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生存分析入門 - パート1

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生存分析の入門では、時間対事象の問い、打ち切られた観測、時間の起点と単位に関する決定について説明します。

National Centre for Research Methods (NCRM) · 公開日 · 23分 · 英語 · ライセンス:CC BY 3.0 · 出典:YouTubeで視聴

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AI生成の要約

オリバー・ペラは、事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかという問いを通して生存分析を紹介します。例は、事象が観察される前に人々が研究を離れる場合、通常の平均がなぜ誤解を招きうるかを示します。続いてプレゼンテーションは、モデルを選ぶ前に必要な決定を特定します。すなわち、事象を定義すること、適切な開始点を定めること、意味のある時間単位を選ぶことです。また、粗い時間測定がどのようにタイを生み出し、データとモデリングの仮定との適合に影響するかも説明します。重点は研究デザインと解釈に置かれ、モデルと方程式は後のプレゼンテーションに委ねられます。

要点

  • [5:44] 事象が観察される前に研究を離れる人々も、依然として重要な情報を提供している。
  • [15:05] 時間尺度の始まりは、研究対象の事象とは独立に定義されなければならない。
  • [19:53] 粗い時間測定は、モデルを選択し解釈する際に重要なタイを生み出す。

記録から生成されました。リンクされた箇所を元のビデオと照合してください。概要と要点はVidleafが2026-10-21に確認しました。

全体概要

オリバー・ペラが、生存分析に関する三つのプレゼンテーションの第一回を紹介する。このリソースは、これらの手法がどのような種類の問いに答えられるのか、そしてなぜ日常的な統計手法ではそれらに不十分なのかを説明する。プレゼンテーションはモデルや方程式ではなく概念と原理に焦点を当て、生存分析を実行するために必要な情報、データ、意思決定を扱う。思春期の開始、初めての自殺念慮、教育後のフルタイム雇用などの例を用いて、事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかについての問いを例示し、架空の五人の参加者の例を用いて、打ち切りデータがなぜ発症年齢を記述することを難しくするのかを示す。生存分析を、研究デザイン、前向きまたは後ろ向きのデータ、単一または反復する事象、否定的または肯定的な事象を問わず適用可能な統計手法の集合として定義し、前提条件を提示する。すなわち、相互に排他的かつ網羅的な状態からなる明確に定義された標的事象、標的事象とは独立した時間の起点、そして実際的な制約が許す限り正確に記録された時間単位である。第二の部分では、時間尺度の選択がなぜ重要かを説明する。子どもの初語を年単位で測定するのは粗すぎるため、月単位の方が適切であり、個人差を明らかにする。時間は、日単位の生涯のように連続的に測定することも、自殺念慮の発症を年単位で測るように離散的に測定することもでき、粗い離散単位は同順位を不可避にする。比例ハザードモデリングとしても知られるCox回帰のような現代の手法は、連続的に記録された時間、したがって同順位が少ないことを前提としており、同順位の多いデータに適用するとモデルが引き伸ばされ、推論が信頼できなくなる可能性がある。続いてこの部分では、生存分析を、関心のある事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかに答える統計手法として要約し、前提条件として、事象の発生を少なくとも二つの相互に排他的かつ網羅的な状態間の遷移として定義すること、それらの遷移を観察すること、標的事象と無関係な時間の起点を特定すること、時間尺度を指定し、個人と事象発症に関連する過程を区別できる最小単位を考慮することを挙げる。さらなるリソースはNational Centre for Research Methodsのウェブページで入手できる。

タイムスタンプ付きの章の要約

生存分析入門

  • [0:00] オリバー・ペラが、三つのプレゼンテーションの第一回として、生存分析に関するリソースを紹介する。
  • [0:12] このプレゼンテーションでは、生存分析が答えられる問いの種類を紹介します。
  • [0:19] これらの問いに対しては、一般的な日常の統計手法では不十分であることを強調します。
  • [0:34] 生存分析を実行するための前提条件を扱い、必要な情報、データ、意思決定に焦点を当てます。
  • [0:57] モデルや方程式を提示せずに、生存分析の根底にある概念と原則に焦点を当てます。モデルや方程式は他のプレゼンテーションで扱われます。
  • [1:11] 経済学から医学まで、非常に異なる分野の研究者が言及されています。

事象の発生とタイミングの研究

  • [1:17] 心理学や工学の研究者は、事象の発生を調査することに関心を持つことがよくあります。
  • [1:25] 一例は、思春期の開始、すなわち若者の集団において性的成熟につながる身体的・ホルモン的変化が現れ始める時を研究することです。
  • [1:46] 心理学や精神医学における別の例は、個人が人生で初めて経験する自殺念慮の事例を研究することです。
  • [1:54] さらなる例は、個人が教育を離れた後にフルタイム雇用に就く時、もし就くのであれば、それを研究することです。
  • [2:17] 共通する糸は、研究者が二つの重要な問いを調査することである。すなわち、関心のある事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかである。
  • [2:38] 精神科医は、大規模な集団のうち比較的小さな割合だけが自殺念慮を経験していることに気づくかもしれず、これらの念慮の初回発症に関連する要因を調査するかもしれません。
  • [3:00] 自殺念慮を経験する人々の間では、発症のタイミングは異なるかもしれません。ある人は思春期に、別の人は人生のより後の時期に、そして多くの人はまったく経験しません。
  • [3:21] 性別の間で、あるいはより早期の発症と有意に関連する他の特性において、初めての自殺念慮のタイミングに違いがあるかもしれません。
  • [3:48] これら二つの重要な問いに続いて、研究者はより具体的な問いを発することがある。たとえば、女性は男性よりも自殺念慮の発症が早い傾向があるかどうかである。

