ほとんどの評価は、個人のそれよりも大きい単位で発生する介入の評価を伴います。 これらは、保健システムの集水域、学校、地理的地域、さらには国である可能性があります。 場合によっては、これらのより大きな単位のレベルで関心のある介入を無作為に割り当てることが適切かつ可能であり、そのため、交絡を減らすた
クラスター無作為化試験について学ぶための主要なリソース
新しいクラスター無作為化試験のウェブサイトは、クラスター無作為化試験とステップウェッジ設計を行う者、およびこれらの設計に関する方法論的研究を行う者を支援するために開発されました。 ウェブサイトには、クラスター化されたデザインに関連する最新の出版物、ソフトウェア、議論やイ
Richard HayesとLawrence Moultonによるこの本は、この分野の主要な方法論的テキストとなっています。
Cluster Randomised Trials
Hayes R,Moulton L.Cluster randomised trials。 Chapman and Hall/CRC Press,Boca Raton,FL,2009
本が提供するものの短い要約は、これらのトピックに関して提供されています。
クラスター無作為化試験の理論的根拠と制限
クラスター無作為化試験が適切であり、他の無作為化設計よりも選択することができるいくつかの状況があります。 いくつかの介入は、その性質上、教育プログラムや村の水供給の改善など、個々の人々ではなく、コミュニティ全体に適用されることを意図しています。 いくつかの状況では、クラスターのランダム化は、より多くの物流の利便性を提供したり、全体の人口ではなく、個々のレベルで配信されたときに大きな受 クラスター無作為化試験も汚染を回避する効果的な方法であり、これがこの設計を採用する最も一般的な理由の1つです。 最後に、Crtは、介入の直接的および間接的な効果の両方を捕捉することを可能にし、集団全体にわたる介入を実施する全体的な効果の尺度を提供する。 これは、感染症を考慮する場合に特に有用である。 介入を受けた者は、感染に対する感受性に対する介入の直接的な効果と、感染への曝露の減少をもたらす間接的な質量効果の両方から利益を得る。
クラスターのランダム化設計を検討する際には、これらの利点を限界と比較する必要があります。統計的およびコスト効率を考慮することが重要です。 クラスター無作為化試験のパワーと精度は、個別に無作為化試験よりも低く、いくつかの異なるクラスターでの作業の物流面では、CRTを実装するのに高価 考慮すべき他の問題は、選択バイアス、研究アーム間の不均衡、および一般化可能性である。 理論的根拠と、それらを最小限に抑えるための制限と戦略については、第3章で説明します。
設計上の考慮事項
治療アームの設計選択
並列グループ設計
これは、個別およびクラスターランダム化試験の両方で最も一般的な設計です。 この設計では、各クラスターは、試行全体を通してランダムに割り当てられたarmに残ります。
Three arm trials
Crtに関連する費用と物流の複雑さ、および各治療アームに適切なサンプルサイズを提供するのに十分なクラスターを登録することの難しさを考えると、Crtの大部分は、クラスターが二つの治療アームのみに無作為化される研究デザインに従っている。 3つの腕の試験は時々実行可能ですが、3つ以上の腕を持つCrtは非常にまれです。 しかし、考慮すると、彼らは二つの主なアプローチに従います: 最初の2つの異なる介入を対照アームと比較し、2つ目の介入は、様々なレベルの強度で与えられた同じ介入を対照アームと比較して、用量応答分析を生
要因試行
従来、2つの介入の効果を推定するには、2つの試行を設計するか、3つの腕の試行を行う必要がありましたが、各腕のサンプルサイズが小さ 階乗計画は、同じ試験における2つの介入の独立した効果の研究を可能にする。 これに有効な費用および節約のサンプルサイズであることの利点があります。 設計は4つの処置の腕に終って2X2レイアウトを取る:最初の介在を受け取る1つの腕、第2介在を受け取る別のもの、両方の介在を受け取る腕 このモデルでは4つの治療アームが得られますが、各介入の効果を推定するには、2つのアームの関連する組み合わせを残りの2つのアームの組み合わせと比較することによって行われます。 このアプローチは、介入の間に相互作用がない場合にのみ有効です。 相互作用が期待される、または所望される場合には、因子計画を使用して2つの介入の共同効果を同定することができるが、より大きなサンプルサイ
クロスオーバーデザイン
このデザインの目的は、時間の傾向を制御することです。 この設計は、個々の無作為化試験で一般的に使用され、Crtに採用されています。 各クラスターは、次々に二つの処理を受け取ります。 繰越効果を避けるために、ウォッシュアウト期間と呼ばれる期間がその間にあることがよくあります。
