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醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)方案病例數(shù)計(jì)算
發(fā)布日期:2019-06-25 22:25瀏覽次數(shù):7782次
臨床試驗(yàn)是證明產(chǎn)品安全性有效性的重要途徑和手段。醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)是指在相應(yīng)的臨床環(huán)境中,對擬申請注冊的普通醫(yī)療器械在正常使用條件下的安全性和有效性進(jìn)行確認(rèn)或者驗(yàn)證的過程,或?qū)w外診斷試劑的臨床性能進(jìn)行系統(tǒng)性研究的過程。

很多朋友經(jīng)常來問,我這個(gè)試驗(yàn)產(chǎn)品準(zhǔn)備開展醫(yī)療器械臨床試驗(yàn),做多少例受試者合適,能不能找一個(gè)最低的例數(shù),這樣的話,整個(gè)研發(fā)成本會(huì)比較低。例數(shù)太多,經(jīng)費(fèi)太高,預(yù)算也不好做,老板不同意。而例數(shù)太少,審評通不過,整個(gè)試驗(yàn)在注冊時(shí),會(huì)面臨退審或者發(fā)補(bǔ)。但是開展多少例,NMPA也沒有給一個(gè)明確的例數(shù)。

醫(yī)療器械臨床試驗(yàn).jpg

對于一些把項(xiàng)目委托出來的公司,在面臨不同CRO報(bào)價(jià)時(shí),得到的例數(shù)也不盡相同,然后就開始茫然了。

對于一個(gè)試驗(yàn)究竟需要開展多少例?不是盲從以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn),也不是隨隨便便就開展,還是從科學(xué)的角度,進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。具體還是要重視統(tǒng)計(jì)專家。

一、CFDA對于醫(yī)療器械病例數(shù)的要求(不含IVD

1.1《醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)質(zhì)量管理規(guī)范》

第二十七條未在境內(nèi)外批準(zhǔn)上市的新產(chǎn)品,安全性以及性能尚未經(jīng)醫(yī)學(xué)證實(shí)的,臨床試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行小樣本可行性試驗(yàn),待初步確認(rèn)其安全性后,再根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)要求確定樣本量開展后續(xù)臨床試驗(yàn)。

1.2產(chǎn)品注冊指導(dǎo)原則

對于有指導(dǎo)原則的產(chǎn)品,可以參考指導(dǎo)原則。雖然有指導(dǎo)原則,具體還是要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)、特性進(jìn)行評估。

例如:某指導(dǎo)原則對于樣本量要求:樣本量根據(jù)受試產(chǎn)品的臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)類型、主要評價(jià)指標(biāo)等因素來確定。需詳細(xì)寫明樣本量估算采用的軟件或公式,以及公式中的所有參數(shù)及其估計(jì)值,還應(yīng)結(jié)合臨床實(shí)際情況考慮試驗(yàn)對象的可能脫落率等因素。對于非劣效試驗(yàn)設(shè)計(jì),應(yīng)由臨床專家和統(tǒng)計(jì)學(xué)家事先給出具有臨床意義的非劣效界值。對于單組目標(biāo)值設(shè)計(jì),亦需明確給出目標(biāo)值確定的合理依據(jù)。

所以具體多少例還是要根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)、設(shè)計(jì)類型,設(shè)計(jì)方法、主要療效終點(diǎn)多方位因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 

