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 BMJ小小統計問題(73):

How to read a forest plot in a meta-analysis

(如何解讀統合分析森林圖) 

                                 

前言:

本期跟上期相同,為統合分析核心圖形---森林圖的解讀說明。也跟上期一樣所使用示例之六篇個別試驗結果RR值均無顯著,但合併後的總效果量估計值就有顯著。如同內文所言:這是統合分析的優點之。通過合併不同研究的結果,匯總研究參與者的數量,從而提供一個整體的估計值,提高了統計檢力和精確度。意味著在整體上可以看到在任何單獨研究中都沒有看到的顯著影響。這也是統合分析價值所在。也許並非介入沒效果,而是樣本數少,檢力不足,估計不精確所致。本期對森林圖的解釋很詳盡,統合分析相關統計主題東華已經介紹5篇以上,有興趣的朋友可以找來閱讀,相信會對統合分析用於研究結果的解讀跟分析重點會更有概念。Hope u enjoy it.

                           

題目

研究人員對根除幽門螺旋桿菌治療對後續胃癌發生的影響進行統合分析。介入組為7天或更長時間的根除治療,對照治療是安慰劑或不治療之隨機對照試驗。參與者是幽門螺旋桿菌檢測呈陽性的成人。他們在基線時健康且無症狀,追蹤兩年或更長時間。主要終點是診斷為胃癌[1]。 

   

六項隨機對照試驗符合納入條件。介入組與對照組胃癌發生的meta-analysis結果顯示於森林圖中。3,294名接受根除治療的參與者發生51例胃癌(1.6%),而3,203名對照組發生76例胃癌(2.4%) (RR=0.66, 95% CI 0.46 - 0.95)。

  

母群體RR的總效果量顯示在標記為“total”的行中(圖底部),等於0.66(95% CI 0.46-0.95),使用菱形表示;菱形中心等於估計的RR,菱形兩端表示95% CI的極限。穿過菱形中心的垂直虛線代表總估計的RR。因此,統合分析顯示,與對照治療相比,根除治療的胃癌風險降低了34% (d正確)。由於總體估計值的95% CI不包括1.0,胃癌風險的降低在5%顯著性水準上是顯著的。總體估計值顯著性檢驗的P值為0.02,如文中“總效果量檢定:z=2.27, P=0.02”所示,證實了95% CI的推論。z值為用於推導P值的統計檢定的檢定統計量。 

   

在獲得母群體RR的總效果量估計值前,統合分析必須納入異質性的統計檢定。異質性檢定已於之前的問題說明[4]。其為評估統合分析中樣本估計值間的變異程度。檢定執行方式與傳統的統計假設檢定類似,有一個虛無假設和對立假設。虛無假設表示具有統計同質性——也就是說,樣本RR具有相似的量級,它們間的變化不會超過從相同母群體中所抽取樣本的期望值——亦即,它們間的任何變異都是最小化的。對立假設表示存在統計異質性,樣本估計值間有很大變異。若存在統計異質性,則會影響如何計算總效果量估計值。此外,統計異質性的存在可能表示,治療的效果在人群中的子群體(如種族群體)間存在差異,已於前面進行說明[5]。 

       

上述meta-analysis的異質性統計檢定結果見“Test for heterogeneity: χ2=3.62, df=5, P=0.60, I2=0%”。異質性檢定的P值為0.60,表示沒有證據可以拒絕虛無假設,支持對立假設。因此,樣本估計值間存在同質性(e錯誤)。χ2值用於推導P值的統計檢定的檢定統計量。自由度的值(“df”)等於試驗次數減1,並與檢定統計量一起用於計算P值。Higgins I2統計量,簡稱I2,也常被用作異質性的替代檢定。此一統計資料代表由於異質性導致的樣本估計值間之變異百分比,範圍從0%~100%,其中0%表示存在統計同質性。 

    

若I2≥50%,通常認為存在顯著的統計學異質性。上述例子中的I2值為0%,證實了假設存在統計同質性的統計檢定推論(e錯誤)。 

         

樣本估計間的統計同質性意味著進行固定效果統合分析。若統計異質性存在(即統計同質性不存在),則進行隨機效果統合分析。這些方法的不同處在於用於計算總效果量估計值的方法不同。與固定效果統合分析相比,隨機效果統合分析對總效果量估計值的信賴區間更寬,從而導致估計不太準確。然而,若在統計同質性的情況下進行隨機效果統合分析,其結果與固定效果相似。 

           

