このブログはShuying Hanが執筆しました。Shuying Hanは、ノースカロライナ大学チャペルヒル校の生物統計学部生向け夏季インターンシップ（BUSI）プログラムの一環として、UpSet Plotアドインを開発しました。
導入
今日の統計研究や臨床試験は、データに秘められたストーリーを明らかにし、伝えることを目指しており、生の数字を意味のある洞察へと変換しています。データビジュアライゼーションは、これらの知見を効果的に提示し、伝えるための重要な架け橋として機能します。
Ballariniら (2020)の研究に着想を得て、私たちはカテゴリカルデータセットの探索と分析のための堅牢なデータ視覚化ツールとしてUpSetプロットを採用しました。UpSetプロットは、複数の変数間の交差を視覚化するための明確でスケーラブルなアプローチを提供し、ユーザーはグループ化と因子変数を動的に選択して、カスタマイズしたインタラクティブな探索を行うことができます。このアプローチは、複雑な多次元データセットにおけるパターンや関係性の発見に特に適しています。従来のベン図とは異なり、UpSetプロットは、特に収集されるデータ量が増えるにつれて複雑さが増すことが多い臨床試験において、重複を分析するためのより構造化された直感的な方法を提供します。
Nicardipine.jmp の使用例
このブログでは、サンプルデータセットNicardipine.jmp（JMPサンプルデータで入手可能）のサブセットを使用します。このデータセットは、ニカルジピン治療を含む臨床試験の患者情報（N=882）から、重複する被験者識別子を持つ行を除外した上で取得されています。主要な患者属性、治療プロトコル、有害事象報告、臨床アウトカム、試験メタデータが含まれており、臨床試験で一般的に収集される変数を包括的に把握できるため、サブグループ分析に役立ちます。
（注：Nicardipine.jmp の患者レベルのデータ概要を取得するには、「Unique Subject Identifier（被験者の一意の識別子）」列を選択し、「行」>「行の選択」>「重複行の選択」に進みます。重複して選択された行を削除します。これで、患者ごとに 1 行、合計 882 行になります。「Domain Abbreviation（ドメイン略語）」列と「Sequence Number to Study Day of End of Adverse Event（有害事象終了の研究日へのシーケンス番号）」列は AE レベルのデータであり、削除または無視できます。）
性別 (男性、女性) と、スワンガンツ モニタリング (はいの場合は "Y"、いいえの場合は "N")、ステロイド (はいの場合は "Y"、いいえの場合は "N")、意図的な血液希釈 (はいの場合は "Y"、いいえの場合は "N") などのさまざまな臨床介入フラグとの関係を分析するために、図 1 に UpSet プロット ダイアログを示します。
Figure 1. Sample UpSet plot dialog図1. UpSetプロットダイアログのサンプル
ターゲット因子変数とグループ化変数を入力すると、UpSet Plot アドインによって対応する UpSet プロットが生成されます (図 2)。
Figure 2. Sample UpSet plot図2. UpSetプロットの例
UpSetプロットの概要
- 上部の積み上げ棒グラフは、さまざまな介入フラグ サブグループのダイアログ (図 1) で選択されたグループ化変数として、各性別 (男性、女性) の患者の割合を表しています。
- 中央の棒グラフは、介入フラグの各交点における患者総数（サブグループあたりN）を示しています。右側の棒グラフは、各因子レベルの患者総数を示しています。例えば、456人の患者（4番目の棒グラフ）は、意図的血液希釈フラグがN、ステロイドフラグがYです（この列では点が接続されています）。このグループでは、456人の患者のうち、それぞれ38%と63%が男性と女性です（これらの棒グラフにマウスポインターを置くと、正確な割合が表示されます）。
- グラフの下部には線分が描かれており、介入フラグの有無（「Y」は介入あり、「N」は介入なし）に基づいて、個別、ペア、および3者間のサブグループの組み合わせを示しています。点は各サブグループの特性を示しています。
UpSetプロットからの洞察
- グループ分け要因の割合：上記の積み上げ棒グラフによると、女性グループ（F）は、すべてのサブグループの組み合わせにおいて一貫して優勢であり、その割合は56%から70%の範囲です。この比較的不均衡な性別分布は、性別が主要な要因となる研究結果に影響を与える可能性があります。
- サブグループのサイズ：右の棒グラフは、介入フラグの各組み合わせにおけるサイズのばらつきを示しています。最大のグループは643人で構成され、その他のグループは625人、489人、293人、257人と減少しています。スワン・ガンツ・モニタリング・フラグは比較的バランスの取れた分布を示していますが、その他のフラグは不均一な分布を示しており、介入の利用状況や患者特性の違いを示唆しています。研究の目的によっては、2者間および3者間のサブグループ相互作用をさらに分析することで、重要な傾向が明らかになる可能性があります。
結論
UpSetプロットは、多次元データセット内の交差や関係性を効率的かつ直感的に視覚化する方法を提供します。Nicardipine.jmp試験データセットのサブセットを用いて、この視覚化ツールが性別と臨床介入フラグの相互作用を効果的に強調する方法を示しました。UpSetプロットは、サブグループパターンの動的な探索を可能にすることで、大規模で複雑なデータを簡素化し、実用的な洞察を提供します。臨床試験の分析と意思決定にとって非常に貴重なリソースとなります。
アドインの詳細と使用例については、 UpSet Plotアドインのドキュメントをご覧ください。アドインが気に入っていただけましたら、ぜひ5つ星のレビューをお願いします。新機能のご要望はQ&Aで受け付けております。
参考文献
Ballarini NM, Chiu Y, König F, Posch M, Jaki T. (2020). 臨床試験におけるサブグループ解析のためのグラフィックスに関する批判的レビュー.医薬品統計, 19: 541-560.
