李洪超-药物经济学评价模型20171224

1、李洪超博士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药物经济学评价模型Introduction to Pharmacoeconomic Models2017年华西药物经济学与药物政策研究论坛，2017 Dec. 24，成都 什么是PE模型 ? 决策分析模型大纲Outlines 简单决策树模型Markov模型 关键问题与挑战中国药科大学国

2、际医药商学院543211什么是PE模型？What is a PE model? 什么是模型？百度百科 通过主观意识借助实体或者虚拟表现构成客观阐述形态结构的一种表达目的的 物件（物件并不等于物体，不局限于实体与虚拟、不限于平面与立体）。Wikipedia Conceptual model, a representation of a system using general rules and concepts Physical model or plastic model, a physical representation in three dimensions of an object,

3、 such as a globe or model airplane Scale model, a physical representation of an object which maintains general relationships between its constituent aspects Scientific model, a simplified and idealized understanding of physicalsystemsuu中国药科大学国际医药商学院4 各种各样的模型Y = b0 + b1x1 + b2 x2 +bn xn + x中国药科大学国际医药

4、商学院5 药物经济学评价模型u 药物经济学评价模型通常是采用图形结构、公式等方式对疾病的自然病程或者接受干预后的疾病转归过程和结果进行抽象模拟，重点关注此过程中发生的干预措施和 重要临件以及由此引起的健康变化和资源消耗情况，最终在不同干预方案之间进行经济性比较。中国药科大学国际医药商学院6 研究设计类型The vampire (piggyback) approachThe Frankenstein approach中国药科大学国际医药商学院7基于病人水平数据的研究（Patient/Individual-Level Data-Based Analysis）模型法研究（Model-Based An

5、alysis） 采用单一来源数据进行评价 通常只能分析短期治疗结果 比较适用于短暂疾病干预方案 整合多种来源数据进行评价 可模拟长期治疗结果 比较适用于慢性疾病 模型分析的必要性u 比较所有相关方案u 反映所有合适数据u 连接中间效果与最终效果u 外推合适的时限（time horizon）u 产生适用于决策环境的结果中国药科大学国际医药商学院82决策分析模型Decision analytic model 药物经济学评价中常见的模型决策分析模型/决策树模型 （Decision Analytic Model/Decision Tree Model）计量经济模型（Econometric Models

6、）uuu离散DES）模拟模型 （Discrete Events Simulation Models,流行病学模型（Epidemiologic Model）系统动力学模型（System Dynamics Models） 多主体模型（Agent Based Models, ABM）uuuu中国药科大学国际医药商学院10 决策分析u 决策分析（decision analysis）：在一个风险环境中采用概率和期望值的方法进行定量和系统决策的方法。风险环境：可能带来各种结果，概率已知。中国药科大学国际医药商学院11Decision underCertaintyDecision underRiskDeci

7、sion underUncertaintyOutcomes Probability100% Risks of Carotid EndarterectomyThe major risks linked with CEA are:u Stroke Heart attack Breathing problems High blood pressureInfectionInjury to nerves Bleeding in the brainDeath中国药科大学国际医药商学院12 PE模型构建与分析建议步骤u 第一步：问题概念化与模型概念化u 第二步：模型结构的建立u 第三步：数据收集u 第四步：

8、模型验证u 第五步：模型基础分析u 第六步：不确定性分析u 第七步：基本结论的描述中国药科大学国际医药商学院13 决策分析模型构建与分析步骤u 第一步：研究问题的描述 研究背景（study background） 研究目的与假设（objectives and hypothesis） 研究角度（perspective） 目标人群（target population） 干预措施及对照（intervention and comparators）中国药科大学国际医药商学院14 决策分析模型构建与分析步骤u 第二步：构建模型结构（模型概念化）中国药科大学国际医药商学院15利用其中的关键要素重构 该问题或

