臨床試驗(yàn)配對二項(xiàng)資料兩組率差和率比可信區(qū)間估計(jì)研究.pdf

1、研究背景:
　　 臨床研究中經(jīng)?？梢钥吹脚鋵υO(shè)計(jì)結(jié)果為二分類的數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)可以整理成一個配對四格表。針對四個格子中的頻數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，視不同的研究目的有不同的方法學(xué)選擇，常見的是根據(jù)兩組率的差值和比值采用假設(shè)檢驗(yàn)和可信區(qū)間方法對試驗(yàn)組和對照組進(jìn)行優(yōu)效性(Superiority)或非劣效性/等效性(Noninferiority/Equivalence)推斷。近年來，有關(guān)配對二項(xiàng)資料的非劣效/等效性推斷出現(xiàn)了眾多的假設(shè)檢驗(yàn)和可信

2、區(qū)間估計(jì)方法，鑒于可信區(qū)間估計(jì)方法可以更直觀、準(zhǔn)確地進(jìn)行臨床判定，因此受到推崇。
　　 研究目的:
　　 本研究通過考慮兩組率的關(guān)聯(lián)系數(shù)雜交兩單組率的可信區(qū)間，構(gòu)建兩相關(guān)率差和率比的可信區(qū)間估計(jì)方法，采用MonteCarlo模擬方法對其統(tǒng)計(jì)性能進(jìn)行比較研究，探討不同方法的適用范圍和應(yīng)用要求，為臨床試驗(yàn)配對二項(xiàng)資料的分析評價(jià)提供合理的統(tǒng)計(jì)方法學(xué)支持。
　　 方法:
　　 1.兩相關(guān)率差可信區(qū)間的構(gòu)建。根據(jù)Z

3、ou和Donner提出的所謂再生方差估計(jì)(TheMethodofVarianceofEstimatesRecovery，MOVER)思想，選取單組率可信區(qū)間估計(jì)統(tǒng)計(jì)性能較好的Wilson方法、AC方法和Jeffreys方法，并考慮兩組率的關(guān)聯(lián)系數(shù)雜交構(gòu)建出兩相關(guān)率差的可信區(qū)間。在雜交過程中，選取8種不同的反映兩相關(guān)率關(guān)聯(lián)性的系數(shù)，與不同的單組率可信區(qū)間估計(jì)方法組合構(gòu)成24種兩相關(guān)率差可信區(qū)間估計(jì)方法。8種反映兩相關(guān)率關(guān)聯(lián)性的系數(shù)包括φ系

4、數(shù)、Gamma系數(shù)、Kendall'stau-c系數(shù)、Somers'D平均系數(shù)、Kappa系數(shù)、列聯(lián)系數(shù)、夾角余弦系數(shù)和改進(jìn)的夾角余弦系數(shù)。
　　 2.兩相關(guān)率比可信區(qū)間的構(gòu)建。根據(jù)MOVER的思想，結(jié)合Fieller理論，選取單組率可信區(qū)間估計(jì)統(tǒng)計(jì)性能較好的Wilson方法、AC方法和Jeffreys方法，并考慮兩組率的關(guān)聯(lián)系數(shù)雜交構(gòu)建出兩相關(guān)率比的可信區(qū)間。在雜交過程中，選取8種不同的反映兩相關(guān)率關(guān)聯(lián)性的系數(shù)，與3種不同的單

5、組率可信區(qū)間估計(jì)方法組合構(gòu)成24種兩相關(guān)率比可信區(qū)間估計(jì)方法。8種反映兩相關(guān)率關(guān)聯(lián)性的系數(shù)包括φ系數(shù)、Gamma系數(shù)、Kendall'stau-c系數(shù)、Somers'D平均系數(shù)、Kappa系數(shù)、列聯(lián)系數(shù)、夾角余弦系數(shù)和改進(jìn)的夾角余弦系數(shù)。
　　 3.模擬方法及參數(shù)設(shè)定。為了考量不同方法的統(tǒng)計(jì)性能，借助SAS9.2統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，采用MonteCarlo模擬方法進(jìn)行各不同參數(shù)設(shè)定下的模擬實(shí)驗(yàn)。
　　 兩相關(guān)率差可信區(qū)間模擬實(shí)

6、驗(yàn)參數(shù)設(shè)置:(1)對照組總體陽性率π+1取三個不同水平，即[0.05，0.1]，[0.4，0.6]，[0.8，0.95]范圍;(2)兩相關(guān)率差值Δ取三種不同水平，即0，[0.01，0.05]，[0.1，0.2]范圍;(3)兩組二元變量相關(guān)系數(shù)p取四種不同水平，即[-0.1，0]，0，[0，0.2]，[0.4，0.6]范圍。選取樣本量在n較小(10≤n≤20)和中等大小(30≤n≤50)兩種情況。對于以上各種參數(shù)的不同組合，各隨機(jī)產(chǎn)生10

