[논문]임상시험의 표본크기 계산

박선일; 오태호

doi:10.17555/ksvc.2014.08.31.4.288

임상시험의 표본크기 계산
Sample Size Calculation for Cluster Randomized Trials 원문보기

Journal of veterinary clinics = 한국임상수의학회지, v.31 no.4, 2014년, pp.288 - 292

박선일 (강원대학교 수의과대학 및 동물의학종합연구소) , 오태호 (경북대학교 수의과대학)

Abstract ▼ AI-Helper

A critical assumption of the standard sample size calculation is that the response (outcome) for an individual patient is completely independent to that for any other patient. However, this assumption no longer holds when there is a lack of statistical independence across subjects seen in cluster randomized designs. In this setting, patients within a cluster are more likely to respond in a similar manner; patient outcomes may correlate strongly within clusters. Thus, direct use of standard sample size formulae for cluster design, ignoring the clustering effect, may result in sample size that are too small, resulting in a study that is under-powered for detecting the desired level of difference between groups. This paper revisit worked examples for sample size calculation provided in a previous paper using nomogram to easy to access. Then we present the concept of cluster design illustrated with worked examples, and introduce design effect that is a factor to inflate the standard sample size estimates.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 지난 호(16)에서 설명한 예제에 대하여 표본크기 계산을 간편하게 수행할 수 있도록 그래프를 활용하는 방법과 CRT 연구에 필요한 표본크기를 계산하는 방법을 제시한다.
병원에 내원하는 환자의 특성(품고, 유전적, 환경적 등)은 병원의 소재지에 따라 차이가 있다고 판단되어 2곳의 동물병원을 대상으로 각각 20두의 환자를 치료하였다. 만성 신장염 환자의 치료 성공률이 약 40%로 알려져 있다고 할 때 새로운 치료법을 적용할 때 성공률이 적어도 20%이상 증가하는 것을 기대하는 경우 유의수준 5%에서 80%의 검정력을 유지하기 위해서는 몇 두가 필요한가? 이 예제는 만성 신장염 환자의 치료 성공률이 병원에 내원하는 환자의 특성에 따라 다를 것으로 예상하여 2곳의 병원을 대상으로 집락표본을 이용한 연구계획이다.

가설 설정

환자(patient-based) 무작위배정 임상시험에 필요한 표본크기를 계산할 때 모집단의 구성원 즉 표본추출 단위(sampling unit)가 상호 독립적이라는 가정을 전제로 한다. 독립성(independence)이란 이를테면 환자 A의 치료결과는 환자 B의 치료결과와 전혀 관련이 없다는 것을 의미한다.

대상 데이터

개의 만성 신장염에 대한 새로운 내과적 처치 방법에 따른 치료효과를 평가하기 위하여 집락 무작위배정 임상시험을 계획하고 있다. 병원에 내원하는 환자의 특성(품고, 유전적, 환경적 등)은 병원의 소재지에 따라 차이가 있다고 판단되어 2곳의 동물병원을 대상으로 각각 20두의 환자를 치료하였다. 만성 신장염 환자의 치료 성공률이 약 40%로 알려져 있다고 할 때 새로운 치료법을 적용할 때 성공률이 적어도 20%이상 증가하는 것을 기대하는 경우 유의수준 5%에서 80%의 검정력을 유지하기 위해서는 몇 두가 필요한가? 이 예제는 만성 신장염 환자의 치료 성공률이 병원에 내원하는 환자의 특성에 따라 다를 것으로 예상하여 2곳의 병원을 대상으로 집락표본을 이용한 연구계획이다.
본 예제에서 독립성을 가정할 때 표본크기는 각 군 당 97두로 총 194두가 필요하다.

데이터처리

집락 내 상관계수(ρ)는 design effect에 대한 정보가 있다면 전술한 공식 ρ = (D −1)/(k −1) 을 이용하여 직접 계산하고, 관련 정보가 없는 경우에는 분산분석으로 추정한다(8,9,18,22).

성능/효과

32. 따라서 nomogram으로 추정하면 유의수준 5%, 검정력 80%일 때 C_{0.05, 80%}= 7.9이므로 약 300두가 되며 공식을 이용하여 계산된 304두와 유사하며(Fig 2), 또한 표준화 차이를 이용하여 표본크기를 계산하면 각 군당 155두, 총 310두가 되어 유사한 결과를 얻는다.
즉 #. 따라서 nomogram으로 추정하면 유의수준 5%, 검정력 90%일 때 C_{0.05, 90%}= 10.5 이므로 약 1,200두가 되며 공식을 이용하여 계산된 1,180두와 유사한 결과를 보인다(Fig 1). 이 과정을 직접 계산하면 각 군당 약 590두로 총 1,180두가 되어 동일한 결과를 얻는다.
06 을 가정할 때 분석용 패키지를 사용하면 집락크기 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10에 대하여 집락수는 각각 104, 74, 58, 50, 44, 38, 36, 32, 30두로 계산된다. 즉 2개의 집락과 집락 당 104두를 선발하거나 혹은 3개의 집락과 집락당 74두를 모집해도 동일한 검정력을 달성한다. 한편 동일한 가정에서 ICC = 0.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	표본크기가 계산되는 방법은?	표본크기는 연구계획의 종류(study design), 자료의 형태, 연구목적 등에 따라 다양한 방법으로 계산되며 표본추출방법도 고려해야 한다. 예를 들어 약제 A의 창상치유 효과에 대한 연구를 계획한다고 가정하자.
	표본크기 계산에서 집락성을 고려해야 하는 이유는?	이러한 집락 무작위배정 임상시험(cluster randomized trial, CRT)은 임상의학에서 널리 사용되는 전통적인 방법으로 연구계획, 수행 및 분석에서 차이가 있다(11,15,17,25). 가장 중요한 것은 집락성(clustering)이 연구의 효율(efficiency)을 감소시키기 때문에 표본크기 계산에서 반드시 이를 고려해야 한다는 점이다(3,10,19). 즉 patient-based 시험에서는 표본크기 계산에서 개체 간 변동만을 고려하면 되지만 CRT에서는 집락 내 개체 간 변동과 집락 간 변동을 동시에 고려해야 한다.
	집락 무작위배정 임상시험이란 무엇인가?	개의 피부에 실험적으로 피부 결손창을 유발한 후 특정 약제를 투여하고 2주 후 창상부위의 면적이 60%에서 90% 이상 변화할 때 임상적으로 의미가 있는 효과로 판단하고 이 실험을 4곳의 동물병원을 대상으로 각각 20마리를 할당하여 평가할 때 연구목적을 달성하기 위해서는 실험견 몇 마리가 필요한가? 본 예제의 특징은 실험군과 대조군 간 비율의 변화를 추정하는 연구를 4곳의 병원에서 수행한다는 점이다. 즉 연구 대상 개체인 환자를 무작위 배정(patient-based, individual-based randomized trial)하는 것이 아니라 동물병원(집락, 군집)을 무작위로 배정 하는 임상시험이다(2,4,5,20,21,24).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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