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Abordando la falta de datos en la investigación médica

Aprende cómo los investigadores manejan los datos faltantes para analizar efectos causales.

― 6 minilectura


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Tabla de contenidos

Los datos faltantes son un problema común en la investigación médica, sobre todo en estudios donde la información se recopila a lo largo del tiempo. Cuando faltan datos, puede dificultar la comprensión de cómo interactúan diferentes factores y afectan los resultados de salud. En este artículo, vamos a ver cómo los investigadores pueden manejar los datos faltantes de manera que les ayude a recuperar efectos causales importantes.

La importancia de entender los efectos causales

Los efectos causales son esenciales para entender cómo un factor influye en otro. Por ejemplo, en un estudio que involucra a niños con VIH, los investigadores quieren saber cómo la concentración de un medicamento, efavirenz, afecta la probabilidad de fracaso virológico. Al entender estos efectos causales, los investigadores pueden tomar decisiones informadas sobre los protocolos de tratamiento y mejorar los resultados para los pacientes.

El reto de los datos faltantes

En estudios longitudinales, los datos faltantes pueden surgir por varias razones. Estos podrían incluir problemas técnicos, citas perdidas, o incluso el estado de salud de los pacientes. Cuando faltan datos, se vuelve complicado analizar cómo se relacionan las variables entre sí. Una suposición común en el análisis estadístico es que los datos faltantes son "faltantes al azar" (MAR). Sin embargo, esta suposición no siempre es válida, especialmente en estudios complejos.

Modelos gráficos para datos faltantes

Para abordar el problema de los datos faltantes, los investigadores pueden usar modelos gráficos. Estos modelos permiten a los científicos visualizar y entender las relaciones entre diferentes variables. Al mapear estas relaciones, los investigadores pueden identificar qué datos son necesarios para recuperar efectos causales y cuáles pueden considerarse irrelevantes.

Tipos de faltantes

Hay diferentes clasificaciones de cómo pueden faltar datos:

  1. Faltante completamente al azar (MCAR): Esto ocurre cuando la razón de los datos faltantes no está relacionada con ninguna variable medida o no medida. En este caso, los datos faltantes se pueden ignorar sin sesgar los resultados.

  2. Faltante al azar (MAR): En este caso, la falta de datos puede estar relacionada con variables medidas, pero no con los datos faltantes en sí. A menudo, los métodos estadísticos pueden ajustar este tipo de falta de datos.

  3. Faltante no al azar (MNAR): Esta situación surge cuando la razón de los datos faltantes está relacionada con los datos no observados mismos. Este es el escenario más complicado, ya que complica los esfuerzos de recuperación de efectos causales.

Gráficos causales y recuperación

Los investigadores usan gráficos causales, también conocidos como gráficos acíclicos dirigidos (DAG), para ilustrar las relaciones entre variables. Estos gráficos pueden ayudar a determinar si se puede recuperar un Efecto Causal a partir de los datos disponibles, incluso cuando falta algo de información.

Pasos para analizar efectos causales

  1. Identificar el efecto causal: El primer paso es definir qué efecto causal quieren investigar los investigadores. En nuestro ejemplo, esto podría ser el efecto de la concentración de efavirenz sobre la carga viral.

  2. Construir el gráfico: A continuación, los investigadores mapean un gráfico causal que representa cómo interactúan las variables. Esto incluye variables que se observan y aquellas que están faltando.

  3. Determinar la falta de datos: Los investigadores clasifican por qué faltan los datos utilizando los tipos mencionados anteriormente (MCAR, MAR, MNAR). Entender el mecanismo de falta de datos es clave para decidir cómo analizar la información.

  4. Evaluar opciones de recuperación: Basándose en el gráfico construido y la falta de datos identificada, los investigadores pueden determinar si el efecto causal se puede recuperar. Por ejemplo, usar análisis por casos disponibles podría ser suficiente en ciertos escenarios, mientras que en otros, pueden ser necesarios métodos más complejos.

  5. Realizar análisis de sensibilidad: Los investigadores también deberían evaluar cuán sensibles son sus resultados a cambios en sus suposiciones. Esto ayuda a entender la solidez de los hallazgos.

Ejemplo: Estudio de VIH y efavirenz

Para ilustrar los conceptos discutidos, consideremos un estudio que involucra a niños con VIH y el medicamento efavirenz. El estudio rastrea a 125 niños y mide varios factores, incluyendo la concentración del medicamento, el peso y la carga viral a lo largo del tiempo.

