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样本量估算(二):随机对照试验(两组均数)比较的样本量计算方法

 妙趣横生统计学 2019-12-08

一、研究实例

     随机对照试验研究:探讨中西医结合治疗治疗女性膀胱过度活动症。

      采用完全随机的方法将研究对象分为两组(中西医结合组和西医组),结局指标为排尿症状的评分

      预计西医对照组排尿症状评分的平均值为7.08±1.36分,中西医结合治疗组使用药物后预计降低1.2分,二者方差相似。双侧检验,α为0.05,两组样本量比值1:1(即两组病例数相等),把握度(检验效能)1-β=90%,求需要多少样本量?

二、样本量估算方法


  • 案例解析:

     本案例比较的是某药物A治疗女性膀胱过度活动症,其结局指标为排尿症状评分,为定量数据,定量结局往往探讨的是2组或多组均数有无统计学差异。本例为2组均数的比较。

  • 计算公式

  • n代表每组样本量。

  • Zα和Zβ需要查表。一般α为0.05,且Z值为双侧,则Z0.05=1.96;β为单侧,把握度(检验效能)为0.9时,Zβ=1.28,把握度(检验效能)为0.8时,Zβ=0.84,一般把握度0.9较多见,但需要更多样本量。本例中Zα和Zβ分别等于1.96和1.28。

  • 𝜎代表标准差,本例中𝜎=1.36。

  • 𝛿代表差值,即治疗组与对照组平均值的差值,本例中𝛿=1.2。

三、直接利用公式计算样本量


四、PASS操作计算样本量


1. 打开PASS 15软件后,在左侧菜单栏中找到Means---TwoIndependence Means---T-Test(Inequality)---Two-Sample T-Tests Asuming EqualVariance(方差齐)、Two-Sample T-Tests AllowingUnequal Variance(方差不齐)。

2.这个研究中,把握度为90%,即Power=0.90;α为0.05,即Alpha=0.05;两组样本量比值1:1,即Group Allocation为Equal(N1=N2);μ1=5.88;μ2=7.08;标准差𝜎=1.36;其他为默认,点击Calculate。

3. PASS给出了样本量计算的结果、参考文献、报告中的名词定义、总结性描述以及考虑失访情况后的样本量计算结果。

本例结果显示:N1=28,N2=28,N=56。即干预组和对照组各需要28例研究对象,一共需要56例研究对象。考虑到失访情况,依据失访率20%计算,实际研究中,治疗组和对照组至少各需要35例研究对象,总的需要70例研究对象。

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五、样本量计算表述方式


表述一,公式法:本研究为随机对照试验,治疗组为药物A治疗组,对照组为安慰剂对照组,研究对象的排尿症状评分为观测的结局指标,根据查阅文献以及预实验结果,安慰剂对照组的排尿症状评分均数为7.08±1.36分,预计药物A治疗组的排尿症状可下降1.2分,设双侧α=0.05,把握度为90%。根据样本量计算公式:

计算得到治疗组和对照组各需研究对象27例,考虑失访以及拒访的情况,最终至少需要的治疗组和对照组研究对象各为34例,总计至少纳入68例研究对象。

表述二,PASS软件法:本研究为随机对照试验,治疗组为药物A治疗组,对照组为安慰剂对照组,研究对象的排尿症状评分为观测的结局指标,根据查阅文献以及预实验结果,安慰剂对照组的排尿症状评分均数为7.08±1.36分,预计药物A治疗组的排尿症状可下降1.2分,设双侧α=0.05,把握度为90%。利用PASS 15软件计算得到治疗组的样本量N1=28例,对照组的样本量N2=28例,考虑失访以及拒访的情况20%计算,最终至少需要的治疗组和对照组研究对象各为35例,总计至少纳入70例研究对象。

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