9、的模型将一个复杂的问题或解构成多个简单的问题或要素 决策分析模型构建与分析步骤u 第三步，获取参数 参数种类 概率 成本（包括各项卫生资源的单价和消耗数量） 健康产出（包括health utilities，life year, QALY, effectiveness） 可能来源 文献资料 原始数据调研 数据库 专家意见 主观假设中国药科大学国际医药商学院16 决策分析模型构建与分析步骤u 第四步，模型校验与验证（model calibration and validation） 确认模型模拟的有效性 包括模型验算、逻辑检验、常识检验和拟合优度检验等 模型结果验证包括内部数据验证和外部数据验证

10、若模型检验不通过，则需要修改模型结构、模型假设或参数校正 容易被忽略的步骤中国药科大学国际医药商学院17 决策分析模型构建与分析步骤u 第五步，模型基础分析 基础分析（base-case analysis）是指模型中所有参数及假设采用最可能的设定进行分析 基础分析得到的是结果的一个点估计值（如ICER）中国药科大学国际医药商学院18 决策分析模型构建与分析步骤u 第六步，不确定性分析 不确定性分析（uncertainty analysis）是对基础分析结果稳健性的考察 主要采用敏感性分析和情境分析等方法 如果敏感性分析结果发现结论的不确定性很大，则可能还需要花费更多的精力和成本去获取更加精确的

11、参数估计值来降低这种不确定性中国药科大学国际医药商学院19 决策分析模型构建与分析步骤u 第七步，基本结论的描述 根据分析结果得到结论，作为相关卫生决策的建议或证据支持 下结论不能只看基础分析结果，有时敏感性分析结果更加重要中国药科大学国际医药商学院203简单决策树模型Simple decision tree model 决策分析模型的基本特征有一组可以相互比较的备选方案（如手术vs药物治疗）、药物有效率、ADR等）决策分析模型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W

12、TP比较等）中国药科大学国际医药商学院22 决策分析模型的分类u 简单决策树模型 静态模型 适用于能明确定义的短期产出u 循环决策树模型（如Markov Model）动态模型适用于随时间变化的慢治疗产出的评价中国药科大学国际医药商学院23 如何读懂决策树模型u 从左往右读u 决策树中必须给出所有可能结果u 存在多种节点（nodes）u 从决策节点（decision nodes）出发的分支表示可选择的干预方案u 从机会节点（chance nodes）出发的分支表示可能出现的产出中国药科大学国际医药商学院24 决策树模型的基本要素u 疾病状态（Disease States）疾病状态的确定应以疾病相

13、关的生物学和病理学过程为依据在简单决策树模型中，疾病状态通常用重要的临件、治疗结果以及干预措施来定义，如康复、死亡、复发、不良反应、维持治疗等中国药科大学国际医药商学院25 决策树模型的基本要素u 决策节点（Disease nodes）决策节点通常在一个决策树的最左端，表示可以人为控制的事情：“Should I operate or not operate in this patient?”中国药科大学国际医药商学院26 决策树模型的基本要素u 机会节点（Chance nodes）机会节点位于决策节点之后，表示患者在选择一种干预措施之后所发生（如治愈、未治愈或发生不良反应等）的各种可能：“Wi

14、ll the patient die or survive under the therapy youselect?”中国药科大学国际医药商学院27 决策树模型的基本要素u 最终节点（Terminal nodes）最终节点位于决策树模型的最右端，表示某个终点“ The patient die.”的发生：中国药科大学国际医药商学院28 决策树模型的基本要素u 分支概率（Branch probabilities）分支概率表示从一个机会节点出发的每一个分支表示的发生的可能性的大小，在TreeAge软件构件的模型中位于分支下方同一个机会节点出发的所有分支概率之和为100%，表示全概率中国药科大学国际医

