Mobiele menu

Sample size calculation for nested cost-effectiveness RCTs

Projectomschrijving

Steekproefberekening voor gerandomiseerde kosteneffectiviteit studies met twee niveaus

Veel experimenteel onderzoek naar kosteneffectiviteit van behandelingen kent 2 niveaus: patiënten zijn bijvoorbeeld genest binnen huisartspraktijken, of binnen verschillende centra voor geestelijke gezondheidszorg.

Dit project beoogt voor zulke geneste studies formules voor steekproefberekening op te stellen alsook richtlijnen voor het optimale ontwerp ervan. De centrale vraag is: Hoe kunnen we een gerandomiseerde kosten-effectiviteit studie opzetten zodanig dat deze maximale bewijskracht heeft om een (mogelijk aanwezig) effect van een behandeling aan te tonen, met een zo laag mogelijk aantal onderzoekspersonen (steekproefomvang) en zo weinig mogelijk onderzoekskosten. Daarbij wordt aandacht besteed aan:

  1. Wat te doen als informatie aangaande behandelingseffecten en -kosten, welke nodig is om de steekproefomvang te berekenen, vaag is, en
  2. Hoe goed werken formules voor steekproefberekening, die gebaseerd zijn op een normale verdeling, bij  (vaak) scheve verdelingen van de uitkomstmaat, en zijn er betere alternatieven?

De resultaten worden geïllustreerd aan de hand van het hoofdproject waaraan deze methodologiestudie gekoppeld is: “Group Schema Therapy for Borderline Personality Disorder”.

Producten

Titel: Optimal and maximin sample sizes for multicentre cost-effectiveness trials
Auteur: Manju, Md. Abu, Candel, Math JJM, Berger, Martijn PF
Magazine: Statistical Methods in Medical Research
Titel: Sample size calculation in cost-effectiveness cluster randomized trials: optimal and maximin approaches
Auteur: Manju, Md. Abu, Candel, Math J.?J.?M., Berger, Martijn P.?F.
Magazine: Statistics in Medicine
Titel: SamP2CeT: An interactive computer program for sample size and power calculation for two-level cost-effectiveness trials
Auteur: Manju, Md. A., Candel, M.J.J.M., Van Breukelen, G.J.P
Titel: Optimal and maximin sample sizes for multicentre cost-effectiveness trials
Auteur: Manju, Md. A., Candel, M.J.J.M., Berger M.P.F.
Titel: Sample size calculation for multicentre cost-effectiveness trials door Md. Abu Manju, Math J.J.M. Candel, Martijn P.F. Berger.
Titel: Sample size calculation in cost-effectiveness cluster randomized trials: optimal and maximin approaches door Md. Abu Manju, Math J.J.M. Candel, Martijn P.F. Berger.
Titel: Manual for SamP2CeT: An Interactive Computer Program for Sample Size and Power Calculation for Two-level Cost-effectiveness Trials
Auteur: Md. A. Manju, M.J.J.M. Candel, G.J.P. van Breukelen
Titel: SamP2CeT: An interactive computer program for sample size calculation for two-level cost-effectiveness trials
Auteur: Md. A. Manju, M.J.J.M Candel, G.J.P Van Breukelen
Titel: Robustness of cost-effectiveness analyses of cluster randomized trials against skewed cost data
Auteur: Md. A. Manju, M.J.J.M. Candel, G.J.P. Van Breukelen
Titel: Optimal sample sizes for cost-effectiveness cluster randomized and multicentre trials
Auteur: Md Abu Manju