二、歷年注冊NMPA提出的醫(yī)療器械方案病例數(shù)的問題

2.1 未提供樣本量的具體計(jì)算過程及確定依據(jù)。

2.2未提供樣本量計(jì)算公式中各參數(shù)的確定依據(jù),如:非劣效界值。

2.3未提供臨床隨訪時(shí)間的確定依據(jù)。

2.4未明確主要評價(jià)指標(biāo)、次要評價(jià)指標(biāo)及其相關(guān)依據(jù)。

2.5未明確主要終點(diǎn)指標(biāo)及時(shí)間窗的選擇依據(jù)。

可見NMPA對于病例數(shù)還是很重視的,千萬要重視。 

三、如何開展一項(xiàng)臨床試驗(yàn),并保證病例數(shù)合適

3.1《醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則》

臨床試驗(yàn)收集受試人群中的療效/安全性數(shù)據(jù),用統(tǒng)計(jì)分析將基于主要評價(jià)指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)論推斷到與受試人群具有相同特征的目標(biāo)人群。為實(shí)現(xiàn)樣本(受試人群)代替總體(目標(biāo)人群)的目的,臨床試驗(yàn)需要一定的受試者數(shù)量(樣本量)。樣本量大小與主要評價(jià)指標(biāo)的變異度呈正相關(guān),與主要評價(jià)指標(biāo)的組間差異呈負(fù)相關(guān)。

樣本量一般以臨床試驗(yàn)的主要評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行估算。需在臨床試驗(yàn)方案中說明樣本量估算的相關(guān)要素及其確定依據(jù)、樣本量的具體計(jì)算方法。后文提供了樣本量估算公式的樣例,供參考。確定樣本量的相關(guān)要素一般包括臨床試驗(yàn)的設(shè)計(jì)類型和比較類型、主要評價(jià)指標(biāo)的類型和定義、主要評價(jià)指標(biāo)有臨床實(shí)際意義的界值、主要評價(jià)指標(biāo)的相關(guān)參數(shù)(如預(yù)期有效率、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等)、Ⅰ類和Ⅱ類錯(cuò)誤率以及預(yù)期的受試者脫落和方案違背的比例等。主要評價(jià)指標(biāo)的相關(guān)參數(shù)根據(jù)已有臨床數(shù)據(jù)和小樣本可行性試驗(yàn)(如有)的結(jié)果來估算,需要在臨床試驗(yàn)方案中明確這些估計(jì)值的確定依據(jù)。一般情況下,Ⅰ類錯(cuò)誤概率α設(shè)定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025,Ⅱ類錯(cuò)誤概率β設(shè)定為不大于0.2,預(yù)期受試者脫落和方案違背的比例不大于0.2,申請人可根據(jù)產(chǎn)品特征和試驗(yàn)設(shè)計(jì)的具體情形采用不同的取值,需充分論證其合理性。

3.2計(jì)算公式

決定樣本量的關(guān)鍵因素有:產(chǎn)品特點(diǎn)、研究類型、主要評價(jià)指標(biāo)、對照組與試驗(yàn)組主要評價(jià)指標(biāo)的預(yù)期療效、非劣效界值或目標(biāo)值、顯著性水平(α)、把握度(β)、預(yù)期失訪率等。 

3.2.1 平行對照設(shè)計(jì)樣本量估算

     以下公式中,nT、nC分別為試驗(yàn)組和對照組的樣本量;Z1-α/2、Z1-β為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位,當(dāng)α=0.05時(shí),Z1-α/2=1.96,當(dāng)β=0.2時(shí),Z1-β=0.842;(Z1-α/2+Z1-β2=7.85

(一)優(yōu)效性試驗(yàn)

     當(dāng)試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為事件發(fā)生率,其方差齊且不接近于0%或100%時(shí),其樣本量估算公式為:


1.webp.jpg

PT、PC分別為試驗(yàn)組和對照組預(yù)期事件發(fā)生率;為兩組預(yù)期率差的絕對值, = ;Δ為優(yōu)效性界值,取正值。

     試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為定量指標(biāo)且方差齊時(shí),其樣本量估算公式為:

2.webp.jpg

  σ為對照組預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)差;為預(yù)期的兩組均數(shù)之差的絕對值, = ;Δ為優(yōu)效性界值,取正值。

     使用該公式計(jì)算樣本量為Z值計(jì)算的結(jié)果,小樣本時(shí)宜使用t值迭代,或總例數(shù)增加2—3例。

(二)等效性試驗(yàn)

當(dāng)試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為事件發(fā)生率,其方差齊且不接近于0%或100%時(shí),其樣本量估算公式為: 

