Quando conducono una ricerca, molti ricercatori si pongono la domanda: "Sto prelevando abbastanza campioni?" Perché il numero di campioni influenzerà direttamente il rigore della ricerca e l'affidabilità delle conclusioni della ricerca. Quando il numero di campioni è troppo piccolo, i risultati della ricerca saranno instabili e il rischio di ottenere risultati “falsi negativi” sarà elevato; quando il numero di campioni è troppo grande, il costo della ricerca e la difficoltà sperimentale aumenteranno.
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 numero di campioni e potenza
Prima che lo studio abbia inizio, dovremo sapere quanti campioni condurre lo studio.
Quando si parla di numero di campioni, dobbiamo menzionare un concetto altrettanto importante: la potenza, che si chiama potenza dei test statistici, potenza dei test statistici e analisi statistica delle prestazioni, a cui si riferisce in questo articolo come potenza. In poche parole, potenza significa: se nella pratica c'è effettivamente una differenza tra i due gruppi, la capacità di rilevare questa differenza con il numero attuale di campioni.
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; analogamente, se si conosce il numero di campioni, è possibile calcolare anche la potenza con il numero di campioni corrente. Il risultato statistico dell'esperimento 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 risultati originariamente diversi.
Come calcolare il numero di campioni con JMP?
Il calcolo del numero di campioni richiede solo due passaggi (semplici come mettere un elefante nel frigorifero):
Il primo passo è consultare i documenti storici per ottenere i parametri richiesti per il calcolo del numero del campione, come media, deviazione standard, tasso, ecc.
Nel secondo passaggio, inserisci questi parametri in JMP e ottieni i risultati.
JMP è in grado di stimare il numero di campioni per diversi confronti comuni tra gruppi negli studi clinici, come la stima dei valori medi, la stima dei confronti dei tassi e la stima del numero di campioni per i test di equivalenza. È semplice da utilizzare e altamente interattivo. Di seguito si concentrerà su come utilizzare JMP per il numero di campioni e il calcolo della potenza.
In JMP, selezionare Progettazione sperimentale→Esploratori delle dimensioni del campione→potenza (Figura 1). È possibile vedere che esistono più scenari per il calcolo della potenza e del numero di campioni nel menu potenza. È possibile scegliere quelli specifici corrispondenti in base allo scopo della ricerca. Menu .
Figura 1 Numero di campioni e calcolo della potenza di due gruppi di medie campione indipendenti - selezione dal menu
Di seguito vengono presentate le due situazioni più comuni, vale a dire il confronto delle medie di due gruppi e il confronto dei tassi di due gruppi.
01 Stima del numero di campioni per confrontare le medie di due gruppi
Preparazione prima del preventivo
Per stimare il numero di campioni per confrontare le medie di due gruppi, è necessario determinare in anticipo i seguenti parametri:
01 Se il tipo di test è a coda singola o a coda doppia, di solito è a coda doppia se non ci sono requisiti speciali;
Tipo 02-il limite superiore dell'errore α, solitamente assume il valore 0,05 (test a due code) o 0,025 (test a coda singola);
03 errore di tipo 2 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. Questi dati possono essere ottenuti rivedendo la letteratura o conducendo pre-test;
05 Il rapporto del numero di campioni tra ciascun gruppo è solitamente 1:1, e talvolta può essere impostato su 1:2 (a seconda dello scopo della ricerca e della situazione reale);
06 Se si tratta di uno studio di follow-up, è necessario considerare anche il tasso di perdita al follow-up, che solitamente è del 10% (a seconda della situazione reale);
07Quando si scrive un rapporto di proposta o un documento di gara di ricerca, è necessario fornire i parametri di cui sopra per dimostrare la fattibilità e l'affidabilità della ricerca.
Il numero stimato di campioni JMP compiere
Fare clic sulla potenza delle due medie del campione indipendente nella Figura 1 per accedere al numero del campione e all'interfaccia di calcolo della potenza (Figura 2).
