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La courbe de Kaplan-Meier, expliquée pour les cliniciens

Ce que signifie chaque marche, pourquoi un patient censuré n’est ni un survivant ni un décès, et comment lire la médiane de survie directement sur la courbe.

Pressé

Suivez un groupe de patients à partir d’un point de départ - chirurgie, diagnostic, première dose - et notez quand survient l’événement d’intérêt : une rechute, un décès, une panne de prothèse. La courbe de Kaplan-Meier est la probabilité estimée d’être encore indemne de l’événement au fil du temps. Elle part de 100 %, descend d’une marche à chaque événement, et porte une petite encoche là où un patient a été censuré : l’observation s’est arrêtée alors qu’il était encore indemne, et la courbe ne descend pas pour lui. Le temps où la courbe croise 50 % est la médiane de survie ; si la courbe ne descend jamais aussi bas, la médiane n’est pas atteinte. Ci-dessous, dix patients que vous pouvez déplacer en regardant la courbe se reconstruire.

Dix patients, deux façons de sortir

Disons que dix patients terminent un traitement contre un cancer et que nous guettons la rechute pendant deux ans. L’histoire de chaque patient est une ligne dans le temps, et seules deux choses peuvent y mettre fin : l’événement lui-même, ou la fin de l’observation - l’étude se termine, le patient déménage, la visite de suivi n’a jamais lieu. Cette seconde fin s’appelle la censure, et c’est la raison d’être de cette courbe. Un patient censuré vous a dit quelque chose de réel : pas de rechute aussi longtemps que vous l’avez observé. L’exclure de l’analyse gaspille cette information ; le compter comme indemne pour toujours invente une information que vous n’avez jamais eue. L’estimateur de Kaplan-Meier est la façon standard de garder exactement ce qu’il vous a donné, et rien de plus.

Construisez-la à la main

L’astuce est de ne mettre la courbe à jour que lorsqu’un événement survient, et de n’utiliser que les patients encore sous observation à ce moment-là - les sujets à risque. Ils sont dix à risque quand la première rechute arrive au mois 3 : la survie tombe à 9/10 = 90 %. Au mois 5, un patient déménage : une encoche sur la courbe, pas de marche, mais il ne reste que huit sujets à risque. La rechute du mois 8 coûte donc plus cher : 90 % fois 7/8, environ 79 %. Chaque événement multiplie la survie courante par un moins le rapport événements sur sujets à risque, et les censurés réduisent silencieusement ce compte entre les marches. L’échelle complète pour nos dix patients :

MoisÀ risqueÉvénementsFacteurSurvie
31019/1090 %
8817/879 %
10716/768 %
15514/554 %
18413/441 %
22211/220 %

Les patients censurés aux mois 5, 12, 20 et 24 n’ont jamais de ligne à eux : ils ne font qu’amincir la colonne des sujets à risque. La courbe croise 50 % au mois 18 : la médiane de survie est donc de 18 mois.

$$\hat S(t) = \prod_{t_i \le t} \left(1 - \frac{d_i}{n_i}\right)$$

d₁ événements au temps t₁, parmi n₁ sujets encore à risque. Multipliez les facteurs de tous les temps d’événement jusqu’à t.

Essayez : déplacez leurs parcours

Chaque ligne ci-dessous est un patient. Faites glisser le long d’une ligne pour changer le moment où son histoire s’arrête ; touchez la lettre pour basculer cette fin entre E, l’événement, et C, censuré. Les marches, les encoches et la médiane réagissent au fur et à mesure. Repoussez les événements assez loin ou censurez assez de patients et la médiane disparaît : si la courbe n’atteint jamais 50 %, la médiane n’est tout simplement pas atteinte - une expression que vous croiserez dans tous les articles d’oncologie, et c’est une bonne nouvelle en langage sec.

012 mois24
Une encoche n’est pas une marche : un patient censuré ne fait jamais descendre la courbe, mais il laisse moins de sujets à risque, et chaque marche suivante devient donc plus haute. C’est aussi pourquoi l’extrémité droite de toute courbe de survie est sa partie la moins fiable - à ce stade, il ne reste qu’une poignée de patients pour la porter.

Ce qui surprend au sujet de Kaplan-Meier

La courbe est une estimation pour un patient, pas un décompte de votre échantillon. Après censure, une survie de 41 % ne signifie pas que 41 % des dix sont indemnes ; c’est la probabilité estimée qu’un patient comme eux atteigne ce temps sans l’événement.
La médiane, pas la moyenne. Avec des patients censurés, la moyenne est inconnaissable tant que le tout dernier n’a pas eu l’événement ; la survie se cite donc en médiane - le temps où la courbe croise 50 %.
La censure doit être sans lien avec le pronostic. Si les patients quittent l’étude parce que leur état se dégrade, la courbe flatte silencieusement le traitement. Aucune formule ne peut le détecter ; seule la conception du suivi peut l’empêcher.
Deux courbes se comparent sur toute leur longueur, pas en un point flatteur - c’est le travail du test du log-rank. Lire l’écart à un seul mois, c’est la lecture marketing d’une courbe de survie.
La survie à cinq ans peut s’améliorer sans que personne ne vive un jour de plus : dépistez plus tôt et vous démarrez tous les chronomètres plus tôt. C’est le biais du temps d’avance, et il mérite sa propre page.

C’est la deuxième courbe de ce site que vous pouvez construire à la main à partir de patients bruts - la première était la courbe ROC, tracée case par case à partir d’un classement. Et une fois que vous surveillez le chronomètre sur lequel tourne chaque chiffre de survie, l’étape suivante est ce que le dépistage fait à ce chronomètre :

Cours ROC et AUC Pourquoi la survie trompe

Questions fréquentes

Qu'est-ce que la censure dans une courbe de survie ?

La censure marque un patient dont l'événement n'a jamais été observé : il a quitté l'étude, ou celle-ci s'est terminée, alors qu'il était encore indemne. Il compte comme à risque jusqu'à ce moment, puis sort du dénominateur sans faire descendre la courbe. C'est pourquoi les données de survie ne se résument pas à qui a eu l'événement à la fin.

Comment lit-on la médiane de survie sur une courbe de Kaplan-Meier ?

Repérez l'endroit où la courbe descend pour la première fois à 0,5 (50 %) ou en dessous, et lisez le temps sur l'axe horizontal. Ce temps est la médiane de survie : la moitié des patients ont eu l'événement à ce moment-là. Si la courbe n'atteint jamais 0,5, la médiane n'est pas atteinte.

Pourquoi la courbe de Kaplan-Meier descend-elle en marches ?

Chaque marche correspond à un instant où survient un événement, et sa hauteur dépend du nombre de patients encore à risque à ce moment. Entre les événements, la courbe est plate. C'est un produit de fractions de survie, un facteur par temps d'événement, d'où le nom d'estimateur produit-limite.

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