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    <Identifier>mibe000157</Identifier>
    <IdentifierDoi>10.3205/mibe000157</IdentifierDoi>
    <IdentifierUrn>urn:nbn:de:0183-mibe0001578</IdentifierUrn>
    <ArticleType>Originalarbeit</ArticleType>
    <TitleGroup>
      <Title language="de">Smoothed Bootstrap und seine Anwendung in parametrischen Testverfahren</Title>
      <TitleTranslated language="en">The smoothed bootstrap and its applications in parametrical hypothesis testing</TitleTranslated>
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          <Lastname>Handschuh</Lastname>
          <LastnameHeading>Handschuh</LastnameHeading>
          <Firstname>Dmitri</Firstname>
          <Initials>D</Initials>
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        <Address>Universit&#228;t Bremen, Kompetenzzentrum f&#252;r Klinische Studien Bremen (KKSB), Abteilung Biometrie, Linzer Stra&#223;e 4, 28359 Bremen, Deutschland, Tel.: &#43;49 (0) 421 218 63795, Fax: &#43;49 (0) 421 218 63799<Affiliation>Universit&#228;t Bremen, Kompetenzzentrum f&#252;r Klinische Studien Bremen (KKSB), Abteilung Biometrie, Bremen, Deutschland</Affiliation></Address>
        <Email>handschuh&#64;math.uni-bremen.de</Email>
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          <Lastname>Bobrov</Lastname>
          <LastnameHeading>Bobrov</LastnameHeading>
          <Firstname>Pavel</Firstname>
          <Initials>P</Initials>
          <AcademicTitle>Dr.</AcademicTitle>
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        <Address>Universit&#228;t Bremen, Institut f&#252;r Statistik, Sonderforschungsbereich &#8222;Mikrokaltumformen&#8220; (SFB747), Linzer Stra&#223;e 4, 28359 Bremen, Deutschland, Tel.: &#43;49 (0) 421 218 63785, Fax: &#43;49 (0) 421 218 63799<Affiliation>Universit&#228;t Bremen, Institut f&#252;r Statistik, Sonderforschungsbereich &#8222;Mikrokaltumformen&#8220; (SFB747), Bremen, Deutschland</Affiliation></Address>
        <Email>bobrov&#64;math.uni-bremen.de</Email>
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          <Corporatename>German Medical Science GMS Publishing House</Corporatename>
        </Corporation>
        <Address>D&#252;sseldorf</Address>
      </Publisher>
    </PublisherList>
    <SubjectGroup>
      <SubjectheadingDDB>610</SubjectheadingDDB>
      <Keyword language="en">distributional assumption</Keyword>
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      <Keyword language="en">inverse transform sampling</Keyword>
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      <Keyword language="de">Verteilungsannahme</Keyword>
      <Keyword language="de">Resampling</Keyword>
      <Keyword language="de">Inversionsmethode</Keyword>
      <Keyword language="de">Monte-Carlo-Simulation</Keyword>
      <Keyword language="de">ANOVA</Keyword>
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    <DatePublishedList>
      
    <DatePublished>20150330</DatePublished></DatePublishedList>
    <Language>germ</Language>
    <License license-type="open-access" xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
      <AltText language="en">This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 License.</AltText>
      <AltText language="de">Dieser Artikel ist ein Open-Access-Artikel und steht unter den Lizenzbedingungen der Creative Commons Attribution 4.0 License (Namensnennung).</AltText>
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    <SourceGroup>
      <Journal>
        <ISSN>1860-9171</ISSN>
        <Volume>11</Volume>
        <Issue>1</Issue>
