Kaplan Meier Überlebensanalyse

Einführung in wissenschaftliches Arbeiten
in Anästhesie und Intensivmedizin
(Kaplan Meier Überlebensanalyse)
© W. Schramm
Die Beispiele kommen zum größeren Teil aus dem Fachbereich Anästhesie und
Intensivmedizin, die Vorlesung selbst ist jedoch für alle Fachbereiche relevant !
Univ. Prof. Dr. Wolfgang Schramm
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FA Anästhesie und Intensivmedizin, Oberarzt
W.
W. Schramm
Schramm
Schätzung der Überlebensraten
nach Kaplan-Meier
ƒ In der Medizin werden häufig Merkmale vom Typ einer Überlebenszeit
betrachtet.
ƒ Merkmale, die wie eine Überlebenszeit durch ein Anfangs- und ein
Enddatum charakterisiert sind z.B.:
EREIGNISDAUER
ANFANGSDATUM
ENDDATUM
Erkrankungsdauer einer zum
Tode führenden Erkrankung
Erstdiagnose
Todesdatum
Genesungsdauer nach einem
operativen Eingriff
Eingriffsdatum
Entlassung aus dem Krankenhaus
Funktionsdauer einer Niere
Nierentransplantation
Funktionsverlust der transpl. Niere
Arbeitslosendauer
Jobverlust
Wiederanstellung
Dauer einer Beschäftigung
Einstellungsdatum
Kündigung des Arbeitsplatzes
ƒ Das END-Ereignis (d.h. ENDDATUM) könnte zum Ende des Experiments
bzw. am Stichtag der Auswertung (noch) nicht beobachtet worden sein (etwa
weil der Patient nicht mehr vorstellig geworden ist):
ƒ → Rechts-zensierte Daten:
ƒ Nichtparametrisches Schätzverfahren der „Überlebens“-funktion.
Schramm
Kaplan, E. L.; Meier, P. (1958). "Nonparametric estimation from incomplete observations". J. Amer. Statist. Assn. W.
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457–481.
W.(282):
Schramm
Beispiel 1:
Dauer der Schmerzlinderung nach einer
Thermokoagulationdes des Ganglion Gasseri
bei Patienten mit einer Trigeminusneuralgie
Schmerzgelinderte bzw.
schmerzfreie Phase
Zeit
Thermokoagulation des
des Ganglion Gasseri
Trigeminusneuralgie
Rückfall
ƒ FRAGE: Wie groß ist die Wahrscheinlichkeit x Monate
nach einer Thermokoagulation des Ganglion Gasseri
einen Rückfall in die Trigeminusneuralgie zu erleiden?
W.
W. Schramm
Schramm
Ganglion Gasseri
Beispiel 1:
Trigeminusneuralgie
N. ophtalmicus
N. maxillaris
N. mandibularis
ƒ Vorwiegend einseitige, blitzartige Schmerzattacken im
Versorgungsgebiet N. trigeminus (= fünfter Hirnnerv ). Der
zweite Ast (N. maxillaris) ist am häufigsten betroffen.
ƒ Die Schmerzattacken treten mehrmals täglich spontan
auf, werden durch gewisse Reize (Berührung, Windstoss,
Kauen, Zähneputzen, Sprechen) ausgelöst und dauern
von wenigen Sekunden bis zu Minuten.
ƒ Zwischen den Attacken ist der Patient beschwerdefrei.
ƒ Die Schmerzen können teils extrem stark sein.
ƒ Die neurologische Untersuchung ist unauffällig.