打ち切りデータと発症年齢

  • [4:01] 一般的な統計手法は、標的事象が発生するかどうか、そしていつ発生するかを調査するには不十分です。
  • [4:22] 14歳で登録された五人の参加者の架空の例では、参加者1、2、3が自殺念慮を経験し、参加者3が14歳で最初に、参加者2が25歳で経験した。
  • [5:06] 参加者4と5は研究中に自殺念慮を経験しませんでしたが、参加者5は20歳で、参加者4は31歳で離脱したため、彼らにとって自殺念慮が発生したかどうか、またはいつ発生したかは不明です。
  • [5:44] 自殺念慮を経験した三人の参加者のみを用いると平均発症年齢は19歳となるが、自殺念慮を経験せず研究を離れた参加者の情報は捨てられる。
  • [6:19] 研究を離脱した参加者がその後自殺念慮を経験したと仮定する恣意的な規則では、参加者4と5の発症年齢は32歳と21歳となり、平均は22歳になりますが、多くの人は自殺念慮を経験しないため、そのような規則は妥当ではありません。
  • [6:58] 事象の発症が記録できる前に人々が研究を離脱する場合、発症の年齢やタイミングを記述する簡単な方法はありません。

生存分析:定義と柔軟性

  • [7:22] 生存時間分析は、事象が発生するかどうか、そしていつ発生するかについての研究上の問いに答える統計的手法の集合です。
  • [7:43] これらの手法は、実験研究、ランダム化比較試験、縦断研究など、さまざまな研究デザインに適用できます。
  • [7:54] データが前向きに収集される場合でも後ろ向きに収集される場合でも適用できます。
  • [8:03] 生存時間分析は、思春期の開始のように一度しか起こらない事象だけでなく、自殺念慮のように繰り返し起こる事象も扱うことができます。
  • [8:22] 死亡、疾患の発症、再発といったネガティブな事象にも、仕事での昇進や乳児の初語といったポジティブな事象にも等しく適用できます。
  • [8:42] 生存時間分析という名称が存在するのは、これらの手法がさまざまな状態にある患者の死亡のタイミングを調べるために開発されたからですが、さまざまなテーマに適用できます。

生存時間分析のデータの前提条件

  • [9:01] 研究上の問いは、対象となる事象が発生するかどうか、そしていつ発生するかに関わります。
  • [9:12] 本プレゼンテーションは、生存時間分析を実行するために必要なデータの種類と意思決定に焦点を当てています。
  • [9:24] 第一の前提条件は、明確に定義された対象事象であり、ある状態から別の状態への移行として定義されます。
  • [9:46] 例:個人が自殺念慮を一度も持ったことがない状態から、初めて自殺を考えた状態へ移行します。
  • [10:01] 例:一度も結婚したことのない人は、結婚して状態二に移るまで状態一にある。
  • [10:15] 対象事象を構成する状態は相互に排他的かつ網羅的であるべきであり、ある時点でどの個人も複数の状態に属することはありません。
  • [11:07] 生存分析はしばしば二分法の標的事象に適用されるが、雇用、自営業、失業、退職など、三つ以上の状態を持つ事象にも適用できる。
  • [11:55] 生存から死亡のように一度しか起こらない移行もあれば、自殺念慮や失業と雇用の間の移動のように何度も起こりうる移行もあります。

生存時間分析における時間の起点の定義

  • [12:48] 生存時間分析では、研究において時計を開始する時点、いわゆる時間の起点を特定する必要があります。
  • [13:02] 時間の起点とは、研究対象集団のすべての個人が対象事象に関して同じ状態にある時点です。
  • [13:15] 平均余命の研究では、すべての出生が生存状態で始まり死亡状態へ移行しうるため、出生が時間の起点となります。
  • [13:29] 時間の起点とは、すべての個人がまだ対象事象を経験しておらず、それを経験するリスクを潜在的に有している時点です。
  • [13:46] 一部の研究では、年齢が時間変数である場合の出生のように、時間の起点はすべての参加者で同じです。
  • [14:24] 他の研究では、昇進研究において個人が仕事を開始する時点のように、時間の起点が誘発事象に関連付けられることがあり、これは参加者によって異なります。
  • [15:05] 開始時点は恣意的なものであっても、便宜的に検出されたものであってもかまいませんが、対象事象とは無関係で独立していなければなりません。