        <JournalTitle>GMS Medizinische Informatik, Biometrie und Epidemiologie</JournalTitle>
        <JournalTitleAbbr>GMS Med Inform Biom Epidemiol</JournalTitleAbbr>
      </Journal>
    </SourceGroup>
    <ArticleNo>01</ArticleNo>
    <Fundings>
      <Funding fundId="SFB 747">DFG</Funding>
    </Fundings>
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  <OrigData>
    <Abstract language="de" linked="yes"><Pgraph>In der empirischen Forschung ist die Verteilung der zu untersuchenden Daten h&#228;ufig unbekannt. Daraus ergeben sich Schwierigkeiten, wenn aus inhaltlichen Gr&#252;nden parametrische statistische Methoden zum Einsatz kommen sollen. Die Funktionalit&#228;t von parametrische Methoden beruht in der klassischen Ausf&#252;hrung auf relativ strengen Verteilungsannahmen. Ist von einer Verletzung dieser Annahmen auszugehen, so ist ein Verfahren in seiner klassischen Form nicht anzuwenden. In diesem Artikel wird ein Prinzip vorgestellt, klassische Methoden so abzuwandeln, dass sie auf vorliegende Daten angewendet werden k&#246;nnen, wobei die Form der Abwandlung aus den Daten abgeleitet wird. Diese Modifikation stellt eine spezielle Variante des smoothed bootstrap dar. Die Anwendung dieser Modifikation auf statistische parametrische Methoden erlaubt es, Abweichungen von den zun&#228;chst unterstellten Verteilungen zu ber&#252;cksichtigen, ohne die Fragestellung inhaltlich zu &#228;ndern, wie es bei dem &#220;bergang auf nichtparametrische Methoden h&#228;ufig geschieht. Der Ansatz basiert auf Monte-Carlo-Simulation und wird am Beispiel einer einfaktoriellen Varianzanalyse illustriert. Am Beispiel realer Daten wird gezeigt, dass im regul&#228;ren Fall (Verteilungen der Messwerte erf&#252;llen alle Voraussetzungen des entsprechenden statistischen Verfahrens) die originale und die modifizierte statistische Methode identische Resultate liefern. Liegen aber grobe Verletzungen der klassischen Verteilungsannahmen vor, dann kann die modifizierte Variante des Verfahrens auf diese ad&#228;quat reagieren. F&#252;r eine so modifizierte ANOVA werden die ein Testverfahren charakterisierenden Gr&#246;&#223;en (Wahrscheinlichkeit f&#252;r den Fehler 1. Art, Operationscharakteristik) angegeben. Die Vorgehensweise der vorgestellten MC-Modifikation (Monte-Carlo-Modifikation) wurde in einem SAS-Programm implementiert.</Pgraph></Abstract>
    <Abstract language="en" linked="yes"><Pgraph>In empirical research, the distribution of observations is usually unknown. This creates a problem if parametric methods are to be employed. The functionality of parametric methods relies on strong parametric assumptions. If these are violated the result of using classical parametric methods is questionable. Therefore, modifications of the parametric methods are required, if the appropriateness of their assumptions is in doubt. In this article, a modification of the smoothed bootstrap is presented (using the linear interpolation) to approximate  the distribution law suggested by the data. The application of this modification to statistical parametric methods allows taking into account deviations of the observed data distributions from the classical distribution assumptions without changing to other hypotheses, which often is implicit in using nonparametric methods. The approach is based on Monte Carlo method and  is presented using one-way ANOVA as an example. The original and the modified statistical methods lead to identical outcomes when the assumptions of the original method are satisfied. For strong violations of the distributional assumptions, the modified version of the method is generally preferable. All procedures have been implemented in SAS. Test characteristics (type 1 error, the operating characteristic curve) of the modified ANOVA are calculated. </Pgraph></Abstract>