15、药商学院29 决策树模型的基本要素u 产出（Outcome values /payoffs） 简单决策树模型中的产出主要包括：成本、效果等 在TreeAge软件中在最终节点上定义产出中国药科大学国际医药商学院30 决策树模型的基本要素u 路径（Pathways）在决策分析模型中，路径表示在同一个被模拟的患者身上可能发生的所有及其逻辑顺序每一条路径都起始于决策节点，而终止于最终节点，有多少个最终节点就有多少条路径中国药科大学国际医药商学院31 决策树模型的基本要素u 模型假设（Model assumptions） 应包括关于变量之间因果关系的结构假设、定量参数假设（如疾病发病率和患病率、治疗方案

16、的有效率、存活率、健康状态效用等）、使用的外推技术假设以及模型范围假设等 每一条模型假设需要提供充分的理由 对于重要的假设进行必要的敏感性分析中国药科大学国际医药商学院32 一个简单决策树的完整结构foot treated1.00.65treat foot with antibioticspatient dies0What is the appropriatecomplications not cured0.15treatment for the patient?leg amputated0.350.50.85foot amputated0.65中国药科大学国际医药商学院33 模型法研究的基本

17、要求uuuuuuuu对现实世界的适度简化能为决策者提供清晰的决策结构能反映当前的医疗实践和采用适当的对比方案采用最高质量的证据适当的研究时限采用敏感性分析进行不确定性处理研究方法透明可重复具有较高的内部效度和外部效度中国药科大学国际医药商学院34Models are allwrong, but some are useful! Box, 1979George Box (1919 2013)中国药科大学国际医药商学院35 药物经济学评价模型分析软件MS Excelu TreeAge 优点 易学习 使用简单 树形结构图直观 缺点 技术黑箱 灵活性较差 付费购买 保存数据调整过程信息不方便u优点技术

18、过程清晰灵活性很好 免费使用方便保存数据调整过程信息缺点有一定学习难度工作量较大画图功能较差中国药科大学国际医药商学院36 药物经济学评价模型分析软件MS Excelu TreeAge 优点 易学习 使用简单 树形结构图直观 缺点 技术黑箱 灵活性较差 付费购买 保存数据调整过程信息不方便u优点技术过程清晰灵活性很好 免费使用方便保存数据调整过程信息缺点有一定学习难度工作量较大画图功能较差中国药科大学国际医药商学院37 简单决策树模型的计算方法u 期望值（expected value）u 折回（rollback）中国药科大学国际医药商学院38 Case 1 期望值中国药科大学国际医药商学院39

19、 Case 1 期望值中国药科大学国际医药商学院40Expected cost of surgery:5000+(0.35*1000)+(0.40*1200) +(0.25*1500)=6250Expected QALYs of surgery:(0.35*2.0)+(0.40*1.5) +(0.25*1.0)=1.55Expected cost of medicine:3000+(0.10*1000)+(0.30*1200) +(0.60*1500)=4360Expected QALYs of medicine:(0.10*2.0)+(0.30*1.5) +(0.60*1.0)=1.25In

20、cremental cost per QALY gained of surgery:(6250-4360)/(1.55-1.25)=6150 Case 2 折回No siganificant ADEs400.66ResolvedSiganificant emesis65Treated0.780.58Unresolved0.665Siganificant ADEs0.22Resolved0.3460No t treated1MetoclopramideUnresolved0.4600No siganificant ADEs100.88Resolved1No siganificant eme si

21、s35Treated0.42Unresolved0.535Siganificant ADEs0Resolved0.1230No t treated1Unresolved0.5300No siganificant ADEs400.74ResolvedSiganificant emesis65Treated0.660.25Unresolved0.665Siganificant ADEs0.260.34Resolved60No t treated1OndansetronUnresolved0.4600No siganificant ADEs100.89ResolvedNo siganificant