ステップウェッジデザイン
このデザインの詳細については、ここをクリックしてください。
クラスターの種類とサイズ
CRTを設計する際に最初に決定するのは、試行中にランダム化されるクラスターの選択と定義に関するものです。 いくつかの個人を持つ家族や世帯から、何百万人もの個人を含む大規模な地理的領域に至るまで、さまざまな種類とサイズのクラスターがあります。 そのような試験を実施するための実用的な要素は非常に異なっている。 第4章では、さまざまなタイプのスタディクラスターについて検討し、クラスターサイズを選択する際に考慮すべき重要な問題につ
汚染
汚染は、クラスター外の個人との接触のためにあるクラスター内の応答が歪んでいる場合に発生しますが、これは依然として発生し、Crtに重要な問題を提起する可能性があります。 これは、介入クラスターと制御クラスターの間の接触が原因で発生する可能性があります。 それはまた介在の集りか制御集りとより広い人口間の接触が原因で起こることができます。 CRT内の汚染の程度を低減するための戦略には、十分に離れており、それぞれから十分に分離されているクラスターを選択することが含まれます。 地理的ゾーンが特定のコミュニティではなく介入または制御アームのいずれかに割り当てられている状況では、バッファゾーンは、クラスターがそれらの間に共通の境界を持たないことに使用されます。 これら2つの戦略は、介入クラスターと制御クラスターの間で汚染が発生しないようにするために使用されます。 “目玉焼きの設計”は介在または制御集りとより広い人口間の接触を減らすのに使用される作戦である。 汚染が発生する方法とそれらを減らすための戦略は、第4章でさらに議論されています。
個人からの結果を測定するためのアプローチ
関心のある結果は、各クラスターから選択された個人のサンプルから測定されます。 結果に応じて、測定個人には2つの主なアプローチがあります：断面調査またはコホート。 それぞれがいつ使用されるか、およびそれらの長所と短所についての完全な議論は第8章にあります。
繰り返し断面サンプル
断面調査では、各クラスターから異なる時間に繰り返しサンプルを採取する必要があります。 これは、結果の尺度がバイナリ結果（HIVや喫煙有病率など）または定量的エンドポイント（平均コレステロールレベルまたは子供の平均身長など）である場
コホートフォローアップ
コホートアプローチには、選択された個人を経時的にフォローアップすることが含まれます。 これは、結果の尺度が、指定されたフォローアップ期間中に発生するイベントの割合またはリスクである場合に使用されます。 コホートは、クラスターの総母集団またはそのクラスターからの無作為なサンプルで構成できます。 総人口をフォローアップする場合は、後日人口に入る新しい人を考慮するか、ベースラインで見られる人だけに研究を制限するかを指定する必要があり
サンプルサイズ
CRTを設計するとき、サンプルサイズは考慮すべき最も重要な要素の一つです。 不十分なサンプルサイズは、ランダム誤差を増加させ、研究の検出力を低下させ、したがって、効果を正確に定量化する能力を低下させる。 第7章では、CRTに適したサンプルサイズを選択するために必要な方法を詳細に説明します。 これには、比類のない、一致した、階層化されたスタディデザインの方法と、各クラスターに適切なサンプルサイズを選択する方法が含まれます。
特別な設計と分析方法を必要とする特徴
クラスター間の相関とクラスター間の変動
個別にランダム化された試験では、個人は関心のある結果に統計的に独立した観測を提供すると仮定されている。 しかし、同じクラスター内の個人に関する観測は相関する傾向があるため、この仮定はCrtでは当てはまりません。 これは、ある個人の結果に関する知識が、同じクラスター内の別の個人の結果に関する情報を提供する傾向があることを意味します。
人口特性のクラスタリング
人口統計学的特性や社会経済的特性など、各クラスターを構成する個人の違い、またはクラスターの環境特性などのクラスターレベルの変数の違いにより、異なる集団間に変動が存在する。
介入に応じた変動
異なるクラスターは、介入前にクラスター間の結果の変動がなかった場合でも、クラスター間の結果の変動をもたらす介入に異
個人間の相互作用による相関
クラスターのランダム化は、そのクラスター内の一人の個人が、感染症に対する介入や健康教育プログラムなど、他の個人の結果に直接的または間接的な影響を与える介入の試験において特に重要である可能性がある。
