第二十六章實驗設(shè)計2—— 樣本含量的估計與檢驗效能
單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,樣本含量的估計與檢驗效能,第六章,第一節(jié) 概述,樣本含量(,sample size,),為了保證研究結(jié)論的可靠性,確定的,實驗研究或,調(diào)查研究所需要的,最低,觀察對象的數(shù)量。,樣本含量少,研究結(jié)論不可靠。樣本含量過多,造成人財物的不必要浪費。,檢驗效能(,power,),也叫把握度,即,1-,b,(第二類錯誤的概率)。如果兩總體參數(shù)實際有差異(,H,1,成立),按,a,水準(zhǔn),假設(shè)檢驗?zāi)馨l(fā)現(xiàn)這種差異的能力(真陽性)。通常要求達到,80%,或,90%,(即,b,=0.2,或,b,=0.1,),不得低于,75%,。,樣本含量與檢驗效能,樣本含量,估計與檢驗效能分析是研究設(shè)計必須考慮的問題。,這兩者之間關(guān)系密切,樣本含量越大,檢驗效能越高;樣本含量越小,檢驗效能就越低。,樣本均數(shù)與總體均數(shù)比較的樣本含量,x,0,z,a,a,、,b,與,z,a,、,z,b,x,0,z,b,a,b,一、樣本含量的影響因素,1.,檢驗水準(zhǔn),:,,則,n,2.,檢驗效能,1-,:,(,1-,),則,n,,,(,1-,),0.75,,,通常取,0.8,或,0.9,。,3.,客觀差異,(delta),即比較總體參數(shù)間的差值,(,如,m,1,-,m,2,p,1,-,p,2,),。,,則,n,總體標(biāo)準(zhǔn)差,、總體平均數(shù),(,或總體率,),,這里主要指離散程度指標(biāo),s,,則,n,二、檢驗效能的影響因素,1.,個體間標(biāo)準(zhǔn)差越小或樣本含量越大,檢驗效能越大,s,小或,n,大,均數(shù)對應(yīng)的概率密度曲線(,m,,,s,2,/,n,)瘦高,檢驗效能,大,1.,個體間標(biāo)準(zhǔn)差越小或樣本含量越大,檢驗效能越大,2.,第一類錯誤的概率,越大,檢驗效能越大,2.,第一類錯誤的概率,越大,檢驗效能越大,3.,客觀差異,越大,檢驗效能越大,3.,客觀差異,越大,檢驗效能越大,第二節(jié) 樣本含量的估計,一、抽樣調(diào)查,二、樣本均數(shù)與總體均數(shù)比較,【,例,6.9】,用某藥治療矽肺患者可增加尿矽的排出量,標(biāo)準(zhǔn)差為,89.0mmol/L,取,=0.05,,,=0.10,,,能辨別出尿矽排出量平均增加,35.6mmol/L,,,需觀察多少例矽肺患者?,已知:,s,=89.0,,,=35.6,,,單側(cè),=0.05,,,單側(cè),z,0.05,=1.645,,,=0.10,,,單側(cè),z,0.10,=1.282,即需觀察,54,例矽肺患者。,如果采用雙側(cè),則需觀察,66,例矽肺患者。,三、兩樣本均數(shù)比較,【,例,6.8】,為研究某地正常成年男、女末稍血液的紅細(xì)胞的差別,據(jù)文獻報道,男性紅細(xì)胞均數(shù)為,465,萬,/mm,3,,,女性紅細(xì)胞均數(shù)為,422,萬,/mm,3,,,標(biāo)準(zhǔn)差為,52,萬,/mm,3,,,取雙側(cè),=0.05,,,把握度,(1-)=0.9,,,問要抽查多少人才能發(fā)現(xiàn)男女間紅細(xì)胞的差別?,已知:,1,=465,,,2,=422,,,=|,1,-,2,|=|465-422|=43,,,=52,雙側(cè),=0.05,,,Z,0.05/2,=1.96,=0.1,Z,0.1,=1.282,即成年男女性各需抽查,31,人才能發(fā)現(xiàn)其紅細(xì)胞間的差別。,如果采用單側(cè),則男女各需觀察,25,人。,四、配對計量資料比較,d,:,每對觀察對象差值的標(biāo)準(zhǔn)差,n,:,所求的觀察對子數(shù),【,例,5】,研究碳酸鋁對白細(xì)胞減少癥的治療效果。已知治療后比治療前平均增加,110,9,/L,,,標(biāo)準(zhǔn)差為,1.210,9,/L,,,取雙側(cè),=0.05,,,把握度(,1-,),=0.9,,,求樣本含量。,已知:,=1,,,d,=1.2,,,Z,0.05/2,=1.96,Z,0.1,=1.282,即需,15,例患者參加試驗。