3.webp.jpg

     PT、PC分別為試驗(yàn)組和對照組預(yù)期事件發(fā)生率;為兩組預(yù)期率差的絕對值, = ;?為等效界值(適用于劣側(cè)界值與優(yōu)側(cè)界值相等的情形),取正值。

當(dāng)試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為定量指標(biāo)且方差齊時(shí),其樣本量估算公式為:

     σ為對照組預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)差;為預(yù)期的兩組均數(shù)之差的絕對值, = ;?為等效界值(適用于劣側(cè)界值與優(yōu)側(cè)界值相等的情形),取正值。

     使用該公式計(jì)算樣本量為Z值計(jì)算的結(jié)果,小樣本時(shí)宜使用t值迭代,或總例數(shù)增加2—3例

(三)非劣效試驗(yàn)

      當(dāng)試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為預(yù)期事件發(fā)生率,其方差齊且不接近于0%或100%時(shí),其樣本量估算公式為:

 PT、PC分別為試驗(yàn)組和對照組預(yù)期事件發(fā)生率;為兩組預(yù)期率差的絕對值, = ,?為非劣效界值,取負(fù)值。

      當(dāng)試驗(yàn)組和對照組按照1:1隨機(jī)化分組,主要評價(jià)指標(biāo)為定量指標(biāo)且方差齊時(shí),其樣本量估算公式為:

σ為對照組預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)差;為預(yù)期的兩組均數(shù)之差的絕對值, = ;?為非劣效界值,取負(fù)值。

     使用該公式計(jì)算樣本量為Z值計(jì)算的結(jié)果,小樣本時(shí)宜使用t值迭代,或總例數(shù)增加2—3例。

 3.2.2、單組目標(biāo)值試驗(yàn)的樣本量估算

      以下公式中,n為試驗(yàn)組樣本量;Z1-α/2、Z1-β為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位,當(dāng)α=0.05時(shí),Z1-α/2=1.96,當(dāng)β=0.2時(shí),Z1-β=0.842。

當(dāng)主要評價(jià)指標(biāo)為事件發(fā)生率,統(tǒng)計(jì)發(fā)生率的研究周期相同,且發(fā)生率不接近于0%或100%時(shí),其樣本量估算公式為:

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PT為試驗(yàn)組預(yù)期事件發(fā)生率,P0為目標(biāo)值。 

3.3病例數(shù)計(jì)算實(shí)例(僅供參考,具體產(chǎn)品請專業(yè)統(tǒng)計(jì)專家

3.3.1質(zhì)子碳離子治療系統(tǒng)

假設(shè)試驗(yàn)組預(yù)期有效率為95%,目標(biāo)值設(shè)為80%,雙側(cè)顯著性水平為0.05,把握度80%,根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)計(jì)算,需要入組42例受試者??紤]10%脫落,共需要47例受試者。

若CTCAE 3級急性毒性反應(yīng)的比例超過5%、或出現(xiàn)4級、5級急性毒性反應(yīng),臨床試驗(yàn)失敗。

3.3.2常規(guī)牙科樹脂類充填材料

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3.3.3血液透析濃縮物

非劣效試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)假設(shè)對照產(chǎn)品透析達(dá)標(biāo)率為98%,預(yù)計(jì)試驗(yàn)產(chǎn)品與對照產(chǎn)品的透析達(dá)標(biāo)率相當(dāng),臨床認(rèn)可的非劣效界值為5%,則在顯著性水平0.05(雙側(cè))、80%把握度、考慮5%脫落率的情況下,每組需要130例試驗(yàn)對象,兩組共需要260例試驗(yàn)對象。

3.3.4醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)

根據(jù)臨床要求,影像質(zhì)量的臨床診斷優(yōu)良率不得低于75%(目標(biāo)值)(考慮到MR的圖像受患者配合的影響較大,因此目標(biāo)值定為75%), 假設(shè)試驗(yàn)組影像質(zhì)量的優(yōu)良率為90%,則當(dāng)顯著性水平?。p側(cè))0.05、檢驗(yàn)效能80%、考慮10%脫落率,按統(tǒng)計(jì)學(xué)原則計(jì)算得到,試驗(yàn)中每一部位最少需要的受試者數(shù)為60例。所對應(yīng)的樣本量計(jì)算公式為:

公式中的對應(yīng)試驗(yàn)組的預(yù)期療效水平,則對應(yīng)目標(biāo)值水平,代表標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布對應(yīng)的分位數(shù),對應(yīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的一類錯(cuò)誤水平,在此取0.025,而對應(yīng)檢驗(yàn)的二類錯(cuò)誤水平,計(jì)算時(shí)取0.2。

3.3.5一次性使用膜式氧合器

非劣效試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí),在顯著性水平0.05(雙側(cè))、80%把握度的情況下,預(yù)期達(dá)標(biāo)率估計(jì)值95%,非劣效界值為10%,考慮5%脫落率時(shí),每組需要80例,兩組合計(jì)應(yīng)至少入組160例患者。

單組目標(biāo)值設(shè)計(jì)時(shí),在顯著性水平0.05(雙側(cè))、80%把握度的情況下,假設(shè)目標(biāo)值應(yīng)至少為90%,預(yù)期達(dá)標(biāo)率為95%時(shí),考慮5%脫落率,試驗(yàn)共需入組252例患者。

3.3.6 X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備

臨床試驗(yàn)采用目標(biāo)值法的單組試驗(yàn)。根據(jù)臨床要求,臨床影像質(zhì)量優(yōu)良率不得低于85%(目標(biāo)值), 假設(shè)試驗(yàn)組臨床影像質(zhì)量優(yōu)良率為95%,則當(dāng)雙側(cè)顯著性水平取0.05、檢驗(yàn)效能為80%,試驗(yàn)最少需要的受試者數(shù)為80例,考慮5%的脫落率,每個(gè)部位需納入的試驗(yàn)例數(shù)為不低于86例,頭頸部、胸部、腹部、骨與關(guān)節(jié)四個(gè)大部位總計(jì)不低于344例;如果預(yù)期用途中具有冠脈的部位,冠脈需納入的試驗(yàn)例數(shù)也應(yīng)不低于86例;加上冠脈后,所有部位總計(jì)不低于430例。

受試者臨床試驗(yàn)的部位劃分為五個(gè),分別為:頭頸部、胸部、腹部、骨與關(guān)節(jié)、以及冠脈。冠脈掃描全部為增強(qiáng)掃描,病例數(shù)不低于86例;除冠脈外,增強(qiáng)掃描(含普通增強(qiáng)和血管增強(qiáng))總病例數(shù)不低于80例,每個(gè)部位的子部位不低于5例。

所對應(yīng)的樣本量計(jì)算公式為:

     公式中的對應(yīng)試驗(yàn)組的預(yù)期療效水平,則對應(yīng)目標(biāo)值水平,代表標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布對應(yīng)的分位數(shù),對應(yīng)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的一類錯(cuò)誤水平,在此取0.025,而對應(yīng)檢驗(yàn)的二類錯(cuò)誤水平,計(jì)算時(shí)取0.2。

3.3.7醫(yī)用X線診斷設(shè)備

根據(jù)臨床要求,影像質(zhì)量的臨床診斷要求符合率不得低于85%(目標(biāo)值), 假設(shè)試驗(yàn)組影像質(zhì)量的臨床診斷要求符合率為95%,則當(dāng)雙側(cè)顯著性水平取0.05、檢驗(yàn)效能為80%時(shí),試驗(yàn)最少需要的受試者數(shù)為80例。

3.3.8脊柱后路內(nèi)固定系統(tǒng)

若進(jìn)行隨機(jī)對照非劣效試驗(yàn),則需明確對照產(chǎn)品預(yù)期療效和臨床認(rèn)可的非劣效界值;申請人應(yīng)根據(jù)各自產(chǎn)品的性能指標(biāo)選擇對照品,并采用經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法及國內(nèi)外公認(rèn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件計(jì)算樣本量。例如:假設(shè)某隨機(jī)對照非劣效臨床試驗(yàn),根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:其對照品的有效率為95%、臨床認(rèn)可的非劣效界值為10%,則在雙側(cè)顯著性水平0.05、把握度80%、脫落率20%時(shí),每組需要89例。

