样本量估算软件-PAS课件

样本量估算软件——PASS浙江省中医院临床评价分析中心2013-04-13本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计一、概述在假设性检验中，得出没有统计学差异的结果，可能由以下几个方面造成的：可能组间确实是没有差别的；可能组间事实上有差别，但由于样本太小，不能用统计方法来证明这种结果；不详样本量过大——浪费人力物力财力样本量过小——得不到正确的结论

样本量估算样本量估算的影响因素：

正确估计观察例数的标准，应该是保证研究课题具有一定代表性与可靠性的条件下所必须具有的最少例数。要符合这一标准，需具备以下条件：(1)、检验水准(通常=0.05)；(2)、检验效能1-(通常=0.10或0.20)；(3)、总体标准差σ；(4)、容许误差或检验的差值δ；(5)、其他（例如总体均数、总体等）。一、概述如何计算样本量？查公式手工计算软件实现一、概述Excel——函数SAS——编程PASS——自动计算样本量估算软件——PASS

PASS（PowerAnalysisandSampleSize）是用于效能分析和样本量估计的统计软件包。它能对数十种统计学检验条件下的检验效能和样本含量进行估计。

该软件界面友好，功能齐全，操作简便。一、概述软件下载地址：

一、概述PASS界面一、概述whichinyourregistere-mail（二）操作界面菜单栏工具栏运行键设置区域注释栏教程与帮助（三）结果界面菜单栏工具栏导航窗口结果显示窗口教程与帮助本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计二、区间估计的样本量的估计1、估计总体均数时样本量估计公式：σ已知：

σ未知：其中，n，δ，σ，S分别为样本含量、允许误差、总体标准差和样本标准差。【例2.1】已知某地成年男子身高的标准差是6.03cm，现在想进一步了解该地区成年男子身高的总体平均水平，若规定误差δ不超过0.5cm，取α=0.05，试估计需要调查多少人？均数单样本均数置信区间单样本均数的置信区间结果：需要调查562人。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计概率单样本概率置信区间单样本概率的置信区间目标变量N检验水准1-双侧检验容许误差δ基线比例置信区间准则本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计1、样本均数与总体均数比较的样本量估计公式：单侧：

双侧：其中：n，δ，s，α，β分别为样本含量、允许误差、样本标准差，犯Ⅰ类错误的概率和犯Ⅱ类错误的概率。【例3.1】某药厂研究某种新药治疗高血压的疗效，要求用药后舒张压下降1.5kPa才算该药有实际疗效。根据以前试验表明，舒张压下降量的标准差为3kPa。若规定α=0.05，检验效能1-β=0.8，试估计需要多少病人进行临床试验？均数单样本均数非零检验单样本均数检验结果：需要调查27人。=0.20

???本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计2、完全随机设计两样本均数比较的样本量估计(1)两组样本含量相等时公式：单侧：

双侧：其中：n，δ，s，α，β分别为样本含量、允许误差、样本标准差，犯Ⅰ类错误的概率和犯Ⅱ类错误的概率。【例3.2.1】某药厂对本厂新研发的降压药A与标准降压药B的疗效进行比较。已知B药能使血压平均水平下降2kPa，期望A药能平均下降4kPa，若降压值的标准差为4.5kPa，试问在α=0.05，检验效能1-β=0.8的条件下，需要多少病人进行临床试验？均数两个独立样本均数不等性检验两独立样本均数t检验目标变量N1检验效能1-检验水准当N2=N1时，R=1.0两组均值两组标准差结果：两组各需要调查64人。三、假设检验的样本量估计2、完全随机设计两样本均数比较的样本量估计(2)两组样本含量不等（两样本含量之比为n1:n2＝1:k时）公式：单侧：

双侧：其中：k，n，δ，s，α，β分别为样本含量倍数、样本含量、允许误差、样本标准差，犯Ⅰ类错误的概率和犯Ⅱ类错误的概率。【例3.2.2】某研究者打算分析多毛症患者与正常人血清睾酮含量(ng%)的差别，指定零假设为，备择假设为，α＝0.05，β＝0.10。由前人的研究资料估计血清睾酮含量的标准差为13.33，若多毛症患者较少，打算以1:4的比例调查患者与健康人，问需调查患者与健康人各多少？均数两个独立样本均数不等性检验两独立样本均数t检验目标变量N1检验效能1-检验水准R=N2:N1两组均值两组标准差结果：若以1:4的样本含量作调查，应调查患者24人，正常人96人。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计3、配对设计两样本均数比较的样本量估计公式：单侧：

双侧：【例3.3】用某药治疗硅沉着病患者后，尿矽排除量平均增加15mg/L，其标准差为25mg/L。假定该药确能使尿矽排除量增加，定α＝0.05（单侧），β＝0.10，问需观察多少患者才能得出服药前后尿矽排除量之间的差别有统计学意义的结论？均数单样本均数非零检验配对样本t检验目标变量N检验效能1-检验水准零假设差值备择假设差值标准差优效性检验结果：需观察26例患者。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计4、完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计

