導(dǎo)語：樣本含量估算方法實驗設(shè)計論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

本文以廣東省科技計劃項目課題－磷酸酰肌醇－3激酶（PI3K）對小鼠氣道炎癥影響的實驗研究為案例，介紹公式法、PASS軟件Simple法和Stata軟件計算法這3種樣本含量估算方法的實際應(yīng)用，并通過實驗所得數(shù)據(jù)驗證其檢驗效能，判斷3種方法確定的樣本含量是否合理有效，為醫(yī)學(xué)工作者實驗設(shè)計時估算樣本含量提供一定實踐經(jīng)驗借鑒。

1材料與方法

1．1材料1．1．1材料Balb／c小鼠：由廣州醫(yī)學(xué)院動物中心提供，4～6周齡，雄性，清潔級，體質(zhì)量20～25g，無卵清蛋白（OVA）飲食。致敏液：由0．08％OVA0．1mL（美國Sigma公司）和等體積液態(tài)鋁（美國Pierce公司）混合。LY294002（PI3K抑制劑）：美國Sigma公司提供。1．1．2動物分組分組方法：隨機(jī)數(shù)字表法。組別：OVA組、LY294002組和對照組。1．1．3實驗方法OVA組：本組小鼠于第0、7、14天腹腔注射致敏液0．2mL，第15天將小鼠置于透明密閉容器中以1％OVA溶液10mL霧化吸入，每次20min，隔日一次，連續(xù)5周。LY294002組：同期同時給予注射致敏液和吸入OVA，第13天開始經(jīng)尾靜脈給予LY294002，用量為7．5mg／kg，連續(xù)3d每天1次，第15天于吸入OVA前30min給藥。對照組：同期同時給予相同體積生理鹽水腹腔注射及霧化吸入。觀察指標(biāo)：支氣管肺泡灌洗液（BALF）中細(xì)胞分類計數(shù)、骨髓懸液和肺組織學(xué)檢查。通過實驗檢測LY294002對OVA致敏哮喘小鼠肺組織病理、BALF和骨髓中細(xì)胞分類的影響，計數(shù)細(xì)胞總數(shù)和嗜酸性粒細(xì)胞（Eos）并進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析［3］。1．1．4實驗?zāi)康倪\用公式法、PASS軟件Simple法和Stata軟件計算法求得本實驗的樣本含量，并通過實驗所得數(shù)據(jù)驗證其檢驗效能，判斷3種方法確定的樣本含量的有效性。1．2方法1．2．1公式法介紹n＝［（Zα／2＋Zβ）＊σ／δ］2，n為所需要的樣本含量，δ為總體差值，σ為總體標(biāo)準(zhǔn)差，Zα／2為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的雙側(cè)臨界值；Zβ為正態(tài)分布的單側(cè)臨界值。1．2．2PASS軟件介紹PASS是樣本含量估計和效能分析中常用的一款優(yōu)秀的統(tǒng)計分析軟件［4］。它界面良好、功能齊全，可以進(jìn)行描述性統(tǒng)計、相關(guān)及回歸分析、實驗設(shè)計、生存及可靠性分析、統(tǒng)計圖表繪制等操作，只需要輸入相應(yīng)的參數(shù)，即可實現(xiàn)對樣本含量或檢驗效能的預(yù)測。常用方法有Com－poundSymmetry法、AR法、Banded法和Simple法。本實驗研究選用Simple法。1．2．3Stata軟件介紹Stata是一個功能強(qiáng)大的統(tǒng)計分析軟件，它可以進(jìn)行t檢驗、參數(shù)估計、協(xié)方差分析、單因素和多因素的方差分析、方差齊性檢驗、缺項數(shù)據(jù)的處理、正態(tài)性檢驗等一般分析。它采用具親和力的窗口接口，操作靈活簡便、學(xué)習(xí)方便，使用者可以通過Stata官方網(wǎng)站學(xué)習(xí)使用方法。該軟件用于樣本含量和檢驗效能估計的主要命令是sampsi（samplesizeandpower），命令格式為：．sampsi＃1＃2［，一般選擇項］［重復(fù)測量選擇項］。＃1表示處理前測量的均數(shù)，＃2表示處理后測量的均數(shù)。一般選擇項包括：檢驗效能、檢驗水平、n1與n2樣本量的比值、sd1／sd2（sd為標(biāo)準(zhǔn)差）、單側(cè)／雙側(cè)檢驗、單樣本（缺省時為兩樣本比較）。常用方法有change法、post法和ancova法，本試驗研究選用ancova法。

2結(jié)果

2．1參數(shù)設(shè)置Ⅰ類錯誤概率大小α越小，所需要的樣本含量越大，通常情況下α取0．05，可取單側(cè)或雙側(cè)用統(tǒng)計學(xué)檢驗。選擇雙側(cè)檢驗的條件是研究結(jié)果高和低于效應(yīng)指標(biāo)的界限均有意義，所需樣本量就大；選擇單側(cè)檢驗條件是研究結(jié)果僅高或低于效應(yīng)指標(biāo)的界限有意義，所需樣本量就小。Ⅱ類錯誤概率大小β越小，檢驗效能1－β越大，所需樣本量也越大，一般要求檢驗效能不低于0．80，一般只取單側(cè)，本實驗取β＝0．1。n1與n2樣本量的比值常用的為4∶1、2∶1、1∶1，考慮成本最低取1∶1。總體標(biāo)準(zhǔn)差σ或總

