医学研究之配对样本定量资料样本量计算——置信区间法

发布于 2022年2月25日 星期五 22:03:06 浏览:2030
原创不易,转载请注明来源,感谢!

前面介绍了“医学研究之配对样本定量资料样本量计算——平均值法”,若已知总体均值与其置信限的距离(容许误差),也可使用置信区间法计算样本含量,本文主要内容为配对样本平均值的置信区间(Confidence Intervals for Paired Means)的样本量估计,具体计算过程及注意事项如下。

一、案例数据

欲研究人体各部位体温差别大小,某医生对同一组人群的口腔和腋下分别进行测温,希望估计误差(平均差与其置信区间的距离)不超过0.2℃,两部位测温差值标准差为0.3℃,试估计所需的样本含量。

二、案例分析

温度数值为连续性资料,根据既往科学研究,体温水平服从正态分布,且本案例中样本为配对样本,因此满足配对样本t检验的要求。

本研究中,计算配对样本的样本量可采用置信区间法,需要以下几个参数:

1. 指定的允许误差D,本例中为0.2。

2. 检验水准α (通常取0.01至0.1,本研究取0.05)。

3. 置信度/可信度CL(即1-α,常用0.95或0.99,本研究取0.95)。

4. 配对差值的标准差σ,本例中为0.3。

5. 脱失率DR (通常不宜超过20%,本研究取10%)。

三、软件操作

(一) 方法选择

在左侧界面中依次选择“Procedures (程序)”—“Means (均值)”—“Paired Means (配对样本均值)”—“ Confidence Interval (置信区间法)”—“Confidence Intervals for Paired Means (置信区间法检验配对样本均值)”,见图1。

图1

(二) 参数设置

在“Design (设置)”模块中按以下参数设置相应选项(图2):

①Solve For: 选择“Sample Size”,表示本分析的目的是用于计算样本量。

②Interval Type: 选择“Two-Sided”,表示使用双侧置信区间。

③Population: 选择“Infinite”,表示假设样本是从极大(或无限)总体中抽样所得。

④Confidence Level(1-Alpha):表示置信度CL,即为1-α,填写“0.95”。

⑤Distance from Mean to Limit(s):即置信限到平均差的距离D,双侧区间D称为允许误差/精度,本例填“0.2”。

⑥Standard Deviation: S(Standard Deviation)表示两配对样本差值的标准差,填“0.3”。

图2

(三) 脱失率设置

在“Reports (结果报告)”模块中,勾选“Show Dropout-Inflated Sample Size Report (报告脱失样本量)”,在“Dropout Rate”中填写“10%”(图3),表示按照10%的脱失率计算样本量。设置好上述参数后点击“Calculate (计算)”。

图3

四、结果及解释

图4列出了该研究设计的相关参数和样本量计算结果,可知计算的样本例数(N)为12。

图4

图5“References (参考文献)”列出了该计算过程中参考的相关文献;“Report Definitions (报告定义)”列出了各个参数的具体解释;“Summary Statements (报告概述)”为整个分析报告的摘要。

图5

图6“Dropout-Inflated Sample Size (脱失样本量)”为考虑了脱失率的样本量(N'),也是研究实际开展过程中需要达到的最低样本量,本研究中为14。

图6

图7为此次样本量估算整个过程的详细参数设置汇总。

图7

五、结论

该案例为配对样本平均值的置信区间法计算样本量,已知两组体温平均差与其置信限的距离(允许误差)为0.2℃,配对样本差值的标准差为0.3℃。若取检验水准0.05,则置信度为0.95,要使得该配对样本体温值在设定容许误差范围内可以估计总体水平,至少需要12例研究对象。若考虑10%的脱失率,则至少需要14例研究对象。

当已知配对样本定量资料的置信度及允许误差可以选择置信区间法。如果容许概率已知,还可以选择容许概率法计算样本量,即在软件中进行指定容许概率的配对样本平均差的置信区间法(Confidence Intervals for Paired Means with Tolerance Probability),具体操作方法可以参考“医学研究之单样本定量资料样本量计算——容许概率法”

End
文章目录 沉浸式阅读