Verslagen


Eindverslag

Vaak worden kosten-effectiviteitsstudies middels cluster gerandomiseerde trials (CRTs) of middels multicentre trials (MCTs) uitgevoerd. Wanneer in zulke designs 2 behandelingen in termen van "net monetary benefit" (value for money) met elkaar vergeleken worden, zijn er formules voor optimale steekproefgrootten afgeleid. Voor CRTs betreft dit het aantal clusters (bijv. aantal huisartspraktijken) en aantal personen per cluster (bijv. aantal patienten per praktijk) voor ieder van de 2 behandelingscondities. Voor een MCT betreft dit het aantal clusters en voor iedere behandeling het aantal personen binnen een cluster. Deze aantallen minimaliseren de onderzoekskosten bij een gewenst onderscheidingsvermogen (power) om de kosteneffectiviteit van een behandeling aan te tonen. Berekening van optimale steekproefgrootten vereist informatie (o.a. aangaande de intraklasse correlatie voor kosten en effecten), welke vaak beperkt aanwezig is. Als oplossing zijn er formules voor maximin steekproefgrootten afgeleid. Bij beperkte informatie garanderen deze een gewenst onderscheidend vermogen (power) tegen de laagste mogelijke onderzoekskosten. Om de toepassing van deze formules voor onderzoekers te vergemakkelijken is er een interactief computer programma, genaamd SamP2CeT ontwikkeld.
De afgeleide formules gaan uit van het lineaire mixed-effects model voor de analyse van gegevens over kosteneffectiviteit, welke aanneemt dat effecten en kosten normaal verdeeld zijn. Van kosten is bekend dat deze vaak niet normaal, maar rechtsscheef verdeeld zijn. In een uitgebreide Monte Carlo simulatiestudie is derhalve nagegaan hoe robuust dit model is bij verschillende rechts scheve verdelingen voor kosten. In lijn met 2 andere studies die dit onderzocht hebben, Gomes et al. (2012, Health Economics) en Gomes et al. (2012, Medical Decision Making), bleek dit model tamelijk robuust tegen rechtsscheef verdeelde kosten. Zo treedt nauwelijks vertekening op in de schattingen van de kosteneffectiviteit van een behandeling versus een andere behandeling, en komt de kans om een kosteneffectieve behandeling op te sporen middels een statistische toets (de daadwerkelijke power) overeen met de kans die men veronderstelde in de steekproefberekening volgens de formules uitgaande van het lineaire mixed effects model.

Voor kosten-effectiviteitsstudies in een cluster gerandomiseerde trial, waarbij 2 behandelingen in termen van "net monetary benefit" met elkaar vergeleken worden, zijn er formules voor optimale steekproefgrootten afgeleid. Dit betreft het aantal clusters (bijv. aantal huisartspraktijken) en aantal personen in een cluster (bijv. aantal patienten in een praktijk) voor ieder van de 2 behandelingscondities. Deze aantallen minimaliseren de onderzoekskosten bij een gewenst onderscheidingsvermogen (power) om de kosten-effectiviteit van een behandeling aan te tonen. Berekening van optimale steekproefgrootten vereist informatie, o.a. aangaande de intraklasse correlatie voor kosten en effecten. Omdat deze informatie vaak slechts beperkt aanwezig is, zijn ook, als een mogelijke oplossing, formules voor maximin steekproefgrootten afgeleid. Bij onzekere informatie garanderen deze een gewenst onderscheidend vermogen (power) tegen de laagste mogelijke onderzoekskosten. Ook voor zgn. multicentre trials naar de kosten-effectiviteit van 2 behandelingen in termen van "net monetary benefit" zijn er formules voor optimale steekproefgrootten afgeleid als ook formules voor steekproefgrootten die volgen uit de maximin strategie om met beperkte informatie om te gaan.