,如果采用單側(cè),則需觀察,12,人。,五、兩樣本率比較,1,和,2,:,分別表示兩組的總體率,c,:,兩組的合并率,【,例,6】,用舊藥治療慢性腎炎的近控率為,30%,,現(xiàn)試驗新藥療效,新藥的近控率必須達到,50%,才認(rèn)為有推廣價值,問每組各需要多少例患者?,已知:,1,=0.5,,,2,=0.3,,,c,=,(,0.5+0.3,),/2=0.4,單側(cè),=0.05,,,Z,0.05,=1.645,=0.1,Z,0.1,=1.282,即試驗組和對照組各應(yīng)觀察,103,人。,六、配對計數(shù)資料比較,配對資料分析形式,乙 法,合 計,+-,甲,法,+,a b,a+b,-,c d,c+d,合計,a,+,c b+d,n,甲乙兩法,比較,+-,=b/(a+b),-+,=c/(a+c),,c,=(,+-,+,-+,)/2,【,例,7】,某菌種接種于甲、乙兩種培養(yǎng)基的結(jié)果如下:,+-,=0.04,,,-+,=0.24,,,取雙側(cè),=0.05,,,=0.1,,,現(xiàn)要研究一種與該菌種相似的新菌種,問需觀察多,少對子數(shù)?,c,=(0.04+0.24)/2=0.14,即需觀察,57,對樣本。,七、根據(jù)相對危險度進行估計,八、相關(guān)分析,第三節(jié) 檢驗效能及其計算,檢驗效能(,Power,),又稱,把握度,即兩總體確實有差別,按,水準(zhǔn)能發(fā)現(xiàn)它們有差別的能力,用(,1-,),表示。,(,1-,),=0.9,為第二類錯誤的概率。,Z,查,z,值表,(,1-,),出現(xiàn)“陰性”結(jié)果有兩種可能:,(,1,)(,1-,),較大,被比較的指標(biāo)間總體參數(shù)很可能無差別。,(,2,)(,1-,),較小,所比較的指標(biāo)間總體參數(shù)很可能有差別,但由于樣本含量不足,而未能發(fā)現(xiàn)。,P,:在,水平下,不拒絕,H,0,,,即認(rèn)為差別無統(tǒng)計學(xué)意義,又稱作“陰性”結(jié)果。,Z,的,計算,一、兩樣本均數(shù)比較:,(,未知時),【,例,8】,用,阻滯劑降低心肌梗塞患者血壓的隨機雙盲對照試驗,結(jié)果見下表。檢驗結(jié)果為,t=1.54,,,P0.05,無統(tǒng)計學(xué)意義,認(rèn)為該藥無降壓效果。問該結(jié)論是否可靠?要求:,=0.67kPa,=0.05,Z,0.05,=1.96,。,分組,N,S,試驗,15,14.4,1.6,對照,15,15.3,1.6,兩組心肌梗塞患者治療后的收縮壓(,kPa,),已知:,=0.67kPa,=0.05,Z,0.05,=1.96,,,S=1.6,,,n,1,=n,2,=15,查附表,1,P(Z,-0.81)=1-P(Z,-0.81)=1-0.2090=0.7910,即,=0.79,,,則,Power=1-=1-0.79=0.21,說明檢驗效能太低,該結(jié)論假陰性的可能性大,,需增加樣本含量進一步試驗。,【,例,9】,用同一種降壓藥分別治療兩組高血壓患者,服用,4,周后比較兩組患者收縮壓的下降值,(mmHg),,,測得結(jié)果:,n,1,=14,,,S,1,=6.32,;,n,2,=16,S,2,=2.16,。,檢驗結(jié)果:,t=2.34,P0.05,。,問該研究的檢驗效能如何?,查表,,P(Z,0.28)=P(Z,-0.28)=0.3936,則,=0.39,,,Power=1-=1-0.39=0.61,即該研究的檢驗效能偏低,結(jié)論不可靠。,二、配對計量資料比較,N,為對子數(shù),為差值均數(shù),,S,d,為差值標(biāo)準(zhǔn)差。,【,例,10】,經(jīng)連續(xù)非臥床腹膜透析(,cAPD,),治療晚期糖尿腎病,6,例,測得生化指標(biāo)之一,Na,的結(jié)果(,XS,):,治療前,138.332.28,,治療后,139.671.41,,差值,1.332.76,。檢驗結(jié)果:,t=0.482,P0.05,。,該結(jié)論是否可靠?,已知,N=6,,,=1.33,,,S,d,=2.76,查表,,P(Z,-0.78)=1-P(Z,-0.78)=1-0.2177=0.7823,即,=0.78,,,Power=1-0.78=0.22,說明檢驗效能太低,結(jié)論不可靠。,三、兩樣本率比較,四、配對計數(shù)資料,五、直線相關(guān),