若進(jìn)行單組目標(biāo)值試驗(yàn),則需明確試驗(yàn)產(chǎn)品預(yù)期療效和臨床認(rèn)可的目標(biāo)值。申請人應(yīng)提供樣本量足以評價(jià)該類產(chǎn)品安全性和有效性的統(tǒng)計(jì)學(xué)依據(jù),包括以下內(nèi)容:同類產(chǎn)品臨床認(rèn)可的主要評價(jià)指標(biāo)的目標(biāo)值、受試產(chǎn)品主要評價(jià)指標(biāo)的預(yù)期療效、I型誤差α、Ⅱ型誤差β;所用到的樣本量計(jì)算公式;失訪率的合理估計(jì);使用的統(tǒng)計(jì)軟件;引用的參考文獻(xiàn)等。例如:行業(yè)認(rèn)可的該類產(chǎn)品的目標(biāo)值為85%,當(dāng)雙側(cè)顯著性水平α取0.05,β取0.2,按照經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)學(xué)公式,若申報(bào)產(chǎn)品術(shù)后六個(gè)月的預(yù)期療效假設(shè)為95%,納入臨床試驗(yàn)的受試者病例數(shù)至少為75例,假設(shè)20%的失訪率,則受試者病例數(shù)至少為90例。

    3.3.9金屬接骨板內(nèi)固定系統(tǒng)

行業(yè)認(rèn)可的該類產(chǎn)品有效率的目標(biāo)值為80%,當(dāng)雙側(cè)α取0.05,β取0.2,按照經(jīng)典的統(tǒng)計(jì)學(xué)公式,若申報(bào)產(chǎn)品術(shù)后6個(gè)月的預(yù)期有效率假設(shè)為95%,納入臨床試驗(yàn)的受試者病例數(shù)至少為42例,假設(shè)20%的失訪率,則受試者病例數(shù)至少為53例;若申報(bào)產(chǎn)品術(shù)后六個(gè)月的預(yù)期有效率假設(shè)為90%,納入臨床試驗(yàn)的受試者病例數(shù)至少為108例,假設(shè)20%的失訪率,則受試者病例數(shù)至少為135例。

     3.3.10髖關(guān)節(jié)假體系統(tǒng)

假設(shè)某隨機(jī)對照非劣效臨床試驗(yàn),根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:同類產(chǎn)品的優(yōu)良率為95%、臨床認(rèn)可的非劣效界值為10%,則在雙側(cè)顯著性水平0.05、把握度80%、脫落率10%時(shí),每組需要84例。

該研究為隨機(jī)對照非劣效臨床試驗(yàn),主要評價(jià)指標(biāo)是術(shù)后12個(gè)月Harris評分。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,對照產(chǎn)品的評分為90±10分,臨床認(rèn)可的非劣效界值為5,則在雙側(cè)顯著性水平0.05、把握度80%、脫落率10%時(shí),每組需70例。

該研究為單組目標(biāo)值試驗(yàn),主要評價(jià)指標(biāo)是術(shù)后12個(gè)月Harris評分“優(yōu)良率”。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,研究產(chǎn)品的優(yōu)良率為95%,臨床認(rèn)可的目標(biāo)值為85%,則在雙側(cè)顯著性水平0.05、把握度80%、脫落率10%時(shí),需87例。

     3.3.11人工頸椎間盤假體

假設(shè)某隨機(jī)對照非劣效臨床試驗(yàn),根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道:同類產(chǎn)品的治療成功率為95%、臨床認(rèn)可的非劣效界值為10%,則在雙側(cè)顯著性水平0.05、把握度80%、須每組完成有效病例74例,考慮脫落率20%時(shí),每組需要89例。


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