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随访资料的生存分析

 钟山紫竹林 2020-01-16

对于需要长期观察的病例,如慢性病或恶性肿瘤,原有疗效指标如有效率、治愈率等就不适用,还需要考虑出现结局的时间长短。生存分析(survival analysis)是将结局和出现时间结合起来分析的统计分析方法。

生存分析最常用的方法有乘积限法和寿命表法、生存率比较的log-rank检验和Wilcoxon检验以及Cox比例风险回归模型。


生存分析的基本概念

 

研究生存时间需要通过随访完成,随访有两种形式:

  1. 从所有观察对象在同一时间接受统一处理后观察到事先规定的时间或一定数量观察对象出现特定结局为止

  2. 观察不同时间接受同一处理,然后观察到规定时间或一定数量出现特定结局(此状况更常见)。

 

终点事件(endpoint event):又称失效事件(failure event),是指研究对象发生的研究者关心的特定结局。

起始事件:研究对象生存特征的起始特征事件。

生存时间(survival time):两个有联系的起始事件和终点事件之间的时间。为了得到准确的生存时间,必须明确规定起点事件和终点事件。需要注意,虽然名词是“生存时间”,但事实上不一定是说生存,只要符合上面定义的任何时间段都可以叫生存时间。生存时间需要恰当的测度单位(小时、日、月、年等),一般测度时间越小,准确性越高。

删失(censoring):也叫终检,是指没有观察到终点事件,无法得知确切生存时间。包含删失数据称为不完全数据(incomplete data)。

右删失(right censoring):从时间轴上看,终点事件发生在最后一次随访时间的右方,真实生存时间只能大于这个时间。

产生右删失原因:

1 随访对象失访

2 随访结束仍未出现终点事件

3 治疗措施改变


生存率估计与生存曲线

常用的两种方法:乘积限法(product-limit method),用于小样本未分组资料。寿命表法(life table method),用于大样本分组资料。

乘积限法:也叫Kaplan-Meier法或K-M法,主要用于小样本,也可用于大样本。

生存概率(survival probability):用p表示,是指单位时间段开始存活的个体到该时段结束仍然存活的可能性。p = 同年内活满一年人数/某年年初尚存活人数

生存率(survival rate):用S(t)表示,是指观察对象活过t个单位时间的概率。如果没有删失值,计算公式为S(t) = t时刻仍存活的观察例数/总观察例数

生存曲线(survival curve):根据不同时间点的生存率,可将随访时间做横坐标,生存率为纵坐标将各个时间点连成一起的曲线。曲线下降陡峭,则说明生存率较低,下降平缓,则生存率较高。

中位生存期(median survival time):也称半数生存期,表示50%个体尚存活的时间。中位生存期越长说明预后越好。但是中位数不能用原来我们说过的中位数计算方法,因为有删失值存在,可用生存曲线图法估计或用线性内插法求得。

log-rank test :是生存率比较的非参数法之一,可以做各组生存率的整体比较,还可以分析危险率是否随分组等级变化,称为趋势检验。

寿命表法:样本量大,按照生存时间分成不同组段求得各组段频数。

 以上两种方法计算及检验这里不再给出,具体实例请参阅医研云(1rcloud.net)的帮助文档。


Cox比例风险回归模型

上述方法适用于单因素分析,且组间可比性较好。如不能满足或影响生存时间的因素大于一个,应采用多因素分析方法。同时生存分析的反应变量是时间,不满足线性回归和logistic回归要求,同时资料中还有删失问题,此时应该使用专有的模型--比例风险回归模型(proportional hazards regression model),简称Cox回归。

协变量(covariates):影响结果的其他因素,这里是研究者认为可能影响生存的其他因素。

相对危险度(RR):暴露组与非暴露组的风险率之比。

PH假定:任意两个个体风险函数之比,即相对危险度RR或风险比(risk ratio)保持恒定,与时间t无关,成为比例风险(proportional hazards)假定,简称PH假定。

Cox回归应用注意事项

1. Cox回归分析结论正确是以科学设计、有代表性的抽样为前提的。如样本量过少或不随机会导致错误结果。过少的样本、过多的删失都会导致错误。

2. 数据编码可能会严重影响结论的解释。对于某些数值型协变量转换为等级编码更合适。

3. Cox回归必须满足PH假定,否则需要用其他扩展Cox模型。

4. 自变量筛选比较复杂,需要充分的专业和统计学考虑。



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