PADK - Odds Ratio dan Uji Kebebasan Chi-Square

Video Pembelajaran - P8

Video Pembelajaran dapat diakses melalui link berikut : https://ipb.link/materipadk

Odds Ratio

Odds Ratio (OR) digunakan untuk mengukur kekuatan asosiasi antara dua kejadian dalam tabel kontingensi 2x2. Ini sering digunakan dalam studi kasus-kontrol, dimana kita ingin mengetahui seberapa besar peluang suatu kejadian terjadi di satu kelompok dibandingkan dengan kelompok lain.

Definisi Odds Ratio

Misalkan kita memiliki tabel kontingensi 2x2 sebagai berikut:

Outcome 1 (+) Outcome 2 (-) Total
Exposure 1 a b a+b
Exposure 2 c d c+d
Total a+c b+d n

Odds Ratio (OR) dihitung dengan rumus:

\[ \text{OR} = \frac{a/c}{b/d} = \frac{a \cdot d}{b \cdot c} \]

Contoh Kasus

  • Ada 640 subyek, dimana 325 mendapat produk baru dan 315 mendapat produk standar.
  • Dari 436 subyek yang terkena malnutrisi, 238 berasal dari kelompok produk baru dan 198 dari kelompok produk standar.

Maka tabel kontingensinya adalah:

Malnutrisi (+) Malnutrisi (-) Total
Produk Baru 238 87 325
Produk Standar 198 117 315

Perhitungan Odds Ratio di R

# Data
produk_baru <- c(238, 87)  # a = 238, b = 87
produk_standar <- c(198, 117)  # c = 198, d = 117

# Membuat tabel kontingensi
tabel_kontingensi <- matrix(c(produk_baru, produk_standar), nrow=2, byrow=TRUE)

# Menghitung Odds Ratio
or <- (tabel_kontingensi[1,1] / tabel_kontingensi[1,2]) / (tabel_kontingensi[2,1] / tabel_kontingensi[2,2])
or
## [1] 1.61651

Interpretasi

Jika \(\text{OR} > 1\), ini berarti ada asosiasi positif antara exposure (dalam hal ini produk baru) dan outcome (malnutrisi). Misalnya, jika OR = 1.62, ini berarti risiko terkena malnutrisi pada kelompok yang mendapatkan produk baru adalah 1.62 kali lebih besar dibandingkan dengan kelompok yang mendapatkan produk standar.

Uji Kebebasan Chi-Square

Uji kebebasan Chi-Square (Chi-Square Test of Independence) digunakan untuk menentukan apakah ada hubungan yang signifikan antara dua variabel kategorik.

Hipotesis

  • H0 (Hipotesis Nol): Tidak ada hubungan antara kedua variabel (variabel-variabel tersebut bebas).

  • H1 (Hipotesis Alternatif): Ada hubungan antara kedua variabel (variabel-variabel tersebut tidak bebas).

Statistik Uji

Statistik uji Chi-Square dihitung dengan rumus:

\[ \chi^2 = \sum \frac{(O_i - E_i)^2}{E_i} \]

dimana: - \(O_i\) adalah frekuensi observasi, - \(E_i\) adalah frekuensi harapan, yang dihitung sebagai:

\[ E_i = \frac{\text{Total Baris} \times \text{Total Kolom}}{\text{Total}} \]

Contoh 1

Data hubungan antara merokok dan kanker paru-paru diberikan sebagai berikut:

Kanker Paru (+) Kanker Paru (-) Total
Pernah Merokok 688 650 1338
Tidak Pernah Merokok 21 59 80

Maka tabel kontingensinya adalah:

\[ \begin{array}{|c|c|c|c|} \hline & \text{Kanker Paru (+)} & \text{Kanker Paru (-)} & \text{Total} \\ \hline \text{Pernah Merokok} & 688 & 650 & 1338 \\ \hline \text{Tidak Pernah Merokok} & 21 & 59 & 80 \\ \hline \text{Total} & 709 & 709 & 1418 \\ \hline \end{array} \]

Perhitungan Uji Chi-Square di R

# Data
kanker_paru <- matrix(c(688, 650, 21, 59), nrow=2, byrow=TRUE)

# Menghitung Uji Chi-Square
uji_chisq <- chisq.test(kanker_paru)

# Hasil
uji_chisq
## 
##  Pearson's Chi-squared test with Yates' continuity correction
## 
## data:  kanker_paru
## X-squared = 18.136, df = 1, p-value = 2.057e-05
uji_chisq$expected
##      [,1] [,2]
## [1,]  669  669
## [2,]   40   40

Interpretasi Karena nilai p-value < 0.05, maka kita menolak hipotesis nol dan menyatakan bahwa ada hubungan yang signifikan antara merokok dan kanker paru-paru.

