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樣本量估算是醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)中極為重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到研究結(jié)論能否達(dá)到預(yù)期。盡管數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)表明樣本量越大，樣本統(tǒng)計(jì)量就越貼近相應(yīng)的總體參數(shù)，但是過大的樣本量會(huì)降低研究的可行性和增加質(zhì)控的難度，而樣本量過小又難以保證估計(jì)精度和檢驗(yàn)效能。因此，樣本量估算是一個(gè)成本-效益和檢驗(yàn)效能的權(quán)衡過程。

所謂樣本量估算，是指為滿足統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性（I類操作的控制和檢驗(yàn)效能的保證）而計(jì)算出的所需樣本量。那么，臨床試驗(yàn)中為什么需要進(jìn)行樣本量的估算呢？

樣本量一般以臨床試驗(yàn)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行估算。需在臨床試驗(yàn)方案中說明樣本量估算的相關(guān)要素及其確定依據(jù)、樣本量的具體計(jì)算方法。一般而言，開展一項(xiàng)臨床試驗(yàn)，首先應(yīng)明確試驗(yàn)?zāi)康?，根?jù)不同的試驗(yàn)?zāi)康模M(jìn)而確定合適的試驗(yàn)設(shè)計(jì)類型、對(duì)照形式、比較類型，同時(shí)選取恰當(dāng)?shù)闹饕u(píng)價(jià)指標(biāo)及其相應(yīng)參數(shù)，以及有臨床意義的界值，在假定的I類錯(cuò)誤和II類錯(cuò)誤下，采用相應(yīng)的樣本量估算公式，可估算出試驗(yàn)所需的樣本量。

醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)中，常見的設(shè)計(jì)類型為平行設(shè)計(jì)，根據(jù)對(duì)照的不同，比較類型可按非劣效和優(yōu)效設(shè)計(jì)，主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的類型（定性指標(biāo)或定量指標(biāo)）不同，可有不同的計(jì)算公式。下面針對(duì)醫(yī)療器械臨床試驗(yàn)中常見的樣本量估算作一簡(jiǎn)單介紹。

01平行設(shè)計(jì)定量指標(biāo)樣本量計(jì)算公式

式中，n_T和n_C分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組所需樣本量，r為試驗(yàn)組與對(duì)照組的組間比例，通常取1:1；z_(1-α)、z_(1-β)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分?jǐn)?shù)位，一般取I類錯(cuò)誤α為單側(cè)0.025，II類錯(cuò)誤β為不大于0.2，此時(shí)(z_(1-β)+z_(1-α))^2=(1.960+0.842)^2=7.85；μ_T和μ_C分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的均值，σ為總體標(biāo)準(zhǔn)差；?為有臨床意義的界值，如果主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為高優(yōu)指標(biāo)（數(shù)值越大越好），則非劣效設(shè)計(jì)時(shí)，?應(yīng)為負(fù)值，優(yōu)效設(shè)計(jì)時(shí)，?應(yīng)為0或正值。如果主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為低優(yōu)指標(biāo)（數(shù)值越小越好），則?取值正好相反。

02平行設(shè)計(jì)定性指標(biāo)樣本量計(jì)算公式

式中，n_T、 n_C、 r、z_(1-α)和z_(1-β)的含義與定量指標(biāo)計(jì)算公式相同；π_T和π_C分別為試驗(yàn)組和對(duì)照組主要評(píng)價(jià)指標(biāo)的發(fā)生率；?為有臨床意義的界值，如果主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為高優(yōu)指標(biāo)，則非劣效設(shè)計(jì)時(shí)，?應(yīng)為負(fù)值，優(yōu)效設(shè)計(jì)時(shí)，?應(yīng)為0%或正值。如果主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為低優(yōu)指標(biāo)，則?取值正好相反。

示例：某器械產(chǎn)品臨床試驗(yàn)，擬采用非劣效設(shè)計(jì)，與已上市產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)照。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)照器械有效率為90%，在試驗(yàn)中，預(yù)期試驗(yàn)器械有效率可達(dá)到對(duì)照器械同樣水平，如果試驗(yàn)器械的有效率比對(duì)照器械最多差10%可以接受，假設(shè)單側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.025，把握度80%，需多大樣本量得到試驗(yàn)器械非劣于對(duì)照器械的結(jié)論？

計(jì)算過程：n_T=n_C=□((7.85×[0.9(1-0.9)+0.9(1-0.9) ])/(0.9-0.9--(-0.1) )^2 )≈142，兩組所需有效樣本例數(shù)分別為142例，考慮試驗(yàn)過程中20%的脫落率，兩組分別需招募178例受試者，最終整個(gè)試驗(yàn)所需總樣本量為356例。

03其他的設(shè)計(jì)類型

除了以上兩種常見的樣本量估算形式，器械臨床試驗(yàn)中，還有一些其他的設(shè)計(jì)類型，如單組目標(biāo)值設(shè)計(jì)，其樣本量計(jì)算公式為：n=□([Z_(1-α⁄2) √(π_O (1-π_O ))+Z_(1-β) √(π_T (1-π_T ) )]^2/(π_T-π_O )^2 )，式中π_T為試驗(yàn)組預(yù)期事件發(fā)生率、π_O為目標(biāo)值?；蚴前凑蔗t(yī)療器械管理的體外診斷試劑臨床試驗(yàn)中，可按如下公式：n=□((Z_(1-α⁄2)^2 π(1-π))/?^2 )分別計(jì)算試驗(yàn)過程中所需的陽(yáng)性受試者和陰性受試者例數(shù)，式中π為靈敏度或特異度的預(yù)期值，?為π的允許誤差大小，一般取π的95%置信區(qū)間寬度的一半，常用的取值為0.05-0.10。