    <TextBlock linked="yes" name="Einf&#252;hrung">
      <MainHeadline>Einf&#252;hrung</MainHeadline><Pgraph>In der &#252;blichen Praxis klinischer Studien entsteht nicht selten die Notwendigkeit, Mittelwerte zu vergleichen. Ausgehend von der Datenlage bedient man sich in der Regel folgender statistischer Verfahren: ANOVA oder <TextGroup><PlainText>t-Test</PlainText></TextGroup> oder nichtparametrische Methoden wie z.B.  Mann-Whitney U-Test, Kruskal-Wallis-Test u.a. Die Anwendung dieser Methoden ist an relativ strenge Voraussetzungen (wie z.B. Normalverteilung, gleiche Varianzen) gebunden. Als Minimum wird in den klassischen Versionen dieser Methoden verlangt, dass die Werte der interessierenden Variablen einer Normalverteilung folgen, bzw. gleiche Verteilungsformen in einzelnen Gruppen aufweisen. In der Arbeit <TextLink reference="1"></TextLink> wurde die Robustheit des t-Tests auf einer breiten Verteilungsklasse (Fleishman <TextLink reference="2"></TextLink>) gezeigt. Die Arbeit <TextLink reference="3"></TextLink> zeigt dasselbe auch f&#252;r Welch- und U-Test sowohl mit als auch ohne Pretesting. In der Realit&#228;t entstehen dennoch Verteilungen aus einer relativ breiten Klasse (z.B. Mischverteilungen, andere Verteilungen, die den sogenannten medium-tailed Verteilungen &#228;hnlich sind usw.), auf denen die Robustheit der oben erw&#228;hnten Methoden, wie es weiter gezeigt wird, verschwindet. </Pgraph><Pgraph>Bei den parametrischen Verfahren ist dies damit zu erkl&#228;ren, dass die empirische Verteilung der Teststatistik in solchen F&#228;llen nicht die theoretische als ihren Grenzwert hat. Weiter unten wird gezeigt, dass dieses Problem sich durch eine Modellierung der empirischen Verteilung der Teststatistik l&#246;sen l&#228;sst. </Pgraph><Pgraph>Ein weiterer Ansatz, der sich bei dieser Problematik anbieten w&#252;rde, sind die Permutationstests. In dieser Arbeit wird der studentisierte Zweistichproben-Permutationstest  <TextLink reference="4"></TextLink> betrachtet.</Pgraph><Pgraph>Die oben genannten nichtparametrischen Methoden, die f&#252;r die Ausgangsfragestellung auch herangezogen werden k&#246;nnen, h&#228;ngen von den Annahmen &#252;ber die Verteilungsklasse zwar weniger stark ab, aber auch sie haben ihre Anwendungsgrenzen (wie z.B. gleiche Verteilungsfamilien in den einzelnen zu vergleichenden Gruppen). </Pgraph><Pgraph>In dieser Arbeit wird eine spezielle Variante von smoothed bootstrap <TextLink reference="5"></TextLink> vorgeschlagen, die es erlaubt, die Verteilung der empirischen Teststatistik entsprechend der Verteilung vorliegender Daten zu konstruieren und in den statistischen Test einzubeziehen. </Pgraph><Pgraph>In dem Programmpaket SPSS gibt es auch die M&#246;glichkeit Mittelwerte mittels bootstrap-Konfidenzintervalle zu vergleichen. Es ist aber zu bemerken, dass dort die so genannte klassische Variante von bootstrap verwendet wird, die nur mit vorliegenden Stichprobenwerten operiert und, wie in <TextLink reference="5"></TextLink> gezeigt wird, in einigen F&#228;llen (besonders bei kleinen Stichproben) im Gegensatz zu der smoothed Variante einen gr&#246;&#223;eren Standardfehler hat. </Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="Methodenbeschreibung">
