te Statistische Analysen, Würzburg

Einen t-Test rechnen


Einen t-Test rechnen

Ein T-Test klärt die Frage "Unterscheiden sich meine zwei Gruppen nun, oder nicht?"
Man braucht eine Zielvariable ("worin sollen sich meine Gruppen unterscheiden?") und eine Gruppeneinteilung mit genau 2 Stufen.
Die Nullhypothese lautet auf keine Unterschiede, die Alternativhypothese, dass zwischen den Gruppen Unterschiede existieren. Man möchte, die Nullhypothese verwerfen und die Alternativhypothese annehmen.

Ein Beispiel: 2 Altersgruppen (≤> 65 Jahre) und Rückenschmerz als Score auf einer Skala von 0 (kein) - 10 (unerträglich). Hier würde ein t-Test prüfen, ob es einen Zusammenhang zwischen Alter und Schmerz gibt, speziell, ob sich die Altersgruppen unterscheiden. Interpretativ könnte man das am Ende so sagen (wenn p ≤ 0.05): "je älter desto Rücken".

Tipp: Ersetzen Sie die zwei Merkmale aus dem obigen Beispiel einfach mit zwei Merkmalen aus Ihren eigenen Daten, z.B. Gruppe (A/B) versus ein eigenes kontinuierliches Merkmal.

Sie müssen schnell einen t-Test rechnen, einen t-Test mit Excel rechnen

Wenn es schnell gehen muss, nehmen Sie Excel, hier ist der t-Test eingebaut (Funktion "TTEST").

Gruppe (z.B. Person ueber
65 Jahre = 1, ≤ 65 = 0)
Schmerz-
Score
1 5
110
1 8
1 7
0 2
0 3
0 2
0 4
Geben Sie die Ziffern (nur die 2. Spalte) auf ein Excelblatt ein (im Bereich A1 bis A8), dann geben Sie folgende Formel ein: =TTEST(A1:A4,A5:A8, 2, 3) Das ergibt ein p = 0.01283.

Da dieser p-Wert p ≤ 0.05, können Sie die Nullhypothese ("kein Unterschied") ablehnen, was plausibel macht, dass sich die Gruppen unterscheiden.

Einen t-Test mit R rechnen

Mit R oder RStudio geht es so (Ziffern der obigen Tabelle werden erst eingegeben):

data = data.frame(group = c(1,1,1,1,0,0,0,0), score = c(5, 10, 8, 7, 2, 3, 2, 4))
summary(t.test(score ~ group, data = data))
Die Tilde, d.h. das Zeichen ~ zeigt an, was vorhergesagt werden soll. Hier liest man von rechts nach links, d.h. aus der Gruppenzugehörigkeit soll der Schmerz-Score vorhergesagt werden. Der p-Wert ist abzulesen unter der Spalte Pr(>F). Auch hier kann man die Nullhypothese ablehnen (da p ≤ 0.05).

Einen t-Test mit SPSS rechnen

Machen Sie im SPSS ein Syntax-Fenster auf (Datei | Neu | Syntax) und kopieren Sie diese Zeilen hinein.

data list list /group (f8) score (f8).
begin data
1 5
1 10
1 8
1 7
0 2
0 3
0 2
0 4
end data.
t-test groups = group(0,1) /variables score.
Alles markieren (oder Strg + a), dann die Run-Taste (grünes Dreieck) oder Strg + r.

Vorteile und Nachteile, eine kurze Abwägung

Ein t-Test hat Nachteile. Es sind die recht vielen Annahmen.
Er basiert im Prinzip auf dem allgemeinen linearen Modell, d.h. bei jedem Testlauf läuft im Hintergrund eine Regression. Die Idee ist, dass die Gruppenzugehörigkeit (z.B. Diagnose A vs. B) einen Wertebereich vorhersagt (Besserungs-Scores), für die der Mittelwert auch der beste Schätzer ist. Dementsprechend braucht man (strengnommen) alle Voraussetzung einer linearer Regression, darunter

eine Normalverteilung der Fehler (genauer Fehlvorhersagen aus der Gruppenzugehörigkeit, man nennt diese Fehler "Residuen"),
eine homogene Varianzen der Residuen,
eine lineare Beziehung zwischen den Prädiktor und Zielvariable
Unabhängikeit der Residuen

Diese vielen Annahmen können natürlich gestestet werden und sind leider entsprechend schnell verletzt, so dass man sich eigentlich von vorneherein auf den U-Test einschießen sollte. Dieser Test ist nahezu frei von solchen Annahmen und kann fast immer bedenkenlos verwendet werden.


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