Medizinische Statistik mit SAS-Analyst

145 Pages·2000·10.37 MB·German

by  Rainer Muche

Medizinische Statistik
mit SAS-Analyst
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Rainer Muche
Andreas Habel
Friederike Rohlmann
Medizinische
Statistik
mit SAS-Analyst
Mit 161 Abbildungen und 8 Tabellen
Springer
Rainer Muche, Andreas Habel, Friederike Rohlmann
Universitat Ulm
Abt. Biometrie und Medizinische Dokumentation
Schwabstr. 13
89075 Ulm
[email protected]
[email protected]
[email protected]
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Medizinische Statistik mit SAS-AnaIyst I Rainer Muche; Andreas Habel; Friederike Rohlmann. -Berlin;
Heidelberg; New York; Barcelona; Hongkong; London; Mailand; Paris; Singapur; Tokio: Springer, 2000
ISBN 978-3-540-67236-4 ISBN 978-3-642-57319-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-642-57319-4
ISBN 978-3-540-67236-4
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Liebe Leserin, lieber Leser!
Die Oberfläche SAS-Analyst ist eine neu eingeführte Nutzerobertläche zum Sta
tistiksoftwarepaketSAS©ab der Version 6.12. SAS©ist eines der führenden Soft
wareprodukte zur Durchführung statistischer Analysen. In vielen Bereichen, in
denen statistische Auswertungen zur wissenschaftlichen Arbeitbzw. zum Studium
gehören, wird es eingesetzt. Dieses Buch ist gedacht als eine Einführung in diese
SAS-Analyst-Oberfläche. Es basiert auf einem Skript zu entsprechenden Kursen
an der Universität Ulm. Wir haben es allerdings so aufbereitet, daß es sich auch
zum Selbststudium eignet. Dazu werden wir die Möglichkeiten anhand eines Bei
spieldatensatzes so erläutern, daß Sie die Auswertungen nachvollziehen können.
Dabei wird jeweils eine Möglichkeit aufgezeigt, mit den Daten umzugehen. Oft
gibt es in der SAS-Analyst-Oberfläche mehrere Varianten, zum Ziel zu kommen.
Damit wir nicht zu Verwirrungen beitragen, haben wir uns entschlossen, jeweils
eine subjektiv ausgewählteLösungindiesem Buch darzustellen.
Die Autoren halten seit mehreren Jahren an der Universität Ulm Einführungs
kurse in die SAS-spezifische Syntaxsprache. Dabei hat sich gezeigt, daß es einen
Bedarffür eine einfach gehaltene, menügesteuerte Oberfläche für diejenigen Nut
zer gibt, die nur einmal eine Auswertung z.B. für eine medizinische Dissertation
benötigen bzw. nur selten kleine Standardauswertungen auszuführen haben. Für
diese Nutzer halten wir das Erlernen des komplexen SAS-Systems (speziell der
SAS-Syntaxsprache) für sehr aufwendig. Deshalb haben wir, direkt nachdem wir
von der Analyst-Obertläche gehört haben, unsere Kurse umgestaltet. Nichts desto
trotz halten wir das Erlernen der SAS-Syntax für sinnvoll und wichtig für diejeni
gen Personen, die an größeren Studienprojekten arbeiten bzw. routinemäßig mit
Auswertungen undderen Umsetzung mit Statistiksoftwarekonfrontiertwerden.
Die Oberfläche Analyst wird aus dem SAS-Systemheraus gestartet. Deshalbist
eine SAS-Installation vorausgesetzt. Die Analyst-Oberfläche ist kein eigenständig
laufendes Softwareprodukt. Sie wird, ab der Version 8, kostenlos zum SAS
Programm mitgeliefert. Sie sollte nicht verwechselt werden mit dem Research
Analystvon SAS, welchesein zusätzlichkäuflich zuerwerbendesModul von SAS
ist, das starke Ähnlichkeiten mit der hier beschriebenen Analyst-Oberfläche auf
weist. Die Analyst-Oberfläche beinhaltet eine Dateneingabemöglichkeit, die sich
an Tabellenkalkulationsprogramme anlehnt. Viele Standardverfahren der statisti
schen Auswertung werden damit von der Oberfläche aus erreichbar. Für Nutzer,
die später speziellere Analysemöglichkeiten des SAS-Systems benötigen, ist kein
Datentransfer nötig, da die Daten SAS-spezifisch abgelegt werden. So läßt sich
auch über diese Oberflächeein Einstieg in die professionellere Nutzung des SAS
Systems denken. Zusätzlich zum eigentlichen Lieferumfang von SAS bietet die
Analyst-Oberfläche einige Möglichkeiten zur Fallzahlberechnung und Powerana
lyse an,so daß Analyst auch für Nutzerder normalen SAS-Obertläche interessant
sein kann.