Samenvatting van de aanvraag

objective(s) / research question(s): To derive sample size formulas and guidelines for optimally designing cost-effectiveness randomized clinical trials (RCTs) with a multilevel structure. The central question is: "How can a cost-effectiveness RCT with a multilevel structure be designed to have maximum power with minimum sample size and research costs". Such designs are called optimal cost-effectiveness designs. study design: The guidelines and formulas for sample size calculation will be applicable to cost-effectiveness RCTs having a multilevel structure, such as an RCT involving patients nested within different centers for mental health care. study population(s)/ datasets: The guidelines and formula's can be applied to any cost-effectiveness RCT, and are applied to the project linked to this methodology study: "Group Schema Therapy for Borderline Personality Disorder". intervention: The formulas for sample size calculation will be applicable to RCTs comparing two treatments. outcome measures: The sample size formulas will be applicable to RCTs with (approximately) normally and lognormally (positively skewed) distributed outcome measures. power/data analysis: This study is relevant for sample size calculation of cost-effectiveness studies; it will lead to better designed RCTs with higher statistical power at lower research costs. economic evaluation: Optimal cost-effectiveness designs yield more power with less research costs, and their application will lead to more efficient use of research funds (ZonMw, NWO). time schedule: Year 1: Exploring statistical techniques and hypotheses in the cost-effectiveness analysis of data with a multilevel structure; deriving formulas for sample size calculation. Year 2: Testing the robustness of formulas for small samples and positively skewed outcome measures through Monte Carlo simulations. Year 3: Developing formulas based on the lognormal distribution, and testing their robustness for various other positively skewed distributions. Developing guidelines for sample size calculation based on the maximin principle in case only partial information on input parameters is available. Year 4: Continuation of work of year 3; Application of guidelines to the main study, "Group Schema Therapy for Borderline Personality Disorder"; finalizing the Phd thesis. doel / vraagstelling: Afleiden van formules voor steekproefberekening en formuleren van richtlijnen voor het optimaal ontwerpen van gerandomiseerde klinische trials (RCTs) naar kosten-effectiviteit met een multilevel structuur. De centrale vraag is: "Hoe kan men een RCT naar kosten-effectiviteit van interventies met een multilevel structuur ontwerpen zodanig dat de statistische power zo groot mogelijk is bij zo klein mogelijke steekproeven en minimale onderzoekskosten". Deze designs worden optimale kosten-effectiviteit designs genoemd. studie-opzet: De richtlijnen en formules voor bepaling van de steekproefomvang zijn van toepassing op RCTs naar kosten-effectiviteit welke een multilevel structuur hebben, zoals een RCT waaraan patiënten uit verschillende instellingen voor geestelijke gezondheidszorg deelnemen. studiepopulatie / databronnen: De formules en richtlijnen zijn van toepassing op RCTs naar kosten-effectiviteit, en worden toegepast op het hoofdproject waaraan deze methodologiestudie gekoppeld is: "Group Schema Therapy for Borderline Personality Disorder". interventie: De steekproefformules zijn van toepassing op RCTs welke 2 interventies vergelijken. uitkomstmaten: De steekproefformules zijn van toepassing op RCTs met (bij benadering) normaal en lognormaal (positief scheef) verdeelde uitkomstmaten. power-/data-analyse: Deze studie is relevant voor steekproefberekeningen van RCTs naar kosten-effectiviteit, en zal tot beter opgezette RCTs leiden, welke de statistische power maximaliseren tegen minimale onderzoekskosten. economische evaluatie: Optimale kosten-effectiviteit designs hebben meer power tegen lagere onderzoekskosten, en de toepassing ervan zal leiden tot een efficiënter gebruik van onderzoeksgelden (ZonMw, NWO). tijdplanning: Jaar 1: Studie van verschillende statistische technieken en hypotheses in het kader van een kosten-effectiviteitsanalyse van multilevel gegevens; afleiden van formules voor steekproefberekening. Jaar 2: Testen van de bruikbaarheid van formules voor kleinere steekproeven en voor scheef-verdeelde uitkomstmaten middels Monte Carlo simulaties. Jaar 3: Ontwikkelen van formules uitgaande van de lognormale verdeling; testen van robuustheid voor verschillende andere positief scheve verdelingen. Ontwikkelen richtlijnen voor steekproefberekening bij partiële informatie omtrent input parameters gebaseerd op het maximin principe. Jaar 4: Voortzetting onderzoek jaar 3; Toepassing van richtlijnen en formules op hoofdstudie, "Group Schema Therapy for Borderline Personality Disorder"; voltooien van dissertatie.

Onderwerpen

Kenmerken

Projectnummer:
171202010
Looptijd: 100%
Looptijd: 100 %
2012
2016
Onderdeel van programma:
Projectleider en penvoerder:
Dr. M.J.J.M. Candel
Verantwoordelijke organisatie:
Maastricht University