非诊断试验析因设计统计分析

          当一种医疗器械与一种治疗（如药物治疗）相比较时，研究者除了需要考察器械或药物的单独治疗效果，往往需要继续考察器械与药物治疗相互影响，联合作用是否产生更强的作用 （即器械治疗与药物治疗存在交互作用）。此时需要一种更为复杂的试验设计类型一一析因设 计，相对应的统计分析方法也较单因素设计复杂一些。本章将介绍析因设计定量资料的假设 检验方法。由于相对应的非参数检验方法仍然不够成熟，且泼类型设计在医疗器械临床试验 中应用相对较少，因此本章仅简要介绍析因设计一元参数检验（即一元方差分析）和多元参数 检验（即多元方差分析）。

          一、析因设计定量资料的一元方差分析 
          析因设计是一种比较常见的多因素试验设计，在试验研究中应用得比较多。一般来说，如 果在试验中涉及的试验因素不超过4个或5个，每个因索的水平数也比较少时，可以考虑用析因设计。析因设计也称全因子试验设计，它要求将全部试验因素的水平进行全面组合，每种组合叫做一个试验点，在各试验点上要求至少做2次以上独立的重复试验，它可以对各因素及因素之间的各级交互作用的效应估计得比较准确。在医疗器械临床试验中，具体的样本含量需要在试验前设计之初根据各个统计参数确定（见样本含量估计一章）。 本设计的不足之处是实施起来更复杂，因此申办者必须保证研究者严格按照研究方案实施临床试验。析因设计会需要更大的样本量，但是由于这种设计类型基本上是两个临床试验合并成一个，因此效率更高。
          但是，如果试验的样本量是基于检验主效应计算的，则估计器械 与药物的交互作用时会使检验技能降低。 当试验按照析困设计来安排，统计指标只有一个而且是定量的，所得到的试验结果就Ⅱq做 析因设计一元定量资料。若资料满足独立性、正态性和方差齐性，则可以采用析因设计一元定量资料的方差分析来处理。

          【例10-l]某临床试验研究人工胃内水球与某种减肥药对于某些特殊的肥胖患者的治疗效果，试验三组分别为：单独使用人工胃内水球、单独使用减肥药、使用人工胃内水球联用减肥 药，对照组为空白对照，所有组受试者均辅助适当体育锻炼，随访期6个月；希望观察使用胃内 水球、减肥药的治疗效果，以及使用胃内水球与使用减肥药的交互效应，选择析园设计数据，如表10-l。 分析：针对析因设计，在满足参数检验的前提条件下，统计分析方法选择方差分析，本研究假定数据正态性、方差齐性检验均满足。
 

          以上是4个均值之间两两比较的结果，横向与纵向的编号都是l ~ 4号，横向与纵向变叉 处就是相应的两个均值比较的结果，上行数值代表t统计量的数值，下行数值代表相应的概率P值。此处“t检验”的实质仍是方差分析，t值平方就是方差分析中的F值。 结论：使用胃内水球和减肥药均可减轻肥胖患者的体重，且两者的影响具有相互联系。根据 具体数据-可以发现，使用胃内水球并适当使用减肥药对于该肥胖人群的减肥的效果是好的。

          二、析因设计定量资料的多元方差分析
          对于析因设计定量资料，如果有两个或两个以上终点，且临床认为几个终点之间存在相互关系，对资料进行统计分析时需要同时予以考虑，则此时的统计分析方法可选择多元方差分析。

          【例10-2】沿用【例10-l】数据，3个临床终点分别为体重减轻量(kg)、皮下脂肪厚度减小 量(mm)、BMI变化，数据如表10-2所示。试验欲考察使用胃内水球和使用减肥药3个临床 终点的共同影响，假定数据满足参数检验的前提条件，即正态性、等方差。 表10-2胃内水球与减肥药对减肥效果（3个临床终点）的影响 分析：该试验涉及3个指标：体重减轻量(kg)、皮下脂肪厚度减小量(mm)、BMI变化，这3个结果变量临床上认为明显存在相互联系或影响，因此对资料进行统计分析时宜将3个结果 变量同时予以考虑，进行多元统计分析。
          由于假定资料满足参数检验的前提条件，采用j元方差分析处理。 由于多元方差分析的计算比较复杂，故不介绍手工算法，直接借助SAS软件来实现统计 计算。 用“A”表示“是否使用胃内水球”，其两个水平值“1”和“2”分别表示“不使用”和“使用”；川“B” 表示“是否使用减腮药”，其两个水平值“1”和“2”分别表示“不使用”和“使用”；用”Y1””Y2”和“Y3”分别表示“体重减轻量(kg)”“皮下脂肪厚度减小量(mm)”“BMI变化”3个结果变量。 实现本资料统计分析的SAS程序（名为CTl0-2）如下：

          这里给出的是多元方差分析的结果,A因素（是否使用胃内水球）对Y1，Y2和Y3整体的 影响有统计学意义(Wilks'λ =0. 232，F=0 26，P<0. 000l);B(是否使用减肥萄)对Y1、Y2和Y3整体的影响有统计学意义(Wilks'λ =0. 583，F=17. 67，P<0. 000l)；交互作用项A*B对Yl，Y2和Y3整体的影响有统计学意义(Wilks'λ =0.895，F=2. 91，P<0. 000l)。

          这是两因素各水平组合下3项指标的校正均数。 两两比较的结果此处从略。 结沧：使用胃内水球和减肥药对体重减轻量(kg)、皮下脂肪厚度减小世(mm)、BMI变化3个指标总体而言具有影响，且两者之间具有相互联系，使用胃内水球并适当使用减肥药对于 该肥胖人群的减肥的效果是好的。