      <MainHeadline>Methodenbeschreibung</MainHeadline><Pgraph>Die Konstruktion eines Tests zielt auf eine Teststatistik mit bestimmten Eigenschaften. Eine davon ist, dass die Teststatistik unter der Nullhypothese eine bekannte Verteilung besitzt, aus der sich ein kritischer Wert  als Quantil dieser Verteilung bestimmen l&#228;sst. Um das zu gew&#228;hrleisten, m&#252;ssen einige Bedingungen an die Verteilung der zu analysierenden Variablen gestellt werden. Weicht die Verteilungsform der Stichprobe von der in einem Verfahren unterstellten ab, so hat die Teststatistik nicht die gew&#252;nschte Verteilung und der kritische Wert kann sehr oft nicht bestimmt werden. Die in dieser Arbeit vorgeschlagene Test-Methodik beruht auf der Monte Carlo Methode, in der das Resampling nach der Inversionsmethode durchgef&#252;hrt wird. Die empirische Verteilungsfunktion wird hier mit einer st&#252;ckweise linearen Funktion approximiert.</Pgraph><Pgraph>Es werden nun die Einzelheiten dieses Ansatzes am Beispiel einer einfaktoriellen ANOVA f&#252;r 2 Gruppen betrachtet und das so modifizierte Verfahren wird <Mark2>MC-ANOVA</Mark2> (Monte Carlo ANOVA) genannt.</Pgraph><Pgraph>Seien <Mark2>Y</Mark2><Subscript>1</Subscript> und <Mark2>Y</Mark2><Subscript>2</Subscript> stetige Zufallsvariablen, deren Realisierungen 2 Gruppen <ImgLink imgNo="1" imgType="inlineFigure"/> und <ImgLink imgNo="2" imgType="inlineFigure"/> innerhalb einer Stichprobe definieren. Die Gruppenerwartungswerte werden mit <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>1</Subscript> und <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>2</Subscript> bezeichnet. Zu kl&#228;ren ist, ob sich die Gruppen bez&#252;glich dieser  signifikant voneinander unterscheiden.</Pgraph><Pgraph>Zu pr&#252;fen ist die Nullhypothese</Pgraph><Pgraph><Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> : <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>1</Subscript>&#61;  <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>2</Subscript></Pgraph><Pgraph>gegen die Alternativhypothese</Pgraph><Pgraph><Mark2>H</Mark2><Subscript>1</Subscript> : <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>1</Subscript> &#8800; <Mark2>&#181;</Mark2><Subscript>2</Subscript>.</Pgraph><Pgraph>Tats&#228;chlich wird bei der Hypothesenpr&#252;fung der beobachtete Wert der Teststatistik mit dem (1&#8211;<Mark2>&#945;</Mark2>)-Quantil ihrer Verteilung <ImgLink imgNo="3" imgType="inlineFigure"/> unter <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> (bei einem vorgegebenen <Mark2>&#945;</Mark2>) verglichen. Sind <Mark2>Y</Mark2><Subscript>1</Subscript> und <Mark2>Y</Mark2><Subscript>2</Subscript> normalverteilt, dann ist dieses Quantil aus theoretischen &#220;berlegungen bekannt. Interessant ist aber der Fall, wo die Verteilungsannahmen der Varianzanalyse (Normalverteilung, Varianzhomogenit&#228;t) grob verletzt sind. In dieser Situation ist die Verteilung der Teststatistik und in Folge das <ImgLink imgNo="3" imgType="inlineFigure"/> im Allgemeinen nicht bekannt. Das Ziel ist also, die Verteilung der Teststatistik unter <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> zu approximieren. Dazu sind einige Vorbereitungen notwendig. An dieser Stelle ist es wichtig, zu bemerken, dass sich die Nullhypothese <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> nur auf die Gleichheit der Mittelwerte konzentriert und keine zus&#228;tzlichen Bedingungen (Normalverteilung, Varianzhomogenit&#228;t usw.) an die Verteilung der Daten gestellt werden. </Pgraph><Pgraph>In einem ersten Schritt wird die Teststatistik <Mark2>T</Mark2><Mark2><Subscript>obs</Subscript></Mark2> zum <TextGroup><PlainText>F-Test</PlainText></TextGroup> der Varianzanalyse auf der Basis der beobachteten Daten berechnet. Es wird auch im Weiteren f&#252;r die Teststatistik eine allgemeine Bezeichnung <Mark2>T</Mark2> bzw. <Mark2>T</Mark2><Mark2><Subscript>n</Subscript></Mark2> verwendet, um zum Einen das Lesen zu erleichtern und zum Anderen zu betonen, dass die weiter unten beschriebene MC-Modifikation ihre Anwendung nicht nur in der ANOVA, sondern auch in anderen Testverfahren finden kann.