很多IVD企業(yè)在開(kāi)展臨床試驗(yàn)研究時(shí)經(jīng)常會(huì)碰到這樣的問(wèn)題：臨床入組樣本量應(yīng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)參考意義,，但在沒(méi)有相關(guān)產(chǎn)品臨床試驗(yàn)CS指南文件的情況下,，不清楚應(yīng)該怎么去確定產(chǎn)品需要入組多少樣本量。
今天,，IVDEAR團(tuán)隊(duì)為您分享一些比較常用且非常實(shí)用的臨床樣本量的確定方法,。
01
常見(jiàn)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(yàn)技術(shù)指導(dǎo)原則》介紹了基于統(tǒng)計(jì)學(xué)要求的最低樣本量估計(jì)的相關(guān)公式,。根據(jù)臨床需要設(shè)定適當(dāng)?shù)呐R床可接受標(biāo)準(zhǔn),，也就是單組目標(biāo)值法樣本量估算法,，是采用下面公式分別估算陽(yáng)性和陰性樣本,。?
n：樣本量；
α：一類錯(cuò)誤概率,，一般設(shè)定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025,；
β：二類錯(cuò)誤概率，設(shè)定為不大于0.2,，一般按0.2計(jì)算,；
Z(1-α/2)：顯著性水平的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位，Z（0.975）=1.96,；
Z(1-β)：把握度的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位,，Z（0.8）=0.84；
P0：評(píng)價(jià)指標(biāo)的臨床可接受標(biāo)準(zhǔn),；
PT：試驗(yàn)體外診斷試劑評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)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(biāo)準(zhǔn)85%和靈敏度預(yù)期值94%,，可計(jì)算得出陽(yáng)性樣本至少需100例（有小數(shù)建議進(jìn)一位取整，其他案例同理）,，考慮10%的脫落率計(jì)算后,，可計(jì)算得出陽(yáng)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(biāo)準(zhǔn)90%和特異性預(yù)期值95%,，計(jì)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(píng)價(jià)指標(biāo)滿足期望精度水平（置信區(qū)間的寬度一定）,，而不設(shè)定臨床可接受標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位,，一般設(shè)定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025；
Z（0.975）=1.96,；
P為評(píng)價(jià)指標(biāo)預(yù)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(yù)期值分別估算具有目標(biāo)疾病狀態(tài)的受試者（陽(yáng)性）或不具有目標(biāo)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(yù)期靈敏性85%和預(yù)期特異性95%，允許誤差Δ設(shè)定為0.05,，依次可計(jì)算得出陽(yáng)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(xiàng)分布的正態(tài)近似,，當(dāng)TPF或FPF接近1.0時(shí),，這個(gè)假設(shè)就失效了。
3. 另外,，當(dāng)靈敏度或特異度小于20%或大于80%時(shí),，樣本率的分布呈偏態(tài)，需對(duì)符合率的平方根進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換,，樣本量計(jì)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(shè)預(yù)期靈敏度85%和預(yù)期特異性80%,，允許誤差Δ設(shè)定為0.05,，依次可計(jì)算得出陽(yáng)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(cè)的樣本量估算
定量檢測(cè)可根據(jù)相關(guān)系數(shù)估算樣本量,，公式計(jì)算，公式如下：
公式中：
n：樣本量,；
a：一類錯(cuò)誤概率,，設(shè)定為雙側(cè)0.05或單側(cè)0.025；
β：二類錯(cuò)誤概率,，一般按0.2計(jì)算；
Z（1-α/s）和Z（1-β）表示對(duì)應(yīng)于α和β的標(biāo)準(zhǔn)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(yàn),，s=1為單側(cè)，s=2為雙側(cè),；
p0為相關(guān)系數(shù)可接受標(biāo)準(zhǔn)值,，p1為預(yù)期相關(guān)系數(shù)值。
估算示例4：根據(jù)CLSI EP9-A2文件的標(biāo)準(zhǔn),，對(duì)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(shè)線性系數(shù)為0.985（p1）設(shè)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(jì)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(jì)算樣本量軟件
除了上述樣本量計(jì)算公式外,，也可以直接借助軟件來(lái)計(jì)算，今天小編將重點(diǎn)介紹如下兩種軟件,。
(1) PASS
PASS（Power Analysis and Sample Size）美國(guó)NCSS公司開(kāi)發(fā),，能對(duì)數(shù)十種統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)條件下的檢驗(yàn)效能和樣本含量進(jìn)行估計(jì),。
(2) PASS操作
估算原理：采用單組目標(biāo)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(shè)置好各個(gè)參數(shù),，分別進(jìn)行靈敏度和特異性的樣本計(jì)算,，最后軟件計(jì)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(shè)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(jìn)行陽(yáng)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(yáng)性和陰性樣本估算結(jié)果,，最終陽(yáng)性和陰性樣本量取兩次估算值的較大值。
可以分別計(jì)算定性,、定量產(chǎn)品的樣本量，另外還可以進(jìn)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(jìn)行設(shè)置后計(jì)算出結(jié)果,。
Fig.3 IVD statistics樣本量計(jì)算
根據(jù)既定的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置后計(jì)算出結(jié)果,。
本文中介紹了定性樣本量計(jì)算公式,，原理是基于可接受標(biāo)準(zhǔn),，指定置信區(qū)間寬度進(jìn)行計(jì)算。另外,，當(dāng)靈敏度或特異度小于20%或大于80%時(shí),，樣本率的分布呈偏態(tài)的定性產(chǎn)品的樣本量如何計(jì)算，以及對(duì)于定量產(chǎn)品,，可以采用相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)的公式來(lái)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(lái)計(jì)算樣本量大小,。但是由于流行率的參數(shù)來(lái)源于相關(guān)文獻(xiàn)記錄或者疾病控制中心的實(shí)時(shí)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)，考慮疾病的流行率后,，那代表同一個(gè)疾病在不同流行期,、不同地域都會(huì)有變化,，實(shí)際執(zhí)行較為困難,。
當(dāng)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(shí)用的方法,。而具體到臨床試驗(yàn)方案的總體設(shè)計(jì)上，還需要臨床技術(shù)專家根據(jù)具體的臨床試驗(yàn)項(xiàng)目且結(jié)合法規(guī),、競(jìng)品,、經(jīng)驗(yàn)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(yàn)技術(shù)指導(dǎo)原則（2021年第72號(hào)）（國(guó)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
