Soru

Zorluk: OrtaFaktöriyel Tasarımlarda Bloklama ve Karışma (Confounding)

Bir farmakoloji laboratuvarında, yeni bir ilacın etken maddesinin çözünme hızını optimize etmek amacıyla üç farklı faktörün (A,BA, B ve CC) ikişer düzeyde incelendiği 232^3 faktöriyel bir deney planlanmaktadır. Deneyin yapılacağı spektrofotometre cihazı bir günde en fazla dört ölçüm yapabilmektedir. Cihaz kalibrasyonundan kaynaklanabilecek günden güne değişimi kontrol altına almak için araştırmacı, sekiz denemeyi iki farklı güne (iki bloğa) bölerek tasarımı uygulamaya karar vermiştir. Araştırmacının temel amacı, ana etkileri ve iki yönlü etkileşimleri blok etkisinden bağımsız olarak net bir şekilde tahmin etmektir.

Buna göre, bu deney tasarımında hangi etkinin bloklarla karıştırılması (confound edilmesi) istatistiksel olarak en doğru yaklaşımdır ve bu karıştırma işleminin ilgili etki üzerindeki pratik sonucu aşağıdakilerden hangisidir?

  1. ABCABC üç yönlü etkileşimi karıştırılmalıdır; bunun sonucunda ABCABC etkileşimi blok etkisi ile bütünleşir ve tek başına istatistiksel olarak test edilemez.Cevap
  2. B
    ABCABC üç yönlü etkileşimi karıştırılmalıdır; bu işlem sonucunda ABCABC etkileşimine ait varyans modelden tamamen dışlanarak deneysel hataya (error) dönüştürülür.
  3. C
    Bağımlı değişken üzerinde en büyük etkiye sahip olması beklenen ana etki karıştırılmalıdır; böylece bu etkinin varyansı blok varyansı içinde tutularak deneyin genel duyarlılığı artırılır.
  4. D
    Ana etkilerin önemini vurgulamak için iki yönlü etkileşimlerden biri (örneğin ABAB) karıştırılmalıdır; böylece üç yönlü etkileşim ve diğer etkiler daha hassas bir şekilde test edilebilir.
  5. E
    Karışma işlemi yapılmadan tüm deneme kombinasyonları iki bloğa tamamen şansa bağlı dağıtılmalıdır; bu sayede rastgelelik ilkesi gereği hiçbir etki bloklarla karışmaz.

Cevap

En yüksek dereceli etkileşim olan ABC üç yönlü etkileşiminin karıştırılmasını ve bu etkinin tek başına test edilememesini savunan ifade doğrudur.
Faktöriyel tasarımlarda bloklama yapılırken, blok kapasitesi tüm deneme kombinasyonlarını kapsayamadığında 'karışma' (confounding) stratejisi uygulanır. Temel kural, araştırma için hiyerarşik olarak en az öneme sahip olan en yüksek dereceli etkileşimin (bu durumda ABCABC üç yönlü etkileşimi) blok etkisiyle karıştırılmasıdır. Bu işlem gerçekleştirildiğinde, ABCABC etkileşimine ait serbestlik derecesi ve kareler toplamı blok etkisiyle birleşir. Sonuç olarak, ABCABC etkileşimi ile bloklar arası (günler arası) farklılık istatistiksel açıdan birbirinden ayırt edilemez hale gelir ve ABCABC tek başına hipotez testine tabi tutulamaz. Ancak bu sayede, daha önemli olan ana etkiler ve iki yönlü etkileşimler blok etkisinden tamamen bağımsız (ortogonal) olarak hesaplanabilir.

Adım Adım Çözüm

1
Deney tasarımının kısıtlarını ve yapısını analiz etme.
232^3 tasarım (toplam 8 deneme), boyutu 4 olan 2 bloğa ayrılmaktadır.
Hangi etkilerin kurtarılıp hangilerinin feda edileceğini belirlemek için deneyin ve blokların kapasitesinin bilinmesi gerekir.
2
Karışma (confounding) işlemi için en uygun etkiyi belirleme.
En yüksek dereceli etkileşim olan ABCABC etkileşimi bloklarla karıştırılmak üzere seçilir.
Ana etkiler (A,B,CA, B, C) ve iki yönlü etkileşimler (AB,AC,BCAB, AC, BC) araştırmanın odak noktasıdır ve yüksek öneme sahiptir. Hiyerarşik olarak anlamlı olma ihtimali en düşük olan ABCABC feda edilir.
3
Karıştırma işleminin istatistiksel sonucunu yorumlama.
ABCABC etkisine ait işaret dizisi ile blok atama dizisi birebir aynı olur. ABCABC etkisi blok etkisi ile bütünleşir.
Bir etki bloklarla tam karıştığında, bu etkinin serbestlik derecesi bloklara geçer. Dolayısıyla ABCABC etkileşiminin neden olduğu varyans ile günden güne değişen blok varyansı birbirinden ayrılamaz ve ABCABC bağımsız olarak test edilemez.

Anahtar Kavram

Faktöriyel Tasarımlarda Bloklama ve Karışma (Confounding) Prensibi
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla