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Forschungsgebiete in der Biostatistik

 

Molekulare Epidemiologie

Genetische Variationen in Interaktion mit epidemiologischen Faktoren können zur Entstehung von komplexen Krankheiten wie Krebs führen. Das Projekt "Statistische Komplexitätsreduktion in der Molekularen Epidemiologie" des SFB 475 befasst sich deshalb mit der Auffindung solcher Risikofaktoren. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Detektion von Gen-Gen- bzw. Gen-Umwelt-Interaktionen.

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Genexpressionsdaten

Microarrays ermöglichen die simultane Messung von Zehntausenden von Genen. Nicht nur diese sehr hohe Anzahl an Variablen verbunden mit einer viel niedrigeren Anzahl an Observationen, sondern auch die stark verrauschten Signale, die solche Microarrays liefern, stellen eine große Herausforderung für die Analyse solcher Daten dar, die nur in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit bewältigt werden kann. Eine solche Zusammenarbeit findet u.a. in dem Projekt "Statistische Komplexitätsreduktion in der Molekularen Epidemiologie" des SFB 475 statt.

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Proteomik

Proteine sind für nahezu alle biologischen Prozesse in einem Organismus verantwortlich – z.B. auch für die Entstehung von Krankheiten wie Krebs. Deshalb sind die Erforschung des Proteoms und dabei insbesondere die Identifizierung von Proteinen, deren Expression sich zwischen verschiedenen Gruppen (z.B. krankem und gesundem Gewebe) stark unterscheidet, und das Auffinden von Protein-Protein Interaktionen von großem Interesse. Auch hier ist eine interdisziplinäre Zusammenarbeit – wie sie im Zentrum für Angewandte Proteomik stattfindet – von großem Nutzen.

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Diagnostische Verfahren

Diagnostische Verfahren werden z.B. bei der Entwicklung, Optimierung und Validierung von Testsystemen und Analyseautomaten benötigt. In diesem Bereich werden neue statistische Verfahren und Ansätze gebraucht, um bestehende Prozesse zu optimieren und um neue Problemstellungen angemessen zu bearbeiten. Z.B. kann die dauerhafte Richtigkeit diagnostischer Tests in der Routinediagnostik nur durch optimale Kalibrationsverfahren garantiert werden. Im Umfeld von Genomics, Proteomics, Peptidomics, etc., werden neue diagnostischen Verfahren gesucht, und die Statistik ist wesentlich an Studienplanung, Durchführung und Auswertung zur Zulassung von diagnostischen Verfahren beteiligt. Der Fachbereich Statistik und die Roche Diagnostik GmbH in Penzberg/Bayern kooperieren in der Forschung auf diesen Gebieten.

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Kontrollierte klinische Studien

In kontrollierten klinischen Studien wird die Wirkung einer Behandlung durch den Vergleich mit einer anderen Behandlung abgeschätzt. Der Lehrstuhl "Statistik mit Anwendungen im Bereich der Ingenieurwissenschaften" befasst sich mit Meta-Analysen zur Kombination von solchen kontrollierten klinischen Versuchen sowie der Planung und Auswertung von kontrollierten klinischen Studien mit flexiblen (oder adaptiven) Designs.

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Intensivmedizin

In der Intensivmedizin findet eine automatische Online-Erfassung von Vitalparametern, Laborwerten, Medikamentengabe und therapeutischen Maßnahmen statt. Zur bettseitigen überwachung von Patienten werden basierend auf diesen Parametern in dem Projekt "Zeitreihenanalytische Methoden zur Behandlung von Online-Monitoring-Daten aus der Intensivmedizin" des SFB 475 intelligente Analyse- und Alarmsysteme entwickelt, die im Projekt "Intelligente Analyse- und Alarmsysteme in der Intensivmedizin" des SFB 475 zu einem neuen Monitoring-Prototypen führen soll, der den Ansprüchen der klinischen Praxis genügt. Die hierbei verfolgten Ansätze beruhen insbesondere auf robuster Echtzeit-Signalextraktion und Mustererkennung.

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Toxikologische Anwendungen

Statistische Methoden sind notwendig für die Planung und Auswertung toxikologischer Studien, um mögliche gesundheitsschädliche Wirkungen von Stoffen untersuchen zu können. Zur Analyse solcher Studien arbeitet der Lehrstuhl "Mathematische Statistik und biometrische Anwendungen" zusammen mit dem Institut für Arbeitsphysiologie an der Universität Dortmund. Ein großes Problem, das neben anderen Problemen im Lehrstuhl "Mathematische Statistik und naturwissenschaftliche Anwendungen" betrachtet wird, ist die Übertragbarkeit von Tierversuchen auf den Menschen.

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Räumliche Statistik

Das Risiko, eine Krankheit zu erleiden, kann auch von der Region, in der man wohnt, abhängen. Zur Aufdeckung und Kartierung solcher Krankheitsrisiken werden in der räumlichen Statistik geografische Informationen mit aufgenommen.

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Sensometrie

Sensometrie ist die Anwendung und Weiterentwicklung statistischer Verfahren zum Messen von Sinneseindrücken, z.B. Geschmack von Lebensmitteln. Solche Methoden werden am Lehrstuhl "Mathematische Statistik und naturwissenschaftliche Anwendungen" entwickelt.

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Sprachliche Information in neuronalen Antworten

In Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Digitale Medientechnologie (IDMT) in Ilmenau/Thüringen wird nach Information in der neuronalen Antwort am menschlichen Hörnerven gesucht. Auf Basis eines Simulationsmodells des Innenohrs wird Sprachinput automatisch erkannt.

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