R語言樣本量計算

2021-10-13 10:22:39 字數 4213 閱讀 7828

連續型變數

統計功效與樣本量間資料視覺化

一般的研究設計中,臨床結局變數可分為連續性或二分型別,不同型別的設計往往對應不同的結局變數。樣本量計算方法也有所不同。

二分類結局是指結局為二分類且二者互斥,如實施某種**後,患者是否**況。服藥後病情是否改善。

給定組1(n=28)某事件發生概率為30%,組2(n=28)某事件發生概率為55%,計算該研究的統計功效。

power.prop.test(n=

28,p1=

0.3,p2=

0.55

)

two-sample comparison of proportions power calculation 

n =28 p1 =

0.3 p2 =

0.55

sig.level =

0.05

power =

0.4720963

alternative = two.sided

note: n is number in

*each* group

結果解釋:power = 0.4720963,在每組樣本n=28,組1發生某事件發生概率為0.3,組2某事件發生概率為0.55的情況下,該試驗設計的統計功效為0.48。

給定組1某事件發生概率為30%,組2某事件發生概率為55%,計算要求統計功效達到80%所需樣本量。

power.prop.test(power=

0.8,p1=

0.3,p2=

0.55

)

two-sample comparison of proportions power calculation 

n =60.18568

p1 =

0.3 p2 =

0.55

sig.level =

0.05

power =

0.8 alternative = two.sided

note: n is number in

*each* group

結果解釋:給定組1某事件發生概率為30%,組2某事件發生概率為55%,統計功效達到80%每組所需樣本量為61。

連續型變數指能取到範圍內任意值的變數,如bmi值,身高,體重,血壓,血糖等,可見絕大部分的生化指標,測量資料都屬於連續型變數。

給定組1(n=28),組2(n=28),二者結局指標之間均值差值為0.5,離散程度sd為0.28,計算該研究統計功效。

power.t.test(n=

28,delta=

0.5,sd=

0.28

,type=

"two.sample"

)

two-sample t test power calculation 

n =28 delta =

0.5 sd =

0.28

sig.level =

0.05

power =

0.9999979

alternative = two.sided

note: n is number in

*each* group

能發現兩組間均值存在差異性的功效power = 0.9999979

給定組1,組2結局指標之間均值差值為0.5,離散程度sd為0.28,要使研究統計功效達到80%,需要多大的樣本量。

power.t.test(power=

0.8,delta=

0.5,sd=

0.28

,type=

"two.sample"

)

two-sample t test power calculation 

n =6.052108

delta =

0.5 sd =

0.28

sig.level =

0.05

power =

0.8 alternative = two.sided

note: n is number in

*each* group

結果解釋:給定組1,組2結局指標之間均值差值為0.5,離散程度sd為0.28,要使研究統計功效達到80%,需要每組至少7個樣本量。

在上述例子中,我們已經知道power.prop.test函式和power.t.test函式能夠計算樣本量及統計功效,下述函式可繪製在給定兩組事件發生概率情況下的統計功效與樣本量的散點圖。

samplesizes 

10,to=

200,by=10)

power.samplesizes

0.3,p2=

0.55

)$power

plot(samplesizes,

power.samplesizes,

xlim=c(0,

200)

, xlab=

"sample size"

, ylab=

"expected power"

, ylim=c(0,

1), type=

"b",

col=

"darkorange"

, lwd=

5,axes=

false

)axis(

1,at=c(0,

50,100,

150,

200)

)axis(

2,at=c(0,

0.25

,0.5

,0.75,1

),labels=paste(c(0,

25,50,

75,100)

,"%"

))

如圖所示

differences 

0.1,to=

2,by=

0.1)

function

(d))

function

(d))

plot(differences,

samplesize.sd04,

xlim=c(0,

2), xlab=

"expected difference between groups"

, ylab=

"required sample size"

, ylim=c(0,

350)

, type=

"b",

col=

"darkblue"

, lwd=

5,axes=

false

)lines(differences, samplesize.sd03,col=

"turquoise"

,lwd=

5,type=

"b")

axis(

1,at=c(0,

0.2,

0.5,1,

1.5,2)

)axis(

2,at=c(

350,

100,50,

10,0)

)legend(x=

"topright"

,lwd=

5,bty=

"n",legend=c(

"sd=0.4"

,"sd=0.3"

),col=c(

"darkblue"

,"turquoise"

))

如圖所示

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