公式：

其中，n为各样本组所需样本含量。假定各样本组样本含量相等，且均为n，Xi和Si分别为第i个样本的均数和标准差的初估值。κ为组数。ψ值查本书附录B统计用表中表B-13ψ值表获得。【例3.4】某药厂观察三种降压药的疗效，经预试验测得各药物治疗后血压下降的均数分别为18mmHg、15mmHg和10mmHg，标准差分别为12.1mmHg、11.9mmHg和10.9mmHg。试问在α＝0.05，1-β＝0.9的条件下，每组需要多少病人进行临床试验？均数单因素方差分析单因素方差分析目标变量N检验效能1-检验水准分组数各组例数比例k1:k2:k3:…:kn各组均数各组标准差结果：每组需要(46+56+58)/3=53.54，即54例病人进行临床试验。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计5、两样本率比较的样本量估计(1)两样本含量相等时公式：单侧：双侧：式中p1和p2分别为两样本频率的估计值，p为两样本合并频率。【例3.5.1】拟研究两种抗菌药物(其中一种为对照药)对某感染性疾病的治疗效果，经预试验，试验药有效率为80%，对照药有效率为60%，今要做正式临床试验，问每组需要观察多少例患者(假设采用双侧试验)？概率两独立样本率检验两独立样本率检验目标变量N1检验效能1-检验水准当N2=N1时，R=1.0两组率双侧检验结果：每组需要观察109例患者。三、假设检验的样本量估计5、两样本率比较的样本量估计(2)两样本含量不等时（设n1:n2＝1:c）公式：单侧：双侧：式中，【例3.5.2】拟研究两种抗菌药物(其中一种为对照药)对某感染性疾病的治疗效果，经预试验，试验药有效率为80%，对照药有效率为60%，今要做正式临床试验，拟定实验组与对照组患者比例为1:4，问每组需要观察多少例患者(假设采用双侧试验)？概率两独立样本率检验两独立样本率检验目标变量N1检验效能1-检验水准R=N2:N1两组率双侧检验结果：实验组需要观察69例患者，对照组需要观察276例患者。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计6、病例－对照研究设计时样本量估计(1)不配对但病例数与对照数相等时的样本含量公式：式中，p0表示对照组中暴露者的比例，q0＝1-p0；p1表示病例组中暴露者的比例，[说明]如果无p1

的估计值，但有备择假设中的优势比的估计值OR，则可用下式计算p1：式中OR应取优势比OR的可能取值中的最小值。【例3.6.1】一次吸烟与肺癌关系的研究，得知一般人群中，即对照人群（P0）中有吸烟史的人所占的比例为20%，比值比（OR）为2，设α＝0.05（双侧），β＝0.10，求样本量。概率两独立样本率检验基于OR值的两独立样本率检验目标变量N1检验效能1-检验水准当N2=N1时，R=1.0OR值对照组发生率双侧检验结果：每组需要230人。三、假设检验的样本量估计6、病例－对照研究设计时样本量估计(2)不配对且病例数与对照数不等时的样本含量公式：式中，在实际工作中，以上公式可近似的表达为：【例3.6.2】一次吸烟与肺癌关系的研究，得知一般人群中，即对照人群（P0）中有吸烟史的人所占的比例为20%，比值比（OR）为2，设α＝0.05（双侧），β＝0.1，拟定病例组与对照组例数为1:4，求样本数量。概率两独立样本率检验基于OR值的两独立样本率检验目标变量N1检验效能1-检验水准R=N2:N1OR值对照组暴露比例双侧检验结果：病例组需要140人，对照组需要560人。三、假设检验的样本量估计6、病例－对照研究设计时样本量估计(3)配对对照研究的样本含量公式：式中，，OR为估计的优势比。【例3.6.3】如研究口服避孕药与先天性心脏病的关系，采用配对设计，设α＝0.05（双侧），β＝0.1，对照组暴露比例为P0=0.3，估计的OR为2。需多少样本量。概率两相关样本率检验配对病例对照研究两相关样本率检验未知时建议取0.2目标变量N1检验效能1-检验水准每位病例匹配的对照例数OR值对照组暴露比例结果：每组各需要238人。本期内容一、概述二、区间估计的样本量估计1.估计总体均数时样本量估计2.估计总体概率时样本量估计三、假设检验的样本量估计1.样本均数与总体均数比较的样本量估计2.完全随机设计两样本均数比较的样本量估计3.配对设计两样本均数比较的样本量估计4.完全随机设计多个样本均数比较的样本量估计5.两样本率比较的样本量估计6.病例－对照研究设计时样本量估计7.队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计三、假设检验的样本量估计7、队列研究设计四格表资料统计分析时样本量估计公式：式中P0、P1分别表示对照组与暴露组的发病概率。其中：(1)队列研究（已知RR）【例3.7.1】某医师采用队列研究的方法评价某药物预防脑卒中再发的效果，得知不用药者脑卒中的再发率为23％，估计