體率π，常根據(jù)預(yù)實驗及前人的研究結(jié)果或統(tǒng)計理論進(jìn)行估計，根據(jù)何勝東等［5］的研究結(jié)果和其他資料，取π＝0．7，σ＝7．87。容許誤差δ是指研究者要求的或客觀實際存在的樣本統(tǒng)計量與總體參數(shù)間或樣本統(tǒng)計量間的差值，本實驗認(rèn)為Eos百分比降低80％以上為有效，取δ＝0．8σ。2．2計算結(jié)果公式計算值為12只，PASS軟件Simple法計算值為8只（見圖1），Stata軟件計算值為10只（由于軟件界面圖較復(fù)雜，本文不截取界面圖）。2．3實驗結(jié)果本實驗研究向廣州醫(yī)學(xué)院病理教研室咨詢了實驗材料的費用，根據(jù)以往的文獻(xiàn)研究經(jīng)驗并考慮統(tǒng)計方便，最終確定樣本含量為10只。但考慮樣本的非正常失效（如取樣失敗、死亡等），筆者增加2只作為備份，將樣本編號為1～12號。本實驗在實驗過程中未出現(xiàn)樣本的非正常失效，12只小鼠都取到了真實有效的實驗數(shù)據(jù)。實驗研究結(jié)束后，筆者驗證了LY294002組對OVA組的檢驗效能，樣本數(shù)為8只取樣本編號為1～8號的數(shù)據(jù)，定為A組；樣本數(shù)為10只，取樣本編號為1～10號的數(shù)據(jù)，定為B組；樣本數(shù)為12只，取樣本編號為1～12號的數(shù)據(jù)，定為C組。其計算結(jié)果：所有組別1－β＞0．90（數(shù)據(jù)見表1），說明這3種方法計算的樣本數(shù)都是合適有效的。

3討論

醫(yī)學(xué)試驗研究設(shè)計包含專業(yè)設(shè)計和統(tǒng)計設(shè)計兩部分內(nèi)容，統(tǒng)計設(shè)計對于保證研究結(jié)果的可靠性、科學(xué)性、重現(xiàn)性，具有非常重要的意義［6］。樣本含量估計與檢驗效能估算是統(tǒng)計設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一。只有科學(xué)地確定樣本含量才能確保研究的可靠性和研究結(jié)果的可信性。樣本含量的估計原則：在保證試驗研究結(jié)果具有一定可信度（1－α），又具有一定檢驗效能（1－β）的前提下，估算出能夠達(dá)到主要研究目標(biāo)所需要的研究對象最小例數(shù)，以便通過樣本研究結(jié)果來推斷總體特征。其中α和β的取值大小是由試驗設(shè)計人員希望達(dá)到的可信性和檢驗效能而確定。有時試驗者會考慮到樣本意外丟失（如動物的非正常生病或死亡，人員的失訪等），會在估算出的最少樣本例數(shù)上比例不能太大，增加10％～20％即可，因為盲目追求大樣本量可能導(dǎo)致更多混雜因素的產(chǎn)生（如動物個體體質(zhì)相差太大等），導(dǎo)致更大或更多的偏倚發(fā)生。醫(yī)學(xué)工作者習(xí)慣用公式計算法、查表法、文獻(xiàn)法和專家咨詢法等方法估算樣本含量，這些方法主觀因素對估算結(jié)果影響大，而統(tǒng)計軟件由于操作簡單，考慮的客觀因素多，計算結(jié)果相對合理。統(tǒng)計軟件除了本文介紹的PASS軟件和Stata軟件外，還有nQueryAdvisor軟件、SamplePower軟件（SPSS公司研發(fā)）、SASA軟件和SAS軟件等，使用方法都大同小異。本文采取的3種方法計算結(jié)果不相同但卻都是合理有效的，因為醫(yī)學(xué)試驗研究中樣本含量不是唯一的，不同的研究方法、研究目的，研究要求和研究資料決定了不同的樣本含量，從表1中可看出樣本含量也并不是越大越精確。這些樣本含量估算方法參考了研究個體的變異度、研究結(jié)果的精確度（抽樣誤差），但未考慮研究成本、可行性與倫理學(xué)要求對樣本含量的影響。

總之，估算樣本含量的方法有許多，統(tǒng)計軟件具有更客觀、更全面和簡單方便的優(yōu)勢，在參數(shù)選擇正確的情況下其計算結(jié)果都是合理有效的，試驗研究人員要熟練掌握和運用，并以其計算結(jié)果為依據(jù)，正確分析試驗研究性質(zhì)，再綜合考慮研究成本、可行性與倫理學(xué)要求對樣本含量的影響，最終確定合適的樣本數(shù)。

作者:喻寧芳喻寧芬單位:廣州市第一人民醫(yī)院南沙醫(yī)院檢驗科