研究における時間単位の選択

  • [15:37] 研究者は、時間の経過を記録するためにどの時間単位を使用するかを明示しなければなりません。
  • [15:54] 精密な時間測定により、アプリを通じた日記研究で自殺念慮の発現のような事象を、日、時間、分に至るまで捉えることができます。
  • [16:31] 死亡診断書は、生涯の測定値を月や年ではなく日単位で提供できるため、測定はかなり精密になります。
  • [16:49] 時間測定の精度は、研究者が行政データや他者が収集したデータを使用する場合のデータ記録方法など、実務上の問題によってしばしば制限されます。
  • [17:12] 病院記録では、一部の介入が日単位ではなく週単位で記録されることがあります。
  • [17:20] 制約は事象の性質に由来することもあり、例えば学術的な昇進は年に一度授与されるため、必然的に年が指標として使用されます。
  • [17:40] 後ろ向き研究デザインは精度を制限します。なぜなら、参加者は非常に印象的な事象でない限り、事象の月、季節、年しか思い出せないことがあるからです。
  • [18:21] 時間は、研究者がその発現を検出できるようにする、関心のある事象に関連する可能な限り小さな単位で記録されるべきです。
  • [18:35] 子どもの初語の場合、年単位での測定は粗すぎます。月単位の方が適切であり、個人差に関する情報を提供します。

連続時間と離散時間、およびタイ

  • [19:06] 時間の測定には主に二つの種類がある。日単位の生涯のような連続的なものと、自殺念慮の発症を年単位で測るような離散的なものである。
  • [19:23] 時間が連続的に測定される場合、二人の個人が同時に目的の事象を経験する確率は低い、または非常に低い。
  • [19:53] 二人の個人が同時に目的の事象を経験することをタイ(同時発生)と呼び、連続測定の下ではタイは起こりにくい。
  • [20:05] 時間が離散的でより粗い単位で測定される場合、タイは避けられません。
  • [20:11] Cox回帰(比例ハザードモデリングとも呼ばれる)のような現代の生存時間分析手法は、時間が連続的に記録されることを前提としているため、タイはごく少数であるべきです。
  • [20:29] これらの現代的な手法を多くのタイを含むデータに適用すると、モデルが限界まで引き伸ばされ、その推論が信頼できなくなる可能性があります。
  • [20:41] これは、その前提が妥当でないか満たすことができない洗練されたモデルを使用する場合に重要です。

生存時間分析のまとめと前提条件

  • [20:56] 生存時間分析は、関心のある事象が発生するかどうか、そしていつ発生するかについての問いに答えられる統計手法です。
  • [21:11] 前提条件は、事象の発生をある状態から別の状態への移行として定義することであり、少なくとも二つの相互に排他的かつ網羅的な状態が必要である。
  • [21:33] 個人がどのようにある状態から別の状態へ移行するかを観察できなければなりません。
  • [21:42] 時間の起点、つまり研究をいつ開始するかを特定する必要があります。
  • [21:57] 研究の開始点は、関心のある対象イベントと関連していてはなりません。
  • [22:05] 時間を測定するための指標を特定する必要があり、それは分や秒から年や五年期にまで及ぶ可能性がある。
  • [22:20] 個人およびイベント発生に関連する過程を区別できる、関心のあるイベントに関連する最小可能な単位を考慮すべきです。
  • [22:43] 生存分析に関するプレゼンテーションや演習を含む他のリソースは、National Centre for Research Methodsのウェブページで利用可能です。

[0:00] こんにちは。オリバー・ペラです。この資料へようこそ。ここでは生存分析を紹介します。これは三回のプレゼンテーションのうちの一回目です。このプレゼンテーションでは、生存分析を用いることで答えられる種類の問いを紹介します。次に、私たちが日常的に用いる一般的な統計手法では、生存分析が答えられる種類の問いに答えるには不十分であることを強調します。そして最後に、生存分析を実行するための前提条件を強調し、特に、生存分析を用いて研究上の問いに有意義に答えるために必要な情報の種類、データ、そして下す必要のある決定に焦点を当てます。その後、モデルや方程式を示すことなく、生存分析の根底にある概念と原理に焦点を当てます。

[1:04] それらはこれらのリソースの中の他のプレゼンテーションで紹介します。経済学から医学、心理学から工学まで、非常に異なる分野の研究者は、しばしばイベントの発生を調査することに関心を持っています。つまり、特定のイベントはいつ起こるのかということです。例えば、思春期の発現を研究することに関心があるかもしれません。性的成熟につながる身体的・ホルモン的変化は、若者の集団においてどの時点で現れ始めるのでしょうか。あるいは、心理学や精神医学の分野における別の例として、個人が人生で初めて自殺念慮を経験する時点を研究することがあります。最後の例として、教育を離れた後に個人がいつフルタイムの雇用に就くのか、もし就くことがあるならば、それを研究することがあります。

[2:08] では、これらの例に共通するものは何でしょうか。これらの例に共通する糸は何でしょうか。これらすべての例には共通する糸があり、それは研究者が二つの重要な問いを調査することに関心を持っているという事実です。すなわち、関心のある事象が起こるかどうか、そしてその事象がいつ起こるかということです。例えば、大規模な集団の中で、精神科医は比較的小さな割合の個人だけが自殺念慮を経験していることに気づくかもしれません。そのため、彼らはこの事象の発生、自殺念慮の初回発症に関連する要因を調査することに関心を持つかもしれません。自殺念慮を経験する人々の中では、これらの念慮の発症にばらつきがあるかもしれません。ある人々は思春期に初めてそれを経験し、他の人々はそれを経験するかもしれません。

