Durante la ricerca, molti ricercatori penseranno a una domanda: "Ho abbastanza campioni?" Perché il numero di campioni influenzerà direttamente il rigore della ricerca e l'affidabilità delle conclusioni della ricerca. Quando la dimensione del campione è troppo piccola, i risultati della ricerca sono instabili e il rischio di ottenere risultati "falsi negativi" è alto; quando la dimensione del campione è troppo grande, aumenterà il costo della ricerca e la difficoltà sperimentale.
Come determinare se la dimensione del campione dello studio è ragionevole? Oggi, JMP introdurrà come ottenere il numero appropriato di campioni tramite l'analisi della potenza.
La relazione tra il numero di campioni e la potenza
Prima dell'inizio dello studio, avremo bisogno di sapere quanti campioni condurre lo studio.
Quando si tratta del numero di campioni, dobbiamo menzionare un concetto altrettanto importante: potenza, che è chiamata potenza di verifica statistica, potenza di verifica statistica e analisi statistica della potenza, che in questo articolo viene chiamata collettivamente potenza. In parole povere, potenza significa: se i due gruppi sono effettivamente diversi, la capacità di trovare questa differenza con la dimensione del campione attuale.
A condizione che siano noti altri parametri, il numero di campioni e la potenza possono essere calcolati l'uno dall'altro. Per calcolare il numero di campioni è necessario impostare la potenza; allo stesso modo, se si conosce il numero di campioni, è possibile calcolare anche la potenza al di sotto del numero di campioni corrente. Nell'esperimento, il risultato statistico è negativo: se la potenza è troppo bassa in questo momento, significa che è probabile che il numero di campioni sia insufficiente, quindi non è possibile ottenere la differenza originale.
Come contare i campioni con JMP?
Il calcolo del numero di campioni richiede solo due passaggi (semplice come mettere un elefante in frigorifero):
Il primo passo è consultare i documenti storici per ottenere i parametri necessari per il calcolo del numero di campioni, come media, deviazione standard, tasso, ecc.
Il secondo passaggio consiste nell'inserire questi parametri in JMP e ottenere i risultati.
JMP può realizzare la stima del numero di campioni per diversi confronti comuni tra i gruppi negli studi clinici, come la stima del confronto medio, la stima del confronto del tasso e la stima del numero di campioni per il test di equivalenza, e l'operazione è semplice e interattivo. Quanto segue si concentrerà su come utilizzare JMP per il conteggio dei campioni e i calcoli di potenza.
In JMP, seleziona Experimental Design → Sample size explorer → power (Figura 1). Puoi vedere che ci sono vari scenari per calcolare la potenza e la dimensione del campione nel menu Power. Puoi selezionare il menu specifico corrispondente in base allo scopo della ricerca. .
Figura 1 Il numero di campioni e il calcolo della potenza della media di due campioni indipendenti - selezione del menu
Di seguito vengono descritte le due situazioni più comuni, ovvero il confronto delle medie dei due gruppi e il confronto dei tassi dei due gruppi.
01 Stime delle dimensioni del campione per il confronto di due medie di gruppo
Prepararsi per la stima
Per stimare la dimensione del campione per il confronto medio di due gruppi, è necessario determinare in anticipo i seguenti parametri:
01 Se il tipo di prova è a coda singola oa doppia coda, di solito a doppia coda a meno che non vi siano requisiti speciali;
Il limite superiore α dell'errore 02 di tipo uno, solitamente 0,05 (test a due code) o 0,025 (test a una coda);
Digitare 03 errore β o potenza1-β, si consiglia generalmente che la potenza sia superiore a 0,80;
04 La media (o la differenza tra i due gruppi) e la deviazione standard di ciascun gruppo, ottenibili consultando la letteratura o conducendo esperimenti preliminari;
05 Il rapporto tra il numero di campioni tra i gruppi, solitamente 1:1 e talvolta 1:2 (a seconda dello scopo della ricerca e della situazione reale);
06 Se si tratta di uno studio di follow-up, dovrebbe essere considerata anche la percentuale di perdita al follow-up, solitamente del 10% (a seconda della situazione reale);
07 Al momento della stesura del rapporto di apertura o del bando di ricerca, è necessario fornire i parametri sopra indicati per dimostrare la fattibilità e l'affidabilità della ricerca.
dimensione del campione stimata JMP compiere
Fare clic sulla potenza della media dei due campioni indipendenti nella Figura 1 per inserire il numero del campione e l'interfaccia di calcolo della potenza (Figura 2).
Figura 2 Il numero di campioni e il calcolo della potenza della media di due campioni indipendenti - interfaccia operativa
Il lato sinistro della Figura 2 è i parametri coinvolti nel calcolo del numero di campioni, dall'alto verso il basso sono il tipo di prova, i parametri fissi (alfa e deviazione standard), i parametri di prova (compresa la differenza da testare, il numero di campioni e potenza) e il lato destro è la curva di stima del numero di campioni.
