李洪超老师——Treeage

李洪超李洪超 lihongchao School of International Pharmaceutical Business Institute of Pharmacoeconomic Research China Pharmaceutical University 国际医药商学院 医药经济研究所 国际医药商学院 医药经济研究所 应用TreeAge软件进行药物经济学评价 Using TreeAge for Health Economic Evaluation 北京大学医学部 药物经济学研究与实践 培训班 25 Aug 2016 北京 应用TreeAge软件进行药物经济学评价 Using TreeAge for Health Economic Evaluation 北京大学医学部 药物经济学研究与实践 培训班 25 Aug 2016 北京 IMC 中国药科大学国际医药商学院 内容大纲 决策 决策分析与决策分析模型 模型构建与参数输入基本操作 单产出分析与成本效果分析 变量与确定型敏感性分析 分布与概率敏感性分析 Markov模型构建与分析基本操作 2 IMC 中国药科大学国际医药商学院 1 决策 决策分析与 决策分析模型 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策与决策分析 每个人每天都在各种成本 过程和结果不确定的情况下 做出各种决策 医疗保健决策 理财投资决策 电子产品消费选择决策 行车路线决策 决策分析 Decision analysis 是在风险决策环境中进 行选择最佳策略的系统分析方法 4 确定型决策 风险型决策风险型决策 不确定型决策 确定型决策 风险型决策风险型决策 不确定型决策 IMC 中国药科大学国际医药商学院 案例1 颈动脉内膜剥脱术 CEA 风险决策 CEA的主要风险 Stroke Heart attack Breathing problems High blood pressure 5 Infection Injury to nerves Bleeding in the brain Death IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策分析发展的动力 健康的价值和卫生资源的有限性推动了从主观决策 opinion based 向循证决策 evidence based 的发展 Values EvidenceResources 6 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策分析模型 7 将一个复杂的问题或事件将一个复杂的问题或事件解构解构 成多个简单的问题或要素成多个简单的问题或要素 利用其中的关键要素利用其中的关键要素重构重构 该问题或事件的模型该问题或事件的模型 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策分析模型的基本特征 8 有一组可以相互比较的备选方案 如手术vs药物治疗 考虑可能影响决策结果的相关事 件和影响因素 如手术死亡风险 药物有效率 ADR等 根据决策者的决策目标 选择一 个或多个可量化的结果指标 并 赋予权重 如生存时间 生存质 量 成本等 根据结果指标的排序或标准比较 进行优选 如成本最小 ICER与 QALY的WTP比较等 决策分析模型 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策分析模型的种类 决策树模型 包括Markov模型 Decision tree including Markov models 离散事件模拟模型 Discrete event simulations 系统动力学模型 System Dynamics model 9 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策树模型 decision trees 简单决策树模型 Simple decision trees 静态模型 Static model 适用于模拟治疗结果明确的疾病发展的短期过程 如阑尾炎手术 循环决策树模型 Recursive decision tree e g Markov Model 动态模型 Dynamic model 模拟事件随时间发生有规律的 变化 适用于模拟慢性疾病的发展和治疗过程 如II型糖尿病 10 IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策树模型的构成要素 节点 Nodes 决策节点 Decision node 机会节点 Chance node 产出节点 最终节点 Outcome Terminal node 概率 Probabilities 机会节点后面各种事件发生的可能性 同一个机会节点出发的分 支概率之和为100 产出 Outcome values payoff 通常包括成本 效果 11 IMC 中国药科大学国际医药商学院 案例2 脚踝伤口治疗的决策树模型 12 IMC 中国药科大学国际医药商学院 2 模型构建与参数输 入基本操作 IMC 中国药科大学国际医药商学院 药物经济学评价模型分析常用软件 MS Excel TreeAge R WinBUGS Risk 14 IMC 中国药科大学国际医药商学院 TreeAge Pro 2011 Interface 2016 8 2015 IMC 中国药科大学国际医药商学院 新建决策树 选择菜单File New或者用快捷键Ctrl N 16 IMC 中国药科大学国际医药商学院 创建决策节点 从Tree Diagram Editor右侧的Palette 中拖入 决策节点用蓝色正方形表示 所有决策树最左边必须有且只有一个根节点 root node 通常都是决策节点 选中决策节点时 该节点会变成实心 可在决策节点横线上方输入说明文字 17 IMC 中国药科大学国际医药商学院 增加机会节点 方法一 从Tree Diagram Editor右侧Palette 中拖入 方法二 右键点击决策节点 选择Add Branch 方法三 双击决策节点 所有机会节点也都需要标上说明性文字 18 IMC 中国药科大学国际医药商学院 删除节点 分支 方法一 选择菜单Edit Undo 或Ctrl Z 撤销最近增 加的节点 方法二 选中该节点 选择菜单Edit Cut 或Ctrl X 方法三 右键点击该节点 选择Cut 19 IMC 中国药科大学国际医药商学院 节点的定位与导航 当决策树较大的时候 可以采用CONTROL HOME来 快速选中根节点 采用键盘上的4个箭头键进行相邻位置节点导航 20 IMC 中国药科大学国际医药商学院 创建最终节点 产出节点 一个完整的决策树最右侧的所有节点必须都是最终节点 方法一 右键点击最右侧节点 该节点代表的事件之后不 会再有新的重要的事件发生 如死亡 选择Change Type Terminal 方法二 点击工具栏中 Change node type 按钮 方法三 Control T T 21 IMC 中国药科大学国际医药商学院 在最终节点处输入 编辑产出 方法一 创建最终节点时会自动跳出 Edit Payoff对话框 方法二 双击最终节点或其右侧的值 方法三 右键点击最终节点 选择 Edit Payoffs 22 从根节点到每一个最终节点的连线构成了一条路径 path pathway 每一个最终节点中编辑的产出 Payoff 代表接受该方案干预患者出现的一种情况 IMC 中国药科大学国际医药商学院 产出名称自定义 调出Tree Preferences 编辑页面 方法一 选择菜单Tree Tree Preferences 方法二 选择菜单Edit Tree Preferences 方法三 F11 选择Calculation Payoffs Payoff Names 勾选 Use custom payoffs names 复选框进行名称 自定义 23 IMC 中国药科大学国际医药商学院 产出数据格式自定义 调出Tree Preferences 编辑页面 选择 Calculation Numeri cal Formatting IMC 中国药科大学国际医药商学院 输入 编辑概率 决策树模型中最重要的参数包括 成本 costs 效果 effectiveness 和概率 probabilities 疾病干预过程中各种事件发生的概率在机会节点后的分 支下方输入 可以用hashmark 表示互补概率 25 IMC 中国药科大学国际医药商学院 一个完整的决策树结构 26 Decision node Chance node Terminal node Alternative strategy Option Event Path Pathway Payoffs Probabilities IMC 中国药科大学国际医药商学院 决策树文件的保存 方法一 选择菜单File Save 方法二 点击工具栏中的 save 按钮 27 IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习1 构建决策树与输入参数 一名脚踝伤口严重感染的攀岩爱好者送到医院 根据的临床经验和 相关研究结果 有三个方案可以选择 1 脚踝截肢 平均成本 2400元 病人确定可残疾生存40年 脚踝截肢残疾状态的效用为 0 65 2 标准抗生素保守治疗 病人有65 的几率治疗成功并 完全康复 治疗失败的病人中有15 的死亡风险 其余病人需要 膝盖截肢 标准抗生素治疗平均成本2500元 发生死亡病人平均 增加成本10000元 膝盖截肢病人平均增加成本51000元 完全 康复和膝盖截肢后病人确定可生存40年 膝盖截肢状态的效用为 0 5 3 某新抗生素保守治疗 该新抗生素治疗平均成本8500 元 治疗成功并完全康复的概率68 其余方面均与标准抗生素 保守治疗相同 请根据以上信息 在TreeAge Pro中构建一个决 策分析模型并输入参数 用于比较三个方案的经济性 28 IMC 中国药科大学国际医药商学院 3 单产出分析与成本 效果分析 IMC 中国药科大学国际医药商学院 案例3 Blindness Prevention 在Projects视图中打开案例 Blindness Prevention Examples Tutorial Trees Healthcare Healthcare Training Examples 比较3种假设的眼科疾病的干预方案 2016 8 2030 IMC 中国药科大学国际医药商学院 单产出分析偏好设定 单产出分析只比较单个指标 如哪个方案成本最小 哪 个方案有效率最高 