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교차 연구 계산기 (AB/BA 설계)
2기간, 2치료 교차 시험에서 치료 효과, 기간 효과 및 이월 효과 검증을 분석하고, 결과를 도출하는 데 사용된 정확한 R 명령어를 아래에 제시합니다. 전체 해석 가이드도 함께 제공됩니다. R 4.3.3 버전에서 검증되었습니다.
간단한 단어로
교차 시험 에서는 각 참가자가 두 가지 치료를 순차적으로 받기 때문에 모든 사람이 자신의 대조군 역할을 합니다. 고전적인 AB/BA 설계는 참가자를 무작위로 배정하여 치료 A를 먼저 받고 B를 받거나, B를 먼저 받고 A를 받도록 하며, 일반적으로 첫 번째 치료의 효과를 제거하기 위해 두 치료 사이에 휴약 기간을 둡니다.
개인 내 비교는 개인 간 변동성을 제거하기 때문에 교차 설계는 병렬 설계보다 훨씬 적은 참가자로도 동일한 정확도를 얻을 수 있습니다. 하지만 이는 추가적인 가정을 필요로 하는데, 가장 중요한 가정은 첫 번째 치료의 효과가 두 번째 기간까지 지속되어 비교를 왜곡하는 이월 효과 가 없다는 것입니다.
크로스오버 설계는 언제 사용해야 할까요?
결과가 기간 사이에 기준선으로 돌아오고 치료 효과가 가역적인 안정적이고 만성적인 질환의 경우 교차 설계(crossover design)를 사용하는 것이 좋습니다. 예를 들어, 재발성 질환에 대한 두 가지 진통제를 비교하는 경우가 그렇습니다. 각 참가자가 쌍을 이루는 비교 대상을 제공하기 때문에 이 설계가 효율적인 이유입니다.
치료가 가능한 질환이거나, 결과가 비가역적이거나, 적절한 휴약 기간을 통해 이월 효과를 배제할 수 없는 경우에는 이 방법을 피해야 합니다. 치료 효과를 해석하기 전에 항상 기간 효과와 이월 효과를 확인하고, 연구 설계를 자세히 보고해야 합니다. 독립적인 집단의 경우, 병렬 집단 표본 크기가 대안이 될 수 있습니다. 어떤 설계가 적합한지 확신이 서지 않으시나요? 저희 테스트 선택 도구를 이용해 보세요.
예상 결과: 4개 열: 시퀀스 AB, 1기 | 시퀀스 AB, 2기 | 시퀀스 BA, 1기 | 시퀀스 BA, 2기
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예상 결과: 4개 열: 시퀀스 AB, 1기 | 시퀀스 AB, 2기 | 시퀀스 BA, 1기 | 시퀀스 BA, 2기
ab1 <- c({ab1}); ab2 <- c({ab2}) # 순서 AB: 1차 기간(A), 2차 기간(B) ba1 <- c({ba1}); ba2 <- c({ba2}) # 순서 BA: 1차 기간(B), 2차 기간(A) dA <- ab1 - ab2; dB <- ba1 - ba2 t.test(dA, dB, var.equal = TRUE) # 처리 효과 A - B = (평균(dA) - 평균(dB)) / 2 t.test(dA, -dB, var.equal = TRUE) # 기간 효과 t.test(ab1 + ab2, ba1 + ba2, var.equal = TRUE) # 이월 효과 (피험자 총합의 차이)사용자 가이드
사용 시기: 연속형 결과 변수를 갖는 2기간, 2치료(AB/BA) 교차 연구를 분석할 때, 치료 효과를 추정하고 기간 효과 및 이월 효과를 검정할 때 사용합니다(Hills-Armitage/Grizzle 검정).
가정. 참가자는 두 가지 순서로 무작위 배정됨; 적절한 휴지기 포함; 피험자 내 차이는 대략 정상 범위 내임; 치료와 기간 간의 상호작용 없음.
흔히 저지르는 실수. 이월 효과 검사는 검정력이 낮으므로 분석의 최종 기준으로 사용해서는 안 됩니다(Senn). 설계 단계에서 워시아웃(washout)을 고려해야 합니다. 저절로 해결되는 질환이나 영구적인 효과를 가진 치료에는 사용하지 마십시오.
작동 예제
위의 '예제 데이터 불러오기'를 클릭한 다음 '분석 실행'을 클릭하여 이 테스트에 대한 그림, 공식 및 해석을 포함한 전체 결과를 확인하세요.
참고자료
- Senn S. 임상 연구의 교차 시험. 2판. Wiley; 2002.
- Hills M, Armitage P. 2기간 교차 임상 시험. Br J Clin Pharmacol. 1979;8:7-20.
- Grizzle JE. 2기간 전환 설계와 임상 시험에서의 활용. 생물통계학. 1965;21:467-480.