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W. Schramm
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Trigeminusneuralgie invasive
Behandlungsmethoden
ƒ Auf der Ebene der Trigeminuswurzel (hintere SG)
ƒ Microvasculäe Decompression (MVD) nach Janetta
ƒ Stereotaktische Radiochirurgie (Gammaknive, Cyberknife, Linearbeschleuniger)
ƒ Auf der Ebene des Ganglion Gasseri
ƒ Radiofrequenz Thermokoagulation
ƒ
Glycerol Rhizolyse
ƒ Ballonkompression
Neurodestruktive
Verfahren
ƒ Am peripheren Nerven
ƒ
Periphere Neurektomie
ƒ
ƒ
Alkohol-blockade
Low Intensity Laser
ƒ
Kryotherapie (Kryonanalgesie)
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Schramm
Radiofrequenz Thermokoagulation des
Ganglion Gasseri bei Trigeminusneuralgie
Die
Thermo
Sonde
Ganglion
Gasseri
heizt das Ganglion
Gasseri zielgenau lokal
ca. 60–70 Sekunden auf
ca. 70 °C auf
(Hochfrequenzdiathermie, ca 70°C)
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Radiofrequenz Thermokoagulation des
Ganglion Gasseri bei Trigeminusneuralgie
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Schramm
Radiofrequenz Thermokoagulation des
Ganglion Gasseri bei Trigeminusneuralgie
Die
Thermo
Sonde
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W.
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Schramm
Thermokoagulation des Ganglion
Gasseri
ƒ Bekannte Schmerz-Rückfallsraten
aus der Literatur
ƒ 10% nach 6 Monaten
ƒ 30% nach 12 Monaten
ƒ 52% nach drei Jahren
ƒ Mit welcher Methode können diese
Daten ermittelt werden?
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W.
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Schramm
Beispiel 1: Dauer der Schmerzlinderung
nach einer Thermokoagulation I
ƒ Es werden 20 Trigeminusneuralgie Patienten mit einer
Thermokoagulation des Ganglion Gasseri behandelt. Die Dauer der
Schmerzlinderung (Schmerzfreiheit) soll überprüft werden.
Dauer (Monate) der
Schmerz-linderung
Endereignis
Dauer (Monate) der
Schmerz-linderung
Endereignis
2
Ballonkompression
25
danach nicht wieder vorstellig
3
Re-Thermokoagulation
27
Re-Thermokoagulation
5
Verstorben
29
Re-Thermokoagulation
5
danach nicht wieder vorstellig
30
Gammaknife
7
Janetta-OP
38
Re-Thermokoagulation
13
danach nicht wieder vorstellig
50
danach nicht wieder vorstellig
19
Re-Thermokoagulation
51
Ballonkompression
21
Re-Thermokoagulation
62
Re-Thermokoagulation
21
Ballonkompression
62
danach nicht wieder vorstellig
23
Re-Thermokoagulation
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danach nicht wieder vorstellig
Diese Daten sind nicht Orginaldaten einer klinischen Studie, aber könnten dies durchaus sein !
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Schramm
Beispiel 1: Dauer der Schmerzlinderung
nach einer Thermokoagulation II
ƒ
ƒ
ƒ
Zeitspalte
Zensiert = 1
Ereignis = 0
Patienten mit einem
Trigeminusneuralgie Rückfall
wurden erneut einem operativen
Eingriff unterzogen.
Patienten, die ab einem
Zeitpunkt t nicht wieder
vorstellig wurden werden ab
diesem t als zensiert markiert.
In Studien wurde eine erhöhte
Selbstmordrate bei
Trigeminusneuralgie Patienten
nachgewiesen. Ein Patient
verstarb (allerdings ohne Suicid),
weshalb der Todeszeitpunkt
auch als zensiert markiert wird,
denn er war zum Todeszeitpunkt
schmerzgelindert bzw.
schmerzfrei.
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Prasad S, Galetta S (2009) Trigeminal neuralgia: historical notes and current concepts. Neurologist 15:87–94 (Trigeminal neuralgia is historically known as the “suicide disease”)
W. Schramm
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Zensierte Daten
(engl: Censored, Truncated Data)
ƒ Daten, bei denen nicht alle Werte einer
statistischen Variablen bekannt sind.
ƒ Rechts zensierte Daten: Das Ereignis bis zum Ende
des Experiments wurde nicht beobachtet.
