讲稿 样本含量课件

样本含量的估计,四川大学华西临床医学院 临床流行病学教研室,刘关键,一、为什么要估计样本含量,可重复原则,样本含量（Sample Size）的估计是临床医学科研设计中一个重要内容。 可重复性，是任何科学研究必须遵守的原则，其目的就是要排除偶然因素的影响，得出科学的、真实的、规律的结论。,样本含量的大小,在临床科研设计中，我们已知样本含量越小，其抽样误差越大。 若样本含量不足，可重复性差，抽样误差也较大，检验效能低，不能排除偶然因素的影响，其结论缺乏科学性、真实性。 若样本含量过大，试验条件也难以严格控制，会增加临床研究的困难，容易造成不必要的人力、物力、时间和经济上的浪费。,估计样本含量的目的,样本含量估算就是在保证科研结论具有一定的科学性、真实性和可靠性条件下，确定某研究所需的最少观察例数。,两类方法,估算样本含量的方法有两大类方法，查表法和公式法。 查表法，简单、方便，但受条件限制，有时不一定完全适用。 公式计算应用广泛，可满足多种设计的要求。,公式法计算,公式法有两种情况： 同时考虑、情况(double significant)，多数假设检验的样本含量的估算都采用此法。 仅考虑 情况(single significant )，常用于估计总体率、总体均数，亦有学者用于假设检验的样本含量估算（对于u分布、t分布，均取=0.5）。,三、估计样本含量的步骤,1.确定资料类型,首先，要确定临床科研设计的方法，即不同的临床科研设计方法，其样本含量的估计方法不相同。,2. 确定设计方法,确定临床科研设计的方法，即不同的临床科研设计方法，其样本含量的估计方法不相同。,3. 确定基本参数,在各种临床科研设计方法的样本含量估计中，需要研究者事先确定的条件有： 第一类错误的概率，第二类错误概率，容许误差或差值。 若终点指标为数值变量时，还需要研究者确定总体标准差。 若终点指标为分类变量时，有时需要研究者需要确定总体率。,(1). 确定第一类错误的概率,所有样本含量估算公式中，都需要u的值，研究者确定检验水准()的大小后，查表得u值。 有单侧与双侧之分，单侧的u小于双侧u值，所以按单侧计算的样本含量小于双侧。 越小所需样本量越大，反之越小，一般取0.05。,(2). 确定第二类错误的概率,样本含量估算公式中，需要u的值，即研究者确定 大小后，查表得u 值。 确定 大小，主要是要确定检验效能(Power)，用1 表示其概率的大小，检验效能是指需要比较的总体间确有差别时，在某水准上，假设检验能发现它们有差别的能力大小。 为第二类错误的概率，值越小，检验效能越高，所需样本量也就越大，通常0.1或0.2，即1=0.9、1=0.8 。一般认为，检验效能(1)不能小于0.7。,(3). 确定容许误差或差值,即有临床意义或有研究意义的最小差值。 若为数值变量时，可为有临床意义的两均数差值、实验前后之差等。 若为分类变量，为有临床意义的有效率、患病率等率之差。,(4). 确定总体标准差、总体率,若研究的终点指标为数值变量时，总体标准差为估计样本含量所必须的条件。 若研究的终点指标为分类变量时，有时，总体率为估计样本含量所需条件。 总体标准差和总体率，常常通过文献检索、预试验或对研究作出合理的假设所得。,4. 校正样本含量,由于估算的样本含量是最少需要量，考虑到受试者可能有不合作者、中途失访、意外死亡等情况出现，而减少有效观察对象的例数（失访），因此，应该在估算的样本含量增加若干样本例数。 通常，失访人数不得大于20%。,扩大样本含量的方法,在估算得到的样本量的基础上增加10% 20%的观察例数。 若能估计试验组不依从率和对照组沾染率时，其校正样本含量可按下式计算： na=n/(1Q1Q2)，或 na= n/(1Q ) 式中：n为估算所得样本含量； Q1为试验组不依从率； Q2为对照组沾染率； Q为Q1、Q2中较大者。,扩大样本含量的方法举例,例：n =30、Q1 =15%、Q2 =5% 则: na = n/(1Q1Q2) = 30/(10.150.05)=37 或: na = n/(1Q) = 30/(10.15) =35.3 36,四、样本含量估计的注意事项,1. 组间例数相等,不同组间的例数，应可能采用例数相等的设计。尤其是多组设计时，一般都要求各组间的样本含量相等，只有在某些特殊情况下才考虑各组的样本含量不等。,2. 多种方法联用,尽可将多种样本含量估计方法联合使用，并且在使用计算法估算时，可多做几种估算方案，以便选择。