無作為化、ブロッキング、マッチング
このトピックを完了すると
条件の割り当てと解析の区別がつき、無作為化、ブロッキング、マッチングがどのように異なる変動の源に対処するかを説明できるようになります。また、研究デザインで定義された割り当て単位と解析単位を一致させるチェックリストを作成できるようになります。
質問は解析前に設計される
条件Aと条件Bの結果を比較する場合、解析者はすでに観測されたデータを受け取ります。しかし、比較の公平性は条件がどのように割り当てられたかに依存します。無作為化は、割り当てプロセス中の偶然の差を管理するためのデザイン原則であり、p値計算関数によって事後に生成される性質ではありません。
三つのデザインツール
無作為化は、事前に定義されたルールに従って可能な割り当ての一つを選択します。ブロッキングは、比較の前に既知の変動の源（バッチや時間など）に基づいて単位をグループ化し、各ブロック内で条件を割り当てます。マッチングは、類似しているか関連のある単位をペアリングし、ペア内比較を可能にします。
これら三つのツールは同じ目的を共有していません。ブロックは解析中に除去しなければならない厄介な要因ではなく、ペアはIDが似ているという理由だけで形成できるものではありません。デザイン記録には、条件が割り当てられた単位を文書化する必要があります。
デザインのスキーマ
unit_id: 독립 분석 단위
block_id: 사전에 정한 공통 변동 요인
pair_id: 설계상 연결된 두 단위
assigned_condition: 무작위화 결과
outcome: 사후 측정값block_idとpair_idの存在が、自動的に解析への組み込みを意味するわけではありません。文書化では、どの変動の源が削減されたか、単位が完全かどうか、そしてそれらが解析にどのように反映されるかを指定する必要があります。
三つのツールの選択に関する質問
無作為化は、条件割り当ての予測可能性を低減し、比較可能な割り当て手順を作成するために使用されます。ブロッキングは、条件割り当ての前に既知の変動の源が存在する場合に、比較が同じブロック内で発生することを保証するために設計されています。マッチングは、同じ被験者における前後測定や、類似した基礎特性など、二つの単位に明示的な関連がある場合に使用されます。
ブロッキングとマッチングの両方は類似した単位を近くに配置しますが、解析で使用される単位や比較の単位が異なる場合があります。マニフェストには使用された基準を文書化し、これらが結果を見る前に決定されたことを確認する必要があります。
研究質問を通じた解釈
優れたデザインは、アウトカム差を解釈できる条件を作成しますが、すべてのバイアスの排除を保証するものではありません。測定誤差、脱落、外挿などの問題が残る可能性があります。デザインツールの使用と実際の効果の大きさは、別々に報告されるべきです。
一般的な失敗
- 無作為化の独立した証拠として固定の乱数シードを使用しないでください。
- 結果を見た後に有利なブロックを選択しないでください。
- 同じIDを持つ値を恣意的にマッチングしないでください。
- 理由を文書化せずに割り当て単位と解析単位を異なるままにしないでください。
重要なポイント
- 無作為化は割り当てプロセスに対処し、ブロッキングは既知の変動の源に対処し、マッチングは関連する単位の比較に対処します。
- デザインツールは解析関数によって事後に作成されるものではありません。
- 割り当て単位と解析単位は最初に文書化する必要があります。
次のトピック
次のモジュールでは、二つの因子と交互作用を持つ因子デザインを扱います。
参考文献
- Bioconductor OSTA実験デザイン: https://bioconductor.org/books/release/OSTA/pages/bkg-exp-design.html
- NIST/SEMATECH e-ハンドブック: https://www.itl.nist.gov/div898/handbook/
このモジュールのスキーマと例は、BioStatPyによって独立して作成されました。