[3:13] 人生のより後期に経験する人もいれば、まったく経験しない人も多くいます。したがって、性別間で初めての自殺念慮のタイミングに違いがあるかもしれませんし、初めての自殺念慮のより早期の発症と有意に関連する他の特徴があるかもしれません。要点は、異なる学問分野にわたって、私たちはしばしば、事象が起こったかどうか、そしてもし起こったのであれば、それがいつ起こったかということを研究することに関心があるということです。そしてこれら二つの重要な問いの後、私たちはより具体的な問いを尋ね始めるかもしれません。例えば、女性は男性よりも自殺念慮のより早期の発症を示す可能性が高いのか、などです。

[4:01] では、目的の事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかという問い、すなわち「whether」と「when」に関する問いを、どのように調査できるでしょうか。私たちが用いる一般的な統計手法は、この種のデータを扱うには不十分です。アイデアを得るために、私が作成したこの架空の例を見てみましょう。ここでのトピックは、参加者が初めて自殺念慮を経験するかどうか、そしていつ経験するかです。この架空のデータには五人の参加者がいます。全員が14歳のときに研究に登録されました。そしてこのデータを見ると、画像の下部にいる参加者1、2、3は自殺念慮を経験しています。

[4:50] 参加者3は14という早い年齢で初めてこれらの念慮を経験し、参加者2はより遅い年齢、25歳のときに経験しました。しかし、さらに二人の参加者がいます。このグラフの上部にいる参加者4と5は、研究に参加している間、自殺念慮をまったく経験しませんでした。珍しくない問題ですが、参加者5は20歳で研究を離れ、参加者4は31歳で研究を離れました。したがって、参加者4と5に自殺念慮がこれまでに起こったかどうかはわからず、ましてや、もし起こったとしてもそれがいつ起こったかはわかりません。

[5:44] では、例えば、自殺念慮の発症年齢の中央値を見積もるにはどうすればよいでしょうか。ここで自殺念慮を経験した三人のうち、実際に自殺念慮を経験した人だけを考慮することができます。平均発症年齢は19歳になりますが、これは自殺念慮を経験せずに研究を離れた他の参加者からの情報を捨てることになります。したがって、これは私たちのデータの適切な要約ではありません。

[6:19] 例えば、研究を離れた参加者は研究を離れた後に自殺念慮を経験したと仮定する、といった恣意的な規則を思いつくこともできます。そうすると、自殺念慮の発症を記録する前に研究を離れた二人の参加者の発症年齢は、参加者4と5それぞれについて32歳と21歳になります。しかしこのシナリオでは、平均発症年齢は22歳になりますが、これらは単に受け入れられないものです。多くの人は人生で自殺念慮を経験しません。

[6:58] つまり本当の要点は、この種のデータ、すなわち関心のある事象の発現を記録する前に研究を離脱する人がいるデータでは、関心のある事象の発現年齢や発現時期を記述する straightforward な方法がないということです。そこで役立つのが生存分析です。生存分析は、事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかに関する研究上の問いに答えるための一連の統計的手法です。そしてこれらの手法は非常に柔軟です。例えば、実験研究やランダム化比較試験、縦断研究など、さまざまなタイプの研究デザインに適用でき、データが前向きに収集されたものであっても後ろ向きに収集されたものであっても適用できます。

[8:03] これらの手法、生存分析は、例えば思春期の発現のように一度しか起こらない事象に適用することもできれば、繰り返し起こる事象にも適用できます。例えば、自殺念慮は一部の人の生涯にわたって再発することがあり、こうした事象の再発を調べることができます。さらに、生存分析は死、疾患の発症、再発といったネガティブな事象に適用できるだけでなく、いわばポジティブな事象、例えば仕事での昇進、乳児が初めて言葉を話す時期などにも同様に適用できます。

[8:42] 生存分析という名称があるのは、これらの手法がさまざまな病態の患者の死亡時期を調べるために開発されたからですが、これらの手法は事実上さまざまなテーマに適用でき、主な要件は、研究上の問いが対象事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかに関わるものであることです。このプレゼンテーションの残りの部分では、生存分析を実行するための前提条件に焦点を当てます。つまり、生存分析を実行するにはどのようなタイプのデータが必要で、どのような決定を下す必要があるのでしょうか。

[9:24] そして最初の前提条件は、生存分析には明確に定義された目的の事象があるべきだということです。これは、目的の事象がある状態から別の状態への移行として定義されるべきだということを意味します。以前に私が用いた例では、個人は自殺について何らかの考えを経験したことがなければ状態一にあり、自殺について初めて考えた途端に第二の状態へ移行しました。

[10:01] 別の例として、結婚したことがある人、結婚したことがない人は状態一にあり、結婚すると状態二に移行します。これらの例から、生存分析における目標事象を構成する状態は相互排他的かつ網羅的であるべきであることが明確になったはずです。つまり、個人は任意の時点で複数の状態に同時に存在することはできません。個人は自殺念慮を経験したことがないか、以前に自殺念慮を経験したことがあるか、あるいは個人は結婚したことがあるか現在結婚しているか、結婚したことがないかのいずれかであり、個人は一方の状態か他方の状態のいずれかに存在します。

