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A Quasi-Experimental Interrupted Time Series Framework for Single-Subject Trials of Interventions with a One-Off Impact
Interrupted time series (ITS) provides a quasi-experimental framework for single-subject trial evaluating irreversible gene therapies in ultra-rare diseases. We study how design choices affect performance by simulating a 2-year study with pre- and post-therapy periods under two response patterns: natural trend with gradual linear change, or with an additional abrupt shift. We compare segmented regression model (SRM), autoregressive integrated moving-average model (ARIMA), and generalized additive model (GAM) while varying pre-therapy period length, effect size, measurement frequency, and outcome variance. All models have similar power and well-controlled type I error, with ARIMA generally most powerful. Balanced pre-post periods improve power. Power increases with larger effects and lower variance and decreases with sparser measurements. SRM shows more type I errors when measurements are sparse. Appropriate model and design selection is therefore critical in single-subject ITS studies.
Cadre quasi-expérimental de séries chronologiques interrompues pour les essais cliniques à sujet unique portant sur des interventions ayant un impact ponctuel
Les séries chronologiques interrompues (SCI) fournissent un cadre quasi expérimental pour les essais cliniques sur un seul sujet évaluant les thérapies géniques irréversibles pour les maladies ultra-rares. On étudie comment les choix de conception affectent la performance en simulant une étude de deux ans avec des périodes pré et post-thérapie selon deux modèles de réponse : une tendance naturelle avec un changement linéaire progressif, ou avec un changement brusque supplémentaire. On compare le modèle de régression segmentée (SRM), le modèle autorégressif à moyenne mobile intégrée (ARIMA) et le modèle additif généralisé (GAM). On varie la durée de la période pré-thérapeutique, la taille de l'effet, la fréquence des mesures et la variance des résultats. Tous les modèles ont une puissance similaire et un taux d'erreur de type I bien contrôlé, ARIMA étant généralement le plus puissant. Des périodes pré-post équilibrées améliorent la puissance. La puissance augmente avec des effets plus importants et une variance plus faible, et diminue avec des mesures plus espacées. Le SRM présente davantage d'erreurs de type I lorsque les mesures sont espacées. Le choix d'un modèle et d'une conception appropriés est donc essentiel dans les études SCI à sujet unique.
Date and Time
-
Additional Authors and Speakers (not including you)
Danielle Baribeau
Bloorview Research Institute, Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital; Department of Psychiatry, University of Toronto; Department of Psychiatry, The Hospital for Sick Children
Arlene Jiang
Child Health Evaluative Sciences, The Hospital for Sick Children
Anna Heath
Child Health Evaluative Sciences, The Hospital for Sick Children; Division of Biostatistics, Dalla Lana School of Public Health, University of Toronto; Department of Statistical Science, University College London
Language of Oral Presentation
English
Language of Visual Aids
English

Speaker

Edit Name Primary Affiliation
Xiaotian Zhao SickKids