Calculadora de prueba exacta de Fisher

Prueba exacta para tablas 2×2.

Tabla de contingencia

Todas las celdas deben ser enteros no negativos

Ejemplos

Ingrese los valores para la tabla de contingencia 2×2

¿Qué es la prueba exacta de Fisher?

La prueba exacta de Fisher determina si hay una asociación entre dos variables categóricas cuando los tamaños de muestra son pequeños. A diferencia de chi-cuadrado, calcula probabilidades exactas en lugar de depender de aproximaciones.

Pregunta respondida: "¿Hay una relación entre estas dos variables categóricas?" (cuando el tamaño de muestra es demasiado pequeño para chi-cuadrado)

Ejemplos:

  • "¿Está una enfermedad rara asociada con una exposición rara?" (pocos casos en cada celda)
  • "¿El tratamiento mejoró el resultado en un ensayo clínico pequeño?"
  • "¿Hay sesgo de género en un conjunto de datos de contratación pequeño?"

¿Por qué "exacta"?

Chi-cuadrado usa una distribución continua para aproximar datos discretos. Esta aproximación falla con muestras pequeñas.

La prueba exacta de Fisher:

  • Calcula la probabilidad exacta de tablas observadas (o más extremas)
  • Válida para cualquier tamaño de muestra
  • Sin requisito de frecuencia esperada mínima

La tabla 2×2

Diseño estándar:

Resultado +Resultado -Total
Expuestoaba+b
No expuestocdc+d
Totala+cb+dn

Dados los totales marginales fijos (totales de fila y columna), la probabilidad de cualquier tabla específica se calcula usando la distribución hipergeométrica.

El cálculo

P(tabla observada) = [(a+b)!(c+d)!(a+c)!(b+d)!] / [n!a!b!c!d!]

Para una prueba bilateral, suma las probabilidades de:

  • La tabla observada
  • Todas las tablas más extremas (con los mismos marginales)

Ejemplo

Datos: Probando nuevo tratamiento en 15 pacientes

MejoróNo mejoróTotal
Tratamiento8210
Control325
Total11415

Pregunta: ¿La mejora está asociada con el tratamiento?

Cálculo de probabilidad: P = (10!)(5!)(11!)(4!) / (15!)(8!)(2!)(3!)(2!) P = 0,286 (para esta tabla exacta)

Valor p bilateral: Suma esto con tablas más extremas = 0,608

Conclusión: Sin asociación significativa (p > 0,05).

Unilateral vs. bilateral

Bilateral (predeterminado)

Prueba cualquier asociación, independientemente de la dirección.

Usar cuando: No tienes una hipótesis previa sobre la dirección.

Unilateral

Prueba asociación en una dirección específica.

Usar cuando: Solo te importa si el tratamiento mejora (no empeora) el resultado.

Valor p unilateral ≈ bilateral / 2 (aproximadamente).

Cuándo usar la prueba exacta de Fisher

Regla tradicional: Cuando cualquier frecuencia esperada < 5.

Recomendación moderna: Siempre válida; chi-cuadrado es una aproximación que usualmente es innecesaria con computación moderna.

Guía práctica:

  • Muestra total pequeña (n < 20)
  • Cualquier celda con conteo < 5
  • Eventos raros o frecuencias esperadas pequeñas
  • Cuando el valor p exacto es importante (presentaciones regulatorias)

Comparación con chi-cuadrado

AspectoChi-cuadradoExacta de Fisher
TipoAproximaciónExacta
Tamaño de muestraGrande (n > 20-30)Cualquiera
Frecuencias esperadasTodas ≥ 5Sin requisito
CálculoFórmula simpleCombinatoria
Valor pAproximadoExacto
DisponibilidadSiempreComputacionalmente intensivo para tablas grandes

Para muestras grandes: Ambas dan resultados similares; chi-cuadrado es computacionalmente más simple.

Para muestras pequeñas: Fisher es más precisa.

Extensiones más allá de 2×2

Tablas R×C

La prueba exacta de Fisher se extiende a tablas más grandes pero se vuelve computacionalmente intensiva.

La mayoría del software maneja tablas hasta tamaño moderado.

Para tablas muy grandes, la aproximación chi-cuadrado usualmente es adecuada de todos modos.

Ajuste Mid-P

Algunos estadísticos recomiendan una versión "mid-P" que cuenta la mitad de la probabilidad de la tabla observada.