[10:53] 網羅的な状態とは、すべての個人が可能な状態のいずれかに属しているべきであることを意味します。すべての個人は自殺念慮を経験したか、経験したことがないかのいずれかです。生存分析はしばしば、生存している、結婚したことがない対結婚したことがあるという二つの可能な状態しかない二値的な目標事象に適用されます。しかし、これらの手法は三つ以上の状態を持ちうる事象にも適用できます。例えば、人は雇用されている、自営業である、失業している、または退職している場合があります。重要なのは、これらすべての状態が網羅的であり、すべての個人がいずれかのカテゴリーに属し、状態が相互排他的であるべきだということです。個人は任意の時点で一つのカテゴリーにのみ属します。例えば、雇用されている人が同時に失業していることはありません。

[11:55] また、ある状態への移行は一度しか起こらない場合もあります。例えば、生存から死亡への移行は不可逆です。しかし他の場合では、個人は状態間を何度も移行するかもしれません。例えば、自殺念慮の初回発現ではなく、経時的な自殺念慮の発生に関心がある場合、自殺念慮は一部の個人の生涯に何度も起こりえますし、例えば一部の個人は失業から雇用へ何度も移行するかもしれません。重要な点は、任意の時点で個人はいずれかの状態に属すべきであり、すべての個人が可能な事象状態のいずれかに属すべきだということです。

[12:48] 生存分析のもう一つの必要条件は、研究において時計を開始する時点、いわゆる時間の起点を特定することです。言い換えれば、研究者は、研究対象の集団におけるすべての個人が対象事象について同じ状態にある時点を特定しなければなりません。例えば、集団の平均余命を研究する場合、すべての出生児は生存しているという一つの状態で人生を開始し、その時点から死亡しているという代替状態へ移行しうるのです。したがって、同様の研究では、出生が時間の起点となります。時間の起点とは、研究におけるすべての個人がまだ対象事象を経験しておらず、しかしそれを経験するリスクを潜在的に有している時点なのです。

[13:46] 一部の研究では、時間の起点はすべての参加者にとって同じです。つまり、すべての参加者で時計が同じ時点から始まります。たとえば、年齢を時間変数として扱う研究では、出生がすべての参加者にとって時間の起点であり、すべての参加者がまだ事象を経験しておらず、それを経験する資格がある時点です。先ほど挙げた例のように、生児が生まれた瞬間から、その者は死亡という有害な事象を経験する資格を持ちます。

[14:24] 他の研究では、時間の起点は誘発事象に関連付けられることがあります。たとえば、ある人が仕事で昇進するかどうか、そしていつ昇進するかに関心がある場合、時間の起点はその個人が仕事を始めた時点となるかもしれません。したがって、これは参加者ごとに異なります。右側の架空の例では、たとえば18歳で仕事を始めた参加者、参加者1は25歳で仕事を始めました。この研究の時間変数は年齢ではなく、雇用期間です。

[15:05] したがって、多くの研究では、開始時点は恣意的であったり、便宜的に決められたりすることもあります。これは問題ありませんが、重要な点であり、生存分析にとって問題にはなりませんが、研究における開始時点は事象の発生と無関係でなければならないことを覚えておくことが重要です。それは、私たちが研究している対象事象と関連したり結び付いたりしてはなりません。対象事象から独立しているべきです。

[15:37] 次に重要なのは、時間の尺度を特定することです。研究者が時間の経過を記録するために用いる時間の単位は何でしょうか。関心のある多くの事象は、非常に精密な時間測定を用いて記録できる可能性があります。たとえば、自殺念慮に関する日記研究を実施し、参加者にアプリを使って自殺念慮の始まりを記録してもらう場合、自殺念慮の発生を分単位で記録できる可能性があります。そうすれば、参加者が最初の自殺念慮を経験したのが何日で、その日の何時何分だったのかがわかります。

[16:31] 別の例として、小児科医が死亡証明書を記録する場合、寿命を月や年ではなく日単位で測定できるため、測定はかなり精密になり得ます。しかし、実際上の問題により、時間測定の精度にはしばしば限界があります。これらの問題のいくつかは、特に研究者が行政データや他者が収集したデータを使用する場合、データの記録方法に関連していることがあります。たとえば、病院記録では、一部の介入の発生が日単位ではなく週単位で記録されることがあります。

[17:20] 他の限界は、研究者が関心を持つ事象の性質によることがあります。たとえば、学術的昇進の時期に関心がある場合、昇進は通常毎年授与されるため、必然的に月や日ではなく年を尺度として用いることになります。他の限界は研究デザインによることがあり、特にデータを後ろ向きに収集し、参加者に特定の事象がいつ起こったかを思い出してもらう場合、それが非常に顕著な事象でない限り、参加者はある事象が起こった月を覚えているかもしれませんし、季節や年さえ覚えているかもしれません。したがって、事象の具体的で正確な時期を記録することの難しさにより、研究者はより粗い時間単位を使わざるを得ないことがあります。