Figura 2 Numero di campioni e calcolo della potenza di due serie di medie campione indipendenti - interfaccia operativa
La parte sinistra della Figura 2 mostra i vari parametri coinvolti nel calcolo del numero di campioni: dall'alto al basso, sono il tipo di test, i parametri fissi (alfa e deviazione standard), i parametri del test (compresa la differenza da testare, il numero di campioni e la 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 vuole calcolare il numero di campioni, è necessario inserire la potenza; analogamente, se si vuole calcolare la potenza, è necessario inserire il numero di campioni; nella versione JMP 16, il numero di campioni (o potenza) può essere regolato in qualsiasi momento e la potenza corrispondente (o numero di campioni) cambierà di conseguenza. Inoltre, JMP 16 fornisce anche un grafico della relazione tra il numero di campioni e la potenza, che può essere regolato a seconda dei casi per osservare le variazioni nel numero di campioni (o potenza) sotto diversi valori di potenza (o numero di campioni).
Esempio 1: calcolare la potenza conoscendo il numero di campioni di due insiemi di medie:
In uno studio abbiamo ottenuto un risultato negativo. In questo momento, vogliamo capire il potere dello studio per guadagnarne la credibilità. In questo studio, le deviazioni standard dei due gruppi erano rispettivamente 2 e 3, la differenza tra le medie era 2,5 e il numero del campione era di 20 casi in ciascun gruppo. L'operazione di calcolo della potenza è mostrata nella Figura 3. Si può vedere che la potenza corrispondente è 85,31%.
Figura 3 Animazione del calcolo della potenza della media di due gruppi di campioni indipendenti
Esempio 2: calcolare il numero di campioni per la media di due gruppi con potenza nota:
In uno studio randomizzato e controllato che confrontava due gruppi, abbiamo esaminato la letteratura e scoperto che le deviazioni standard dei due gruppi erano rispettivamente 1 e 1,5, la differenza tra le medie era 1, l'errore alfa di tipo I era 0,05 e la potenza era 80. %. Per l'operazione relativa al numero di campioni, vedere la Figura 4. Si può vedere che ciascun gruppo richiede 27 campioni.
Figura 4 Un'animazione del calcolo del numero di campioni per la media di due gruppi di 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 rappresenta la potenza e il numero di campioni attualmente visualizzati. 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 di campioni fattibile e affidabile in base alle condizioni cliniche reali.
Nei due esempi precedenti inseriamo la potenza o il numero del campione, in pratica possiamo anche ottenere il numero o la potenza del campione corrispondente trascinando la Figura 5. Se trascini la potenza lungo la curva fino all'80%, puoi vedere che il numero di campioni a sinistra mostra che ciascun gruppo richiede 27 campioni (Figura 5).
Figura 5 Grafico animato della relazione di tendenza tra numero di campioni e potenza
02 Stima della dimensione del campione per il confronto dei tassi tra due gruppi
Preparazione prima del preventivo
La stima del numero di campioni per confrontare i tassi di due gruppi è sostanzialmente la stessa dei parametri richiesti per confrontare le medie di due gruppi, tranne per il fatto che il parametro (04) è diverso. Qui, la media e la deviazione standard di ciascun gruppo non sono più necessario, ma è necessario ottenere il tasso di ciascun gruppo.
Il numero stimato di campioni JMP compiere
Fare clic sulla potenza dei due rapporti di campionamento indipendenti nella Figura 1 per accedere all'interfaccia operativa corrispondente (Figura 6).
Figura 6 Numero di campioni e calcolo della potenza di due gruppi di proporzioni di campioni indipendenti - interfaccia operativa
Esempio 3: calcolare la potenza del numero di campioni con velocità di due gruppi note:
È noto che i tassi dei due gruppi sono rispettivamente 0,6 e 0,8, α è 0,05 e il numero di campioni in ciascun gruppo è 50. Qual è il suo potere? L'operazione è mostrata nella Figura 7. Si può vedere che la potenza è del 60,88%.
Questa potenza è un po' bassa. Se vogliamo raggiungere l'80% di potenza, quanti campioni sono necessari? È possibile inserire la potenza 80. 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 in ciascun gruppo.
Figura 7 Animazione del calcolo della potenza di due gruppi di frequenze di campionamento indipendenti
Figura 8 Un'animazione del calcolo del numero di campioni per due gruppi di 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 sulla tabella di raccolta dati preparata nella Figura 2 e JMP creerà una nuova tabella dati (Figura 10) basata sul numero attuale di campioni, rendendo più semplice per i ricercatori raccogliere direttamente i dati.
Figura 9 Salvataggio dei risultati di output delle impostazioni
Figura 10 Risultati di output della 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:
