Background: We aimed to design a Bayesian adaption trial through extensive simulations to determine values for key design parameters, demonstrate error rates, and establish the expected sample size. The complexity of the proposed outcome and analysis meant that Markov Chain Monte Carlo methods were required, resulting in an infeasible computational burden. Thus, we leveraged the Integrated Nested Laplace Approximations (INLA) algorithm, a fast approximation method, to ensure the feasibility of these simulations. Methods: We simulated Bayesian adaptive two-arm superiority trials that stratified participants into two disease severity states. The outcome was analyzed with proportional odds logistic regression. Trials were stopped for superiority or futility, separately for each state. We calculated the type I error and power across 64 scenarios that varied the stopping thresholds and the minimum sample size before commencing adaptive analyses. We incorporated dynamic borrowing and used INLA to compute the posterior distributions at each adaptive analysis. Designs that maintained a type I error below 5%, a power above 80%, and a feasible mean sample size were then evaluated across 22 scenarios that varied the odds ratios for the two severity states. Results: Power generally increased as the initial sample size and the threshold for declaring futility increased. Two designs were selected for further analysis. In the comprehensive simulations, the one design had a higher chance of reaching a trial conclusion before the maximum sample size and higher probability of declaring superiority when appropriate without a substantial increase in sample size for the more realistic scenarios and was selected as the trial design. Conclusions: We designed a Bayesian adaptive trial to evaluate novel strategies for ventilation using the INLA algorithm to and optimize the trial design through simulation.


翻译:摘要:背景:我们旨在通过广泛的模拟设计贝叶斯自适应试验,确定关键设计参数的值,展示误差率并确定预期样本量。所提出的结果和分析的复杂性意味着需要使用马尔可夫链蒙特卡洛方法,这导致了不可行的计算负担。因此,我们利用了一种快速近似算法——INLA算法,以确保这些模拟的可行性。方法:我们模拟了贝叶斯自适应二臂优越性试验,将参与者分层为两种疾病严重程度的状态。结果使用比例几率回归分析。试验将分别停止优越性或无效性,同样是对每种状态进行。我们计算了64种情况下的Ⅰ型错误和功效,这些情况下停靠点和在进行自适应分析之前的最小样本量各不相同。我们采用动态借贷,并使用INLA在每次自适应分析时计算后验分布。然后在22种情况下,根据两种疾病严重程度的几率比变化,评估了维持Ⅰ型错误在5%以下,功效超过80%,并且具有可行平均样本量的设计方案。结果:当初始样本量和宣布无效性的阈值增加时,通常会增加功效。选择了两种方案供进一步分析。在更全面的模拟中,其中一种方案具有更高的机会在达到最大样本量之前得出试验结论,并且在适当情况下更有可能宣布优越性,而不会对更现实的情况下样本量造成重大增加,并被选择为试验设计。结论:我们设计了一项贝叶斯自适应试验,以评估使用嵌套拉普拉斯逼近的集成算法设计的新型通气策略,并通过模拟优化试验设计。

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