Volver a la portadaEstadística aplicada y bioestadística · Nivelación univ. · Cambiar asignaturaEmpezar gratis
Nivelación · Estadística aplicada y bioestadística
Comparación, modelos y aplicaciones en salud · Comparación de grupos

Métodos no paramétricos

Una unidad de salud mental puntúa la ansiedad de sus pacientes en una escala de 1 a 5. Los números son ordenables, pero nadie asegura que la distancia entre 1 y 2 sea la misma que entre 4 y 5, ni que la distribución sea normal con muestras de ocho personas. ¿Se puede comparar entonces dos tratamientos sin calcular medias ni asumir una campana? Sí: se trabaja con el orden de los datos, no con su valor exacto. Y al final veremos qué afirmación permite ese enfoque y cuál no.

Rangos: trabajar con el orden

La idea es sustituir cada dato por su puesto. Así se pierde la distancia entre valores, pero se gana robustez: un valor extremo, por enorme que sea, solo puede ser el último.

Cuatro valores ordenados con sus posiciones; los dos valores iguales a 5 ocupan las posiciones 2 y 3 y reciben el rango medio 2,5. 2 5 y 5 8 rango 1 rango 2,5 cada uno rango 4
Practica★☆☆Sin empezar
Dos grupos independientes responden en escala ordinal: A $1;2;2$ y B $3;4;5$. ¿Por qué una comparación de rangos puede ser pertinente? ¿Demuestra automáticamente una…

Dos grupos independientes responden en escala ordinal: A $1;2;2$ y B $3;4;5$. ¿Por qué una comparación de rangos puede ser pertinente? ¿Demuestra automáticamente una diferencia de medianas?

La figura representa los datos del ejercicio:

Grupo A Grupo B 1 2 3 4 5 Satisfacción ordinal
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Practica★☆☆Sin empezar
Ordena conjuntamente los valores $2;5;5;8$ y asigna rangos medios a los empates.

Ordena conjuntamente los valores $2;5;5;8$ y asigna rangos medios a los empates.

Resolver

Mann–Whitney: dos grupos independientes

Se ordenan todos los datos juntos, se asignan rangos y se suman los de cada grupo. Si no hay diferencia, los rangos de A y B deberían estar mezclados; si A tiende a ser mayor, concentrará los rangos altos.

Seis valores ordenados con los rangos 1 a 6 alternando entre el grupo A y el grupo B; las sumas de rangos son 9 para A y 12 para B. 1 2 3 4 5 6 A (azul): R = 1+3+5 = 9; B (naranja): R = 2+4+6 = 12

Esta lectura por pares da sentido a la prueba: $U_A/(n_An_B)$ estima la probabilidad de que un individuo de A supere a uno de B (superioridad probabilística), con $0{,}5$ como valor de no diferencia.

Practica★★☆Sin empezar
En muestras independientes A con rangos $1;3;5$ y B con $2;4;6$, calcula $R_A$ y $U_A=R_A-n_A(n_A+1)/2$.

En muestras independientes A con rangos $1;3;5$ y B con $2;4;6$, calcula $R_A$ y $U_A=R_A-n_A(n_A+1)/2$.

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Practica★★☆Sin empezar
Una prueba Mann–Whitney en grupos independientes da $p=0,03$. Los grupos tienen igual mediana observada, pero dispersiones muy distintas. ¿Es contradictorio?

Una prueba Mann–Whitney en grupos independientes da $p=0,03$. Los grupos tienen igual mediana observada, pero dispersiones muy distintas. ¿Es contradictorio?

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Practica★★★Sin empezar
En A hay dos valores $1;4$ y en B $2;3;5$. Enumera los seis pares A–B y calcula la proporción con A mayor que B. Relaciónala con la idea de superioridad probabilística.

En A hay dos valores $1;4$ y en B $2;3;5$. Enumera los seis pares A–B y calcula la proporción con A mayor que B. Relaciónala con la idea de superioridad probabilística.

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Datos apareados: signos y Wilcoxon

Si se mide a las mismas personas antes y después, los datos no son independientes: lo informativo es el cambio de cada persona. Aquí se usan las diferencias dentro de cada par, no el rango conjunto de dos grupos. Esa es la distinción de diseño frente a Mann–Whitney.

Cuatro pares antes-después unidos por segmentos; algunos suben y otros bajan, y de cada segmento sale una diferencia con su signo. antes después
Practica★☆☆Sin empezar
Se mide ansiedad ordinal antes y después en las mismas personas. ¿Qué distingue Wilcoxon de rangos con signo de Mann–Whitney en cuanto al diseño?

Se mide ansiedad ordinal antes y después en las mismas personas. ¿Qué distingue Wilcoxon de rangos con signo de Mann–Whitney en cuanto al diseño?

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Practica★☆☆Sin empezar
Una prueba de signos usa cambios no nulos $+;+;-;+;0;-$. ¿Cuántas observaciones entran en el contraste convencional y cuántas son positivas?

Una prueba de signos usa cambios no nulos $+;+;-;+;0;-$. ¿Cuántas observaciones entran en el contraste convencional y cuántas son positivas?

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
En cuatro pares, las diferencias después menos antes son $1;-2;3;-4$, sin empates absolutos. Asigna rangos a los valores absolutos y calcula las sumas positiva y…

En cuatro pares, las diferencias después menos antes son $1;-2;3;-4$, sin empates absolutos. Asigna rangos a los valores absolutos y calcula las sumas positiva y negativa.

