很多IVD企業(yè)在開展臨床試驗研究時經(jīng)常會碰到這樣的問題：臨床入組樣本量應具有統(tǒng)計學參考意義,，但在沒有相關(guān)產(chǎn)品臨床試驗CS指南文件的情況下,，不清楚應該怎么去確定產(chǎn)品需要入組多少樣本量,。
今天,，IVDEAR團隊為您分享一些比較常用且非常實用的臨床樣本量的確定方法。
01
常見的定性試劑的樣本估算原理和公式
1.?《體外診斷試劑臨床試驗技術(shù)指導原則》介紹了基于統(tǒng)計學要求的最低樣本量估計的相關(guān)公式,。根據(jù)臨床需要設定適當?shù)呐R床可接受標準,，也就是單組目標值法樣本量估算法，是采用下面公式分別估算陽性和陰性樣本,。?
n：樣本量,；
α：一類錯誤概率，一般設定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025,；
β：二類錯誤概率,，設定為不大于0.2，一般按0.2計算,；
Z(1-α/2)：顯著性水平的標準正態(tài)分布的分數(shù)位,，Z（0.975）=1.96；
Z(1-β)：把握度的標準正態(tài)分布的分數(shù)位,，Z（0.8）=0.84,；
P0：評價指標的臨床可接受標準；
PT：試驗體外診斷試劑評價指標預期值,；
（PT- P0）：總體參數(shù)差異,。?
估算示例1：首先將提前公式輸入，然后在E,H列分別輸入靈敏度可接受標準85%和靈敏度預期值94%,，可計算得出陽性樣本至少需100例（有小數(shù)建議進一位取整，其他案例同理）,，考慮10%的脫落率計算后,，可計算得出陽性樣本至少需111例。
?Fig. 1 估算示例1
同理,，可在E,H列分別輸入特異性可接受標準90%和特異性預期值95%,，計算得出陰性樣本至少需264例（如Fig1, 右）。
2.?根據(jù)需要,，只保證評價指標滿足期望精度水平（置信區(qū)間的寬度一定）,，而不設定臨床可接受標準的情況，可采用如下公式：
公式中：
n：樣本量,；
Z(1-α/2)：顯著性水平的標準正態(tài)分布的分數(shù)位,，一般設定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025；
Z（0.975）=1.96,；
P為評價指標預期值,，Δ為P的允許誤差大小。
采用上述公式，可根據(jù)靈敏度或特異度的預期值分別估算具有目標疾病狀態(tài)的受試者（陽性）或不具有目標疾病狀態(tài)的受試者（陰性）的樣本量,。
估算示例2：按照示例1中方式一步一步提前輸入公式即可,。分別輸入預期靈敏性85%和預期特異性95%，允許誤差Δ設定為0.05,，依次可計算得出陽性樣本至少需218例,，陰性性樣本至少需82例（考慮10%脫落率）。
注：上述方程是基于二項分布的正態(tài)近似,，當TPF或FPF接近1.0時,，這個假設就失效了。
3. 另外,，當靈敏度或特異度小于20%或大于80%時,，樣本率的分布呈偏態(tài)，需對符合率的平方根進行反正弦轉(zhuǎn)換,，樣本量計算公式為：
公式中：
n：樣本量,；
Zα：1.96；
σ：一般取0.08,；
p：靈敏度或特異性的符合率,。
估算示例3：假設預期靈敏度85%和預期特異性80%，允許誤差Δ設定為0.05,，依次可計算得出陽性樣本至少需84例,，陰性性樣本至少需106例（考慮10%脫落率）。
02
定量檢測的樣本量估算
定量檢測可根據(jù)相關(guān)系數(shù)估算樣本量,，公式計算,，公式如下：
公式中：
n：樣本量；
a：一類錯誤概率,，設定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025,；
β：二類錯誤概率，一般按0.2計算,；
Z（1-α/s）和Z（1-β）表示對應于α和β的標準正態(tài)分布百分位數(shù),；
s這里指的是單側(cè)或雙側(cè)檢驗，s=1為單側(cè),，s=2為雙側(cè),；