在6項試驗中,對於幽門螺旋桿菌檢測呈陽性且健康且無症狀的成人,根除治療和對照治療在胃癌風險方面均無顯著差異。然而,統合分析的總效果量估計值證實,與對照治療相比,根除治療顯著降低了胃癌的風險。這是統合分析的優點之一。通過結合不同研究結果,合併研究參與者的數量,從而提供一個整體估計值,提高統計檢力(power)和精確度(precision)。意味著可以看到在任何單獨研究中都沒有看到的顯著影響。在上述研究中,研究人員得出結論,根除幽門螺旋桿菌可降低健康無症狀感染成人胃癌的發病率。 

                 

下列敘述何者正確?
              

a)所有6項試驗均顯示根除治療與對照治療在胃癌風險方面存在顯著差異。

b)森林圖按對數尺度(logarithmic scale)繪製。

c)RR大於1.0表示對照治療較根除治療胃癌發生風險增加。 

d)RR之總效果量估計值顯示,與對照治療相比,根除治療導致胃癌風險降低34%。 

e)胃癌母群體RR之樣本估計值間存在顯著異質性。

      

答案:

bd正確, ace錯誤。 

                   

詳細說明:

  統合分析的目的為合併研究根除幽門螺桿菌治療在健康無症狀感染者中預防胃癌的療效之試驗結果。確定六項試驗納入分析。對於每項試驗,都推導RR,用來比較介入組的胃癌風險與對照組的風險。RR在前面已經描述過[2]。每項試驗的RR是對母群體參數的估計值,亦即,若對整個母群體的幽門螺桿菌檢測呈陽性且在其他方面健康且無症狀的成年人進行介入治療與對照治療的比較,就會看到相對危險性。通過合併樣本估計形成母群體相對危險性的單一估計,統合分析將證據減少到可管理的數量。 

     

  森林圖是統合分析結果之圖形表示。納入的六項試驗在左側以其主要作者和發表日期作為標示。對於六個試驗中的每個治療組,發生胃癌的參與者人數(event)和分配給每個組的總人數(total)顯示在“No of events/total.”一欄中。這些資料被用於計算每個試驗的樣本RR及其95% CI,如右側所示,中間為其圖形表示。由於首先給出了介入(根除治療)的“No of events/total”資料,其次是對照治療的資料,因此RR代表根除治療相對於對照治療的胃癌風險。對於每次試驗,樣本RR使用正方形表示,其95% CI為森林圖中心水平線表示。每個方格大小與試驗的樣本量成正比。 

    

  在所有6項試驗中,母群體RR的95% CI間包括1.0,因此沒有任何試驗顯示治療組之間的胃癌風險有顯著差異(a錯誤)。假設檢定時RR的95% CI與5%顯著性水準間之關聯之前已經講過[3]。 

   

  森林圖中心的樣本RR和95% CI使用對數尺度(logarithmic scale)上繪製(b正確)。因此,由於95% CI最初是在對數尺度上計算的,它們與森林圖中的樣本RR看起來是對稱的。圖中分隔號為“無效線”,即RR為1.0,表示介入組和對照組胃癌風險沒有差異。RR小於1.0表示介入後胃癌發生風險相對於對照治療降低,而RR大於1.0表示介入後胃癌發生風險增加(c錯誤)。因此,如同森林圖所示,RR小於1.0的“傾向於根除”(favours eradication),而大於1.0的“傾向於控制”(favours control)。 

   

  母群體RR的總效果估計值為經由合併6個試驗的RR樣本估計值所得。然而,六項試驗對合併結果之貢獻並不相等,換句話說,總估計值並非所有試驗估計值的平均值。每個試驗貢獻度為“權重(%)”(Weight(%))下之數值。試驗貢獻的權重百分比由其母群體參數之樣本估計的精確度(precision)決定。如信賴區間較窄的試驗,即具有更精確估計的試驗具有更大的權重。

         

Reference:

[1] Ford AC, Forman D, Hunt RH, et al. Helicobacter pylori eradication therapy to prevent gastric cancer in healthy asymptomatic infected individuals: systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials. BMJ 2014;348:g3174. 

[2] Sedgwick P, Joekes K. What are the risks? BMJ 2015;350:h2931. 

[3] Sedgwick P. Confidence intervals and statistical significance: rules of thumb. BMJ 2012;345:e4960. 

[4] Sedgwick P. Meta-analyses: what is heterogeneity? BMJ 2015;350:h1435. 

[5] Sedgwick P. Meta-analyses: heterogeneity and subgroup analysis. BMJ 2013;346:f4040. 

                      

Cite this as: BMJ 2015;351:h4028 

https://www.bmj.com/content/351/bmj.h4028.long  

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Fig2.整併與清理為可分析的table




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