Aleatorización, bloqueo y emparejamiento

Al finalizar este tema

Podrá distinguir entre la asignación y el análisis, y explicar qué tipo de variabilidad aborda cada uno de la aleatorización, el bloqueo y el emparejamiento. Podrá crear una lista de verificación para asegurar que la unidad de asignación definida en el diseño coincida con la unidad de análisis.

Las preguntas se diseñan antes del análisis

Al comparar los resultados de las condiciones A y B, el analista ya recibe la muestra observada; sin embargo, la imparcialidad de la comparación depende de cómo se asignaron las condiciones. La aleatorización es un principio de diseño para gestionar las diferencias aleatorias durante el proceso de asignación, no una propiedad que la función de cálculo del valor p genere a posteriori.

Tres herramientas de diseño

La aleatorización selecciona una de las posibles asignaciones según una regla establecida. El bloqueo agrupa las unidades en función de factores de variabilidad conocidos antes de la comparación (como lotes o tiempo) y luego asigna las condiciones dentro de cada bloque. El emparejamiento forma pares con unidades similares o relacionadas para permitir comparaciones dentro de cada par.

Estas tres herramientas no son sinónimos. Un bloque no es necesariamente un factor molesto que debe eliminarse en el análisis, ni un par puede formarse simplemente porque los ID sean similares. Registre en la documentación del diseño a qué nivel se asignaron las condiciones.

Esquema de diseño

unit_id: unidad de análisis independiente
block_id: factor de variación común predefinido
pair_id: dos unidades vinculadas por diseño
assigned_condition: resultado de la aleatorización
outcome: medición posterior

El hecho de que existan block_id y pair_id no implica automáticamente que se incluyan en el análisis. Se debe documentar por qué se introdujeron para reducir cierta variabilidad, si las unidades son completas y cómo se reflejan en el análisis.

Preguntas para seleccionar las tres herramientas

La aleatorización se utiliza para reducir la previsibilidad de la asignación de condiciones y crear procedimientos de asignación comparables. El bloqueo se diseña para permitir comparaciones dentro del mismo bloque cuando se conocen factores de variabilidad antes de la asignación de condiciones. El emparejamiento se utiliza cuando dos unidades tienen una conexión explícita, como características previas o mediciones antes y después del mismo sujeto.

Aunque el bloqueo y el emparejamiento se asemejan al agrupar unidades similares, pueden diferir en el nivel utilizado en el análisis y en la unidad de comparación. Se registra en el manifiesto qué criterios se utilizaron y si se definieron antes de observar los resultados.

Volver a la pregunta de investigación para la interpretación

Una buena asignación establece las condiciones para interpretar las diferencias en los resultados, pero no garantiza la eliminación de todos los sesgos. Pueden persistir problemas como errores de medición, pérdidas de datos y extrapolaciones. Se debe informar por separado el uso de herramientas de diseño y la magnitud del efecto real.

Errores comunes

• No se utiliza la fijación de la semilla aleatoria como justificación independiente de la aleatorización.
• No se seleccionan bloques favorables después de observar los resultados.
• No se asignan arbitrariamente valores con el mismo ID.
• No se documentan las razones por las que la unidad de asignación y la unidad de análisis son diferentes.

Resumen clave

• La aleatorización se refiere al proceso de asignación, el bloqueo a la agrupación de factores de variabilidad conocidos y el emparejamiento a la comparación de unidades relacionadas.
• Las herramientas de diseño no se crean a posteriori por las funciones de análisis.
• Se deben documentar primero la unidad de asignación y la unidad de análisis.

Próximo tema

En la siguiente entrega se tratarán los diseños factoriales con dos factores y las interacciones.

Referencias

• Bioconductor OSTA experimental design: https://bioconductor.org/books/release/OSTA/pages/bkg-exp-design.html
• NIST/SEMATECH e-Handbook: https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/

El esquema y los ejemplos de esta edición fueron escritos de forma independiente por BioStatPy.