Die Autoren arbeiten seit mehreren Jahren im Bereich Biometrie / Medizin
statistik. Im Buch werden die für dieses Fachgebiet wichtigsten, grundlegenden
VI Vorwort
statistischen Verfahren, angelehnt an die Vorlesung .Biomathematik für Human
mediziner" im Medizinstudium, dargestellt. Dabei wird sehr viel Wert auf de
skriptive und grafische statistische Verfahren gelegt. Die Darstellung der Benut
zung der wichtigsten Ein- und Zweistichprobentests sowie der Überlebenszeit
analyse runden die Beschreibung der statistischen Verfahren ab. Dadurch kann
dieses Buch auch als Begleitmaterial für Grundvorlesungen im Bereich .Ange
wandte Statistik" in vielen Studienfächern genutzt werden.Darüberhinaus gehen
de Methoden, die mit der Analyst-Oberfläche durchzuführen sind, werden nicht
dargestellt. Das die Auswertungen begleitende Beispiel ist aus dem Gebiet Bio
metrie gewählt. Dies ist allerdings keine Einschränkung für die Nutzung des Bu
ches, da im ersten Teil allgemeine Hinweise gegeben werden und durch die de
taillierte Darstellung des Vorgehens bei den Auswertungen eine Übertragung auf
andereFachgebieteohne Problememöglich ist.
Im Buch wird in den Kapiteln 1 und 2 die Einführung in die Benutzung der
Analyst-Oberfläche gegeben. Die Datenbearbeitung, vom Import bis zu manueller
Dateneingabe und Datenmodifikationen, folgt in den Kapiteln 3 und 4. Einige
allgemeine Bemerkungen zur Nutzung des Systems während der statistischen
Auswertungen, speziell Speichern und Drucken von Ergebnissen finden sich im
Kapitel 5.EinigeGrundlagen der Statistik sowie speziellereAuswertungshinweise
werden in Kapitel 6 behandelt. Besonderen Wert wurde auf die Beschreibung der
Deskriptiven Statistik (Kapitel 7) und der Korrelation und Regression (Kapitel 8)
gelegt. Die weiteren Kapitel über Statistische Tests (Kapitel 9 bis 11), Überle
benszeitanalyse (Kapitel 12)sowie die Berechnung von Fallzahlen für die t-Test
Situation im Kapitel 13runden die Beschreibung der Auswertungsmöglichkeiten
ab. In der Analyst-Oberfläche sind weitere Analyseverfahren implementiert, so
Z.B. die Varianzanalyse, die Logistische Regression und die Power-Analyse. Wir
haben uns entschlossen, die hier vorliegende Einführung nicht mit zu vielen sta
tistische Methoden zu überladen, sondern den Schwerpunkt auf die Handhabung
des Systems zu legen. Im Anhang (Kapitel A.6) gibt es weiterführende Literatur
hinweise, die wir für ein Selbststudium empfehlen können. Außerdem sind im
Anhang einige weitere nützliche Hinweise für das Arbeiten mit der Analyst
Oberfläche abgedruckt. Im Buch finden sich an vielen Stellen darüber hinaus
praktische Tipps und Hinweise, in denen die Autoren ihre subjektiven Erfahrun
gen beider Erarbeitungder Analyst-Oberflächeweitergeben.
