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カプラン・マイヤー法

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Kaplan-Meier method

カプラン・マイヤー法

Kaplan-Meier method

比較する可視化する
#カプラン・マイヤー#生存時間分析#打ち切り#生存曲線#医療統計

イベントが発生するまでの時間(生存時間)を分析する生存時間分析 Survival time analysis の手法です。例えば、異なる治療法や薬剤の違い、リンパ節転移の有無などによって、生存に差が認められるかを分析できます。医療分野において多用されていますが、さまざまな目的で利用することができ、ビジネスの領域では、解約や離職の分析などにも応用されています。

A method of survival time analysis used to examine the time until an event occurs. For example, it can be used to analyze whether survival differs depending on treatment types, medications, or the presence of lymph node metastasis. While widely used in the medical field, this method is also applicable to various other purposes—for instance, analyzing customer churn or employee turnover in business contexts.

生存時間の比較

カプラン・マイヤー法の特長として、期間内にイベントが起きなかった例を「打ち切り」として分析に含めることができる点が挙げられます。例えば、手術から再発までの時間を分析する際に、途中で転院したり、治療を中断したケースは、少なくとも再発していないためイベントに該当しませんが、欠損値として分析から除外してしまうとバイアスがかかります。打ち切り例は、イベントが起きるまで(打ち切りになるまで)は生存率の計算に寄与し、打ち切り後はケースから除外される形で扱われます。

カプラン・マイヤー法

生存曲線は、横軸に時間、縦軸に生存率を示したグラフで、ある時点における生存率を確認したり、グループによる差を比較できます。この例では、2つの治療法による生存率の違いを視覚化しており、治療法B の方が、生存率が高いことが読み取れます。また、打ち切り例には縦線などの記号がプロットされますが、生存率が更新されず、グラフが水平に推移していることが分かります。

カプラン・マイヤー法

有意差の検定

生存時間は、打ち切りも含まれるため、代表値は平均値ではなく、中央値がよく利用されます。中央値は、50%が死亡し残りの50%が生存するちょうど半分の時間です。以下の例では、治療法Aの中央値が40か月、治療法Bの中央値が146か月で、治療法Bの方が治療効果が高いことが読み取れます。

カプラン・マイヤー法

有意差が認められるかどうかを調べる場合、ログランク検定(Log Rank test)がよく用いられています。IBM SPSS Statisticsでは、そのほかに、一般化ウィルコクソン検定(Generalized Wilcoxon test)、タローン・ウェア検定(Tarone-Ware test)の実行が可能です。

カプラン・マイヤー法は、独立変数(要因)を1つしか使えませんので、患者の年齢・性別・体重などのその他の要因(交絡/共変量)の影響を考慮していません。つまり、単変量の解析に該当します。Cox回帰分析(比例ハザードモデル)を用いると、複数の共変量を用いた多変量解析に拡張することができ、患者の背景因子を制御した影響の大きさを調べることができます。

ソフトウェア

SPSSでは、Advanced Statisticsオプションが生存時間分析に対応しています。分析メニュー内に「生存分析」が追加され、Kaplan-MeierやCox回帰分析を実行可能です。Rでは、survivalパッケージを使用してKaplan-Meier法を実行します。このパッケージは生存曲線の作成や生存時間の推定をサポートしており、詳細な解析も可能です。ggsurvplotを使えば、美しいグラフも作成できます。Pythonでは、lifelinesscikit-survivalなどのライブラリを使用してKaplan-Meier法を実行します。これらのライブラリは、生存分析に特化しており、Kaplan-Meier曲線の作成や統計的解析を効率的に行えます。

参考文献

    1. Kaplan, E. L., & Meier, P. (1958). “Nonparametric Estimation from Incomplete Observations”Journal of the American Statistical Association, 53(282), 457-481.
    2. Hosmer, D. W., Lemeshow, S., & May, S. (2008). “Applied Survival Analysis: Regression Modeling of Time-to-Event Data”Wiley-Interscience.
    3. 対馬 栄輝(2018),SPSSで学ぶ医療系多変量データ解析,東京図書
    4. 中村 剛(2018), 新版 Cox比例ハザードモデル (医学統計学シリーズ 3),朝倉書店
    5. 杉本 知之(2021),生存時間解析 (統計解析スタンダード) ,朝倉書店