımda yaşayan insanlarda Na/K (Sodyum Potasyum oranı) değerinin daha farlı olduğu iddiasını doğrulamak isteyen bir araştırıcı, yüksek rakımda yaşayan yeterli sayıda kişide onanımla (bilgi vererek) kan örneği alır. Bu kan örneklerinde gerekli analizi yaparak veriler kaydedilir. Bu veriler normal (referans değer olarak sunulan araştırma sonuçları) ile uygun istatistik yöntemlerle karşılaştırılarak karar verilir. Bu şekilde yürütülen çalışmalar dış kontrollü araştırma düzenlemeleridir.

7 Kontrol grubu esas alınarak ayrıca; Çapraz kontrollü araştırma düzenlemeleri, Çok faktörlü araştırma düzenlemeleri ve bu düzenlemelerin farklı versiyonları bulunmaktadır. Bu düzenlemeler daha karmaşıktır. Bu nedenle daha ileri tekniklerin uygulandığı bu düzenlemeler bu derste anlatılmayacaktır. Hipotez Testleri Hakkında temel Bilgiler Hipotez Nedir: Hipotez; araştırıcının öngördüğü iddiadır. Hipotez testi: Hipotezin (iddianın) örnekten elde edilen veriler kullanılarak belirli bir hata payı ile doğrulanmasına hipotez testi denir. Örnekler:. Yüksek rakımın kan basıncını değiştirip değiştirmediğini incelemek,. Sigara içmenin kalp spazmına etkisini araştırmak,. Sigara içenler ve içmeyenlerin kan şeker düzeyi arasında fark olup olmadığını incelemek, Depresyon bakımından bayanlar ve erkekler arasında fark olup olmadığını test etmek. Örneklerden anlaşılacağı üzere genel ifade ile hipotez testi yapmak araştırma yapmaktır. Parametrik test: Ortalama, varyans ve oran kullanılarak yapılan testlere parametrik test, denir. Non-parametrik test: Sıralama, işaret kullanılarak yapılan testlere non-parametrik test denir. Hipotez Testlerinde Temel (H) ve Karşıt (H) Hipotezleri Temel Hipotezin Oluşturulması Mevcut veya bilinen durumun ifade edilmesi ile Ho hipotezi oluşturulur. Genelde negatif anlamlı kurulur. Yukarıdaki örnekler için Ho hipotezleri her bir olay için ayrı ayrı ve sıra ile aşağıdaki gibi ifade edilir. (Parantez içi yazımlar istatistiksel ifade şeklidir). Yüksek rakımın kan basıncını etkisi yoktur (Ho: µ= µo).

8 . Sigara içmenin kalp spazmına etkisi yoktur (Ho: P= Po).. Sigara içen ve içmeyenlerin kan şeker düzeyi arasında fark yoktur (Ho: µ= µ).. Depresyon bakımından bayanlar ve erkekler arasında fark yoktur (Ho: P= P). Karşıt (Alternatif) Hipotezin Oluşturulması Araştırıcının iddiasının ifade edilmesi ile H hipotezi oluşturulur. Alternatif hipotez tek veya iki yönlü olmak üzere iki farklı şekilde kurulur. Yukarıdaki örnekler için H hipotezleri her bir olay için tek veya iki yönlü olarak aşağıdaki gibi ifade edilebilir. (Parantez içi yazımlar istatistiksel ifade şeklidir) Yüksek rakımın kan basıncını değiştirir (H: µ µ; iki yönlü). Sigara içmenin kalp spazmını artırır (H: P> P; tek yönlü). Sigara içenlerde kan şeker düzeyi içmeyenlerin kan şeker düzeyinden daha düşüktür o (H: µ< µ). Depresyon bakımından bayanlar ve erkekler arasında fark vardır (H: P P). Testin Yönü İki yönlü test: Hipotez H: µ µ şeklinde kurulmuş ise ( işareti ile) hipotez iki yönlüdür. Tek yönlü test: H: µ > µ (sağ kuyruk testi) veya H: µ< µ (sol kuyruk testi) ise hipotez tek yönlüdür. Hipotez Testlerinde Hata Düzeyi Hipotez testlerinde hata düzeyi alfa işareti (α) ile gösterilir ve hata düzeyi aşağıdaki gibi belirtilir. α=. * (önemli), α =. ** (çok önemli), α =. *** (çok çok önemli) ve nadir olarak, α =. + (marjinal önemli ) alınır.

9 Hata Tipleri Bilimsel çalışmalarda α (alfa) hata düzeyi belirlenir. α hatası I. Tip hata olarak ta adlandırılır. I. Tip Hata (α): Populasyonda H hipotezi doğru olduğu halde, test sonucunda H hipotezinin kabul edilmesi durumuna I. Tip hata (α) denir. II. Tip Hata (β): Populasyonda H hipotezi doğru olduğu halde, test sonucunda H hipotezinin kabul edilmesi durumuna II. Tip hata denir ve β ile gösterilir. Dikkat edilirse I. Tip Hata ile II. Tip Hata biri diğerinin tersidir. Yani I. Tip Hata büyüdükçe II. Tip Hata küçülür ve terside doğrudur. - β testin gücüdür. Hipotez testlerinde hata tipleri aşağıdaki gibi özetlenebilir. I. Tip hata ve II. Tip hatayı birlikte kontrol etmek için, ) Homojen materyal seçilmelidir. ) Örnek veya örnekler yeterli büyüklükte olmalıdır. ) Güçlü test seçilmelidir. ) Denekler, üniteler şansa bağlı seçilmelidir. Hipotezlerin testinde aşağıdaki işlem sırası takip edilir:. Hipotezler kurulur (H ve H).. Dağılım tespit edilir ve kritik cetvel değeri belirlenir(cd).. Test istatistiği hesaplanır(hd).. Test istatistiği (HD) ve kritik cetvel değeri (CD) karşılaştırılarak karar verilir.