22、eme sis35Treated10.75Unresolved0.1735Siganificant ADEs0Resolved0.1130No t treated1Unresolved中国药科大学国际医药商学院0.8341300 Case 2 折回No siganificant ADEs0.660Resolved0.780￥ U65nresolv ed0.220ResolvedSiganificant emesis0.580Treated0.600￥ 48Siganificant ADEs0.340￥ 63No t treated0.4001.000Metoclopramide￥ 60Unre

23、solved0.000￥ 33No siganificant ADEs0.880Resolved1.000￥ U35nresolv ed0.000Resolved1.000￥ U30nresolv ed0.000No siganificant e me sis0.420Treated0.500￥ 13Siganificant ADEs0.120￥ 33No t treated0.500Ondansetron : ￥ 21No siganificant ADEs0.740Resolved0.660￥ U6n5resolved0.340Resolved1.000￥ U60nresolv ed0.0

24、00Siganificant emesis0.250Treated0.600￥ 46Siganificant ADEs0.260￥ 63No t treated0.400Ondansetron￥ 21No siganificant ADEs0.890ResolvedNo siganificant e me sis0.750Treated0.170￥ 121.000￥ 35Unresolved0.000Resolved1.000Siganificant ADEs0.110￥ 31No t treated0.830国际医药商学院42￥ U30nresolv ed中国药0.000科￥大30￥ 30;

25、 P = 0.068￥ 35￥ 35; P = 0.014￥ 10; P = 0.667￥ 60￥ 60; P = 0.026￥ 65; P = 0.013￥ 65; P = 0.026￥ 40; P = 0.185￥ 30￥ 30￥ 35￥ 35￥ 10￥ 60￥ 60￥ 65￥ 65￥ 40 简单决策树模型的分析方法u 分析目标 单产出分析（single payoff） 成本效果分析（cost-effectiveness）u 点估计与不确定性 基础分析（base-case analysis） 敏感性分析（sensitivity analysis）u 模拟单位 队列模拟（cohort sim

26、ulation） 微观模拟/个体模拟（microsimulation）中国药科大学国际医药商学院43 队列模拟中国药科大学国际医药商学院44 微观模拟/个体模拟Pathway 1Pathway 2Pathway 3Pathway 4Pathway 5Pathway 6中国药科大学国际医药商学院45 Case 3 成本效果分析u案例背景：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24000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

27、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。比较三个方案的经济性。中国药科大学国际医药商学院46 Case 3 成本效果分析中国药科大学国际医药商学院47 Case 3 成本效果分析中国药科大学国际医药商学院48绝对劣势方案（Absolutely dominated） Case 3

28、成本效果分析中国药科大学国际医药商学院49 评价准则u 成本/效果比值（CER, Cost-effectiveness Ratio）CECnEMin 1, ,E1或者Max 1 , , n EnC1Cnu 增量分析（Incremental Analysis）增量成本效果比（Incremental Cost-effectiveness Ratio, ICER）C1 - C 2lICER =？E1 - E 2表示外部性价值判断标准，即单位健康产出的价值估计。中国药科大学国际医药商学院4Markov模型Markovmodel 简单决策树模型的局限性u 未考虑时间变量u 疾病状态发生频繁变化时难以处理

29、中国药科大学国际医药商学院52MildMildModerateDeathSe vereModerateModerateMildDeathModerateSe vereDeath(No Payo ff)DeathMild(No Payo ff)Se vereModerateModerateDeath(No Payo ff)DeathMild COPD(No Payo ff)Se vereModerateModerateDeath(No Payo ff)Death(No Payo ff)中国药科大学国际医药商学院53 Markov模型基本原理u 一种特殊的随机模型，是一个包含了时间因素的不确定性系

30、统；u 抛硬币试验：无论第几次，出现正面和率都是50%；的结果的概u 无记忆假设： 一个系统的状态转换过程中第n次转换获得的状态常决定于前一次（第n-1次）试验的结果。与该系统的原始状态和此次转移前的过程无关。中国药科大学国际医药商学院54 Markov模型基础u 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/Markovstates ）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（tra