样本量怎么算?常用公式、软件和需要的参数
简要回答:样本量取决于研究设计、主要结局、预期效应大小、检验水准 α(常用 0.05)和检验效能(常用 80% 或 90%),再考虑失访率放大。可用 PASS、G*Power 或 R 的 pwr 包计算,并在论文中写清每个参数的来源。
需要准备哪些参数
- 研究设计:两组比较、多组比较、相关分析、回归、生存分析等,公式各不相同;
- 主要结局类型:连续型(均数、标准差)、二分类(率)、生存时间;
- 预期效应大小:两组均数差或率的差异,最好来自预实验或已发表文献;
- α:通常取双侧 0.05;
- 检验效能(1−β):通常取 80% 或 90%;
- 失访率 / 无效应答率:最后按比例放大样本量。
一个例子:两组均数比较
两独立样本、两组等量时,每组样本量近似为:
n = 2σ²(z₁₋α/₂ + z₁₋β)² / δ²
其中 σ 为标准差,δ 为希望检出的两组均数差。α = 0.05(双侧)时 z₁₋α/₂ = 1.96,效能 80% 时 z₁₋β ≈ 0.84,(1.96 + 0.84)² ≈ 7.84,所以 n ≈ 15.7 × σ² / δ²。若 σ = 10、δ = 5,每组约 63 人;再考虑 10% 失访,每组约需 70 人。
常用工具
| 工具 | 特点 |
|---|---|
| PASS | 覆盖设计类型多,医学研究常用 |
| G*Power | 免费,适合 t 检验、方差分析、回归等 |
| R:pwr 包 | 免费,可脚本化,如 pwr.t.test() |
| 在线计算器 | 简单设计可用,注意核对公式 |
论文里怎么写
写明依据的研究设计、主要结局、效应大小的来源(引用文献或预实验)、α、检验效能、失访率和最终样本量,例如:"根据既往研究……设定 α = 0.05(双侧),检验效能 80%,考虑 10% 失访,每组需纳入 70 例。"
回顾性研究需要算吗?
回顾性研究样本往往由现有数据决定,可以说明样本来源和纳入情况,必要时做事后效能分析或报告效应量置信区间,但事后效能分析的意义有限。
什么时候需要找导师
复杂设计(整群随机、非劣效、重复测量、生存分析)样本量不会算、效应大小没有依据时,可以请统计或流病方向导师帮你确定参数。
常见追问
没有预实验和文献,效应大小怎么定?
可以参考同类研究的效应、临床上有意义的最小差异,或者按 Cohen 的小、中、大效应量设定,并在文中说明理由。
问卷调查样本量有经验公式吗?
描述性横断面调查常按率的估计公式计算;做量表因子分析时常见经验是题目数的 5–10 倍,但仍建议结合研究目的计算。
样本量越大越好吗?
样本量过小会漏检真实效应,过大会浪费资源,并让很小的、无实际意义的差异也显著,按需计算最合理。
本文由鉴刊课堂教研组整理,仅介绍科研方法,供学习参考。鉴刊课堂只提供方法指导,不代写论文、不代做数据分析。