Die Autoren danken Gisela Büchele (Abteilung Biometrie, Universität Ulm)
und Dr. Carina Ortseifen (Universitätsrechenzentrum, Universität Heidelberg) für
ihre Bereitschaft, das Manuskript zu lesen. Ihre Vorschläge und Hinweise haben
uns sehrgeholfen,das Buch zu verbessern.Für weitere Änderungsvorschläge und
Hinweise auf Fehler und missverständliche Formulierungen sind wir jederzeit
dankbar. Weiterhin bedanken wir uns bei unserem Chef, Prof. Dr. Wilhelm Gaus
(Abteilung Biometrie, Universität Ulm), der es uns unter anderem durch einige
Freistellungenvon Routineverpflichtungen ermöglichte,dieses Buch zuschreiben.
Ulm, imJuli 2000
RainerMuche AndreasHabel FriederikeRohlmann
Inhaltsverzeichnis
1 AllgemeineInformationenundDefinitionen 1
1.1 SAS-Versionund Betriebssystem I
1.2 Begriffsvereinbarungen 1
1.3 Menüsteuerung 2
2 SAS-Analyststartenundbeenden 3
2.1 SAS-System undSAS-Analyststarten 3
2.2 SAS-SystemundSAS-Analyst beenden 5
3 Dateneinlesenundspeichern 7
3.1 Manuelle DateneingabeinSAS-Analyst 7
3.2 Datensätze importierenundöffnen 10
3.3 Beispiel:Import einerMS-Excel-Datei 11
3.4 SAS-Dateien speichern 15
4 SAS-Dateienbearbeiten 17
4.1 Variableneigenschaften ändern 17
4.1.1 Variablenformate ändern 18
4.1.2 VariablennamenändernundLabeleingeben 20
4.2 Einzelne Variablenwerte ändern 23
4.3 Variablen hinzufügen 23
4.3.1 Leere Variable zurDateneingabe 23
4.3.2 MathematischeVerknüpfungen 24
4.3.3 Datenwerte inKlasseneinteilen 26
4.3.4 Datenwerte umkodieren 27
4.4 Variablen löschen 29
4.5 Beobachtungeneinfügen undlöschen 30
4.6 Dateien zusammenfügen 30
4.7 Datensätzesortieren 35
4.8 Werteausprägungen unterdrücken (Untergruppen definieren) 36
5 TechnischeHilfenbeidenAuswertungen 39
5.1 DerAuswertungsbaum 39
5.2 Speichern undÖffnen 41
5.2.1 Projekte speichern undöffnen 42
5.2.2 Einzelne Grafiken speichern 42
5.2.3 Einzelne Auswertungen speichern 43
5.3 Auswertungen undGrafiken drucken 44
5.4 Überschriften 47
5.5 Gruppenspezifische Untersuchungen 49
VIII Inhaltsverzeichnis
6 Vorbemerkungenund Informationenzuden statistischen
Auswertungen 51
6.1 SkalenniveauderVariablen (qualitativoder diskret bzw.stetig).52
6.2 Datenbeschreibung und statistische Kenngrößen 53
6.3 Zusammenhangsauswertungen 53
6.4 StatistischeTestsund Konfidenzintervalle 54
6.5 Unabhängige/abhängigeBeobachtungen,Einstichproben 55
6.6 ExakteAuswertungsverfahren 56
6.7 Überlebenszeitanalysen 56
7 DeskriptiveStatistik 57
7.1 Datenlisting 57
7.2 Auswertungqualitativer bzw.diskreterVariablen 59
7.3 AuswertungstetigerVariablen 61
7.3.1 Wichtige Kenngrößen und Grafiken 62
7.3.2 Gruppenspezifische Auswertungen 64
7.3.3 WeitereKenngrößen 66
7.4 TabellarischeDarstellungdeskriptiverKenngrößen 69
8 ZusammenhangvonVariablen (Korrelation,Regression) 73
8.1 Qualitativebzw.diskrete Variablen 73
8.2 Stetige Variablen 76
8.2.1 Scatterplot 77
8.2.2 Korrelation 78
8.2.3 LineareRegression 80
9 StatistischeTests für unabhängigeBeobachtungen 83
9.1 Qualitativebzw. diskrete Variablen 83
9.1.1 DerX2-Test. 83
9.1.2 Der exakte Testnach Fisher 85
