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1、精品文档科研】如何确定临床实验设计中的样本量？在临床实验研究中，无论是实验组还是对照组都需 要有一定数量的受试对象。这是因为同一种实验处理在不同 的受试对象身上表现出的实验效应是存在着变异的。仅凭一 次实验观测结果或单个受试者所表现出来的实验效应说明 不了什么问题。必须通过一定数量的重复观测才能把研究总 体真实的客观规律性显示出来，并且可以对抽样误差做出客 观地估计。但重复观测次数越多 (即样本含量越大 )试验所要 消耗的人力、物力、财力和时间越多，可能会使试验研究成 为不可能。而且，样本含量过大还会增加控制试验观测条件 的难度，有可能引入非随机误差，给观测结果带来偏性 (bias) 。所以在
2、实验设计中落实重复原则的一个重要问题就 是如何科学合理确定样本量。由于在各对比组例数相等时进 行统计推断效能最高，因此多数情况下都是按各组样本含量 相等来估计。但在个别情况下，也可能要求各组样本含量按 一定比例来估计。1 与样本含量估计有关的几个统计学参数 在估计样本含量之前，首先要对以下几个统计学参数加以确 定或作出估计。1.1规定有专业意义的差值 3,即所比较的两总体参数值相 差多大以上才有专业意义。3 是根据实验目的人为规定的，但必须有一定专业依据。习惯上把8称为分辨力或区分度。8值越小表示对二个总体参数差别的区分度越强，因而所需 样本含量也越大。1.2确定作统计推断时允许犯I类错误(“
3、弃真”的的误率a,即当对比的双方总体参数值没有差到8。但根据抽样观测结果错误地得出二者有差别的推断结论的可能性，a确定的越小，所需样本含量越大。在确定a时还要注意明确是单侧检验的a,还是双侧检验的a。在同样大小的a条件下；双 侧检验要比单侧检验需要更大的样本含量。1.3提出所期望的检验效能 power，用1- B表示。B为允许 犯H类错误(“取伪”的错误概率。检验效能就是推断结论不 犯H类错误的概率1- B称把握度。即当对比双方总体参数值 间差值确实达到 8以上时，根据抽样观测结果在规定的a水准上能正确地作出有差别的推断结论的可能性。在科研设计 中常把1- B定为0.90或0.80。一般来说1
4、- B不宜低于0.75 , 否则可能出现非真实的阴性推断结论。1.4给出总体标准差 c或总体率n的估计值。它们分别反映 计量数据和计数数据的变异程度。一般是根据前人经验或文 献报道作出估计。如果没有前人经验或文献报道作为依据, 可通过预实验取得样本的标准差 s或样本率P分别作为c和 n的估计值。c的估计值越大，n的估计值越接近0.5 ,所需 样本含量越大。在对以上统计学参数作出规定或估计的前提下，就可以根据 不同的推断内容选用相应的公式计算出所需样本含量。由于 在同样的要求和条件下完全随机设计(成组设计 )所需样本含量最大，故一般都要按完全随机设计作出样本含量的估计。2 常用的估计样本含量的方
5、法2.1 两样本均数比较时样本含量估计方法(1)两样本例数要求相等时可按下列公式估算每组需观察的 例数 n 。n = 2*( a +B ) a / 8 A2 (1)公式式中8为要求的区分度，a为总体标准差或其估计值 S,a、 B分别是对应于 a和B的U值，可由t界值表，自由度u=co 行查出来，a有单侧、双侧之分，B只取单侧值。例1 ：某医师研究一种降低高血脂患者胆固醇药物的临床疗 效，以安慰剂作对照。事前规定试验组与对照组相比，平均 多降低 0.5 mmol/L 以上， 才有推广应用价值。 而且由有关文 献中查到高血脂患者胆固醇值的标准差为 0.8 mmol/L ，若要 求犯I类错误的的概率
6、不超过5%，犯H类错误的概率不超过 10% ，且要两组例数相等则每组各需观察多少例 ?本例 8=0.5 mmol/L , a= 0.8mmol/L, a =05, B=0.10 , 1- B =0.90 ,查t界值表自由度为s行得单侧 t0.05 = 1.645 ,0.1 =1.282，代入公式 (1)n = 2*(1.645+1.282) X 0.8/0.5八2 44 =故要达到上述要求，两组至少各需观察 44 例。两样本例数要求呈一定比例(n2/n1 = c)时，可按下列公式求出n1，再按比例求出 n2 = c*n1。n1 = ( a + B ) a / 8 F2*(1+C)/C ( 2)
7、公式例 2：对例 1 资料如一切要求都维持不变，但要求试验组与对照组的例数呈2 :此例(即C = 2),问两组各需观察多少例 ？n1 = (1.645+1.282) X 0.8/0.5八2X (1+2/23(例)(对照组所需例数 )n2 = 2 X 33=66(例)(试验组所需例数。)两组共需观察 99 例多于两组例数相等时达到同样要求时两 组所需观察的总例数 2X 44=88。2.2 配对设计计量资料样本含量 (对子数 )估计方法 配对设计包括异体配对、自身配对、自身前后配对及交叉设 计的自身对照，均可按下列公式进行样本含量估计。n = ( a +B ) a d/ 8 A2 (3)公式式中8
8、、a、的含义同前,ad为每对差值的总体标准差或 其估计值 sd 。例 3 ：某医院采用自身前后配对设计方案研究某治疗矽肺药 物能否有效地增加矽肺患者的尿矽排出量。事前规定服药后 尿矽排出量平均增加 35.6 mmol/L 以上方能认为有效，根据 预试验得到矽肺患者服药后尿矽排出量增加值的标准差 sd =89.0 mmol/L，现在要求推断时犯I类错误的概率控制在0.05以下仲侧),犯H类错误的概率控制在0.1以下，问需观 察多少例矽肺病人 ?本例 8=35.6 mmol/L , sd = 89.0 mmol/L ,a=0.05 ,B =0.10 o 1- p=0.90 ,单侧 t0.05 =
9、1.645 , t0.1 = 1.282，代入 公式 (3) 得到。n = (1.645+1.282) X 89/35.6A2 54(例) 故可认为如该药确实能达到平均增加尿矽排出量在 35.6 mmol/L 以上， 则只需观察 54 例病人就能有 90% 的把握， 按 照a=0.05的检验水准得出该药有增加矽肺病人尿矽作用的 正确结论。2.3 样本均数与总体均数比较时样本含量估计方法 可按下式估算所需样本含量 non = ( a +B ) a / 8 A2 (4)公式例 4 ：已知血吸虫病人血红蛋白平均含量为 90g/L ，标准差 为 25g/L ，现欲观察呋喃丙胺治疗后能否使血红蛋白增加， 事先规定血红蛋白增加 10g/L 以上才能认为有效，推断结论 犯I类错误的概率a （双侧不得超过0.05 ,犯H类错误的概率B 不得超过 0.10 ，问需观察多少例病人 ?本例 8=10g/L , a=25g/L , 0.05 = 1.96（双侧）,0.10 = 1.282 代入公式 （4） 得：n = （1.960+1.282） X 25/10A2 66（例）故如果呋喃丙胺确实能使血吸虫病人血红蛋白平均含量增 加 10g/L 以上，则只需观察 66 例就可以有 90% 的把握在 a =0.05检验水准上得出有增加血吸虫病人血红蛋白平均含 量的结论。（摘自疑难病杂志网站）精品文档