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一、問題與數(shù)據(jù) 最近小宋醫(yī)生在撰寫一項項目書，研究設(shè)計是診斷試驗，研究目的是探討在使用呼吸機(jī)的病人中，與金標(biāo)準(zhǔn)相比，A指數(shù)預(yù)測撤機(jī)（呼吸機(jī)）失敗的準(zhǔn)確性。但是小宋醫(yī)生不知道樣本量怎么計算，所以跑來找小咖幫忙。 小宋醫(yī)生希望該研究的ROC曲線下面積的最小值為0.80。假設(shè)α=0.05，β=0.10，預(yù)計10%的失訪率，本研究擬定撤機(jī)失敗的病人和撤機(jī)成功的病人數(shù)目相等，則該研究需要多大的樣本量呢？ 二、對問題的分析 小宋醫(yī)生的研究為診斷試驗，要使用ROC曲線下面積計算樣本量，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)研究目的設(shè)定最小的ROC曲線下面積。然后擬定檢驗水準(zhǔn)α和檢驗效能1-β，以及所需要的陰性組與陽性組的比例，即撤機(jī)失敗的病人和撤機(jī)成功的病人之比。 根據(jù)上面的敘述得知ROC曲線下面積最少0.80，α=0.05，β=0.10，陰性組與陽性組的比例為1。 下面我們來看一下如何用Medcalc軟件實現(xiàn)樣本量計算。 三、Medcalc操作方法 1. 選擇Sampling→Area under ROC curve… 2. Type I error (Alpha, Significance)中填入0.05；Type II error (Beta, 1-Power)中填入0.10；Area under ROC curve中填入最小可接受的ROC曲線下面積0.80；Null hypothesis value指零假設(shè)下即A指數(shù)無診斷價值時的ROC曲線下面積0.5（為什么ROC曲線下面積是0.5時沒有診斷價值，請參考之前發(fā)過的“了解ROC曲線下面積，有這篇文章就夠了”）；Ratio of sample sizes in negative/positive groups：陰性組與陽性組的比值為1。點擊Calculate。 計算結(jié)果見下圖，在計算結(jié)果的表中找到本研究α=0.05和β=0.10對應(yīng)的值，為17+17。
有不清楚的地方，請記得點擊上圖左下角的問號，查看幫助文件。 下面我們來依次解釋各個概念：
我們用一個生動形象的例子來詳細(xì)講一下： 零假設(shè)（H0）：病人沒有懷孕。 備擇假設(shè)（H1）:病人懷孕。 在下圖中，我們可以看到，左側(cè)的男性病人不可能懷孕（當(dāng)然是指自然狀態(tài)下），但醫(yī)生卻認(rèn)為病人懷孕，這就是當(dāng)零假設(shè)是真實的卻拒絕了零假設(shè)，犯了I類錯誤；而右側(cè)的女性病人，可以看到其懷孕，但是醫(yī)生卻認(rèn)為病人沒有懷孕，這就是零假設(shè)不成立卻接受了零假設(shè)，犯了II類錯誤。是不是很形象呢？如果還是不理解，請參考“統(tǒng)計方法套路深，細(xì)說I類錯誤和II類錯誤！”。 （圖片來源：flowingdata.com） |
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