</Pgraph><Pgraph>Danach werden die Daten in den einzelnen Gruppen um ihren Mittelwert <ImgLink imgNo="4" imgType="inlineFigure"/> zentriert, so dass sie der Nullhypothese <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> entsprechen</Pgraph><Pgraph><ImgLink imgNo="5" imgType="inlineFigure"/>, mit <Mark2>k</Mark2>&#61;1,2  und <Mark2>i</Mark2><Mark2><Subscript>k</Subscript></Mark2>&#61;1,&#8230;,<Mark2>n</Mark2><Mark2><Subscript>k</Subscript></Mark2>.</Pgraph><Pgraph>In jeder zentrierten Gruppe wird die empirische Verteilungsfunktion berechnet, bezeichnet mit <ImgLink imgNo="6" imgType="inlineFigure"/> und <ImgLink imgNo="7" imgType="inlineFigure"/>. Seien <ImgLink imgNo="8" imgType="inlineFigure"/> und <ImgLink imgNo="9" imgType="inlineFigure"/> die mit Hilfe von st&#252;ckweise linearen Funktionen approximierten <ImgLink imgNo="6" imgType="inlineFigure"/> und <ImgLink imgNo="7" imgType="inlineFigure"/>. </Pgraph><Pgraph>Nun k&#246;nnen aus den gegl&#228;tteten Funktionen <ImgLink imgNo="10" imgType="inlineFigure"/> mit Hilfe der Inversionsmethode <Mark2>N</Mark2> neue Stichproben erzeugt werden, deren Elemente wie die Elemente der zentrierten Stichprobe verteilt sind und der Nullhypothese entsprechen. </Pgraph><Pgraph>Im n&#228;chsten Schritt wird f&#252;r jede der <Mark2>N</Mark2> neuen Stichproben die Teststatistik der Varianzanalyse berechnet, wodurch eine Folge <ImgLink imgNo="11" imgType="inlineFigure"/> entsteht. Diese Folge beschreibt die Verteilung der Teststatistik <Mark2>T</Mark2><Mark2><Subscript>n</Subscript></Mark2> unter der Nullhypothese <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> und liefert das empirische (1&#8211;<Mark2>&#945;</Mark2>)-Quantil <ImgLink imgNo="12" imgType="inlineFigure"/>. Das war der letzte Baustein und jetzt kann der Test der Varianzanalyse wie folgt modifiziert werden:</Pgraph><Pgraph><Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> wird zum Niveau <Mark2>&#945;</Mark2> abgelehnt, wenn <Mark2>T</Mark2><Mark2><Subscript>obs</Subscript></Mark2> &#62; <ImgLink imgNo="12" imgType="inlineFigure"/>.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="Eigenschaften der MC-ANOVA">
      <MainHeadline>Eigenschaften der MC-ANOVA</MainHeadline><Pgraph>Nach der obigen Beschreibung werden im folgenden Abschnitt einige f&#252;r die Testverfahren &#252;blichen Charakterisierungen angegeben.</Pgraph><Pgraph>Zun&#228;chst liege der so genannte regul&#228;re Fall vor, wo alle f&#252;r ein gew&#228;hltes Testverfahren notwendigen Verteilungsannahmen gelten.</Pgraph><Pgraph>In diesem Fall h&#228;lt das modifizierte Verfahren das vorgegebene Signifikanzniveau ein. In einer Simulationsstudie mit 10.000 Stichproben und einem nominellen &#945;&#61;5&#37; betrug die Wahrscheinlichkeit f&#252;r den Fehler 1. Art 4,29&#37;.</Pgraph><Pgraph>Ein weiteres Beurteilungskriterium f&#252;r einen Test ist die Operationscharakteristik (OC). Abbildung 1 <ImgLink imgNo="1" imgType="figure"/> und Abbildung 2 <ImgLink imgNo="2" imgType="figure"/> (mit schw&#228;cherer, Delta&#61;4  bzw. st&#228;rkerer, Delta&#61;2, &#220;berlappung der Gruppen) zeigen die OC-Kurve der MC-ANOVA. Hier wurden Stichproben aus einer normalverteilten Grundgesamtheit zugrunde gelegt, um die theoretischen Werte der OC-Kurve der klassischen ANOVA als Referenz verwenden zu k&#246;nnen. Diesen Abbildungen ist z.B. zu entnehmen, dass die Trennsch&#228;rfe des MC-Tests mit wachsendem Stichprobenumfang gr&#246;&#223;er wird.