如：粗估样本率可以取几种不同的值作估算，如确定临床参考值时，要求N应大于100例。,3. 与统计方法相结合,样本含量的估计要与以后将要使用的统计方法的条件相结合。若试验结果是多个指标，而研究者不进行多因素统计分析时，应对每个指标所需的样本含量进行估计，然后取最大例数为最终的样本量。,4. 与研究目的结合,根据研究目的，严格选择估算样本含量的方法，如单、双侧不同，估计参数与假设检验不同，一般假设检验与等价检验不同，样本率超过与位于0.3 0.7（0.2 0.8）范围的不同，t检验与u检验的不同等。,五、数值变量的样本含量估计简介,两均数比较的估算,两组样本量相等时，可按下式计算每组所需的例数：,u为一类错误概率的u值 u为二类错误概率的u值 为容许误差，试验组与对照组均数之差的绝对值 2为总体方差，可用样本方差s2估计：s2=(se2+sc2)/2式中的se、sc分别为试验组、对照组的标准差。,两组样本量不等时，试验组样本含量为n，其估算公式为：,k为对照组样本例数占试验组例数的比例， 当k=1时即为两组样本含量相等。,实例分析(例数相等),欲研究某新药降低高血脂患者的胆固醇疗效，研究者认为试验组与安慰剂组比较，其血清胆固醇值平均下降0.5mmol/L才有临床意义，查阅文献得血清胆固醇值的标准差为0.8mmol/L，且规定两组例数相等，且=0.05, =0.10（Power=0.90），该研究所需的样本含量为多少？,本例： =0.8 , =0.5 =0.05，查u值表得：u0.05 =1.6449（单侧） =0.10，查u值表得：u0.10 =1.2816（单侧） =0.8 , =0.5，u0.05 =1.6449，u0.10 =1.2816 代入公式得每组样本含量为：,计算结果,前例经计算得每组样本含量至少为44例，即该研究所需的总例数至少为88例。 若考虑失访例数最多为20%，那么两组总例数至少应为： 88+880.2106（例）,实例分析(例数不等),某医师研究吲螨酰胺治疗原发性高血压的疗效，经预试验得治疗前后舒张压差值(kPa)资料如下，若=0.05, =0.10时需治疗多少例？,=0.05，查u值表得：u0.05 =1.6449（单侧） =0.10，查u值表得：u0.10 =1.2816（单侧） =2.28-1.32=0.96 若安慰剂组的例数为实验组的0.7，k=0.7 2 = s2 =(se2+ksc2)/(1+k) = (1.09)2+0.7(0.40)2 /(1+0.7)=0.7648,计算结果,前例经计算得实验组样本含量至少为18例，对照组例数为： kn=(0.7)(18)=13 （例） 即该研究实验组18例，对照组13例，所需的总例数至少为31例。若考虑失访例数最多为20%，那么两组例数各至少应为： 实验组：18+180.222（例） 对照组：13+130.216（例）,六、分类变量的样本含量估计简介,两个率比较的估算,两组样本量相等时，可按下式计算每组所需的例数：,式中：= (pe - pc)，pe、pc分别为试验组和对照组的阳性率p为合并率可由下式计算：p = (p1+p2 )/2，余同前。,两组样本量不等时，试验组样本含量为n，其估算公式为：,k为对照组样本例数占试验组例数的比例，当k=1时即为两组样本含量相等，p = (p1+kp2 )/(1+k)，余同前。,实例分析(例数相等),用旧的治疗方案治疗慢性肾炎的控制率为30%，现用新的治疗方案治疗慢性肾炎，其控制率应大于50%才有临床意义，若取两组例数相等，且=0.05，=0.1（power=0.9），问每组需多少病例数？,p1 =0.5，p2 =0.3 p=(0.5+0.3)/2=0.4， = (0.5-0.3)=0.2 =0.05，查u值表，u0.05=1.6449（单侧） =0.10，查u值表，u0.10=1.2816（单侧）,计算结果,前例经计算得每组样本含量至少为103例，即该研究所需的总例数至少为206例。 若考虑失访例数最多为20%，那么两组总例数至少应为： 206+2060.2248（例）,实例分析(例数不等),某医师研究某药对产后宫缩痛、外阴创伤痛效果，预试验旧药镇痛率为55%，新药镇痛率为75%，当=0.05，=0.1时需观察多少例能说明新药镇痛效果优于旧药？,p1=0.75，p1=0.55，取k=0.75 = (pe - pc)= (0.75 0.55)=0.2 u0.05=1.6449，u0.10=