10 Bazı Önemli Hipotez Testleri Z dağılımı ve t dağılımı kullanılarak uygulamada yaygın kullanılan hipotez testleri aşağıdaki gibidir. Standart z dağılımı ile yapılan testler. a. Bir oranın hipotez testi (p) b. İki oran farkının hipotez testi (p-p) Oranla ilgili çalışmalarda örnek büyük olduğu için bu testlerde z dağılımı kullanılır. Student t dağılımı ile yapılan testler a. Bir ortalamanın hipotez testi (µ) b. İki ortalama farkının hipotez testi (µ- µ) i. Bağımsız iki grup=grup karşılaştırması. ii. Bağımlı iki grup= Eşleme testi.

11 DEĞERLENDİRME SORULARI. Bir hipotez testinin tek yönlü veya çift yönlü olarak kurulması aşağıdakilerden hangisiyle doğrudan ilgilidir? A) Temel hipotez (H) B) Alternatif hipotez (H) C) Varyansların homojenliği D) Verilerin dağılımı E) Hiçbiri. Zamana göre araştırmalarda ne oluyor sorusunun cevabı hangi araştırma düzeninde aranır? A) Anket araştırması B) Geriye dönük araştırma C) İleriye yönelik araştırma D) Kesitsel araştırma E) Sayım araştırması. Hipotez testlerinde test istatistiği (HD), kritik tablo değerinden (CD) büyük ise H hipotezi hakkında aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) H hipotezi doğrudur B) Konu belirsizdir C) H hipotezi belirsizdir D) Hipotez tekrar kurulmalıdır E) H hipotezi kabul edilir. Bir diyaliz hastasının iki böbrek (sağ ve sol böbrek) ölçümünü esas alan çalışma düzeni aşağıdakilerden hangisidir? A) Bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma düzeni B) Kendine kontrollü araştırma düzeni C) Dış kontrollü araştırma düzeni D) Çapraz kontrollü araştırma düzeni E) Çok faktörlü araştırma düzeni

12 . Örneklemden ölçülen veriler ile başka bir çalışma veya popülasyona ait sonuçların uygun istatistik metotla karşılaştırıldığı araştırma düzeni aşağıdakilerden hangisidir? A) Bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma düzeni B) Kendine kontrollü araştırma düzeni C) Dış kontrollü araştırma düzeni D) Çapraz kontrollü araştırma düzeni E) Çok faktörlü araştırma düzeni CEVAP ANAHTARI: ) B, ) D, ) E, ) B, ) C z, t ve Ki-kare Tabloları Z Tablosu (Dağılımın Sağ Yan değerleri),,,,,,,,,,

13 t Tablosu Tek yönlü test için önem seviyesi SD

14 Ki-Kare (²) Tablosu

15 ÖZET Araştırma ve istatistik ayrılmaz bir bütünü oluşturur. Araştırmalar zamana, yere ve veri kaynaklarına göre sınıflandırılmaktadır. Zamana göre araştırmalar; Kesitsel, İleriye yönelik ve Geriye dönük araştırmalar olarak sınıflandırılmaktadır. Ayrıca araştırmalar düzenlenirken kontrol düzeninin varlığı, yapısı ve konumu dikkate alınarak araştırmalar, Bağımsız eşzamanlı kontrollü araştırma düzeni :(Bağımsız deney ve kontrol gruplu araştırmalar)

16 Kendine kontrollü araştırma düzeni: (Ön test-son test, sağ sol taraf ve tek yumurta ikizi çalışmaları) Dış kontrollü araştırma düzeni: (Başka çalışmaların sonucunu kullanan araştırma düzeni) ve Diğer araştırma düzenleri: (Çapraz kontrollü araştırma düzeni, Çok faktörlü araştırma düzenleri) şeklinde özetlenebilir. Bu derste ilk üç sırada sayılan araştırma düzenleri anlatılmıştır. Hipotez testi örnek veriler kullanılarak yapılır. Ortalama varyans oran ölçüleri kullanılarak yapılan testlere parametrik test denir. İşaret, sıra değeri kullanılarak yapılan testler ise non-paramatrik testlerdir. İki tip hipotez kurulur Bunlar H ve H hipotezleridir. H hipotezi araştırıcının iddiasının ifadesidir. Hipotez testlerinde H hipotezinin reddinde bilimsel hata düzeyi en fazla % dir. Nadir olarak % kadar çıkılabilir. H hipotezine göre test tek veya iki yönlü olabilmektedir. Hipotez testlerinde dört temel aşama mutlaka bilinmelidir. KAYNAKLAR Hayran, M., Özdemir, O., Bilgisayar ve Tıp. Hekimler Birliği Yayını. Medar. Ankara. Kartal, M.,. Bilimsel Araştırmalarda Hipotez Testleri. Parametrik ve Nonparametrik Teknikler Atatürk Üniversitesi İ.İ.B.F. Yayın No:. Erzurum. Özdemir, K.. SPSS ile Biyoistatistik. Kaan Kitabevi. Eskişehir. Sümbüloğlu, K., Sümbüloğlu, V.,. Biyoistatistik, Çağ Matbaası. Ankara. Yıldız, N., Akbulut, Ö., Bircan, H.. İstatistiğe Giriş, Uygulamalı Temel Bilgiler, Çözümlü ve Cevaplı Sorular. Aktif Yayınevi, İstanbul.