调出Tree Preferences 编辑页面 方法一 选择菜单Tree Tree Preferences 方法二 选择菜单Edit Tree Preferences 方法三 F11 选择Calculation Calculation Method Simple 如果比较成本 optimal path 选择 Low 在Active Payoff 中选择需要分析的产出 31 IMC 中国药科大学国际医药商学院 单产出分析的执行 方法一 选择菜单Analysis Roll back 方法二 点击工具栏中的 beach ball 按钮 32 IMC 中国药科大学国际医药商学院33 A box to the right of the node reports the name and expected value of the preferred alternative Branches of non optimal alternatives are marked with hashes The optimal branch is colored A box to the right of each chance node reports the expected value A box to the right of each terminal node reports the calculated payoff value IMC 中国药科大学国际医药商学院 成本效果分析偏好设定 调出Tree Preferences 编辑页面 方法一 选择菜单Tree Tree Preferences 方法二 选择菜单Edit Tree Preferences 方法三 F11 选择Calculation Calculation Method Cost Effectiveness 在Cost payoff 和Effectiveness payoff 中分别选择成 本和效果指标 34 IMC 中国药科大学国际医药商学院 成本效果分析的执行 选择菜单Analysis Cost effectiveness 注意 鼠标必须选中根节点或者不选中任何节点才能执行 35 IMC 中国药科大学国际医药商学院36 IMC 中国药科大学国际医药商学院 成本效果分析Text Report 在成本效果分析结果中点击Text Report 37 ext dominated IMC 中国药科大学国际医药商学院 优势方案 dominance 绝对优势 Absolute strong dominance 一个方案与另一 个方案相比效果更好且成本更低 扩展优势 Extended weak dominance 两个方案的某种 组合与另一个方案相比效果更好 且成本更低 38 在Projects视图中打开案例 Extended Dominance Examples Tutorial Trees Healthcare Healthcare Training Examples IMC 中国药科大学国际医药商学院39 Cost effective frontier excluding all dominated strategies IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习2 成本分析与成本效果分析 利用前面已经构建好的决策树模型对三个方案进行成本 分析 利用前面已经构建好的决策树模型对三个方案进行成本 效果分析 40 IMC 中国药科大学国际医药商学院 4 变量与确定型敏感 性分析 IMC 中国药科大学国际医药商学院 敏感性分析的种类 1 确定型敏感性分析 Deterministic sensitivity analysis DSA 少数模型参数取值在合理范围内进行确定的有限次数变化 在TreeAge中定义变量 variables 实现 概率敏感性分析 Probabilistic sensitivity analysis PSA 模型中多个参数 甚至所有 取值同时发生变化 从事先定义好 的分布中分别进行随机抽样 在TreeAge中定义分布 distributions 实现 42 IMC 中国药科大学国际医药商学院 敏感性分析的种类 2 DSA包括了 单因素分析 One way univariate sensitivity analysis 多因素分析 Multi way multivariate sensitivity analysis 阈值分析 Threshold Analysis 极端值分析 Analysis of Extremes PSA通常采用 Second Order Monte Carlo Simulation 43 IMC 中国药科大学国际医药商学院 定义变量 方法一 右键点击根节点 选择Define Variable New Variable 方法二 在决策树中相应 的位置直接输入变量名称 打回车 方法三 在variables选项 卡中点击绿色 44 IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习3 定义变量 利用前面已经构建好的决策树模型定义如下变量 变量名称意义值下限上限 Cfa脚踝截肢成本 元 240001800034000 Csa标准抗生素治疗成本 元 250021005200 Cna新抗生素治疗成本 