醫(yī)學(xué)研究中樣本量的選擇

○ 文/司效東

在醫(yī)學(xué)研究中常常會遇到選擇樣本量的問題。醫(yī)學(xué)研究者一般都缺乏概率論和數(shù)理統(tǒng)計方面的背景知識，所以在研究中對這個問題重視不夠，選擇研究的樣本量具有很大的隨機性，因此代表性和準確性較差。特別是動物實驗。其實這個問題在科學(xué)研究中非常重要，它影響到研究過程的嚴謹性及研究結(jié)論的可靠性?？蒲姓n題的建立其實就是一個醫(yī)學(xué)科研設(shè)計的過程，在這個過程中涉及很多問題，其中很重要的問題就是樣本量大小的確定，正確選擇樣本量，直接影響最終科研結(jié)論的可靠性。本文就樣本量選擇的意義及一些簡單的方法進行闡述。

一、樣本量選擇

樣本量是指總體中抽取的樣本元素的總個數(shù)，應(yīng)用于統(tǒng)計學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科。樣本量大小是選擇檢驗統(tǒng)計量的一個要素。由抽樣分布理論可知，在大樣本條件下，如果總體為正態(tài)分布，樣本統(tǒng)計量服從正態(tài)分布；如果總體為非正態(tài)分布，樣本統(tǒng)計量漸近服從正態(tài)分布。

合理確定樣本量的意義：

第一，樣本量過大，會增加調(diào)查工作量，造成人力、物力、財力、時間的浪費；

第二，樣本量過小，則樣本對總體缺乏足夠的代表性，從而難以保證推算結(jié)果的精確度和可靠性；

第三，樣本量確定的科學(xué)合理。一方面，可以在既定的調(diào)查費用下，使抽樣誤差盡可能小，以保證推算的精確度和可靠性；另一方面，可以在既定的精確度和可靠性下，使調(diào)查費用盡可能少，保證抽樣推斷的效果最好。

二、醫(yī)學(xué)研究樣本量的選擇

樣本量的估計是臨床研究科學(xué)設(shè)計的重要內(nèi)容。任何科學(xué)研究都要具有可重復(fù)性原則，其目的是要排除偶然因素的影響，得出科學(xué)的、真實的、規(guī)律性的結(jié)論。在臨床研究中，樣本量越小，抽樣誤差越大；若樣本量不足，可重復(fù)性差，檢驗效能低，不能排除偶然因素的影響，其結(jié)論就缺乏科學(xué)性及真實性；若樣本量過大，實驗條件難以控制，容易造成人力、物力和時間上的浪費。估計樣本量的目的就是在保證某個臨床試驗或臨床研究的結(jié)論具有科學(xué)性、真實性、可靠性的前提下，同時考慮到醫(yī)學(xué)研究所限定的條件，確定某研究所需要的最小觀察例數(shù)。

樣本量越大，越能反應(yīng)總體特征。當給定置信水平時，樣本量越大，誤差區(qū)間越小，然而這個關(guān)系并不是線性的，樣本量增大兩倍，并不一定能將誤差區(qū)間減少一半。同時，樣本量也不能低于某一個數(shù)量下限。

可以根據(jù)設(shè)計方案、資料類型及可能涉及的統(tǒng)計學(xué)方法來選擇樣本量的計算方法，也可以利用統(tǒng)計軟件來完成樣本量的計算。由于估算的樣本量是最少需要量，考慮受試者可能有不合作者、中途失訪、意外死亡等情況，而減少有效觀察的例數(shù)，因此應(yīng)該在估算的樣本量基礎(chǔ)上增加若干樣本例數(shù)。

目前，醫(yī)學(xué)研究樣本量的選擇主要遵循對照、隨機與重復(fù)三個原則，在結(jié)合統(tǒng)計學(xué)的基礎(chǔ)上，通過公式計算或查表獲得。國內(nèi)有關(guān)書籍提供的樣本量計算公式，主要適用于臨床試驗，并不適用動物實驗。動物實驗的樣本量可以參考臨床試驗的樣本量，并在此基礎(chǔ)上適當減少其樣本例數(shù)。理論上，研究者可以保證除干預(yù)以外的其他因素在不同組間完全均衡，也就是完全可以保證所有的實驗動物如實驗鼠的基因型、體重等完全一致，即在實驗干預(yù)之前所有的實驗動物之間不存在變異，所以對樣本量不做特別要求。研究者只需考慮在研究過程中動物死亡的損耗率，適當增加樣本例數(shù)即可。

確定樣本量方法有以下兩種：第一，根據(jù)允許的抽樣誤差范圍確定樣本量。如在excel里設(shè)置α、p和△的值；計算累積機率值；選擇“NORMINV”函數(shù)；計算Z值，計算樣本量。第二，根據(jù)特定目的確定樣本量。 1.若將一個樣本分成不同的組，要保證每組的樣本量都不能低于100；2.當每組樣本還需按不同的特性或配額劃分成更小的組時，要保證每個小組的樣本量至少在20-50之間；確定樣本量要考慮樣本結(jié)構(gòu)、精度要求、調(diào)研經(jīng)費以及總體特征易變性等因素。如果總體易變性強，或者個體之間的差異性大的時候，則需要適當增加樣本量。

三、醫(yī)學(xué)研究中樣本量選擇需要注意的事項

在醫(yī)學(xué)研究中樣本量的準確確定是一個難點。

必須考慮到，醫(yī)學(xué)研究的成組設(shè)計。應(yīng)盡可能采用樣本量相等的設(shè)計，尤其是多組設(shè)計時，一般要求各組的樣本量相等，只有在某些特殊情況下才考慮各組的樣本含量不相等。

必須考慮到，在足夠樣本的前提下，滿足樣本選擇的隨機性所需要的最小樣本量，以提高樣本的均衡性，不能把隨便、隨意當作隨機，使研究結(jié)果不可信。

必須考慮到，不同醫(yī)學(xué)條件下的樣本量選擇。由于醫(yī)學(xué)研究樣本的特殊性，按照不同條件增加最低樣本量；樣本量過少要適當?shù)脑黾訕颖玖浚菇Y(jié)果具有可靠性。