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臨床試驗中P值的意義及結(jié)果解讀

2017-04-05 02:06:53周敏林綜述劉玉秀審校
腎臟病與透析腎移植雜志 2017年2期
關(guān)鍵詞:臨床試驗結(jié)論陰性

周敏林 綜述 劉玉秀 審校

·醫(yī)學繼續(xù)教育·

臨床試驗中P值的意義及結(jié)果解讀

周敏林1綜述 劉玉秀2審校

P值是生物醫(yī)學研究中最常使用的統(tǒng)計學概念,在臨床試驗中尤為普遍。但關(guān)于P值的意義一直爭議不斷。本文在對美國統(tǒng)計協(xié)會發(fā)布的P值聲明進行闡述的基礎(chǔ)上,介紹《新英格蘭醫(yī)學雜志》發(fā)表的兩篇關(guān)于臨床試驗獲得主要結(jié)局P值后的結(jié)果解讀要點,結(jié)合STOP-IgAN和SPRINT兩個真實臨床試驗進行實例解讀,期望為研究者正確解讀P值、提高臨床試驗結(jié)果報告質(zhì)量提供遵循依據(jù),得到準確的研究結(jié)論。

P值 統(tǒng)計意義 臨床試驗

臨床試驗完成后,其結(jié)論一般取決于主要結(jié)局的P值,若P<0.05,則認為是陽性結(jié)果,反之視為陰性結(jié)果。這種僅基于P值做結(jié)論推斷的事實近年來飽受爭議。多篇文章指出P值常被誤解或誤用[1-5]。假設(shè)檢驗的創(chuàng)立者Fisher等[6]提出用P值量化拒絕原假設(shè)的程度[6-7],而如今P<0.05常被誤認為是差異顯著,而P<0.01則被誤認為是差異非常顯著,甚至獲得較小P值的研究結(jié)果基本不被質(zhì)疑[8]。因此,澄清P值的意義并對試驗結(jié)果進行正確解讀成為學術(shù)界關(guān)注的焦點。本文在對美國統(tǒng)計協(xié)會(American Statistical Association,ASA)發(fā)布的P值聲明進行闡述的基礎(chǔ)上,介紹《新英格蘭醫(yī)學雜志》(The New England Journal of Medicine,NEJM)發(fā)表的兩篇關(guān)于臨床試驗獲得主要結(jié)局P值后的結(jié)果解讀的要點,結(jié)合STOP-IgAN和SPRINT兩個臨床試驗進行實例解讀,期望為研究者正確解讀P值、提高臨床試驗結(jié)果報告質(zhì)量提供遵循依據(jù),得到準確的研究結(jié)論。

P值的意義

2014年《Nature》雜志刊發(fā)了《Scientific method:statistical errors》并配發(fā)述評,對統(tǒng)計檢驗的“金標準”P值提出了質(zhì)疑,認為P值并沒有科學家所認為的那樣可信[9-10]。該文成為Nature雜志最受關(guān)注的文章之一(http://www.altmetric.com/details/2115792#score)。鑒于目前存在關(guān)于P值和統(tǒng)計意義(Statistical significance)的誤解及誤用,ASA于2016年3月在線發(fā)布《ASA關(guān)于P值的聲明:背景、過程和目的》,在此基礎(chǔ)上推出了《ASA關(guān)于統(tǒng)計意義和P值的聲明》(http://dx.doi.org/10.1080/00031305.2016.1154108)。該聲明給出了P值的定義及六條準則。P值是指在特定的統(tǒng)計假設(shè)模型下,數(shù)據(jù)的某個統(tǒng)計指標(如兩組樣本均數(shù)之差)等于觀察值或比觀察值更為極端的概率。六條關(guān)于P值的準則,反映了ASA對P值的官方態(tài)度:(1)P值表示數(shù)據(jù)與特定的統(tǒng)計模型不匹配的程度。即在原假設(shè)(如兩組之間沒有差異)的前提下,P值越小,說明數(shù)據(jù)與模型不匹配程度越高,因此越有理由拒絕原假設(shè)。(2)P值不是研究假說為真的概率,也不是數(shù)據(jù)由隨機產(chǎn)生的概率。P值說明數(shù)據(jù)與假設(shè)的關(guān)系,而不解釋假設(shè)本身。(3)科學結(jié)論、商業(yè)決策或政策制定不能取決于P值是否超過規(guī)定的界值。成功的決策應考慮實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)質(zhì)量、外部證據(jù)、假設(shè)的合理性等諸多因素。僅僅看P值是否小于0.05是非常具有誤導性的。(4)正確的推斷依賴于報告的全面性和透明度。研究者要公布研究中所有的假設(shè)、數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析過程,以及P值。(5)P值或統(tǒng)計意義并不表示處理效應(Treatment effect)的大小或結(jié)果的重要性。再微小的效應,當樣本量足夠大或測量精度足夠高時,都能獲得較小的P值;反之再大的效應在樣本量不足或測量精度不高時,其P值也會很大。(6)P值本身并不是衡量一個模型或假說的標準。數(shù)據(jù)分析時不能僅計算P值,而應同時采用其他適合的或可行性更高的方法。該聲明盡管并沒有超越既往P值的學術(shù)內(nèi)涵,但ASA從本質(zhì)上全面透徹地梳理了統(tǒng)計界關(guān)于P值的統(tǒng)計意義并形成共識,所有科研人員、統(tǒng)計學人員、以及與統(tǒng)計學應用相關(guān)的人員都應該了解這份共識。

