Ferskvandsinvertebraters bevægelsesadfærd som biomarkør for pesticideksponering og effektBilag C: Statistiske styrkeberegninger for videosporingssystemet
1.1 Introduktion Nærværende rapport indeholder en række informationer, der kan anvendes til overvejelser omkring den observerede statistiske styrke (power) af de udførte forsøg (post-hoc power-analyse). Endvidere er det muligt at estimere den forventede statistiske styrke ved kommende forsøg (a priori power-analyse). Statistisk styrke er sandsynligheden for korrekt at forkaste en falsk nul-hypotese, eller med andre ord: statistisk styrke er sandsynligheden for at opnå et statistisk signifikant resultat, givet at der er en reel biologisk effekt i den population, man undersøger. Power beregnes som 1-ß, hvor ß er sandsynligheden for fejlagtigt at acceptere (egentligt undlade at forkaste) en falsk nul-hypotese. Normalt betragtes en styrke på 0,8, d.v.s. 80%, som værende tilstrækkelig. For at illustrere anvendelsen af styrkebetragtninger i videosporingssystemet anvendes resultater for cypermethrins akutte adfærdstoksiske effekt på ferskvandstangloppen Gammarus pulex. Beregningerne er udført ved hjælp af styrkeberegningsprogrammet G*Power; et freeware program, der kan downloades fra internettet: http://www.psycho.uniduesseldorf.de/aap/projects/gpower/index.html
1.2 Post-hoc power-analyse Formålet med de gennemførte akutte adfærdstoksikologiske studier var at undersøge de ændringer i bevægelsesadfærd, der måtte finde sted under en miljørealistisk, kortvarig cypermethrin-puls. Resultaterne for den tilbagelagte afstand hos G. pulex eksponeret for cypermethrin viser et bifasisk adfærdsrespons, med hyperaktivitet efterfulgt af immobilisering. På baggrund af de 11 undersøgte eksponeringsniveauer kan en række koncentrations-respons-sammenhænge opstilles, og Fig. C1 viser, hvordan den maksimalt tilbagelagte afstand, defineret som det største antal centimeter vandret/5 min, ændres med stigende cypermethrin-eksponering. Figuren indeholder alene data for den maksimale afstand for den eksponerede gruppe, i såvel kontrolperioden (0-30 minutter), hvor baggrundsadfærden registreres, som under eksponering (31-120 minutter).
Tabel C1 viser post-hoc styrkeberegningerne for de parrede t-tests for de eksponerede grupper før og under eksponering (se Fig. C1). Resultaterne fra post-hoc power-analysen viser ikke overraskende en høj styrke i de tilfælde, hvor en markant effekt af cypermethrin-eksponering blev observeret, d.v.s. ved cypermethrin-koncentrationer 10 ng/l, da styrkeberegningerne her blot afspejler de observerede p-værdier. Mere interessant er styrken i de tilfælde, hvor der ikke blev observeret en signifikant ændring i den maksimalt tilbagelagte afstand, d.v.s. ved koncentrationer 3 ng/l. Ved disse fire koncentrationer observeredes en gennemsnitlig power på 0,8, hvilket normalt betragtes som ønskværdigt. Den gennemsnitlige styrke for alle 11 koncentrationer var 0,90±0,16 (mean±SD), hvilket illustrerer, at antallet af replikater i det anvendte forsøgsdesign (8 kontroldyr og 8 eksponerede dyr) var tilstrækkeligt.
1.3 A priori power-analyse I forbindelse med planlægning af fremtidige forsøg er det en fordel at kunne estimere den forventede statistiske styrke (a priori power-analyse), da man derved kan træffe kvalificerede valg med hensyn til det nødvendige antal replikater. Fig. C2 viser styrken (1-ß) som funktion af effektstørrelsen (effect size) for parrede t-tests af den maksimalt tilbagelagte afstand hos cypermethrin-eksponerede G. pulex (se også Fig. C1). I hidtidige forsøg er der kun blevet gennemført en forsøgsrunde pr. eksponeringskoncentration (n=8 eksponerede dyr, df=7), og Fig. C2 viser, hvorledes den estimerede styrke forbedres ved i stedet at gennemføre to forsøgsrunder pr. eksponeringskoncentration (n=16 eksponerede dyr, df=15). Det fremgår, at den detekterbare effektstørrelse ved den ønskelige styrke (1-ß=0,8) reduceres fra 0,98 ved 1 forsøgsrunde til 0,66 ved 2 forsøgsrunder. Dette er en tilsyneladende en markant forbedring, men post-hoc-beregninger for kontrolgrupperne (ikke vist) viser effektstørrelser på 0,97±0,30 (mean±SD) ved sammenligning af kontrol- og ’eksponerings’-perioden. Hos kontroldyrene er der altså generelt en (mindre) ikke-signifikant ændring fra kontrolperioden (0-30 minutter) til ’eksponerings’-perioden (31-120 minutter). G. pulex’s adfærd i videosporingssystemet dikterer dermed en nedre grænse på ca. 1 for den detekterbare effektstørrelse. Dermed kan en forbedring i detektionsgrænsen ved at have 2 runder/koncentration i stedet for 1 runde/koncentration ikke umiddelbart realiseres. Det hidtidige design med 1 runde/koncentration har allerede den ønskede statistiske styrke på 0,8 ved den for kontroldyrene observerede effektstørrelse, og dette design opfylder dermed de konventionelle krav til styrke.
1.4 Konklusion De foreslåede metoder til videosporing af G. pulex er ved såvel post-hoc som a priori power-analyser vist at opfylde kravet (1-ß=0,8) til statistisk styrke med et signifikansniveau på α=0,05. Der er ikke foretaget lignende beregninger for de øvrige forsøg. |
