临床医学研究对象样本量的估计

临床医学研究对象样本量的估计

宁夏医学杂志副主编蒋兴国

临床医学研究没有绝对的样本量标准，不同的研究方法、研究目的，研究要求和研究资料决定了样本量。一般而言，样本越小，结果的估计越精确。但样本过大或过小均可影响研究的可行性。因此，科学地确定样本量可增加研究的可靠性，得到可信的研究结果。

1.估计样本量的决定因素[1]

1.1 资料性质

计量资料如果设计均衡,误差控制得好,样本可以小于30例; 计数资料即使误差控制严格,设计均衡, 样本需要大一些,需要30-100例。

1.2 研究事件的发生率

研究事件预期结局出现的结局（疾病或死亡），疾病发生率越高，所需的样本量越小，反之就要越大。

1.3 研究因素的有效率

有效率越高，即实验组和对照组比较数值差异越大，样本量就可以越小，小样本就可以达到统计学的显著性，反之就要越大。

1.4 显著性水平

即假设检验第一类（α）错误出现的概率。为假阳性错误出现的概率。α越小，所需的样本量越大，反之就要越小。α水平由研究者具情决定，通常α取0.05或0.01。

1.5 检验效能

检验效能又称把握度，为1－β，即假设检验第二类错误出现的概率，为假阴性错误出现的概率。即在特定的α水准下，若总体参数之间确实存在着差别，此时该次实验能发现此差别的概率。检验效能即避免假阴性的能力，β越小，检验效能越高，所需的样本量越大，反之就要越小。β水平由研究者具情决定，通常取β为0.2，0.1或0.05。即1－

β=0.8，0.1或0.95，也就是说把握度为80%，90%或95%。

1.6 容许的误差（δ）

如果调查均数时，则先确定样本的均数( )和总体均数(m)之间最大的误差为多少。容许误差越小，需要样本量越大。一般取总体均数（1－α）可信限的一半。

1.7 总体标准差(s)

一般因未知而用样本标准差s代替。

1.8 双侧检验与单侧检验

采用统计学检验时,当研究结果高于和低于效应指标的界限均有意义时,应该选择双侧检验,所需样本量就大; 当研究结果仅高于或低于效应指标的界限有意义时,应该选择单侧检验,所需样本量就小。当进行双侧检验或单侧检验时，其α或β的U a界值通过查标准正态分布的分位数表即可得到。

表1 标准正态分布的分位数表

2. 样本量的估算方法

由于对变量或资料采用的检验方法不同，具体设计方案的样本量计算方法各异，只有通过查阅资料，借鉴他人的经验或进行预实验确定估计样本量决定因素的参数，便可进行估算。

2.1 现况研究

现况研究包括普查和抽样调查两类。抽样调查是从总体中随机抽取一定数量的观察单位组成样本，然后用样本信息来推断总体特征，在设计中要考虑样本含量问题。

2.1.1 首先确定样本量的估算的参数

容许的误差（δ）：如果调查均数时，则先确定样本的均数( )和总体均数(m)之间最大的误差为多少；在率的调查中，确定样本的率(p)和总体率(P)的最大容许误差为多少。

显著性水平（容许误差的概率α）：一般取0.05或0.01。

总体标准差(s)：根据以往的资料或小规模预调查的结果进行估计。

2.1.2 计量资料

2.1.2.1 对总体平均数m做估计调查的样本估计

公式： n=（Uασ/δ）（式2.1.2.1）

式中：n为所需样本大小；Ua为双侧检验中，a时U的界值，当a=0.05时, U0.05=1.96,a=0.01时,U0.01=2.58；s为总体标准差；δ为容许的误差。

例1：某学校有学生3500人，用单纯随机抽样调查学生的白细胞水平，根据预查标准差为950个/ mm ，允许误差不超过100个/mm ，应调查多少人?

N=3500 d=100个/mm s=950个/mm

a=0.05（双侧） Ua=1.96

n=(1.96×950/100) ≈347

2.1.2.2对样本均数与总体均数的差别做显著性检验时,所需样本的估计。

单侧检验用：n=[（U2α+ U2β）s/δ]

（式2.1.2.2-1）

双侧检验用：n=[（Uα+ U2β）s/δ]

（式2.1.2.2-2）

式中：α与β分别为第一类错误及第二类错误出现的概率，Uα、 U2α、U2β分别为α、2α、2β检验水准的t值。

2.1.3 计数资料

2.1.

3.1 对总体率π做估计调查的样本大小

公式： n=（Uα/δ） /P（1－P）（式2.1.3.1）

式中：δ为容许的误差：即允许样本率(p)和总体率(P)的最大容许误差为多少。P为样本率。

例2：对某地HBsAg阳性率进行调查，希望所得的样本率(p)和总体率(P)之差不超过2%，基于小规模预调查样本率P=14%，应调查多少人? (规定a=0.05)

已知：δ=0.02, P=0.14，a=0.05 , Ua=1.96

n=(1.96/0.02)2/×0.14(1－0.14) =1156

需调查约1160人.

2.1.

3.2 对样本率与总体率的差别做显著性检验时,所需样本的估计。

单侧检验用：n=（U2α+ U2β/δ2）（式2.1.3.2-1）

双侧检验用：n=（Uα+ U2β/δ ）（式2.1.3.2-2）

式中：α与β分别为第一类错误及第二类错误出现的概率，Uα、 U2α、U2β分别为α、2α、2β检验水准的t值。

2.1.

3.3对样本均数与总体均数的差别做显著性检验时,所需样本的估计。

单侧检验用：n=[（U2α+ U2β）s/δ] P（1－P）

式2.1.3.3-1）

双侧检验用：n=[（Uα+ U2β）s/δ] P（1－P）

（2.1.3.3-2）

式中： Uα、 U2α、U2β分别为α、2α、2β检验水准的U值。

2.2 病例对照研究的样本量估计

选择患有特定疾病的人群作为病例组，和未患这种疾病的人群作为对照组，调查两组人群过去暴露于某种（些）可能危险因素的比例，判断暴露危险因素是否与疾病有关联及其关联程度大小的一种观察性研究。

2.2.1设置估算样本量的相关值

①人群中研究因素的暴露率(对照组在目标人群中估计的暴露率)；

②比值比 (odds ratio，OR) 估计出的各研究因素的相对危险度或暴露的比值比（即RR或OR）

③α值，检验的显著性水平，通常取α=0.01或0.05；

④期望的把握度（1-β）,通常区β=0.10或0.20；即把握度为90%或80%。

根据以上有关参数查表或代公式计算

公式为：