Power analysis for Receiver Operating Characteristic (ROC) curves in R

I need to perform a priori power analysis to determine the minimum sample size for the study we have designed.

In this study, we will utilize Receiver Operating Characteristic (ROC) curves to assess the effectiveness of three distinct biomarkers (A, B, C) in differentiating the stages of a given disease: normal (without the disease), mild stage, and severe stage.

In addition, these curves will be analyzed separately for participants who carry a specific protein gene (carriers) and those without this risk factor (non-carriers).
It is important to note that the biomarkers (A, B, C) will be measured as continuous variables.

I would greatly appreciate it if you could analyze the function implemented in R for calculating power analysis.

My main concern is that, in the implemented function, using 50 or 5 participants for each group yields high power results (> 80). I would need to select very low effect sizes (let’s say, 0.0, 0.1, and 0.2) to achieve low power in my analysis.

Thank you for your assistance!

library(pROC)

set.seed(123)

# Define parameters
n_sim <- 1000            # Number of simulations
n <- 50                  # Small sample size per group for testing
mu <- c(0.00, 0.2, 0.40) # Effect sizes for Normal, Mild, Severe / We set an effect size of zero for Normal because it works as the reference group (baseline)
sigma <- 0.1             # Standard deviation (assuming equal variances)
alpha <- 0.05            # Significance level

# Storage for results
power_results <- data.frame(protein_status = rep(c("carrier", "non-carrier"), each = 3),
                            comparison = rep(c("Normal vs Mild", "Normal vs Severe", "Mild vs Severe"), 2),
                            biomarker = rep(c("A", "B", "C"), each = 6),
                            power = NA)

# Loop over protein status, biomarkers, and pairwise comparisons
for (protein in c("carrier", "non-carrier")) {
  for (biomarker in c("A", "B", "C")) {
    for (comparison in c("Normal vs Mild", "Normal vs Severe", "Mild vs Severe")) {
      
      sig_count <- 0
      
      # Run simulations
      for (i in 1:n_sim) {
        
        # Simulate data for each group
        data_normal <- rnorm(n, mean = mu[1], sd = sigma)
        data_mild <- rnorm(n, mean = mu[2], sd = sigma)
        data_severe <- rnorm(n, mean = mu[3], sd = sigma)
        
        # Select data based on comparison
        if (comparison == "Normal vs Mild") {
          data <- data.frame(
            value = c(data_normal, data_mild),
            group = factor(rep(c("normal", "mild"), each = n))
          )
        } else if (comparison == "Normal vs Severe") {
          data <- data.frame(
            value = c(data_normal, data_severe),
            group = factor(rep(c("normal", "severe"), each = n))
          )
        } else if (comparison == "Mild vs Severe") {
          data <- data.frame(
            value = c(data_mild, data_severe),
            group = factor(rep(c("mild", "severe"), each = n))
          )
        }
        
        # Calculate ROC curve and suppress messages
        roc_res <- suppressMessages(roc(data$group, data$value, levels = rev(levels(data$group))))
        
        # Calculate the confidence interval of the AUC
        ci <- ci.auc(roc_res)
        
        # Debugging: Print AUC and confidence interval for the first few simulations
        if (i <= 10) {
          cat("Sim:", i, "AUC:", auc(roc_res), "CI:", ci, "n")
        }
        
        # Check if the lower bound of the confidence interval is greater than 0.5
        if (ci[1] > 0.5) {
          sig_count <- sig_count + 1
        }
      }
      
      # Calculate power
      power <- sig_count / n_sim
      
      # Store results
      power_results[power_results$protein_status == protein & power_results$biomarker == biomarker & power_results$comparison == comparison, "power"] <- power
    }
  }
}

# Print results
print(power_results)

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật