Calculadora del tamaño de muestra de un estudio de cohorte

La calculadora del tamaño de muestra de un estudio de cohorte es una herramienta que se utiliza para determinar la cantidad de participantes necesarios en cada grupo (expuestos y no expuestos) para detectar una diferencia estadísticamente significativa en los resultados entre los grupos. El cálculo preciso del tamaño de la muestra es esencial para garantizar que el estudio tenga la potencia suficiente para identificar diferencias significativas, evitando al mismo tiempo esfuerzos de reclutamiento innecesarios o gastos de recursos. Esta calculadora es particularmente útil para los investigadores que diseñan estudios de cohorte en campos como la epidemiología, la salud pública y la por Investigación. Pertenece a la Categoría de herramientas de planificación estadística y de investigación..

Fórmula para calcular el tamaño de muestra de un estudio de cohorte

El tamaño de muestra necesario para un estudio de cohorte se calcula utilizando la fórmula:

Lugar:

• n es el tamaño de muestra requerido por grupo (expuesto o no expuesto).
• Zα es la puntuación Z correspondiente al nivel de significancia elegido (α).
• Zβ es el puntaje Z correspondiente a la potencia deseada (1 – β).
• p1 es la proporción del resultado en el grupo expuesto.
• p2 es la proporción del resultado en el grupo no expuesto.
• p1 – p2 es la diferencia absoluta en proporciones (tamaño del efecto).

Fórmulas detalladas para variables:

Nivel de significancia (Zα):

Zα = Φ⁻¹(1 – α/2)
Dónde Φ⁻¹ es la inversa de la distribución normal estándar.

Potencia (Zβ):

Zβ = Φ⁻¹(Potencia)
Dónde Potencia = 1 – β.

Proporciones (p1 y p2):

Estos representan las proporciones estimadas del resultado en los grupos expuestos y no expuestos, con base en estudios o suposiciones previas.

Tamaño del efecto:

Tamaño del efecto = p1 – p2

Tamaño total de la muestra:

Si los grupos son del mismo tamaño:
N total = 2 × n

Si los grupos son desiguales, ajústelos utilizando una proporción (r) de no expuestos a expuestos:

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

Tabla precalculada para estimaciones del tamaño de la muestra

A continuación se muestra una tabla de referencia que muestra el tamaño de muestra necesario para escenarios comunes en estudios de cohorte:

Nivel de significancia (α)	Potencia (1 – β)	Tamaño del efecto (p1 – p2)	Tamaño de la muestra por grupo (n)	Tamaño total de la muestra (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

Esta tabla simplifica la planificación de estudios con umbrales estadísticos y tamaños de efectos comunes.

Ejemplo de calculadora del tamaño de muestra de un estudio de cohorte

Supongamos que un investigador está diseñando un estudio de cohorte para evaluar la asociación entre un factor de riesgo y un resultado:

• Proporción de resultados en el grupo expuesto (p1) = 0.30.
• Proporción de resultados en el grupo no expuesto (p2) = 0.20.
• Nivel de significancia deseado (α) = 0.05.
• Potencia deseada (1 – β) = 0.80.

Paso 1: Calcular puntuaciones Z

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

Paso 2: Calcular el tamaño del efecto

Tamaño del efecto = p1 – p2 = 0.30 – 0.20 = 0.10

Paso 3: Calcular los términos de varianza

• Diferencia Para el grupo expuesto: p1(1 – p1) = 0.30 × (1 – 0.30) = 0.21
• Varianza para el grupo no expuesto: p2(1 – p2) = 0.20 × (1 – 0.20) = 0.16

Paso 4: Sustituir valores en la fórmula

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

Paso 5: Calcular el tamaño total de la muestra

Para grupos de igual tamaño:
Total N = 2 × n = 2 × 385 = 770 participantes

Este resultado indica que el estudio requiere 385 participantes por grupo, o 770 en total, para alcanzar el nivel de potencia y significancia deseados.

Preguntas frecuentes más comunes