작동 예
예시 1 — 깔끔한 교차점
참가자들은 일정 기간의 휴지기(washout period)를 두고 A를 투여받은 후 B를 투여받거나, B를 투여받은 후 A를 투여받습니다. 치료 효과는 각 참가자의 피험자 내 차이(within-subject difference)를 통해 추정되며, 기간 효과(period effect) 및 이월 효과(carryover effect)에 대한 검정 결과는 유의미하지 않습니다. 이러한 치료 비교 방식은 신뢰할 수 있으며, 동일한 규모의 병행 임상시험보다 훨씬 더 정확합니다.
예시 2 — 이월 현상 감지됨
이월 효과 검정 결과가 유의미하다면, 첫 번째 치료의 효과가 두 번째 기간에도 지속된 것입니다. 이 경우 표준적인 피험자 내 추정치는 편향되므로, 분석가들은 종종 첫 번째 기간의 데이터만 사용하게 되는데, 이는 사실상 교차 치료의 이점을 무시하는 결과를 초래합니다.
확인해야 할 가정
가역적인 상태 및 효과. 결과는 기간 사이에 기준선으로 돌아와야 합니다. 교차 설계는 저절로 해결되는 상태나 영구적인 효과를 가진 치료법에는 적용되지 않습니다.
충분한 약물 제거가 이루어져야 하며, 잔류 약물이 없어야 합니다. 각 기간 사이의 간격은 첫 번째 치료의 영향을 완전히 제거할 수 있을 만큼 충분히 길어야 합니다. 잔류 약물이 있으면 피험자 내 비교 결과에 편향이 발생할 수 있습니다.
치료와 기간 간의 상호작용은 없습니다. 치료 효과는 투여 순서와 관계없이 동일해야 합니다. 강한 순서 효과가 나타나면 연구 설계의 타당성이 떨어집니다.
흔한 실수
이월분을 무시함
잔류물 제거 검사를 하지 않고 잔류물 제거가 충분했다고 가정하면 치료 효과 추정에 편향이 발생할 위험이 있습니다. 결과를 해석하기 전에 잔류물 제거 여부를 명확히 확인하십시오.
마치 병행 재판인 것처럼 분석하기
교차 데이터는 개인 내에서 쌍을 이룹니다. 두 그룹을 독립적인 그룹으로 취급하면 설계의 효율성이 떨어지고 잘못된 표준 오차가 발생합니다.
너무 짧은 워시아웃
첫 번째 치료 후 약물이 완전히 제거되지 않는 세척 기간은 약물 잔류를 보장합니다. 세척 기간은 치료제의 약리학적 특성을 고려하여 결정해야 합니다.
돌이킬 수 없는 결과를 위해 교차 분석을 사용합니다.
결과가 기준선으로 되돌아갈 수 없는 경우(예: 완치 또는 사망), 참가자들은 의미 있는 교차 연구를 수행할 수 없으므로 해당 설계는 부적절합니다.
자주 묻는 질문
교차 연구에는 왜 더 적은 수의 참가자가 필요할까요?
각 참가자는 스스로 대조군 역할을 하므로 개인 간 변동성이 제거되어 병렬 설계보다 더 적은 표본으로도 동일한 정확도를 얻을 수 있습니다.
이월이란 무엇인가요?
이월효과란 1차 치료의 잔여 효과가 2차 기간까지 지속되는 현상으로, 피험자 내 치료 비교에 편향을 초래합니다.
워시아웃 기간이란 무엇인가요?
워시아웃이란 첫 번째 치료의 효과가 사라지고 두 번째 치료가 시작될 수 있도록 치료 기간 사이에 충분히 긴 간격을 두는 것을 말합니다.
결과가 R과 SPSS에서 나온 결과와 일치합니까?
예. 이 계산기는 표준 AB/BA 피험자 내 분석을 사용하며, R 명령어를 보여주므로 치료, 기간 및 이월 효과 추정치를 재현할 수 있습니다.
참고자료
- Mills EJ, Chan AW, Wu P, Vail A, Guyatt GH, 외. 교차 시험의 설계, 분석 및 발표. 시도. 2009, 10 : 27. PMID 19405975.
- 리 T, 유 T, 호킨스 BS, 디커신 K. 메타분석에 포함하기 위한 교차 연구의 설계, 분석 및 보고. PLoS 하나. 2015, 10 (8) : e0133023. PMID 26284684.
- Senn S. 임상 연구의 교차 시험. 2판. 치체스터: 와일리; 2002.
원고에 이러한 분석이 필요하신가요?
저희 박사급 생물통계학자들은 재현 가능한 R 출력 결과를 바탕으로 교차 시험 설계 및 분석(기간 및 이월 효과 검증, 피험자 내 추정, 표본 크기 산출 등)을 수행합니다.