Justificación: Reduce el conservadurismo de la prueba exacta. Controversia: Los puristas prefieren la versión completamente exacta.

Supuestos

Independencia

Las observaciones son independientes—muestrear un sujeto no afecta a otro.

Marginales fijos

Los totales de fila y columna se consideran fijos por el diseño de muestreo.

En la práctica: La prueba es válida incluso si los marginales no fueron literalmente fijos.

Muestreo aleatorio

La muestra representa la población de interés.

Aplicaciones

Epidemiología de enfermedades raras

Estudiar exposiciones raras y resultados raros.

Estudios de casos y controles con pocos casos.

Ensayos clínicos pequeños

Estudios piloto, ensayos de enfermedades raras, investigación de fase temprana.

Genética

Probar asociaciones con alelos raros.

Control de calidad

Comparar tasas de defectos cuando los defectos son raros.

Investigación conductual

Experimentos de muestra pequeña, estudios de caso.

Medidas de asociación

La prueba de Fisher da el valor p. Para el tamaño del efecto, calcula:

Razón de odds

OR = (a × d) / (b × c)

Del ejemplo: OR = (8 × 2) / (2 × 3) = 2,67

Los pacientes con tratamiento tuvieron 2,67 veces las odds de mejora.

Riesgo relativo

RR = [a/(a+b)] / [c/(c+d)]

RR = (8/10) / (3/5) = 0,80 / 0,60 = 1,33

Los pacientes con tratamiento fueron 1,33 veces más propensos a mejorar.

Intervalos de confianza

La prueba de Fisher puede proporcionar intervalos de confianza exactos para la razón de odds.

Estos a menudo son asimétricos y más precisos que los intervalos de aproximación normal para muestras pequeñas.

Conceptos erróneos comunes

"Usar chi-cuadrado primero, luego Fisher si es necesario"

Práctica moderna: Fisher siempre es válida. Úsala cuando los valores p exactos importan o las muestras son pequeñas.

"Fisher es conservadora"

Ligeramente cierto. La naturaleza discreta significa que los valores p no siempre pueden ser exactamente 0,05. El ajuste mid-P aborda esto.

"Fisher solo para 2×2"

Existen extensiones para tablas más grandes, aunque el cálculo aumenta.

Reportando resultados

Formato APA:

"La prueba exacta de Fisher no reveló asociación significativa entre tratamiento y mejora, p = ,61. La razón de odds fue 2,67, IC 95% [0,28, 37,8], indicando una tendencia no significativa hacia mejores resultados con tratamiento."

Incluir:

  • Valor p exacto
  • Medida de efecto (OR o RR)
  • Intervalo de confianza
  • Frecuencias o proporciones descriptivas

Contexto histórico

Ronald Fisher desarrolló esta prueba en la década de 1930, supuestamente para un famoso experimento de "señora probando té".

Una colega afirmaba que podía detectar si el té o la leche se vertía primero en una taza. Fisher diseñó un experimento con 8 tazas y calculó probabilidades exactas para probar su afirmación.

Esta anécdota (sea completamente precisa o no) ilustra el propósito de la prueba: inferencia exacta con muestras pequeñas donde las aproximaciones fallan.

La prueba ejemplifica la contribución más amplia de Fisher de desarrollar métodos estadísticos exactos junto con las aproximaciones de muestra grande que dominan los libros de texto.

Consideraciones computacionales

Para tablas 2×2: Cálculo trivial.

Para tablas más grandes: La prueba requiere sumar sobre todas las tablas posibles con los mismos marginales. Esto puede ser millones de tablas.

Algoritmo de red: Desarrollado en los años 1980-90, hace factibles tablas más grandes.

Software moderno: Maneja tablas de tamaño moderado rutinariamente.

Cálculos relacionados

Resumen

La prueba exacta de Fisher determina si dos variables categóricas están asociadas calculando probabilidades exactas basadas en la distribución hipergeométrica. A diferencia de chi-cuadrado, no requiere tamaño de muestra mínimo ni frecuencia esperada. La prueba considera todas las tablas posibles con los mismos totales de fila y columna y suma las probabilidades de tablas tan extremas o más extremas que la observada. Usa Fisher para muestras pequeñas, eventos raros, o cuando se requieren valores p exactos. Reporta el valor p exacto, razón de odds o riesgo relativo, e intervalos de confianza para una interpretación completa.