Rechner für die Stichprobengröße von Kohortenstudien

Der Stichprobengrößenrechner für Kohortenstudien ist ein Tool, mit dem die Anzahl der Teilnehmer ermittelt werden kann, die in jeder Gruppe (exponiert und nicht exponiert) erforderlich sind, um einen statistisch signifikanten Unterschied in den Ergebnissen zwischen den Gruppen festzustellen. Eine genaue Berechnung der Stichprobengröße ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass die Studie über ausreichende Aussagekraft verfügt, um bedeutsame Unterschiede festzustellen und gleichzeitig unnötige Rekrutierungsbemühungen oder Ressourcenausgaben zu vermeiden. Dieser Rechner ist besonders nützlich für Forscher, die Kohortenstudien in Bereichen wie Epidemiologie, öffentliche Gesundheit und klinisch Forschung. Es gehört zu den Kategorie der Statistik- und Forschungsplanungstools.

Formel zur Berechnung der Stichprobengröße für Kohortenstudien

Die für eine Kohortenstudie erforderliche Stichprobengröße wird mithilfe der folgenden Formel berechnet:

Kennzahlen:

• n ist die erforderliche Stichprobengröße pro Gruppe (exponiert oder nicht exponiert).
• Zα ist der Z-Score, der dem gewählten Signifikanzniveau entspricht (α).
• Zβ ist der Z-Score, der der gewünschten Leistung entspricht (1 – β).
• p1 ist der Anteil des Ergebnisses in der exponierten Gruppe.
• p2 ist der Anteil des Ergebnisses in der nicht exponierten Gruppe.
• S. 1 – S. 2 ist das absolute Unterschied in den Proportionen (Effektgröße).

Detaillierte Formeln für Variablen:

Signifikanzniveau (Zα):

Zα = Φ⁻¹(1 – α/2)
COHO Expo bei der Φ⁻¹ ist die Umkehrung der Standardnormalverteilung.

Leistung (Zβ):

Zβ = Φ⁻¹(Leistung)
COHO Expo bei der Leistung = 1 – β.

Proportionen (p1 und p2):

Diese stellen die geschätzten Anteile des Ergebnisses in den exponierten und nicht exponierten Gruppen dar, basierend auf früheren Studien oder Annahmen.

Effektgröße:

Effektgröße = p1 – p2

Gesamtstichprobengröße:

Wenn die Gruppen gleich groß sind:
Gesamt N = 2 × n

Wenn die Gruppen ungleich sind, passen Sie sie mithilfe eines Verhältnisses an (r) von unbelichtet zu belichtet:

• n1 = n
• n2 = r × n
• Gesamt N = n1 + n2

Vorkalkulierte Tabelle zur Schätzung der Stichprobengröße

Nachfolgend finden Sie eine Referenztabelle mit der erforderlichen Stichprobengröße für gängige Szenarien in Kohortenstudien:

Signifikanzniveau (α)	Leistung (1 – β)	Effektgröße (p1 – p2)	Stichprobengröße pro Gruppe (n)	Gesamtstichprobengröße (N)
0.05	0.80	0.10	385	770
0.05	0.90	0.10	506	1,012
0.05	0.80	0.20	97	194
0.01	0.80	0.15	175	350
0.01	0.95	0.10	614	1,228

Diese Tabelle vereinfacht die Planung von Studien mit gängigen statistischen Schwellenwerten und Effektstärken.

Beispiel für einen Stichprobengrößenrechner für Kohortenstudien

Angenommen, ein Forscher entwirft eine Kohortenstudie, um den Zusammenhang zwischen einem Risikofaktor und einem Ergebnis zu untersuchen:

• Anteil der Ergebnisse in der exponierten Gruppe (p1) = 0.30.
• Anteil der Ergebnisse in der nicht exponierten Gruppe (p2) = 0.20.
• Gewünschtes Signifikanzniveau (α) = 0.05.
• Gewünschte Leistung (1 – β) = 0.80.

Schritt 1: Z-Scores berechnen

Zα = Φ⁻¹(1 – α/2) = Φ⁻¹(0.975) ≈ 1.96
Zβ = Φ⁻¹(Leistung) = Φ⁻¹(0.80) ≈ 0.84

Schritt 2: Effektgröße berechnen

Effektgröße = p1 – p2 = 0.30 – 0.20 = 0.10

Schritt 3: Varianzterme berechnen

• Unterschied für die exponierte Gruppe: p1(1 – p1) = 0.30 × (1 – 0.30) = 0.21
• Varianz für die nicht exponierte Gruppe: p2(1 – p2) = 0.20 × (1 – 0.20) = 0.16

Schritt 4: Werte in die Formel einsetzen

n = [(1.96 + 0.84)² × (0.21 + 0.16)] / (0.10)²
n ≈ [7.84 × 0.37] / 0.01 = 2,900 / 0.01 ≈ 385

Schritt 5: Gesamtstichprobengröße berechnen

Bei gleicher Gruppengröße:
Gesamt N = 2 × n = 2 × 385 = 770 Teilnehmer

Dieses Ergebnis zeigt, dass für die Studie 385 Teilnehmer pro Gruppe oder insgesamt 770 erforderlich sind, um das gewünschte Aussagekraft- und Signifikanzniveau zu erreichen.

Die häufigsten FAQs