1 Ekim 2013 Salı

İstatistiksel Deney Tasarımı

Laboratuvar çalışmalarında yapılan deneyler, genellikle pahalı malzemelerle,  kalifiye insan gücü ve uzun süren bir emeğin çalışmasıdır. Bu deneylerin tekrar sayısı arttıkça doğal olarak maliyeti de artmaktadır. Üstelik kervan yolda düzülür mantığıyla yapılan çalışmalarda deneyin amacı dışında gereksiz verilerin elde edilebilmesi için harcanan çabanın eklenmesiyle birlikte maliyet iyice artmaktadır. En başta araştırmanın amacına göre kurulan bir deney tasarımı ile yapılan çalışmalarda ise bu maliyetin ağır yükünü azaltan bir kurtarıcı görevini görür. Deney tasarımı sadece maliyeti azaltmakla kalmaz, deneyin doğruluğunu da arttırır.  Özellikle maliyetinden dolayı tekrarlanma frekansı çok az olan deneylerin sonucunun doğruluğu açısından çok önemlidir. (Önceki yazılarımda örneklemin büyümesiyle çıkarım hatalarının azaldığından bahsetmiştim.)

Genomik çalışmalarda; mikrodizi deneylerinde verilerin toplanması çok pahalıdır ve bu deneyler biyolojik, teknik ve ölçüm hatasından kaynaklı pek çok varyasyona sahip olabilir. Bu istenmeyen varyasyonların yok edilmesi ya da en azından minimize edilebilmesi istatistiksel deney tasarımı ile mümkündür.

Deney tasarımı genel olarak üç aşamayla ifade edilir:

1-Deneyin planlanması ve tasarımı
2-Deneyin yapılması ve verilerin toplanması
3-Veri analizi ve sonuçların yorumlanması

Her zaman üzerinde durduğum gibi burada bir kez daha bahsetmek istiyorum. Özellikle veri toplanması gereken ve istatistiksel yorum yapılması gereken deneylerde, çalışmanın en başından sonuna kadar uzman bir istatistikçi ile çalışılması sürecin sağlığı açısından çok önemlidir.


Deney tasarımının olmazsa olmaz üç temel ilkesi vardır;

1-Bloklama: Deneysel hatanın azaltılması ve deneyin hassaslığının arttırılması için deney birimleri kendi içinde homojen ve aralarında heterojen olacak biçimde blok adı verilen gruplara bölünür. Örnek vermek gerekirse 3 farklı tedavi yönteminin her biri tek bir hastalığa sahip 3 farklı hastalık türüne ait hastaların tedavisinde etkili olup olmadığı araştırılmak istensin. Tedavi yöntemlerin arasında anlamlı karşılaştırma yapabilmek için aynı hastalığa sahip olan hastaların aynı blokta yer alması gerekir. Kendi aralarında homojen aralarında heterojen olacak şekilde üç farklı blok oluşturulur.

2-Rasgeleleştirme: Deneme etkileri arasındaki farklar ile hatanın varyansının tahmin değerlerinin yanlı olmaması için denemelerin birimlere rasgele atanması gerekir. Böylelikle sistematik oluşacak hatalar kontrol altına alınmış olur.

3-Tekrar: Deneysel hataların hesaplanabilmesi için deneyin en az birkaç kez tekrarlanması gerekir. Tekrar sayısının artmasının istatistik teorisi açısından istenilen bir durum olması ile birlikte maliyet göz önünde bulundurularak yapılması faydalı olacaktır. Tekrar sayıları her bir deneme için aynı olmak zorunda değildir. Deneme birimlerinin farklı sayıda olması sadece seçilen istatistiksel deney tasarımını etkileyecektir.

Bu ilkeler doğrultusunda yapılan deney tasarımı ile birlikte doğru ve güvenilir sonuca ulaşmak mümkündür. Aksi taktirde iyi tasarlanmamış bir deneyde hatalar minimize olmadığı için sonuçların yanlı ve tutarsız olma olasılığı yüksektir.


Sözün özü:
Deneyin planlanma aşamasından sonuna kadar uzman bir istatistikçi ile yapılması verilerin toplanmasında hem maliyeti azaltacağı gibi hem de deney sonucunun doğruluğunu arttıracaktır. Sağlıklı sonuçlar elde edilmesini sağlayacaktır.