基于P值的試驗結(jié)果解讀

僅僅基于P值做結(jié)論推斷過于簡單,還必須關(guān)注與P值相關(guān)的其他事項。2016年9月《NEJM》雜志刊登了Pocock和Stone聯(lián)手發(fā)表的兩篇重磅論文,《The Primary outcome fails—what next?》[11]和《The Primary outcome is Positive-Is that good enough?》[12]。兩篇文章深度詮釋了當主要結(jié)局的P值有統(tǒng)計學意義和無統(tǒng)計學意義時,該如何解讀和進一步分析試驗結(jié)果。

主要結(jié)局陰性結(jié)果的解讀 如果試驗主要結(jié)局(Primary outcome)的P>0.05,則無統(tǒng)計學意義,可以考慮從以下12個方面進一步探討:(1)是否有其他的獲益?如TORCH臨床試驗[13],沙美特羅聯(lián)合氟替卡松與安慰劑對照治療慢性阻塞性肺病,其主要結(jié)局全因死亡的P值為0.052,而其他結(jié)局指標均有統(tǒng)計學意義,這樣的結(jié)果值得更積極地解讀,而不僅僅是簡單的“陰性結(jié)果”。(2)試驗的把握度(power)是否足夠?本來有差異的處理效應因樣本量不足而未被發(fā)現(xiàn),這樣的試驗結(jié)果應解讀為把握度不足,目前尚無法獲得結(jié)論而不是陰性結(jié)論。(3)主要結(jié)局是否合適(或是否定義明確)?試驗的成功與否很大程度上取決于指標的定義和判定方法。有時候復合指標(Composite outcome)盡管可以增加主要終點事件的數(shù)目,但是不一定能夠增加試驗的效能。(4)研究人群是否合適?當試驗失敗時更傾向于質(zhì)疑是否入組了不合適的研究人群。依據(jù)研究結(jié)局的發(fā)生機制和前期研究來確定合適的受試人群是成功的關(guān)鍵。(5)治療方案是否合適?關(guān)鍵試驗(pivotal trial)中確定新藥的劑量非常困難,為使風險最小化,一般設(shè)計三組,分別是對照組和新藥的兩種劑量組。(6)試驗執(zhí)行過程中有何不足?如果方案執(zhí)行很差,會導致處理效應被弱化或者消失。(7)非劣效界值(noninferiority margin)是否明確?治療組與陽性對照相比未獲得優(yōu)效結(jié)論時,是否可以得出非劣效結(jié)論?如果治療組有其他優(yōu)勢,比如傷害更小、副作用更少,是可以考慮作非劣效判定的,關(guān)鍵是要在研究設(shè)計階段事先聲明并定義好非劣效假設(shè)。(8)亞組分析(subgroup analysis)是否有陽性結(jié)果?主要結(jié)局無統(tǒng)計學意義則考慮做亞組分析,這樣的想法盡管常有誤導性,但有時對結(jié)果分析是有一定幫助的。當然,即使亞組的交互作用有統(tǒng)計意義,至多對產(chǎn)生新的研究假說有幫助,而不能做為定論。(9)次要結(jié)局(secondary outcome)是否有陽性結(jié)果發(fā)現(xiàn)?主要結(jié)局陰性時,可以依據(jù)陽性的次要結(jié)局做假設(shè)推斷,雖然注冊機構(gòu)不會批準該新藥,但次要結(jié)局的發(fā)現(xiàn)可以影響指導原則及實踐指南。(10)進一步的其他分析方法是否有結(jié)果的改變?如協(xié)變量(covariate)調(diào)整、實際處理分析(as-treated analysis)或符合方案分析(per-protocol analysis)、復發(fā)事件(repeat events)分析等是否改變了當前的結(jié)果。(11)是否存在其他研究證據(jù)?當臨床試驗效能足夠卻獲得意外的陰性結(jié)果,則需要仔細分析對比先前的其它類似試驗研究結(jié)果以進一步查找原因。(12)從作用機制上能否解釋治療組更優(yōu)?如果試驗方法學無法解釋治療失敗的原因,可以試著從生物學機制角度去解釋。

主要結(jié)局陽性結(jié)果的解讀 如果試驗主要結(jié)局的P值小于0.05,表明有統(tǒng)計學意義,則可以考慮從以下11個方面進一步探討:(1)P<0.05是否足夠?P=0.05表示有5%的可能出現(xiàn)假陽性結(jié)果。如果試驗想更加確信治療措施差異的存在,則P值應該更小,如P<0.001。(2)治療獲益的臨床意義?除了要有統(tǒng)計學意義,處理效應也要有臨床意義,這取決于處理效應的相對指標(如風險比HR)或絕對指標(如率差)的大小,此外,還應提供相應的95%可信區(qū)間。(3)主要結(jié)局在臨床上是否重要?臨床試驗中常使用替代指標和復合指標作為主要結(jié)局,但卻不能完全等同于硬終點(如死亡、心腦血管事件等)。已有使用替代指標(surrogate outcome)的大規(guī)模臨床試驗的結(jié)果遭到質(zhì)疑,如ACCORD試驗[14]。而使用復合指標時則有必要查明是其中哪些指標導致了陽性結(jié)果,這樣更有利于對結(jié)果的細化解讀。(4)次要結(jié)局的結(jié)論與主要結(jié)局是否一致?若次要結(jié)局也顯示陽性結(jié)果,則會使試驗的陽性結(jié)論更加確信。(5)亞組分析結(jié)論是否一致?治療效應會因人群特征的不同而不同。一種情況是所有亞組的結(jié)論都和總的結(jié)論一致,而在某特定亞組治療獲益更大,另外一種較為棘手的情況是總的結(jié)論陽性而亞組分析是陰性的,而這種陰性結(jié)果也許是因為進行了多次亞組分析而出現(xiàn)的錯誤結(jié)果。然而,是否應禁止這樣的亞組人群使用該治療實難抉擇,需要從統(tǒng)計交互作用(Interaction)及生物學合理性等方面進行具體分析。(6)試驗樣本量是否足夠大?小樣本試驗獲得陽性結(jié)果時,下結(jié)論需當心,因其效能不足,可能是治療效應的夸大而出現(xiàn)的假陽性結(jié)果。(7)試驗是否提前終止?部分試驗由于中期分析顯示治療優(yōu)效而提前終止,提前終止有夸大試驗結(jié)果的風險,此外還可能導致次要結(jié)局和安全終點無法獲得。因此,提前終止試驗需謹慎而為。(8)安全性如何?當一個新的治療方案顯示優(yōu)效時,必須要關(guān)心安全性問題。安全性和療效結(jié)果都要提供。結(jié)果解讀時也應綜合分析治療方案的療效和安全性,兩者間需充分權(quán)衡。(9)療效和安全性是否有患者人群特異性?即應當盡可能識別出不同類型患者人群療效-安全性關(guān)系??赏ㄟ^統(tǒng)計模型預測病人的療效和安全性事件發(fā)生風險,分析其利弊。(10)試驗在設(shè)計和執(zhí)行方面是否有缺陷?主要結(jié)局具有高度顯著性的優(yōu)效結(jié)果因偶然性出現(xiàn)的可能性較小,但是要排除設(shè)計和執(zhí)行方面的缺陷。(11)研究結(jié)果是否可應用到所有患者?任何臨床試驗均是將特定的治療應用于特定的受試者,需客觀分析這樣的結(jié)果能否推廣到臨床應用中。試驗進行的地域是影響結(jié)果推廣的因素之一,同時,遺傳、生理結(jié)構(gòu)、環(huán)境和飲食結(jié)構(gòu)的差別也都是影響結(jié)果推廣的因素。此外,單中心臨床試驗因其特定的護理及治療背景,所得出的結(jié)論應用于修改臨床指南時應慎重,還要有多中心臨床試驗的驗證。

實例結(jié)果解讀

在對上述內(nèi)容學習體會的基礎(chǔ)上,我們選取NEJM雜志上發(fā)表的兩篇隨機對照臨床試驗(randomized clinical trial,RCT)研究為例,分別對主要結(jié)局的P值結(jié)果為陰性和陽性的情形進行實例解讀。