クラスタ間の相関の程度は、他のクラスタの存在とクラスタの性質と大きさに依存する。 クラスター間の相関は、他のクラスターの存在に依存します：検討中のクラスター内に一つの研究集団がある場合、それは意味を持ちません。 さらに、クラスター間の結果に真の変動性がある場合にのみ存在します。 したがって、クラスター間の相関とクラスター間の変動は、同じ基礎となる現象について二つの異なる視点を提供する対応する概念と考えることがで CRTから行うことができる推論は、関心のある結果におけるクラスター間の変動の程度に依存するため、適切に測定し、CRTの設計および分析において考慮す クラスター間の変動を要約するには、クラスター間の変動係数とクラスター内相関係数の2つのアプローチがあります。 これらは本の第2章で徹底的に議論されています。
研究アームの不均衡
実用的および財政的制約のために、CRTでランダム化されたクラスターの数は、通常、個々のランダム化試験に募集された個人の数に比 クラスターの数が少ない場合、ランダム化は両腕のバランスが確保されないため、少数のクラスターを単純にランダム化すると、一つ以上の潜在的な交絡因子に対するスタディアーム間の不均衡がリスクになります。 マッチングや層別化などの設計戦略は、治療アーム間のバランスを改善し、クラスター間の変動を低減するために使用することができます。 これらは第5章で説明されており、これらの戦略をいつ使用すべきかについてのガイドラインも提供されています。
マッチングは、ベースライン特性に関する治療アーム間の違いを最小限に抑えるのに役立ち、研究のパワーと精度を向上させることができます。 クラスター間にかなりの変動がある場合は、最初に関心のある結果に関して類似していると予想されるクラスターをグループ化し、これらのグループ内で処 クラスターを類似のペアにグループ化すると、少なくとも一致するように選択した特性に関して、ベースラインで治療アームが類似していることが保証さ
層別化には、利用可能なクラスターを、関心のある結果に関して類似していると予想される二つ以上の層にグループ化することが含まれます。 各層内の集りは処置の腕の間でそれから無作為に割振られる。 層別化に一致させた設計上の複数の利点がある。
これらのスキームは、特定の制限を満たす割り当ての小さなセットからランダムに選択することを含むので、一致した層別のデザインは、制限された無作為化の例です。
これらの設計は、治療アーム間の不均衡を減らすのに役立つかもしれないが、特にバランスが必要ないくつかの変数がある場合、適切なバランスを達成するために依存することができない状況がある。 このような状況では、処置アーム間の全体的なバランスを達成する制限された無作為化への別のアプローチを採用することができる。 全体的なバランスとは、各変数が治療アーム全体に同様に分布しており、サブグループ内にバランスがあることを必要としない場合を指します。 これは、各クラスター上のベースラインまたは既存のデータを使用して行われ、特定の事前に決定されたバランス基準を満たす割り当てに制限されます。 第6章では、制限されたランダム化へのこのアプローチを説明し、バランスが必要とされる変数の種類、割り当てを制限するバランス基準を定義する方法、および割り当ての再列挙を考慮する必要がある状況について説明します。 制限されたランダム化スキームを使用すると、バイアスされているか有効でない設計が生成される危険性があり、その結果、統計的推論の標準的な方法が誤った結果を与えることになります。 この章では、バイアスと妥当性が何を意味するのか、いつ発生するのか、そしてそれらをどのように説明するのかについても説明します。
分析
主なアプローチは、クラスターレベルの要約メジャーに基づく分析と、クラスター間の相関を可能にする回帰法を使用した個々のレベルのデータに基づ
これらの両方の方法の主な原則は、前述のCrtの二つの重要な特徴を考慮に入れています：クラスタ間の相関、および少数のクラスタに起因する研究アーム間の偶然の不均衡。
この本はCrtの分析に使用できる可能性のある方法のすべてを詳述しているのではなく、第9–12章で効率的で堅牢であることが証明されている方法に焦点を当てています。
解析方法は、特定の設計に適している必要があります。
報告と解釈
介入が健康転帰に及ぼす影響を評価するためのクラスター無作為化試験の証拠と経験が増えており、そのような試験の報告を導くために拡張されたコンソートガイドラインが利用可能である。:
コンソート2010声明:クラスター無作為化試験への拡張。
Campbell MK,Piaggio G,Elbourne DR,Altman DG. コンソート2010声明：クラスター無作為化試験への拡張。
Hayes and MoultonによるCluster Randomized Trials bookの第15章では、CONSORTガイドラインについて議論し、説明しています。