[18:21] しかし主な点は、時間は関心のある事象に関連する最小の可能な単位で記録されるべきであり、それにより研究者が関心のある事象の発現を検出できるようにすることです。例えば、子供の初語の時期を研究する場合、これを年単位で測定することは非常に粗い指標です。ほとんどの子供が人生の二年目ではなく一年目に初語を話すことを知ることはあまり有用ではありません。なぜなら、子供が話す初語を月単位で測定する方がはるかに適切であり、個人差などに関する情報を提供するからです。したがって、時間測定には主に二つのタイプがあります。連続的(例えば、生存期間を日単位で測定できる場合)と離散的(例えば、自殺念慮の発現を年単位で測定する場合)です。

[19:23] しかし、この区別はさらに別の理由でも重要です。時間を連続的に測定する場合、二人の個人が同時に目標事象を経験する確率は低いか非常に低くなります。ここで左の例では、赤い点が異なる参加者の目標事象のタイミングを表しています。二人の個人が同時に目標事象を経験することをタイと呼びます。時間を連続的に測定する場合、タイは起こりにくく、観察されるタイは少なくなります。しかし、時間を離散的でより粗い単位で測定する場合、タイは避けられません。

[20:11] しかし、これが重要なのは、Cox回帰としても知られる比例ハザードモデリングのような生存分析の現代的な手法が、時間が連続的に記録されることを前提としており、したがってタイはごく少数であるべきだと考えているからです。多数のタイを含むデータにこれらのより現代的な手法を適用することは、モデルを推論が信頼できなくなるほどに無理に拡張することを意味します。したがって、維持できない、満たすことのできないいくつかの前提を持つより洗練されたモデルを使用する場合には、これは覚えておくべき重要な点です。

[20:56] まとめると、生存分析は関心のある事象が起こるかどうか、そしていつ起こるかに関する問いに答えることができる統計手法であることを強調しました。また、生存分析の前提条件を強調しました。まず、事象の発生を定義する必要があり、事象を一つの状態から別の状態への移行として定義します。三つ以上の状態があるかもしれませんが、少なくとも二つの相互排他的かつ網羅的な状態の定義があり、個人がどのように一つの状態から別の状態へ移行するかを観察できる必要があります。

[21:42] 次に、時間の始まりを特定する必要があります。つまり、研究をいつ開始する必要があるかを特定し、特に研究の開始点が関心のある目標事象と関連してはならないことを確認する必要があります。そして、時間を測定するための指標を指定する必要があります。これは非常に精密で、分、さらには秒単位であることも、より粗く、年や五年単位などであることもあります。重要なのは、関心のある事象に関連する最小の可能な単位を考慮する必要があるということです。異なる個人や事象の発現に関連するプロセスを区別できる情報を提供できる最小の単位です。

[22:43] それでは、ご清聴ありがとうございました。他のリソースについては、National Centre for Research Methodsのウェブページをぜひご覧ください。また、これらのリソースには演習を含む生存分析に関する他のプレゼンテーションもあります。それでは、改めてありがとうございました。さようなら。ncrm.ac.uk

英語の原文字幕を見る

[0:00] Hello. I'm Oliver Perra, and welcome to these resources where I'm going to introduce Survival Analysis. This is the first of three presentations. In this presentation, I'm going to introduce the type of questions that can be answered by using Survival Analysis. Then we'll highlight that common statistical methods we use every day are inadequate to answer the type of questions that Survival Analysis can answer. And finally, I will highlight the prerequisite for running Survival Analysis, particularly focusing on the type of information, the data and the decisions we need to take ensure that we can meaningfully answer resource questions using Survival Analysis. I will then focus on the concepts and principles underlying Survival Analysis without presenting models and equations,

[1:04] which I will introduce in the other presentations among these resources. Researchers in very different fields from economics to medical sciences or from psychology to engineering are often interested in investigating the occurrence of events. So, when does a specific event take place? And for example, we may be interested in studying the onset of puberty. When do the physical and hormonal changes that lead to sexual maturity start to appear in a population of young people? Or another example in the field of psychology or psychiatry involves studying the first instance of thoughts about suicide that individuals experience in their life. A final example involves studying when individuals get a full-time employment after leaving education, if they ever get a full-time employment.

[2:08] So, what do these examples all have in common? What is the common thread in these examples? In all these examples have a common thread that is that the fact that researchers are interested in investigating two key questions, whether the event of interest takes place and when does the event take place. For example, within a large population, psychiatrists may find that only a relatively small proportion of individuals have experienced suicidal thoughts, so they might be interested in investigating the factors that are associated with their occurrence of this event associated with the first onset of suicidal thoughts. Within those that experience suicidal thoughts, there may be variability in the onset of these thoughts where some people experience those for the first time in adolescence, others may experience them

[3:13] later in life and many will not experience them at all. So, there might be differences in the timing of the first ever suicidal thought between gender or there may be other characteristics that are significantly associated with an earlier onset of the first ever suicidal thought. The point is that across different disciplines, we are interested often in studying wherever an event took place, and if it did take place, when did it take place? And after these two key questions, we may also start to ask questions that are more specific, for example,. are women more likely to display an earlier onset of suicidal thoughts than men, and so on.