元 8500835015500 Cd死亡增加成本 元 10000800015000 Cla膝盖截肢增加成本 元 510004800072000 Ufa脚踝截肢残疾效用0 650 620 68 Ula膝盖截肢残疾效用0 500 440 58 Esa标准抗生素治疗成功率0 650 630 67 Ena新抗生素治疗成功率0 680 660 70 45 IMC 中国药科大学国际医药商学院 方法一 选择菜单Analysis Sensitivity Analysis 1 Way 方法二 点击工具栏单因素敏感性分析按钮 方法三 F5 单因素敏感性分析 46 IMC 中国药科大学国际医药商学院 飓风图 Tornado Diagrams 飓风图实际上就是一组单因素敏感性分析结果的展示 用于发现对结果最敏感的变量 选择菜单Analysis Sensitivity Analysis Tornado Diagram 47 IMC 中国药科大学国际医药商学院 双因素敏感性分析 方法一 选择菜单Analysis Sensitivity Analysis Two Way 方法二 点击工具栏双因素敏感性分析按钮 方法三 shift F5 48 IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习4 确定型敏感性分析 利用前面已经定义好变量的决策树模型进行敏感性分析 单因素敏感性分析 双因素敏感性分析 49 IMC 中国药科大学国际医药商学院 5 分布与概率敏感性 分析 IMC 中国药科大学国际医药商学院 概率敏感性分析的基本步骤 在决策树中为每一个需要分析的参数定义分布 distributions 及其超参数 在决策树相应位置使用定义好的分布 运行2 order Monte Carlo simulation 从参数分布中进行随机抽样 计算重要结果 如ICER 重复进行多次 如1000次 51 IMC 中国药科大学国际医药商学院 2 order Monte Carlo simulation 52 IMC 中国药科大学国际医药商学院 定义分布 选择菜单Tree Show View Distribution Properties 点击绿色 创建新的 分布 根据参数性质定义新分布 的属性和超参数 53 IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习5 定义分布 利用前面已经构建好的决策树模型定义如下分布 变量名称意义分布类型均值标准差 dCfa脚踝截肢成本 元 Normal240004000 dCsa标准抗生素治疗成本 元 Gamma2500775 dCna新抗生素治疗成本 元 Gamma85001787 dCd死亡增加成本 元 Gamma100001750 dCla膝盖截肢增加成本 元 Gamma510006000 dUfa脚踝截肢残疾效用Beta0 650 015 dUla膝盖截肢残疾效用Beta0 500 035 dEsa标准抗生素治疗成功率Beta0 650 01 dEna新抗生素治疗成功率Beta0 680 01 54 IMC 中国药科大学国际医药商学院 分布的使用 决策树结构中所有可以输入变量的地方都可用分布代替 55 IMC 中国药科大学国际医药商学院 概率敏感性分析 选择菜单Analysis Monte Carlo Simulation Sampling Probabilistic Sensitivity 56 IMC 中国药科大学国际医药商学院57 IMC 中国药科大学国际医药商学院 成本效果可接受曲线 PSA结果中最重要的是成本效果可接受曲线 Cost Effectiveness Acceptability Curves CEAC 选择Actions Charts CE Acceptability Acceptability Curve 58 IMC 中国药科大学国际医药商学院 成本效果可接受曲线 59 IMC 中国药科大学国际医药商学院 操作练习6 概率敏感性分析 在前面已经构建好的决策树模型中用定义好的分布替换 相应的变量 执行100次2 order Monte Carlo simulation进行概率 敏感性分析 制作成本效果可接受曲线 WTP从0 150000元 60 IMC 中国药科大学国际医药商学院 6 Markov模型构建 与分析基本操作 IMC 中国药科大学国际医药商学院62 Markov模型基础 Markov模型是一种离散时点状态转移模型 研究时限 time horizon 被划分为等长的循环周期 cycles length 病人被定义划分为有限个健康状态 health states Markov states 模拟 中的每一个病人在每一个循环周期中必须且只能处于其中一个状态 初始概率 initial probabilities 定义了模拟开始时一组病人在各种健康状 态中的人数分布 转移概率 transition probabilities 矩阵定义了每一个周期内病人从一种 状态转移到另一种状态的可能性 通过定义每一个状态下一个周期内的成本和产出 累积计算整个研究时限内的 总成本和总产出 IMC 中国药科大学国际医药商学院 Markov模型结构 Bubble Diagram 63 State A 200 CD4 500 Cells mm3 State B CD4 View