STOP-IgAN研究—主要結(jié)局陰性的結(jié)果解讀 STOP-IgAN研究[15]是前瞻、開放、隨機對照試驗,目的是比較強化支持治療與強化支持治療聯(lián)合免疫抑制劑方案對進展性IgAN的療效。符合條件的患者經(jīng)過6個月的強化支持治療后,蛋白尿在0.75~3.5 g/d之間且合并高血壓或腎功能下降的患者隨機分配至強化支持治療組和強化支持治療聯(lián)合免疫抑制劑組。該試驗有兩個主要結(jié)局,分別是達到臨床完全緩解和GFR較基線下降15 ml/(min·1.73m2)以上的比例。全分析集(full-analysis set)結(jié)果顯示強化支持治療聯(lián)合免疫抑制劑組的完全臨床緩解與強化支持治療組相比,其OR值為4.82,95%CI(1.43~16.3),P=0.01;而兩組GFR下降>15 ml/(min·1.73m2)的OR值為0.89,95%CI(0.44~1.81),P=0.75。盡管免疫抑制劑治療可提高臨床完全緩解率,但試驗的總結(jié)論為免疫抑制劑治療對腎功能無保護作用。作為主要結(jié)局指標之一,該研究在討論eGFR下降>15 ml/(min·1.73m2)獲得的陰性結(jié)果時,從以下幾方面進行:(1)兩組eGFR的絕對差值未提示有潛在治療獲益趨勢;(2)兩組均有超過25%的人到達終點,把握度不足的可能性較??;(3)關(guān)于eGFR下降>15 ml/(min·1.73m2)終點定義的討論,監(jiān)管當局采用eGFR下降50%作為終點指標,最近也有研究指出eGFR下降30%是有效的替代終點;(4)研究設(shè)計包括了篩選期,篩選了同質(zhì)、高風險研究人群;(5)治療方案符合KDIGO指導原則;(6)其他與eGFR有關(guān)的次要結(jié)局也均無統(tǒng)計學差異;(7)分析采用校正了基線eGFR和蛋白尿的多因素logistic分析,此外,可獲得病例分析(available-case analysis )也未顯示eGFR的指標兩組差別有統(tǒng)計學意義。文章的這7點討論內(nèi)容分別對應主要結(jié)局陰性結(jié)果解讀12條的條目1-5、9、10。盡管沒有面面俱到,但確實為該指標出現(xiàn)的陰性結(jié)果提供了充分而客觀的辯護,體現(xiàn)了對臨床試驗實際結(jié)果的尊重。當然,該文能基于陰性結(jié)果解讀12條進一步細化分析,其質(zhì)量將更加完美。事實上,在針對這篇文章的通信中[16],有學者認為此研究設(shè)計的隨訪時間應該更長,研究應該采用終末期腎病這樣的臨床硬終點。此外,Pozzi[17]認為該研究應該對腎臟的組織形態(tài)學進行評估,因已發(fā)表的IgAN牛津分型顯示組織學病變對腎臟生存和治療效果存在一定的影響,研究應增加多因素分析以探討預后的影響因素。

SPRINT研究—主要結(jié)局陽性的結(jié)果解讀 SPRINT研究[18]旨在驗證強化降壓策略是否有更多心血管獲益,其納入年齡≥50歲,基線收縮壓≥130 mmHg,且至少存在一個心血管風險事件影響因素的受試者,隨機分配至強化降壓組(<120 mmHg)或標準降壓組(<140 mmHg),主要結(jié)局為復合終點(心肌梗死、心力衰竭、卒中、急性冠脈綜合征、心血管死亡),兩組的HR為0.75,95%CI(0.64~0.89),P<0.001,結(jié)果表明強化降壓與標準降壓相比,可使患者的心血管事件風險降低25%,其發(fā)表引起了廣泛的關(guān)注。對于如此陽性結(jié)果,研究又是如何解讀的呢?(1)主要結(jié)局的P<0.001;(2)次要結(jié)局心力衰竭、心血管死亡、全因死亡,強化降壓組均低于標準降壓組;(3)預先設(shè)定的亞組分析結(jié)論與總體分析結(jié)論一致;(4)樣本量足夠大;(5)研究強化降壓組獲益顯著,故提前終止試驗;(6)強化降壓組低血壓、暈厥、電解質(zhì)異常與急性腎損傷或衰竭相關(guān)不良反應發(fā)生更為常見,對待強化降壓帶來的心血管和死亡方面的獲益和不良反應需要權(quán)衡;(7)研究人群缺乏普遍性,研究剔除了糖尿病、既往卒中或年齡<50歲的人群。文章這7點的討論內(nèi)容分別對應主要結(jié)局陽性結(jié)果解讀11條的條目1、4~8、11。Pocock等[12]在其文章中也引用該研究作為提前終止、獲益與風險評價、研究普遍性這三點的典型案例。在針對這篇文章的通信中[19],也有學者指出研究采用的電子血壓計讀數(shù)會低于人工聽診法約8 mmHg,且研究顯示對于75歲以上的老人可能獲益更大?;蛟S人們會滿足于臨床試驗主要結(jié)局出現(xiàn)的陽性結(jié)果,而忽視了對結(jié)果的客觀解讀,甚至過度夸大和迷信“陽性結(jié)果”,這是應力求避免的。陽性結(jié)果解讀11條的提出促使人們必須對科學結(jié)論進行冷靜的思考。