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Nelle versioni precedenti a JMP 16, se si desidera calcolare il numero di campioni, è necessario inserire la potenza; allo stesso modo, per calcolare la potenza, è necessario immettere il numero di campioni; nelle versioni JMP 16, il numero di campioni (o potenza ) può essere regolata in qualsiasi momento e la potenza (o campione) corrispondente Il numero) cambia di conseguenza. Inoltre, JMP 16 fornisce anche un grafico della relazione tra il numero di campioni e la potenza, che può essere regolato arbitrariamente in base al situazione per osservare le variazioni del numero di campioni (o potenza) sotto diversi valori di potenza (o numero di campioni).
Esempio 1: Calcola la potenza del numero di campioni con la media nota dei due gruppi:
In uno studio abbiamo ottenuto un risultato negativo, in questo momento vogliamo conoscere il potere dello studio per ottenere la credibilità dello studio. In questo studio, le deviazioni standard dei due gruppi erano 2 e 3, la differenza delle medie era 2,5 e la dimensione del campione era di 20 casi in ciascun gruppo. L'operazione di calcolo della potenza è mostrata in Figura 3, e si può vedere che la potenza corrispondente è 85,31%.
Figura 3 Animazione del calcolo della potenza della media di due campioni indipendenti
Esempio 2: Il numero di campioni per i quali è nota la potenza per calcolare la media dei due gruppi:
In uno studio randomizzato controllato che ha confrontato due gruppi, abbiamo esaminato la letteratura e riscontrato che le deviazioni standard dei due gruppi sono 1 e 1,5, la differenza tra le medie è 1, l'errore alfa di prima classe è 0,05 e la potenza è 80%. Vedere la Figura 4 per l'operazione sul numero di campioni e si può notare che sono necessari 27 campioni per ciascun gruppo.
Figura 4 Diagramma di movimento del calcolo del numero di campioni della media di due campioni indipendenti
L'ordinata della curva di stima del numero di campioni sul lato destro della Figura 5 è la potenza e l'ascissa è il numero totale di campioni. L'intersezione delle due linee rosse è la potenza attualmente mostrata e il numero di campioni. Questa funzione aiuta i ricercatori a comprendere la relazione tra potenza e numero di campioni durante il calcolo del numero di campioni e aiuta i ricercatori a ottenere un numero fattibile e affidabile di campioni in base alla situazione clinica effettiva.
Nei primi due esempi inseriamo la potenza o il numero di campioni, in pratica possiamo anche ottenere il corrispondente numero di campioni o potenza trascinando e rilasciando la Figura 5. Se la potenza viene trascinata lungo la curva fino all'80%, si può notare che il numero di campioni a sinistra indica che ogni gruppo necessita di 27 campioni (Figura 5).
Figura 5 Grafico dinamico della relazione di andamento tra il numero di campioni e la potenza
02 Stime delle dimensioni del campione per due confronti di frequenza
Prepararsi per la stima
Il numero stimato di campioni per il confronto dei tassi dei due gruppi è sostanzialmente lo stesso dei parametri richiesti per il confronto della media dei due gruppi, tranne per il fatto che il parametro (04) è diverso, qui media e standard la deviazione di ogni gruppo non è più richiesta, ma è necessario ottenere il tasso di ogni gruppo.
dimensione del campione stimata JMP compiere
Fare clic sulla potenza del rapporto di due campioni indipendenti nella Figura 1 per accedere all'interfaccia operativa corrispondente (Figura 6).
Figura 6 Il numero di campioni e il calcolo della potenza della proporzione di campioni indipendenti di due gruppi - interfaccia operativa
Esempio 3: Calcola la potenza del numero di campioni di due gruppi noti di tassi:
È noto che i tassi dei due gruppi sono 0,6 e 0,8, α è 0,05 e il numero di campioni è 50. Qual è la potenza? L'operazione è mostrata in Figura 7, e si può vedere che la potenza è del 60,88%.
Questa potenza è un po' bassa Se vogliamo raggiungere l'80% di potenza, di quanti campioni abbiamo bisogno? È possibile inserire 80 in potenza.Come mostrato nella Figura 8, il numero di campioni è cambiato, indicando che se si desidera che la potenza raggiunga l'80%, sono necessari almeno 79 campioni per ciascun gruppo.
Figura 7 Animazione del calcolo della potenza di due frequenze di campionamento indipendenti
Figura 8 Diagramma di movimento del calcolo del numero di campioni per due frequenze di campionamento indipendenti
Fare clic su Salva impostazioni nella Figura 8 per memorizzare i parametri correnti e il numero di campioni (Figura 9). Fare clic per creare una tabella di raccolta dati nella Figura 2 e JMP creerà una nuova tabella di dati (Figura 10) basata sul numero attuale di campioni, in modo che i ricercatori possano raccogliere direttamente i dati.
Figura 9 Salvare il risultato dell'impostazione dell'output
Figura 10 Il risultato di output della creazione di una tabella di raccolta dati
Dopo aver letto le operazioni di cui sopra, non vedi l'ora di iniziare il tuo esperimento? Scarica JMP 16 e inizia la tua prima analisi!
originale: Serie di disegni sperimentali (1) | Calcolo della dimensione del campione e della potenza (potenza)
Ulteriori letture:
