医学研究之生存分析的样本量计算——无模型假设的两样本Logrank检验

关键词：样本量计算; PASS; 生存分析; 两样本生存曲线; 无模型假设的两样本Logrank检验的样本量计算

一、案例数据

某研究者欲开展一项研究，以比较新手术方法和传统手术方法对肾上腺恶性肿瘤患者生存状况的影响。研究对象招募时间拟定为1年，全部受试者均匀进入研究，随访时间为2年，已知传统手术方法2年生存率为50%，预计新手术方法2年生存率为80%。估计两组的失访率均为每年6%，沾染率均为3%。取双侧α=0.05、β=0.10，试估计该研究所需要的样本含量？

二、案例分析

欲比较新手术方法和传统手术方法对肾上腺肿瘤患者生存状况的影响，已知两组的生存率、随访时间、失访率及沾染率，估计研究所需样本量，宜采用无模型假设的两样本Logrank检验，其样本量估算需要以下几个参数：

• 处理组和对照组的生存率S
• 生存时间T₀，即对应生存率的生存时间
• 入组时间T_a，即受试者进入研究的时间段
• 总研究时间T_t
• 处理组和对照组的失访率和沾染率
• 检验水准α (通常取0.01至0.1)，本例取0.05
• 检验功效1-β (通常为0.80或更高)，本例取0.90

三、软件操作

(一) 方法选择

在左侧界面中依次选择“Procedures (程序)”—“Survival (生存分析)”—“Two Survival Curves (两样本生存曲线)”—“Test (Inequality) (非均衡检验)”—“Logrank Tests (无模型假设的两样本Logrank检验)”见图1。

(二) 参数设置

在“Design (设置)”模块中按以下参数设置相应选项(图2)：

• Solve For：“Sample Size”表示本分析的目的是用于计算样本量。
• Test：“Alternative Hypothesis” 备择假设的单双侧，本例选择“Two-Sided”双侧检验。
• Power and Alpha：Power为把握度，填写“0.90”；Alpha为检验水准，填0.05。
• Sample Size：“Group Allocation”表示研究对象如何分配不同组别，本例选择“Equal (N₁=N₂)”。
• Effect Size：“Input Type”指定用于计算处理组和对照组风险率的参数，PASS中有“Hazard Rate(两组风险率)”、“Median Survival Time (两组中位生存时间)”、“Proportion Surviving (两组生存率)”和“Mortality(两组死亡率)”四种选择，本例选Proportion Surviving，随后出现的“S₁ (Proportion Surviving-Control)”表示对照组的生存率S₁，本例填0.50；“Treatment Group Parameter”指定处理组参数，本例为“S₂ (Proportion Surviving-Treatment)”，即处理组的生存率，填0.80；“T₀ (Survival Time)”指定对应于生存率的生存时间，本例填2。
• Duration：“Accual Time (Integers only)”表示入组时间，本例填1；“Accrual Pattern”表示入组模式，本例选Uniform or Equal,，表示研究对象在各个时间段入组比例基本一致，即均匀入组。“Total Time (Integers Only)”设定总研究时间，本例填3。
• Proportion Lost or Switching Groups during a Single Time Period：“Controls Lost”、“Treatments Lost”分别表示单位时间内对照组和处理组失访率，通常不大于20%，本例两者都填0.06；“Controls Switch to Treatment”表示单位时间对照组沾染率，即对照组受试者接受处理组干预措施的比例，“Treatments Switch to Controls ”表示单位时间内处理组的沾染率，即处理组的受试者接受了对照组干预措施的比例，本例中两者均填0.03。

(三) 报告设置

在“Reports (结果报告)”模块中按照图3设置输出结果格式，然后点击“Calculate (计算)”。

四、结果及解释

图4列出了该研究设计的相关参数和样本量计算结果，可知计算的样本例数(N)为101，即N₁=50，N₂=51。

图5“References (参考文献)”列出了该计算过程中参考的相关文献；“Report Definitions (报告定义)”列出了各个参数的具体解释；“Summary Statements (报告概述)”为整个分析报告的摘要。

图6为此次样本量估算整个过程的详细参数设置汇总。

五、结论

该案例为无模型假设的两样本Logrank检验的样本含量计算。欲比较新手术方法和传统手术方法对肾上腺肿恶性瘤患者生存状况的影响，已知研究对象招募时间拟定为1年，全部受试者均匀进入研究，随访时间为2年。传统手术方法2年生存率为50%，预计新手术方法2年生存率为80%。两组的失访率均为每年6%，沾染率为3%。取双侧α=0.05、β=0.10，则处理组至少需要50例研究对象，对照组至少需要51例研究对象。