p0為相關(guān)系數(shù)可接受標準值，p1為預期相關(guān)系數(shù)值,。
估算示例4：根據(jù)CLSI EP9-A2文件的標準,，對比試劑與候選試劑的直線相關(guān)系數(shù)不得低于0.975（p0），那我們假設線性系數(shù)為0.985（p1）設定單側(cè)參數(shù)：S=1, a=0.025,，β=0.2,，根據(jù)上面的公式我們可以計算出,，樣本量n為121例。如果考慮10%的脫落剔除率,，那么最低樣本量為121/0.9=135例,。
03
計算樣本量軟件
除了上述樣本量計算公式外，也可以直接借助軟件來計算,，今天小編將重點介紹如下兩種軟件,。
(1) PASS
PASS（Power Analysis and Sample Size）美國NCSS公司開發(fā),，能對數(shù)十種統(tǒng)計學檢驗條件下的檢驗效能和樣本含量進行估計,。
(2) PASS操作
估算原理：采用單組目標值類似原理。在左側(cè)界面中依次選擇“Procedures—“Sensitivity and Specificity—“Test for One-Sample Sensitivity and Specificity”,，然后在面板設置好各個參數(shù),，分別進行靈敏度和特異性的樣本計算，最后軟件計算出不同疾病流行率下所需的最少樣本數(shù)量,，如 Fig.2所示,。
Fig.2 設置參數(shù)界面
Fig.2 參數(shù)界面和結(jié)果
結(jié)果解釋：分別進行陽性、陰性樣本量估算,，每次估算可得到不同疾病流行率下,，診斷靈敏度或診斷特異性所需的陽性和陰性樣本估算結(jié)果，最終陽性和陰性樣本量取兩次估算值的較大值,。
可以分別計算定性、定量產(chǎn)品的樣本量,，另外還可以進行靈敏度,、特異性，置信區(qū)間,、KAPPA,，ROC等分析。如Fig.3,，根據(jù)既定的相關(guān)參數(shù)進行設置后計算出結(jié)果,。
Fig.3 IVD statistics樣本量計算
根據(jù)既定的相關(guān)參數(shù)進行設置后計算出結(jié)果,。
本文中介紹了定性樣本量計算公式，原理是基于可接受標準,，指定置信區(qū)間寬度進行計算,。另外，當靈敏度或特異度小于20%或大于80%時,，樣本率的分布呈偏態(tài)的定性產(chǎn)品的樣本量如何計算,，以及對于定量產(chǎn)品,，可以采用相關(guān)系數(shù)檢驗的公式來估算樣本量。
除此之外,，本文還展現(xiàn)了PASS和IVD statistics軟件,。PASS軟件需考慮疾病流行率來計算樣本量大小。但是由于流行率的參數(shù)來源于相關(guān)文獻記錄或者疾病控制中心的實時監(jiān)控和統(tǒng)計,，考慮疾病的流行率后,，那代表同一個疾病在不同流行期、不同地域都會有變化,，實際執(zhí)行較為困難,。
當然，需要注意的是,，以上樣本量估算方法僅是一些比較常用及實用的方法,。而具體到臨床試驗方案的總體設計上，還需要臨床技術(shù)專家根據(jù)具體的臨床試驗項目且結(jié)合法規(guī),、競品,、經(jīng)驗等多方面因素綜合考量和打磨而最終敲定。
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上述樣本量估算方法的主要依據(jù)為：
①?體外診斷試劑臨床試驗技術(shù)指導原則（2021年第72號）（國家局）,；
② Method Comparison and Bias Estimation Using Patient Samples（EP9-A2）,；
③ Assessment of the Diagnostic Accuracy of Laboratory Tests Using Receiver Operating Characteristic Curves; Approved Guideline （EP24-A2）.
轉(zhuǎn)載自醫(yī)業(yè)觀察
