Randomisierung und Blockbildung

Randomisierung ist die Zuweisung von Teilnehmern zu Studiengruppen mittels eines Zufallsmechanismus, und Blockbildung ist eine Verfeinerung, die die Gruppengrößen während der Zuweisung ausgleicht. Die Randomisierung macht die Vergleichsgruppen erwartungsgemäß austauschbar, sodass Ergebnisunterschiede der Intervention und nicht systematischen Unterschieden zwischen den Gruppen zugeschrieben werden können. Zusammen mit der Verbergung der Zuteilung (Allocation Concealment) verleihen diese Methoden einer randomisierten Studie ihre Stärke als Werkzeug für kausale Schlussfolgerungen.

Definition

Die Randomisierung weist Teilnehmern Vergleichsgruppen mittels eines Zufallsmechanismus zu, sodass die Gruppen erwartungsgemäß in allen Faktoren außer der zugewiesenen Intervention ähnlich sind, und die Blockbildung beschränkt die Zufallssequenz innerhalb aufeinanderfolgender Blöcke, sodass die Gruppengrößen während der gesamten Rekrutierung annähernd gleich bleiben.

Scope

Der Eintrag behandelt, warum die Randomisierung sowohl gemessene als auch ungemessene Störfaktoren kontrolliert, wie Zuteilungssequenzen generiert werden, wie die Blockbildung das Gleichgewicht über die Zeit aufrechterhält und die verwandten, aber unterschiedlichen Schutzmaßnahmen der Verbergung der Zuteilung und der Verblindung. Er ist als methodologische Referenz zum experimentellen Design konzipiert und keine Anleitung zur Durchführung klinischer Versorgung.

Key concepts

• Zufällige Zuteilung und Austauschbarkeit
• Kontrolle von gemessenen und ungemessenen Störfaktoren
• Permutierte Blockrandomisierung
• Verbergung der Zuteilung (Allocation Concealment)
• Verblindung (Maskierung)
• Kombinierte stratifizierte und Blockrandomisierung
• Vorhersagbarkeit und Selektionsbias bei der Zuteilung

Mechanisms

Durch die zufällige Zuweisung der Intervention unterbricht die Randomisierung jede Verbindung zwischen den Merkmalen eines Teilnehmers und der Gruppe, der er beitritt, sodass die Gruppen erwartungsgemäß sowohl bei erfassten als auch bei nicht erfassten Faktoren ausgeglichen sind; dies legitimiert die Zuschreibung von Ergebnisunterschieden zur Intervention. Die Blockbildung unterteilt die Zuteilungssequenz in Blöcke, innerhalb derer eine gleiche Anzahl von Teilnehmern jeder Gruppe zugewiesen wird, wodurch zufällige Ungleichgewichte in der Gruppengröße verhindert werden, die in kleinen oder Zwischenstichproben auftreten können; permutierte Blöcke variieren die Blockgröße, um die Vorhersagbarkeit zu begrenzen. Die Verbergung der Zuteilung schützt die Sequenz davor, im Moment der Zuweisung vorhergesehen zu werden, und die Verblindung schützt spätere Phasen vor unterschiedlicher Behandlung und Bewertung; dies sind unterschiedliche Schutzmaßnahmen, die die Randomisierung allein nicht bietet.

Clinical relevance

Ob und wie eine Studie randomisiert, die Zuteilung verborgen und ihre Zuweisung blockiert oder stratifiziert hat, ist zentral für die Beurteilung, wie viel Vertrauen ihre Ergebnisse verdienen, da Fehler in dieser Phase eine häufige Ursache für übertriebene Behandlungseffekte sind. Dieser Eintrag beschreibt die Studienmethodik zur Bewertung und Forschung und ist keine Grundlage für individuelle Behandlungsentscheidungen.

Evidence & guidelines

Die CONSORT 2010-Erklärung fordert Studien auf, die Methode der Sequenzgenerierung, jegliche Stratifizierung oder Blockbildung und die Art und Weise, wie die Zuteilung verborgen wurde, zu berichten, was die Evidenz widerspiegelt, dass eine unzureichende oder nicht verborgene Randomisierung mit verzerrten Effektschätzungen verbunden ist. Die Lancet-Methodenreihe unterscheidet Sequenzgenerierung, Verbergung der Zuteilung und Verblindung als separate Schutzmaßnahmen, eine Unterscheidung, die in der Risikobewertung von Bias weit verbreitet ist.

History

Randomisierung, Replikation und Blockbildung wurden von R. A. Fisher in den 1920er und 1930er Jahren für landwirtschaftliche Experimente eingeführt, wo die Blockbildung die Feldheterogenität kontrollierte. Austin Bradford Hill führte die Randomisierung in der Medizin mit der Streptomycin-Studie Ende der 1940er Jahre ein und etablierte die randomisierte kontrollierte Studie als klinischen Standard. Spätere methodologische Arbeiten, konsolidiert in Berichtsrichtlinien wie CONSORT, klärten die separaten Rollen von Sequenzgenerierung, Blockbildung, Verbergung der Zuteilung und Verblindung.

Debates

Erzeugt die Blockrandomisierung Vorhersagbarkeit?

Feste, kleine Blockgrößen können einem unverblindeten Prüfarzt ermöglichen, bevorstehende Zuteilungen gegen Ende jedes Blocks zu erraten, wodurch Selektionsbias wieder eingeführt wird; variierende Blockgrößen (permutierte Blöcke) und die Verbergung der Zuteilung werden eingesetzt, um dem entgegenzuwirken, wobei ein gewisses Gleichgewicht gegen Unvorhersehbarkeit eingetauscht wird.

Reicht Randomisierung allein aus?

Die Randomisierung gleicht Gruppen zu Studienbeginn aus, verhindert aber nicht von selbst die Vorabkenntnis der Zuweisung oder eine unterschiedliche Behandlung danach; Verbergung der Zuteilung und Verblindung sind separate Schutzmaßnahmen, und eine Studie kann randomisiert, aber dennoch verzerrt sein, wenn diese versagen.

Key figures

• Ronald A. Fisher
• Austin Bradford Hill
• Kenneth Schulz
• David Grimes
• Douglas Altman

Seminal works

• fisher-1935-doe
• schulz-grimes-2002-generation
• schulz-grimes-2002-concealment

Frequently asked questions

Warum kontrolliert die Randomisierung Störfaktoren, während Matching und Stratifizierung nur bekannte Faktoren kontrollieren?

Da die Zuweisung zufällig erfolgt, neigt die Randomisierung dazu, die Gruppen in allen Merkmalen auszugleichen, einschließlich solcher, die nie gemessen oder vermutet wurden, während Matching und Stratifizierung nur die spezifischen, im Voraus ausgewählten Faktoren ausgleichen können.

Was ist der Unterschied zwischen Randomisierung, Verbergung der Zuteilung und Verblindung?

Randomisierung ist der Zufallsmechanismus, der die Gruppen bildet; Verbergung der Zuteilung verbirgt die bevorstehende Zuweisung, sodass sie bei der Rekrutierung nicht vorhergesehen oder manipuliert werden kann; Verblindung hält Teilnehmer, Betreuer oder Bewerter nach der Randomisierung über die Gruppenzuweisung im Unklaren. Es handelt sich um unterschiedliche Schutzmaßnahmen, die separat berichtet werden.