ƒ Links zensierte: Das Ereignis ist an einem
unbekannten Zeitpunkt in der Vergangenheit bereits
eingetreten.
ƒ BEMERKUNG: Zensierte Daten liefern auch eine
Information: Etwa bei rechts Zensur ein Überleben
jedenfalls bis zum Ende der Beobachtung bzw. des
Experiments.
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W.
W. Schramm
Schramm
Beispiel 1: Dauer der Schmerzlinderung
nach einer Thermokoagulation III
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W.
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Beispiel 1: Dauer der Schmerzlinderung
nach einer Thermokoagulation IV
50%
Monate
28 Monate
z.B.: Nach 28 Monaten hatten noch 50% der mit einer Thermokoagulation behandelten Patienten eine Schmerzlinderung.
Diese 50% „schmerzfreie Überlebenszeit“ wird als MEDIANE ÜBERLEBENSZEIT (hier mediane Schnerzlinderungsdauer)
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bezeichnet.
W.
W. Schramm
Schramm
Überlebenszeit in der Onkologie
ƒ Für die Prognose einer malignen
Tumorerkrankung von großer Bedeutung:
ƒ5 Jahre Überlebensrate
ƒ Evtl. (bei nicht so malignen Tumoren) auch 10 Jahre Überlebensrate
https://de.wikipedia.org/wiki/Überlebensrate
W.
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Schramm
Beispiel 2 aus dem GNUMERIC Skriptum
http://www.hep.by/gnu/gnumeric/kaplan-meier-tool.shtml
Zeitspalte
Zwei Gruppen
Zensiert = 1
Ereignis = 0
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W.
W. Schramm
Schramm
Beispiel 2 aus dem GNUMERIC Skriptum
http://www.hep.by/gnu/gnumeric/kaplan-meier-tool.shtml
Die zensierten Daten
wurden mit 1 codiert:
Die Zwei Gruppen wurden
mit 1 und 2 codiert:
Ein Log Rank (Mantel
Haenszel) Test ist
standardmäßig aktiviert:
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W.
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Beispiel 2 aus dem GNUMERIC Skriptum
http://www.hep.by/gnu/gnumeric/kaplan-meier-tool.shtml
Log Rank (Mantel Haenszel) Test
p= 0,3170189958703459
Da p > 0,05 ⇒ Die beiden
Überlebenskurven unterscheiden
sich nicht signifikant
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W.
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Log Rank (Mantel Haenszel) Test
ƒ Bivariater nichtparametrischer statistischer
Test, zum Vergleich von (zwei) Stichproben
aus zwei Überlebensverteilungen.
ƒ Rechtszensierung ist erlaubt.
Mantel, Nathan (1966). "Evaluation of survival data and two new rank order statistics arising in its consideration.".
Cancer Chemotherapy Reports 50 (3): 163–70.
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W.
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Beispiel 2 aus dem Skriptum
http://www.hep.by/gnu/gnumeric/kaplan-meier-tool.shtml
Falls die zwei Überlebenskurven kreuzen würden, dann hat eine Gruppe ein höheres Risiko am Beginn
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und die andere am Ende zu versterben. Hier berühren sich die Kurven lediglich zum Zeitpunkt 12.
W.
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Schramm
Beispiel 3: Hausaufgabe
Zeichnen Sie z.B. mit GNUMERIC die
Überlebenskurve in dem Beispiel aus der Wikipedia:
https://de.wikipedia.org/wiki/Kaplan-Meier-Schätzer
Objekt. Nr. Zeit (Tage) 1=Ereignis,
0=Zensiert
#1
#2
#3
#4
#5
#6
#7
#8
#9
#10
#11
#12
#13
#14
#15
Zeitspalte
1
12
22
29
31
36
38
50
60
61
70
88
99
110
140
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
Zensiert = 0
Ereignis = 1
HINWEIS: Aufgrund eines kleinen Fehlers in
GNUMERIC (Version 1.12.15) muss die letzte Zeile
doppelt eingegeben werden.
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Schramm