</Pgraph><Pgraph>Um zu veranschaulichen, dass die MC- und die klassische Variante eines Tests in einem regul&#228;ren Fall (alle Verteilungsvoraussetzungen f&#252;r das Testverfahren sind erf&#252;llt) zu gleichen Resultaten f&#252;hren, wird ein Datenbeispiel betrachtet.</Pgraph><Pgraph>Im Rahmen des Teilprojektes B2 &#8222;Verteilungsbasierte Simulation&#8220; des SFB 747 &#8222;Mikrokaltumformen&#8220; sollten Komponenten des Spannungstensors f&#252;r ein RVE (repr&#228;sentatives Volumenelement) mit Kornstruktur f&#252;r Stahl DC01 bez&#252;glich ihrer Mittelwerte verglichen werden. Da die Hypothese einer Normalverteilung  der Daten in beiden Gruppen (Abbildung 3 <ImgLink imgNo="3" imgType="figure"/>) nach dem KS-Test nicht abgelehnt werden kann und die Gruppenumf&#228;nge gro&#223; sind, kann hier die Methode der klassischen ANOVA zur Beantwortung der Frage herangezogen werden. </Pgraph><Pgraph>Um die Varianzheterogenit&#228;t zu ber&#252;cksichtigen, wird eine Welch-ANOVA verwendet. Wie aus der Abbildung 4 <ImgLink imgNo="4" imgType="figure"/> ersichtlich wird, kann die Hypothese gleicher Mittelwerte nicht beibehalten werden. Au&#223;erdem zeigt diese Grafik, dass die beiden Methoden (Welch und MC-ANOVA) nicht nur in den p-Werten, sondern auch in den kompletten Verteilungsfunktionen der Teststatistik (p-Wert des KS-Tests ist gleich 0,89) identisch sind.</Pgraph><Pgraph>Dieses Beispiel unterstreicht, dass die beiden Testmethoden in einem regul&#228;ren Fall zur gleichen Testentscheidung f&#252;hren.</Pgraph><Pgraph>Nun ist zu dem Fall &#252;berzugehen, wo die Verteilungsannahmen f&#252;r einen Test grob verletzt sind. Als Beispiel f&#252;r solche Verteilungen dienen die Daten aus der folgenden pr&#228;klinischen Laboruntersuchung.</Pgraph><Pgraph>Im Bereich der Thorax-Chirurgie wurden zwei Typen der Laserversiegelung von Lungengewebe am ex-vivo ventilierten Schweinelungenmodell: mit und ohne Wasserk&#252;hlung <TextLink reference="6"></TextLink> untersucht. Es sollte &#252;berpr&#252;ft werden, ob dadurch Unterschiede im Versiegelungsprozess entstehen.</Pgraph><Pgraph>Hier wird das Verhalten der Wahrscheinlichkeit f&#252;r den Fehler 1. Art verschiedener Testverfahren von Interesse sein. Dazu werden die Daten in den beiden Gruppen zentriert, so dass sie der Nullhypothese gleicher Erwartungswerte entsprechen.</Pgraph><Pgraph>Die Abbildung 5 <ImgLink imgNo="5" imgType="figure"/> gibt einen &#220;berblick &#252;ber die zentrierten Werte.</Pgraph><Pgraph>Danach werden 10.000 neue Stichproben erzeugt, deren Elemente dem Verteilungsgesetz der zentrierten Werte folgen. In jeder dieser Stichproben werden ANOVA, t-Test, studentisierter Zweistichproben-Permutationstest, MC-ANOVA und der MC-t-Test f&#252;r den Gruppenvergleich herangezogen. Die beiden Gruppen wurden auch mit Hilfe von 95&#37;-Konfidenzintervalle f&#252;r Mittelwertdifferenz verglichen. F&#252;r die Konstruktion der Konfidenzintervalle wurden zwei Varianten von Bootstrap (smoothed und klassisch) verwendet. Die Abbildung 6 <ImgLink imgNo="6" imgType="figure"/> zeigt die Verl&#228;ufe der dabei entstandenen Wahrscheinlichkeiten f&#252;r den Fehler 1. Art. Die X-Achse zeigt die Anzahl der unter <Mark2>H</Mark2><Subscript>0</Subscript> erzeugten Datens&#228;tze, auf deren Basis diese Wahrscheinlichkeit berechnet wurde.</Pgraph><Pgraph>Hier ist leicht zu sehen, dass Permutationstest, t-Test und das Verfahren der Varianzanalyse unter den Bedingungen der vorliegenden Daten zum Signifikanzniveau 5&#37; nicht mehr robust sind. Unterschiedliche Verteilungsformen in einzelnen Gruppen sowie gro&#223;e Varianz der Daten sind die Ursache. Die beiden MC-Varianten der Tests halten jedoch das Signifikanzniveau ein, und die Verl&#228;ufe ihrer Werte der Wahrscheinlichkeit f&#252;r den Fehler 1. Art sind kaum voneinander zu unterscheiden.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="Fazit">
