Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zahngesundheit - Löchrige Probleme für Statistiker

27.01.2009
Ein Forschungsprojekt, dessen Thema die Zahngesundheit bayerischer Schulkinder ist, würde man eigentlich an der Zahnklinik vermuten. In diesem Fall ist das anders: Mitarbeiter des Lehrstuhls für Mathematische Statistik der Universität Würzburg helfen dabei, dass Karies möglichst keine Chance hat.

Wie klein darf eine Stichprobe aus einer vorgegebenen Menge eigentlich sein, damit die dort gewonnenen Erkenntnisse immer noch für die Gesamtheit gültig sind? So könnte - leicht verkürzt - die Frage lauten, mit der sich Statistiker um den Mathematikprofessor Michael Falk in den vergangenen Monaten beschäftigt haben. Das scheinbar theoretische Problem hatte einen durchaus praktischen Hintergrund.

"Seit Mitte der 90er-Jahre führt die Deutsche Arbeitsgemeinschaft für Jugendzahnpflege (DAJ) regelmäßig bundesweite Untersuchungen zum Stand der Zahngesundheit von Schülerinnen und Schülern durch", erklärt Michael Falk. Damit will sie unter anderem überprüfen, ob Aktionen zu mehr Vorsorge in Kindergärten und Schulen tatsächlich den gewünschten Effekt haben.

Jeder Zahn kommt unter die Lupe

In ganz Deutschland machen sich also Zahnärzte-Teams auf den Weg in die Schulen und ermitteln dort die Zahngesundheit sämtlicher Schüler von vorher ausgesuchten Klassen einer bestimmten Jahrgangsstufe. Für jedes Kind dauert solch eine Untersuchung etwa zehn Minuten: Jeder einzelne Zahn wird nach gewissen Kriterien sprichwörtlich unter die Lupe genommen; die Ergebnisse werden für jeden Zahn und jeden Schüler genau dokumentiert. Federführend dabei sind in jedem Bundesland die jeweiligen Landesarbeitsgemeinschaften für Zahngesundheit (LAGZ).

"Im aktuellen Schuljahr interessiert sich die LAGZ Bayern besonders für die Ergebnisse bei den 12- bis 15-jährigen Schülern", sagt der Statistiker Dr. René Michel. In dieser Altersgruppe hatten die Zahnärzte bei der letzten Untersuchung in Bayern im Jahr 2004 nämlich besonders viele kranke Zähne entdeckt. Daraufhin hatte die LAGZ ein dreijähriges Pilotprojekt zur Prophylaxe gestartet.

Fünf Prozent aller Schüler sind für Bayern zu viel

Nun können die Mediziner natürlich nicht sämtliche Zähne sämtlicher Schüler des Landes untersuchen. Deshalb fordert die DAJ von jedem Bundesland eine repräsentative Stichprobe: Der Umfang dieser Stichprobe soll fünf Prozent der Gesamtzahl an Schülern des jeweiligen Bundeslandes betragen. Für einen Flächenstaat wie Bayern wäre aber auch diese Auswahl finanziell und logistisch nicht zu bewältigen. Deshalb wollte die LAGZ Bayern den Stichprobenumfang verringern, ohne dass damit ein wesentlicher Verlust an Repräsentativität einhergeht - womit die Statistiker der Uni Würzburg ins Spiel kamen.

"Wir haben aus mathematischer Sicht überprüft, wie weit man den Stichprobenumfang verringern kann, um trotzdem noch statistisch gültige Ergebnisse über die Zahngesundheit bayerischer Schulkinder zu erhalten", beschreibt Stefan Englert, der auch an der Untersuchung mitgearbeitet hat, das Projekt. Das Hauptaugenmerk der Statistiker habe der Frage gegolten, welche Auswirkungen es auf die Genauigkeit der Ergebnisse haben kann, wenn man beispielsweise nur ein oder zwei Prozent aller bayerischen Schüler untersucht. "Je kleiner die Stichprobe nämlich wird, desto größer werden die Ungenauigkeiten der Ergebnisse, und desto mehr weichen die berechneten Werte von den tatsächlichen Werten ab, die man erhielte, würde man alle bayerischen Schüler untersuchen", so Johannes Hain - ein weiteres Mitglied des Projektteams.

Eine rechenintensive Untersuchung

Mathematische Aussagen über Ergebnisse zu treffen, die noch gar nicht vorliegen, ist auch für Statistiker nicht ganz einfach. Um doch zu einem Ergebnis zu kommen, haben die Mathematiker umfangreiche statistische Simulationen durchgeführt, die sehr rechenintensiv waren: "Die Rechner in den Computerräumen am Institut für Mathematik und Informatik benötigten dafür mehrere Tage", so Dr. Michel. Dafür war das Ergebnis zumindest für die LAGZ erfreulich: "Wir konnten nachweisen, dass die Stichprobengröße deutlich unter den vorgegebenen fünf Prozent liegen kann, ohne dass die zu erwartenden Ergebnisse wesentlich verfälscht werden."

Damit war der Job der Mathematiker allerdings noch nicht erledigt. Gemäß dem Wunsch der LAGZ sollten sie außerdem eine konkrete aber repräsentative Stichprobe von bayerischen Schulen bestimmen, in die die Zahnärzte-Teams gehen sollten. "Dazu muss man allerdings wissen, dass der Begriff 'repräsentativ' vor allem im Alltagssprachgebrauch verwendet wird. In der wissenschaftlichen Statistik ist er eher unüblich", erklärt Michael Falk. "Repräsentativität" ließe sich nämlich selbst mit einer noch so komplizierten Formel nicht berechnen. Trotzdem konnten Falk und seine Mitarbeiter eine Stichprobe ermitteln, die ein möglichst genaues Abbild der tatsächlichen Schul- und Altersstruktur in Bayern wiedergibt.

Die Auswertung der Ergebnisse soll bessere Vorhersagen ermöglichen

Die Zahngesundheit bayerischer Schulkinder wird am Lehrstuhl für Statistik auch weiterhin eine wichtige Rolle spielen: Studienbegleitend stehen seine Mitarbeiter der LAGZ als Ansprechpartner bei statistischen Nachfragen weiterhin zur Seite. Außerdem werden sie bei der Auswertung der Daten behilflich sein. Schließlich ist es auch für sie interessant, auf der Basis der aktuellsten Ergebnisse die durchgeführten Simulationen und Berechnungen zu überprüfen und gegebenenfalls anzupassen und zu verbessern. Für eventuelle weitere Untersuchungen in den nächsten Jahren könnten sie so noch exaktere Modelle konstruieren und noch genauere Vorhersagen treffen.

Von Seiten des Lehrstuhls wird dieses Projekt insbesondere unterstützt von Dr. René Michel, jetzt Senior Consultant bei Altran CIS, einer in Frankfurt ansässigen und unter anderem im Datenanalysebereich aktiven Unternehmensberatung, und den beiden angehenden Diplom-Mathematikern Stefan Englert und Johannes Hain.

Kontakt: Prof. Dr. Michael Falk, Lehrstuhl für Mathematische Statistik, T: (0931) 31-8 49 39, E-Mail: falk@mathematik.uni-wuerzburg.de

Gunnar Bartsch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Dimethylfumarat – eine neue Behandlungsoption für Lymphome
28.03.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

nachricht Die bestmögliche Behandlung bei Hirntumor-Erkrankungen
28.03.2017 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Nachwuchswissenschaftler blicken in die Quantenwelt

28.03.2017 | Seminare Workshops

Warum der Brennstoffzelle die Luft wegbleibt

28.03.2017 | Biowissenschaften Chemie