9.2 Stetige Variablen 87
9.2.1 NormalverteilteVariablen 87
9.2.1.1 Zwei-Gruppenvergleich 87
9.2.1.2 Mehrgruppenvergleich 89
9.2.2 Nicht-normalverteilte Variablen 90
10 StatistischeTests für abhängigeBeobachtungen 93
10.1 Qualitativebzw.diskreteVariablen 93
10.2 StetigeVariablen 96
10.2.1 NormalverteilteVariablen 96
10.2.2 Nicht-normalverteilteVariablen 98
11 Einstichprobentestsund Konfidenzintervalle 101
11.1 Qualitative bzw. diskreteVariablen 101
11.2 Stetige Variablen 103
Inhaltsverzeichnis IX
12 Überlebenszeitanalyse 105
12.1 DatentransformationenfürÜberlebenszeitanalysen 105
12.1.1 Zensierungsvariableerzeugen 105
12.1.2 Datumsvariableergänzen 106
12.1.3 Zeitvariableerzeugen 107
12.2 Kaplan-Meier-Überlebenswahrscheinlichkeiten 109
12.3 Vergleich von Überlebenskurven mitdem Log-Rank-Test. 112
13 Fallzahlberechnungen 115
13.1 Two-Samplet-Test 115
13.2 One-Samplet-Test 117
13.3 Fallzahlplanungfür Konfidenzintervalle 118
A Anhang 119
A.l SAS Hard- und Software-Vorraussetzungen 119
A.2 Der Beispieldatensatz 120
A.3 SAS-AnalystGrundeinsteIlungen 122
AA Grafikenbearbeiten 124
AA.l GrundeinsteIlungen 124
AA.2 Grafikoptionen 125
AA.3 Grafikeditor 125
AA.3.1 EinzelneObjekteverändern 125
AA.3.2 Grafikenbeschriften 127
AA.3.3 Objekteeinfügen 127
AAA Umlaute inGrafiken 128
A.5 Online-Dokumentationenund Online-Hilfen 129
A.5.1 Online-Hilfe inSAS 129
A.5.2 Online-CD 130
A.5.3 SAS-AnalystimInternet 131
A.5A Der Statistics-Index 132
A.6 Literaturhinweise 133
Stichwortverzeichnis 135
1 Allgemeine Informationen und Definitionen
In diesem ersten kurzen Kapitel wollen wir erläutern, was wir im weiteren Buch
mit bestimmten Bezeichnungen meinen. Speziell die Beschreibung, wie wir die
mausgesteuerte Menüsteuerung auf der Analyst-Oberfläche darstellen, ist hier
festgelegt. Wir beschreiben die Nutzung der Analyst-Oberfläche auf pe-Ebene
unterden Microsoft-Windows - Betriebssystemen. Dabei setzenwirgrundlegende
Kenntnisse imUmgang mitdiesen Betriebssystemen voraus.Dies bezieht sichauf
den Umgang mit der Maus und mit der Windows-Menüoberfläche. Sollten Sie
noch keine Erfahrungen mit der Nutzung dieser Betriebssysteme haben, empfeh
lenwir,eineEinführung inWindows voranzustellen.
1.1 SAS-Version und Betriebssystem
Dieses Buch bezieht sich auf die Analyst-Oberfläche des neuen SAS-Systems der
Version 8. Als Betriebssystem wurde Windows 98 benutzt. Die in diesem Buch
beschriebene SAS-Oberfläche kann aber auch, von mehr oder weniger kleinen
Unterschieden abgesehen, in SAS-Versionen unter den Betriebssystemen Win
dows NToderauchUNIX benutzt werden(s.Anhang A.l).
1.2 Begriffsvereinbarungen
• Imfolgenden verstehen wirunterSASdasSAS-System derVersion 8.
• Fettgedruckte Worte sind Menübegriffe, die genau so in der Oberfläche des
SAS-Systems vorkommen, wieindernächsten Abbildung zusehenist.
Beispiele: File, Edit,View,Tools,Data,Reports, ListData•.•,
Tables...,Graphs,Statistics, Window,Help.
R. Muche et al., Medizinische Statistik mit SAS-Analyst
© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2000