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Practica★★☆Sin empezar
En ocho cambios independientes no nulos, todos son positivos. Bajo igualdad de probabilidad de ambos signos, usa la prueba bilateral exacta $p=2(1/2)^8$. Decide al 5 %.

En ocho cambios independientes no nulos, todos son positivos. Bajo igualdad de probabilidad de ambos signos, usa la prueba bilateral exacta $p=2(1/2)^8$. Decide al 5 %.

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Tres o más grupos: Kruskal–Wallis y Friedman

Para tres o más grupos independientes, la extensión de Mann–Whitney es Kruskal–Wallis; para las mismas personas medidas en varias condiciones (medidas repetidas), la de Wilcoxon es Friedman.

Tres barras con los rangos medios de tres grupos, claramente crecientes del grupo A al C. A B C rango medio por grupo
Practica★☆☆Sin empezar
Un Kruskal–Wallis para tres grupos independientes devuelve $p=0,01$. ¿Identifica qué grupo difiere y garantiza que solo sus medianas difieran?

Un Kruskal–Wallis para tres grupos independientes devuelve $p=0,01$. ¿Identifica qué grupo difiere y garantiza que solo sus medianas difieran?

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Practica★★☆Sin empezar
Se comparan cuatro tareas ordinales realizadas por cada una de 20 personas. ¿Elegirías Kruskal–Wallis o Friedman como punto de partida y por qué?

Se comparan cuatro tareas ordinales realizadas por cada una de 20 personas. ¿Elegirías Kruskal–Wallis o Friedman como punto de partida y por qué?

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Practica★★★Sin empezar
Para tres grupos sin empates, $N=9$, tamaños 3 y sumas de rango $6;15;24$. Calcula $H=[12/(N(N+1))]\sum R_j^2/n_j-3(N+1)$ y usa crítico $5,991$.

Para tres grupos sin empates, $N=9$, tamaños 3 y sumas de rango $6;15;24$. Calcula $H=[12/(N(N+1))]\sum R_j^2/n_j-3(N+1)$ y usa crítico $5,991$.

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Empates, muestras pequeñas y qué se concluye

Las pruebas con rangos tienen mala fama de «sin supuestos», pero no lo son: piden independencia, datos al menos ordinales y una hipótesis bien entendida.

Una transformación creciente cambia las distancias entre los valores pero mantiene su orden, por lo que los rangos no varían. datos originales tras transformar: mismo orden
Practica★★☆Sin empezar
Los rangos de tres sujetos en una tarea son $1;2;3$ y en otra $1;3;2$, sin empates. Usa $r_s=1-6\sum d_i^2/[n(n^2-1)]$.

Los rangos de tres sujetos en una tarea son $1;2;3$ y en otra $1;3;2$, sin empates. Usa $r_s=1-6\sum d_i^2/[n(n^2-1)]$.

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Practica★★☆Sin empezar
Wilcoxon con signo da $p=0,02$ para diferencias muy asimétricas. Un informe lo llama «contraste exacto de mediana cero sin supuestos». Corrige la afirmación.

Wilcoxon con signo da $p=0,02$ para diferencias muy asimétricas. Un informe lo llama «contraste exacto de mediana cero sin supuestos». Corrige la afirmación.

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Practica★★★Sin empezar
En un estudio pequeño hay muchos empates de rango. Se proporciona $p$ exacto con empates $0,061$ y una aproximación normal sin corrección $0,044$. ¿Qué salida usarías si…

En un estudio pequeño hay muchos empates de rango. Se proporciona $p$ exacto con empates $0,061$ y una aproximación normal sin corrección $0,044$. ¿Qué salida usarías si se predefinió el método exacto y por qué?

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Interpretar con cuidado: qué hipótesis se contrasta

Volvamos a la unidad de salud mental. Con rangos podemos decir que un tratamiento tiende a producir puntuaciones más altas que otro, o que los cambios tienden a ser positivos. Lo que no podemos decir sin hipótesis adicionales es que «la mediana cambió», y menos aún cuánto.

Dos curvas con la misma mediana: una simétrica y otra con cola larga a la derecha, que difieren pese a coincidir en la mediana. misma mediana asimétrica simétrica
Practica★★★Sin empezar
Dos grupos tienen la misma mediana poblacional, pero uno es simétrico y el otro muy asimétrico. Explica qué hipótesis adicional permitiría interpretar Mann–Whitney como…

Dos grupos tienen la misma mediana poblacional, pero uno es simétrico y el otro muy asimétrico. Explica qué hipótesis adicional permitiría interpretar Mann–Whitney como comparación de localización y por qué falta aquí.

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Practica★★★Sin empezar
En 10 pares completos, 3 cambios son cero y de los otros 7, seis son positivos. Usa la prueba bilateral de signos $p=2[\binom76+\binom77]/2^7$ y decide al 5 %.

En 10 pares completos, 3 cambios son cero y de los otros 7, seis son positivos. Usa la prueba bilateral de signos $p=2[\binom76+\binom77]/2^7$ y decide al 5 %.

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Practica★★★Sin empezar
Una transformación estrictamente creciente se aplica a todos los valores de ambos grupos sin generar empates. Explica qué ocurre con Mann–Whitney y por qué la media y su…

Una transformación estrictamente creciente se aplica a todos los valores de ambos grupos sin generar empates. Explica qué ocurre con Mann–Whitney y por qué la media y su diferencia sí pueden cambiar de interpretación.

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Resumen

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