[4:01] Well, how can we investigate whether and when questions, questions that concern whether and when a target event takes place? The common statistical methods that we use are inadequate to deal with these types of data. Let's look at this fiction example I have created to get an idea. Here the topic is whether and when participants first experience suicidal thoughts. In this fictional data, there are five participants. All of them were enrolled in the study when they were aged 14 years and now if we look at this data, Participants 1, 2 and 3 in the bottom of the picture experience suicidal thoughts.

[4:50] Participant 3 experienced these thoughts for the first time at an early age of 14, Participant 2 at a later age when they were aged 25 years. But then we have two more participants, Participant 4 and 5 in the top of this graph who never experienced suicidal thoughts while they were in the study. The problem, which is not uncommon, is that Participant 5 left the study at age 20 while Participant 4 left the study at age 31. So, we don't know whether suicidal thoughts ever occurred in Participant 4 and 5 and let alone we know when did they occur, if ever.

[5:44] So how can we, for example, estimate the medium age of onset of suicidal thoughts? We could consider only those that did experience suicidal thoughts among the three people here that experienced suicidal thoughts. The average age of onset would be 19 years, but this would be discarding information from the other participants that never experienced suicidal thoughts and left the study. So, this is not an adequate summary of our data.

[6:19] We could come up with some arbitrary rule that says where, for example, we may assume that participants that left the study experience suicidal thoughts after they left the study. So, the age of onset for the two participants that left the study before we could record the onset of suicidal thoughts would be 32 and 21 years for Participant 4 and 5 respectively. But in this scenario, the average age of onset would be 22 years, but these are some just are not just tenable. Many people never experience suicidal thoughts in their life.

[6:58] So, the point really is that in this type of data, where we have people leaving a study before we can record the onset of the event, we don't have straightforward ways to describe the age of onset or the timing of onset of the events we are interested in. And that is where Survival Analysis comes to help. Survival Analysis is a set of statistical methods that provides answers to research questions that concern whether and when events take place. And these methods are really quite flexible. So, for example, they can be applied to different types of designs, different study designs, such as experimental studies or randomised controlled trials, longitudinal studies, whether the data are being collected prospectively or have been collected retrospectively.

[8:03] Those methods, Survival Analysis, can be applied to events that only happen once, for example, puberty onset or can be applied to events that are recurring. For example, suicidal thoughts can reoccur over some people's lifetime and we can investigate the reoccurrence of these events. Furthermore, Survival Analysis can be applied to negative events like death, onset of disease, relapse, but can equally be applied to positive events, so to speak, for example, promotions at work, the timing of an infant's first words, and so on.

[8:42] The Survival Analysis label is there because these methods were developed to investigate the timing of death of patients with different conditions, but these methods can effectively be applied to different topics and the main requirement is that the research questions concern whether and when a target event takes place. In the remainder of this presentation, I'm going to focus on the prerequisites for running Survival Analysis. So, what type of data and what type of decisions we need to make in order to run Survival Analysis?

[9:24] And the first prerequisite is that Survival Analysis should have a clearly defined target event. And this means that the target event should be defined as a transition from one state to another state. In the example I had used before, individuals were in state one if they had never experienced any thought about suicide but transitioned into a second state as soon as they had thought about suicide for the first time.

[10:01] Or another example is ever been married, people that have never been married are in state one until they marry and therefore move into state two. From these examples I should be clear that the states that make up a target event in Survival Analysis should be mutually exclusive and exhaustive. That means that no individual can be in more than one state at any given time. Either and individual had never had suicidal thoughts or had experienced suicidal thoughts before, or an individual either has been married or is married currently, or has never been married, so an individual would be either or the other, either in one state or the other state.

[10:53] Exhaustive states mean that all the individuals should be in one or the other of the possible states. All individuals will have either experienced suicidal thoughts or never experienced them. Survival Analysis is often applied to the dichotomous target events where there are only two possible states that are alive, never married versus ever married. However, these methods can also be applied to events that can have more than two states. For example, a person may be employed, self-employed or unemployed or retired. The point is that all these states should be exhaustive, all individuals should be in one or another of these categories and the states should be mutually exclusive. An individual will be in only one category at any given time. Someone employed cannot be unemployed at the same time, for example.

[11:55] Also, transitions into one state can take place only once. For example, the transition from alive to dead is irreversible. But in other cases, individuals may transition between states several times. For example, if we were interested in the occurrence of suicidal thoughts over time rather than the fast onset of suicidal thoughts, then suicidal thoughts can occur several times in the lifetime of some individuals or, for example, some individuals may move from being unemployed to being employed several times. The key point is that at any given time, individuals should be in one or another state and they all should be in one of the event states possible.

[12:48] Another requisite for Survival Analysis is identifying a point that starts the clock in the study, a so-called beginning of time. In other words, the researchers must identify a point where all the individuals in the population we are studying are in the same state of the target event. For example, when we are studying life expectancy in a population, all live births start life in one state being alive and from that point on they can transition into the alternative state of being dead. So, in similar studies, birth is the beginning of time. The beginning of time is therefore the point where all the individuals in the study have not yet experienced the target event, but they are potentially at risk of experiencing it.

