8. GSD-条件把握度的计算

随机缩减(Stochastic Curtailment):

       指在当前累积数据的基础上,预测试验的最终结果有较大的可能性有效或无效,因此可以提前中止试验,对应的过程称为Stochastically Curtailed Procedure(SCP)。在试验进行过程中的任意一个阶段,通过计算SCP的相关指标与某一提前设定的固定值γ来判断试验是否可以提前终止。
       相关指标包括条件把握度:Conditional power tests(frequentist approach);预测把握度:Predictive power tests(mixed Bayesian-frequentist approach);预测概率值 Predictive probability tests(Bayesian approach);非参数法:Parameter-Free Approach。等等。常用的是条件把握度,在适应性设计的样本量重估中也会用到。
       SAS在Proc SEQTEST里可以进行计算,PASS、R(gsdesign package)中也可以计算。

  • Conditional Power
    CP指基于当前累积的数据,试验结束时拒绝原假设的概率。SAS中的命令为Condpower <(options)>
    • options包括:
      Type=Allstages | Finalstage
             默认为Allstages。CP的原始定义以及实际临床试验中使用的的Conditional power为FinalStage。
      CREF=c1... ...,默认CREF=0 0.5 1.0 1.5;
             指CP计算所基于的效应量相对于备择假设的比例。假设θ为CP计算所基于的参数值。θ_k为第k次期中分析时的效应值,θ_1为备择假设值,CREF=θ/θ_1。CRef=1时CP计算基于备择假设。如θ_k=-0.0444,θ=0.09,则此时CRef=-0.0444/0.09=-0.4938。CRef相当于设定最终分析时的效应量与备择假设之间的比例,来计算不同情况下的CP。
         - Allstages: 计算未来所有阶段分析拒绝H0的总概率。

          相当于将各阶段拒绝H0的概率相加,z_k为第k次分析统计量,θ为备择假设,a_k,b_k为有效或无效终止时的界值。

SAS Help

     - FinalStage:计算最后一次分析拒绝H0的概率。

       基于第k次期中分析的统计量Zk计算最后一次分析时拒接原假设的条件概率。PASS和SAS中给出的双侧检验CP公式,两个公式换算之后是一样的。

        θ:假设检验的参数, 原假设下θ=0,备择假设下θ=θ1; I_k:第k次分析时的信息量
        I_K:最终分析时的信息量; Z_k:第k次分析时的统计量; Z_{a/2}:a/2对应的分位数

       PASS中给出的一个根据公式直接计算单样本率单侧检验的例子,α=0.025,Z_{1-α}=1.96p_1=0.65p_0=0.55。备择假设θ=p_1-p_0=0.1σ^2=\hat{p}(1-\hat{p})\hat{p}=(p_1+p_0)/2z_k=2。


       SAS中给出的例子:
        Example 104.2,共4次分析。H0:θ=0 vs. H1:θ=0.10, θ=p-p0。Stage=2时,Pdiff=-0.064789。
        这个例子用上述公式直接算和SAS输出的结果有一些差异,CP差了0.03左右,不确定是什么原因导致的。SAS中率的I_k=n_k/σ^2,σ的\hat{p}似乎是基于备择假设p_1,而不是(p_1+p_0)/2

proc seqtest Boundary=Test_Prop1
         Data(Testvar=PDiff Infovar=NObs)=Data_Prop2
         infoadj=prop
         boundarykey=both
         boundaryscale=mle
         condpower(cref=1 type=finalstage)
         predpower
         plots=condpower
         ;
   ods output test=Test_Prop2;
run;
* Nstages=,设定一共有几次分析,Nstages=3则输出基于共3次分析计算的各阶段样本量、界值等。
  • Predictive Power
    PredPower <(options)>
    在目前已观测到的统计量及给定一个先验分布的情况下,最后一次分析时拒绝H0的后验概率。P_k(θ)为条件把握度,π为给定当前期中分析数据后D(K)及θ的先验分布后,θ的后验分布,作为权重,计算加权平均的概率值。

参考: - SAS help、
             - PASS help、
             - Group Sequential and Confirmatory Adaptive Designs in Clinical Trials

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