7、00個向量(n，π+1，Δ，p)。分別計(jì)算構(gòu)建的各種可信區(qū)間的精確覆蓋率、預(yù)期區(qū)間寬度、左尾未覆蓋率、右尾未覆蓋率，考察各種參數(shù)取值范圍不同情況的組合下不同可信區(qū)間的統(tǒng)計(jì)性能。良好的統(tǒng)計(jì)性能應(yīng)表現(xiàn)為區(qū)間覆蓋率更接近事先定義的名義水平，區(qū)間寬度更窄，左右尾未覆蓋區(qū)域?qū)ΨQ性更好。
　　 兩相關(guān)率比可信區(qū)間模擬實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置:(1)對照組總體陽性率π+1取三個不同水平，即[0.05，0.1]，[0.4，0.6]，[0.8，0.95]范圍

8、;(2)兩相關(guān)率比值θ取三種不同水平，即0.7，1，1.1;(3)兩組二元變量相關(guān)系數(shù)p取四種不同水平，即0，0.2，0.5，0.9。選取樣本量在n較小(10≤n≤20)和中等大小(30≤n≤50)兩種情況。對于以上各種參數(shù)的不同組合，各隨機(jī)產(chǎn)生1000個向量(n，π+1，Δ，p)。分別計(jì)算構(gòu)建的各種可信區(qū)間的精確覆蓋率、預(yù)期區(qū)間寬度、左尾未覆蓋率、右尾未覆蓋率，考察各種參數(shù)取值范圍不同情況的組合下不同可信區(qū)間的統(tǒng)計(jì)性能。良好的統(tǒng)計(jì)性能

9、應(yīng)表現(xiàn)為區(qū)間覆蓋率更接近事先定義的名義水平，區(qū)間寬度更窄，左右尾未覆蓋區(qū)域?qū)ΨQ性更好。
　　 結(jié)果:
　　 率差95％可信區(qū)間估計(jì):在所有模擬情況下，基于Wilson方法結(jié)合φ系數(shù)、Tau-c系數(shù)和Somer'D平均系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間方法覆蓋率均非常接近事先給定的名義水平。其次是結(jié)合Gamma系數(shù)、Kappa系數(shù)、列聯(lián)系數(shù)和改進(jìn)的夾角余弦系數(shù)的可信區(qū)間，由這些系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率在部分情況下低于名義水平。結(jié)合夾角余弦

10、系數(shù)構(gòu)建的3種可信區(qū)間覆蓋率在很多情況下低于名義水平，統(tǒng)計(jì)性能最差。從基于的3種單樣本率可信區(qū)間估計(jì)方法看，由Wilson和AC方法構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率較好，由Jeffreys方法構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率在很多情況下低于名義水平很多，性能最差。從構(gòu)建的可信區(qū)間寬度看，在π+1靠近0.5時(shí)，基于Wilson方法構(gòu)建的可信區(qū)間寬度最窄，其次是基于AC方法和Jeffreys方法構(gòu)建的可信區(qū)間寬度;在π+1不靠近0.5時(shí)，基于Jeffreys方法構(gòu)

11、建的可信區(qū)間寬度最窄，其次是基于Wilson方法和AC方法構(gòu)建的可信區(qū)間寬度。從雙尾未覆蓋率的對稱性上未發(fā)現(xiàn)不同方法間明顯的規(guī)律。
　　 率比95％可信區(qū)間估計(jì):總體上，從結(jié)合的關(guān)聯(lián)系數(shù)來看，結(jié)合Gamma系數(shù)、列聯(lián)系數(shù)、夾角余弦系數(shù)和改進(jìn)夾角余弦系數(shù)構(gòu)建的兩相關(guān)率比可信區(qū)間存在缺陷，由這些系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率在許多情況下低于名義水平很多。從基于的3種單樣本率可信區(qū)間方法上看，由Jeffreys方法構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率相對最

12、差，它在多數(shù)情況下低于名義水平，而且低于名義水平值很多。其次是基于AC方法構(gòu)建的可信區(qū)間，在不少情況下也低于名義水平很多。相對來說，基于Wilson方法構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率更接近事先定義的名義水平。從構(gòu)建的區(qū)間寬度上看，不同的關(guān)聯(lián)系數(shù)中結(jié)合夾角余弦系數(shù)和Gamma系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間寬度相對較窄，但由該系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間覆蓋率不能很好的保證名義水平，所以該方法區(qū)間寬度較窄就失去了實(shí)際意義。結(jié)合其它系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間寬度表現(xiàn)相當(dāng)。從基于的3

13、種單樣本率可信區(qū)間方法看，由Jeffreys方法構(gòu)建的區(qū)間寬度相對最窄，其次是基于Wilson方法和AC方法構(gòu)建的可信區(qū)間。從雙尾未覆蓋率的對稱性上未見到不同方法間明顯的規(guī)律。
　　 結(jié)論:
　　 綜合考慮，基于Wilson方法結(jié)合φ系數(shù)、Tau-c系數(shù)和Somers'D平均系數(shù)構(gòu)建的可信區(qū)間方法估計(jì)的配對二項(xiàng)資料率差可信區(qū)間覆蓋率能夠較好的接近事先定義的名義水平，且在區(qū)間寬度上也有一定優(yōu)勢，具有較好的統(tǒng)計(jì)性能，因此是值