討論與總結(jié)

現(xiàn)階段,統(tǒng)計學作為重要的分析手段已被廣大研究者所認同,而P值因易于計算及詞約指明,成為判斷研究結(jié)果的“金標準”,在生物醫(yī)學研究中被廣泛使用及被過度依賴。2016年《美國醫(yī)學會雜志》(The Journal of the American Medical Association,JAMA)刊登了《Evolution of reportingPvalues in the biomedical literature,1990-2015》[20-21],總結(jié)了1990年至2015年數(shù)百萬篇生物醫(yī)學文獻P值的報道頻率,發(fā)現(xiàn)摘要中P值報道頻率呈逐年上升趨勢,由7.3%升至15.6%,遺憾的是大多數(shù)文章在報道P值時沒有同時報道處理效應的可信區(qū)間。我國的P值使用現(xiàn)狀也不容樂觀。我們檢索統(tǒng)計了2014年~2016年在中文核心期刊上發(fā)表的61篇RCT研究,研究結(jié)果均以0.05為檢驗水準,除了6篇非劣效臨床試驗提供了P值和處理效應的可信區(qū)間外,其他55篇RCT均以P值大小做結(jié)論推斷,未提供處理效應的可信區(qū)間。在統(tǒng)計分析中,報告P值同時給出處理效應可信區(qū)間所提供的統(tǒng)計信息更完整,也更有利于結(jié)果的定量客觀解讀,因此呼聲越來越高,理應成為報告科學結(jié)果的一條準則,而不是僅僅報告P值。在基于P值的結(jié)論推斷中,需視具體結(jié)果結(jié)合Pocock等[11-12]總結(jié)的建議進行全面地、透徹地分析。

綜上所述,P值提供的信息有限,當有其他適宜的方法(如計算可信區(qū)間)時,數(shù)據(jù)分析不可止于一個P值的計算。將數(shù)據(jù)分析或科學推斷簡化為一個標準(如P<0.05)是非常錯誤的決策。臨床試驗在獲得主要療效P值后,絕不可輕易做陽性或陰性的決斷結(jié)論,需要結(jié)合研究背景、研究設(shè)計、研究實施、多種數(shù)據(jù)分析結(jié)果做綜合的科學推斷,沒有任何單一的指標可以取代科學推理。

(衷心感謝劉志紅院士對于本文的推薦和指導,也非常感謝侯金花醫(yī)生對STOP-IgAN研究和SPRINT研究進行專業(yè)翻譯給予的幫助)

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(本文編輯 可 可)

Interpretation ofPvalue in clinical trials

ZHOUMinlin1,LIUYuxiu2

1NationalClinicalResearchCenterofKidneyDisease,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine,Nanjing210016,China2DepartmentofMedicalStatistics,JinlingHospital,NanjingUniversitySchoolofMedicine,Nanjing210016,China

Pvalue is the most widely used statistical concept in the biomedical study, especially in the clinical trials, but there are controversies over its utility. In this review, we will introduce the American Statistical Association Statement onPvalues; in addition, we will summarize the interpretation ofPvalue for the primary outcome achieved in the clinical trials by using STOP-IgAN and SPRINT clinical trials as examples. The purpose of this review is to facilitate a more balanced interpretation ofPvalue, a more qualified clinical trial report and the scientific conclusion process.

Pvalue statistical significance clinical trial

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2017.02.015

國家自然科學基金(81473066);江蘇省科技計劃項目(BE2016747)

1南京軍區(qū)南京總醫(yī)院腎臟科 國家腎臟疾病臨床醫(yī)學研究中心 全軍腎臟病研究所(南京,210016),2醫(yī)學統(tǒng)計學教研室

2017-01-05

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