Contoh 2

Diberikan tabel kontingensi hubungan antara aspirasi pendidikan dan pendapatan keluarga:

Pendapatan Rendah Pendapatan Menengah Pendapatan Tinggi Total
Sekolah Menengah 9 11 9 29
Lulusan Sekolah Menengah 44 52 41 137
Perguruan Tinggi 13 23 12 48
Lulusan Perguruan Tinggi 10 22 27 59

Perhitungan Uji Chi-Square di R

# Data
aspirasi <- matrix(c(9, 11, 9, 44, 52, 41, 13, 23, 12, 10, 22, 27), nrow=4, byrow=TRUE)

# Menghitung Uji Chi-Square
uji_chisq_aspirasi <- chisq.test(aspirasi)

# Hasil
uji_chisq_aspirasi
## 
##  Pearson's Chi-squared test
## 
## data:  aspirasi
## X-squared = 8.8709, df = 6, p-value = 0.181
uji_chisq_aspirasi$expected
##          [,1]     [,2]      [,3]
## [1,]  8.07326 11.47253  9.454212
## [2,] 38.13919 54.19780 44.663004
## [3,] 13.36264 18.98901 15.648352
## [4,] 16.42491 23.34066 19.234432

Interpretasi

Karena \(p \text{-value}\) dari uji Chi-Square lebih besar dari 0.05, kita gagal menolak hipotesis nol dan menyatakan bahwa tidak ada hubungan yang signifikan antara aspirasi pendidikan dan pendapatan keluarga.

Latihan Soal

Soal 1: Kepuasan Pelanggan dan Jenis Produk

Sebuah perusahaan ingin mengetahui apakah ada hubungan antara jenis produk yang dibeli pelanggan dan tingkat kepuasan pelanggan. Data survei terhadap 200 pelanggan diberikan sebagai berikut:

Puas Tidak Puas Total
Produk A 50 30 80
Produk B 40 20 60
Produk C 30 30 60

Tentukan apakah ada hubungan yang signifikan antara jenis produk dan tingkat kepuasan pelanggan dengan menggunakan uji Chi-Square.

Soal 2: Jenis Diet dan Penurunan Berat Badan

Sebuah studi dilakukan untuk melihat apakah ada hubungan antara jenis diet yang diikuti seseorang dan penurunan berat badan setelah 6 bulan. Data yang diperoleh dari 120 orang adalah sebagai berikut:

Penurunan Berat Badan Tidak Ada Penurunan Total
Diet Keto 25 15 40
Diet Vegan 20 20 40
Diet Mediterania 30 10 40

Ujilah apakah ada asosiasi antara jenis diet dan penurunan berat badan menggunakan uji Chi-Square.

Soal 3: Jenis Kendaraan dan Kepatuhan Terhadap Aturan Lalu Lintas

Polisi lalu lintas mengumpulkan data tentang kepatuhan pengemudi terhadap aturan lalu lintas berdasarkan jenis kendaraan yang mereka kendarai. Data yang dikumpulkan adalah sebagai berikut:

Patuh Tidak Patuh Total
Mobil 120 80 200
Motor 90 110 200
Sepeda 60 40 100

Apakah ada hubungan yang signifikan antara jenis kendaraan dan kepatuhan terhadap aturan lalu lintas? Gunakan uji Chi-Square untuk menjawab.

Soal 4: Kegiatan Ekstrakurikuler dan Prestasi Akademik

Sebuah sekolah meneliti apakah ada hubungan antara jenis kegiatan ekstrakurikuler yang diikuti siswa dan prestasi akademik mereka. Data yang diperoleh dari 150 siswa adalah sebagai berikut:

Prestasi Tinggi Prestasi Rendah Total
Olahraga 30 20 50
Seni 25 25 50
Akademik (Klub Ilmiah) 35 15 50

Tentukan apakah ada hubungan yang signifikan antara kegiatan ekstrakurikuler dan prestasi akademik dengan menggunakan uji Chi-Square.

Soal 5: Jenis Media Sosial dan Frekuensi Penggunaan

Sebuah penelitian ingin mengetahui apakah ada hubungan antara jenis media sosial yang digunakan seseorang dan frekuensi penggunaannya. Data yang diperoleh dari 300 responden adalah sebagai berikut:

Sering Jarang Tidak Pernah Total
Facebook 100 50 50 200
Instagram 90 30 30 150
Twitter 70 20 60 150

Ujilah apakah ada hubungan yang signifikan antara jenis media sosial dan frekuensi penggunaannya menggunakan uji Chi-Square.