[13:46] In some studies, the beginning of time is the same for all participants in the sense the clock starts at the same time for all participants. For example, in studies that consider age as the time variable, birth is the beginning of time for all participants and is the time where all participants have not yet experienced the event but are eligible to experience it as the example I made before is that as soon as a live birth is born, they are eligible to experience the detrimental event of dying.

[14:24] In other studies, the beginning of time may be linked to a precipitating event. For example, if we were interested in whether and when someone is promoted in their job, the beginning of time may be the time when an individual starts in the job. So, this will be different across participants and in this fictional example on the right, for example, participants who started a job at 18 years, Participant 1 started their job at 25 years, the time variable in this study is not age, but rather time in employment.

[15:05] So, in many studies, the start time may also be arbitrary or detected by convenience. And this is fine, but it is important and it's not a problem for Survival Analysis, but it is important to remember that the starting time in a study must be unrelated to event occurrence. It must be not related or linked to the target event we are studying. It should be independent of the target event.

[15:37] It is then important to specify a metric for time. What are the units of time the researchers will use to record the passing of time? Many events of interest can potentially be recorded using a very precise time measurement. For example, if we conducted a diary study of suicidal thoughts and asked participants to record the onset of suicidal thoughts using an app, we could potentially record the occurrence of suicidal thoughts in minutes, so we will know in what day and what hour and minute of the day did a participant have their first suicidal thoughts?

[16:31] Another example is that a paediologist that record lifetime use death certificates that can provide measures of lifetime in days rather than months or years so that measurements can be quite precise. However, there are often limits to the precision of time measurements, due often to practical problems. Some of these problems may be linked with the way data are recorded, especially when researchers use administrative data or data collected by others. For example, hospital records may record the occurrence of some interventions in weeks rather than days.

[17:20] Other limitations may be due to the nature of the events researchers are interested in. For example, if we are interested in the timing of academic promotions, promotions are usually awarded yearly, so we will necessarily use years as the matrix, not months or days. Other limitations may be due to the study design and particularly when we collect data retrospectively and ask participants to recall when did a specific event take place, unless it was a very salient event, participants may remember the month when a certain event took place or maybe the season or even the year. So, difficulties in recording the specific and precise timing of an event may force researchers to use a coarser time unit.

[18:21] The main point, however, is that time should be recorded in the smallest possible unit that is relevant to the event of interest that is enabling the researchers to detect the onset of the event of interest. For example, when we study the timing of a child's first words, measuring this in years would be a very coarse metric. It will not be very useful to know that most children say their first words in their second year of life rather than the first one, because in the first words spoken by a child in months is much more adequate and is going to provide information about individual differences and so on. So, there are two main types of time measurements. Continuous as when we can measure lifetime in days or discrete as when we measure the onset of suicidal thoughts in years.

[19:23] But this distinction is also important for a further reason. When we measure time continuously, the probability of two individuals experiencing the target event at the same time will be low or very low. Here in the example on the left, the red dots represent the timing of target events for different participants. When two individuals experience the target event at the same time, this is called a tie. And when we measure time continuously, ties are less likely and we will observe few of these ties. But when time is measured in discrete and more coarse units, ties will be inevitable.

[20:11] But this is important because modern methods in Survival Analysis such as Cox regression, also known as the proportional hazard modelling, assume that time is recorded continuously and therefore ties should be far and few between. Applying these methods, more modern methods, to data that have many ties then means really stretching the models to a point where their inference may be unreliable. So, this is an important point to remember if we are using more sophisticated models that have some assumptions that cannot be tenable, cannot be satisfied.

[20:56] So, to summarise, I've highlighted that Survival Analysis is a statistical method that can answer questions that concern whether and when an event of interest takes place and I've highlighted the prerequisites for Survival Analysis. We first need to define event occurrence defining the event as a transition from one state to another. There may be more than two states, but at a minimum we need to have a definition of two mutually exclusive and exhaustive states and be able to observe how individuals transition from one state to another.

[21:42] We also then need to identify the beginning of time, so we need to identify when we need to start a study and we need to in particular make sure that the starting point of a study should not be related to the target event of interest. And then we need to specify a metric for measuring time. This can be quite precise, minutes, even seconds, or it may be coarser, years or quinquennials and so on. The point is that we need to consider the smallest possible unit that is relevant to the events of interest. The smallest unit that can provide information that can differentiate different individuals and the processes that are relevant in the onset of the events.

[22:43] So, thank you very much for your attention and don't forget to look at the webpage of the National Centre for Research Methods for other resources. And you will find other presentations on Survival Analysis in these resources including exercises. So, thank you very much again. Bye. ncrm.ac.uk

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帰属

National Centre for Research Methods (NCRM)による「Introduction to Survival Analysis - part1」(https://www.youtube.com/@ncrmuk)は、CC BY 3.0(https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/)の下でライセンスされています。ソース動画:https://www.youtube.com/watch?v=PKrlbjWjWVg。このページは、段落区切りとタイムスタンプを追加した動画のテキスト文字起こしです。作成者はVidleafと提携しておらず、Vidleafを推奨するものでもありません。VidleafはAIによる句読点とAI生成の要約を追加しましたが、元の文言はこのページで引き続き利用可能です。

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