      <MainHeadline>Fazit</MainHeadline><Pgraph>Die in dieser Arbeit betrachteten MC-Testvarianten sind zwar rechenaufw&#228;ndiger als die klassischen Versionen der Testmethoden (ANOVA, t-Test), k&#246;nnen aber f&#252;r eine breitere Verteilungsklasse von zuf&#228;lligen Fehlern angewendet werden. Die MC-modifizierten Verfahren verlangen keine Kenntnisse &#252;ber die Form oder die Parameter der zugrundeliegenden Verteilung und ben&#246;tigen auch kein Pretesting.</Pgraph><Pgraph>Im Fall g&#252;ltiger Verteilungsannahmen zeigen die MC-Tests ein Resultat, welches mit dem der klassischen Testversionen vergleichbar ist. In der Verteilungsklasse, in der klassische Methoden ihre Robustheit verlieren, halten die MC-Verfahren das vorgegebene Signifikanzniveau (5&#37;) ein.</Pgraph><Pgraph>Die vorgeschlagene MC-Modifikation eines Verfahrens kann ohne grunds&#228;tzliche &#196;nderungen auf die Vergleiche von mehr als zwei Gruppen verallgemeinert werden. Auch der weitergehende Einsatz bei der Fallzahlberechnung zur Planung einer Studie ist unmittelbar m&#246;glich.</Pgraph></TextBlock>
    <TextBlock linked="yes" name="Anmerkungen">
      <MainHeadline>Anmerkungen</MainHeadline><SubHeadline>Interessenkonflikte</SubHeadline><Pgraph>Die Autoren erkl&#228;ren, dass sie keine Interessenkonflikte in Zusammenhang mit diesem Artikel haben.</Pgraph><SubHeadline>Danksagung</SubHeadline><Pgraph>Die Autoren bedanken sich bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) f&#252;r eine teilweise finanzielle Unterst&#252;tzung dieser Arbeit im Rahmen des SFB 747 &#8222;Mikrokaltumformen: Prozesse, Charakterisierung, Optimierung&#8220;. Ein weiterer Dank geht an das Team der Klinik f&#252;r Thoraxchirurgie Klinikum Bremen Ost f&#252;r die zur Verf&#252;gung gestellten Daten <TextLink reference="6"></TextLink> und an Dr. W. Wosniok f&#252;r eine aktive n&#252;tzliche Unterst&#252;tzung. </Pgraph></TextBlock>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 1: Operationscharakteristik der ANOVA und MC-ANOVA (schwache &#220;berlappung der einzelnen Gruppen)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 2: Operationscharakteristik der ANOVA und MC-ANOVA (starke &#220;berlappung der einzelnen Gruppen)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 3: Histogramm der berechneten Werte &#963;</Mark1><Mark1><Subscript>xx</Subscript></Mark1><Mark1> und &#963;</Mark1><Mark1><Subscript>zz</Subscript></Mark1><Mark1> des Spannungstensors</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 4: Verteilungsfunktion der Teststatistik unter </Mark1><Mark1><Mark2>H</Mark2></Mark1><Mark1><Subscript>0</Subscript></Mark1><Mark1> und die Testergebnisse von ANOVA, Welch-ANOVA und MC-ANOVA</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 5: Histogramm der zentrierten Messwerte (Versiegelungseffekt)</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <Caption><Pgraph><Mark1>Abbildung 6: Verlauf der Wahrscheinlichkeit f&#252;r den Fehler 1. Art f&#252;r verschiedene Testverfahren</Mark1></Pgraph></Caption>
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          <AltText>Formel 12</AltText>
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