Objetivos del estudio

El objetivo principal de este estudio es evaluar cómo diferentes concentraciones de efavirenz afectan la probabilidad de fracaso viral después de ciertos puntos en el tiempo. El fracaso viral se indica por cargas virales altas, que los investigadores buscan minimizar.

Recopilación de datos

Se recopilan datos en varias visitas de seguimiento, y varios factores pueden causar datos faltantes, como problemas técnicos con la medicación o citas perdidas. Los investigadores deben tener en cuenta estos factores al analizar los datos.

Construcción del gráfico causal

Para este estudio, un gráfico causal puede ilustrar las relaciones entre la concentración de efavirenz, la carga viral y otras variables como el peso y la adherencia al tratamiento. Al representar estas relaciones visualmente, los investigadores pueden entender mejor qué datos necesitan para recuperar los efectos causales.

Manejo de datos faltantes

Los investigadores deben evaluar el mecanismo de falta de datos. Si los datos faltan completamente al azar (MCAR), pueden ignorar los datos faltantes. Si faltan al azar (MAR), pueden usar métodos estadísticos para ajustar la falta de datos. Sin embargo, si faltan no al azar (MNAR), deben tener cuidado, ya que los datos faltantes están relacionados directamente con los resultados que están estudiando.

Estimación de efectos causales

Después de determinar cómo manejar los datos faltantes, los investigadores pueden estimar los efectos causales de la concentración de efavirenz sobre la carga viral. Pueden usar métodos como el análisis por casos disponibles o técnicas más sofisticadas dependiendo de la falta de datos.

El papel de las simulaciones

Los investigadores suelen usar simulaciones para probar la validez de sus hallazgos. Al simular datos bajo condiciones conocidas, pueden comparar el rendimiento de diferentes métodos para manejar los datos faltantes. Tales simulaciones pueden proporcionar ideas sobre cuándo ciertos enfoques pueden funcionar mejor que otros.

Conclusión

Manejar los datos faltantes en estudios longitudinales es crucial para estimar con precisión los efectos causales. Al usar modelos gráficos y ser conscientes de los mecanismos de falta de datos, los investigadores pueden mejorar sus análisis y tomar decisiones informadas en la investigación médica. Esto es especialmente importante en campos como el tratamiento del VIH, donde las implicaciones de los hallazgos de la investigación pueden afectar directamente la atención y los resultados de los pacientes.

Para lograr resultados confiables, los investigadores deben evaluar continuamente sus suposiciones y metodologías frente a los desafíos de los datos faltantes. Este enfoque asegura que los conocimientos obtenidos de los estudios contribuyan de manera significativa a los avances en la atención médica.

Fuente original

Título: Recoverability of Causal Effects under Presence of Missing Data: a Longitudinal Case Study

Resumen: Missing data in multiple variables is a common issue. We investigate the applicability of the framework of graphical models for handling missing data to a complex longitudinal pharmacological study of children with HIV treated with an efavirenz-based regimen as part of the CHAPAS-3 trial. Specifically, we examine whether the causal effects of interest, defined through static interventions on multiple continuous variables, can be recovered (estimated consistently) from the available data only. So far, no general algorithms are available to decide on recoverability, and decisions have to be made on a case-by-case basis. We emphasize sensitivity of recoverability to even the smallest changes in the graph structure, and present recoverability results for three plausible missingness directed acyclic graphs (m-DAGs) in the CHAPAS-3 study, informed by clinical knowledge. Furthermore, we propose the concept of ``closed missingness mechanisms'' and show that under these mechanisms an available case analysis is admissible for consistent estimation for any type of statistical and causal query, even if the underlying missingness mechanism is of missing not at random (MNAR) type. Both simulations and theoretical considerations demonstrate how, in the assumed MNAR setting of our study, a complete or available case analysis can be superior to multiple imputation, and estimation results vary depending on the assumed missingness DAG. Our analyses demonstrate an innovative application of missingness DAGs to complex longitudinal real-world data, while highlighting the sensitivity of the results with respect to the assumed causal model.

Autores: Anastasiia Holovchak, Helen McIlleron, Paolo Denti, Michael Schomaker

Última actualización: 2024-10-18 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2402.14562

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.14562

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

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