檢定力分析計算機
依選定的顯著水準與統計檢定力,估算偵測目標效果所需的樣本數。
事前檢定力分析
針對標準化平均數效果的雙尾常態近似。
關於檢定力分析
檢定力分析連結了影響統計研究的四個量:效果量、顯著水準、統計檢定力與樣本數。本計算機執行事前分析,也就是在開始蒐集資料前,估算獨立觀測值的最低數量。效果量以 Cohen's d 輸入,是以標準差為單位的標準化差異。約 0.2 常被稱為小效果,0.5 為中等效果,0.8 為大效果,但有意義的數值應來自專業知識、既有證據或值得偵測的最小效果。
顯著水準通常稱為 alpha,控制虛無假設為真時可容忍的偽陽性機率,常用值為 0.05。統計檢定力則是指定效果確實存在時將其偵測出的機率。研究者通常以 0.80 或 0.90 的檢定力規劃。提高檢定力、降低 alpha 或鎖定較小效果,都會增加所需樣本數,因為研究必須在更嚴格的證據要求下辨別較弱的訊號。
計算採用雙尾常態近似。將對應 alpha 一半的標準常態臨界值與目標檢定力的臨界值相加,除以標準化效果量,再平方並無條件進位。此模型適用於單一樣本標準化平均數檢定的初期規劃,也可作為相關設計的透明近似。兩個獨立組的研究通常需依分配比例與變異數假設,將顯示數量調整倍數後作為各組樣本數,因此正式招募前應使用符合設計的方法。
結果應視為統計上的最低需求,而非完整招募目標。請針對預期流失、資料缺漏、群聚、重複量測、組間分配不均、多個主要結果指標或效果估計的不確定性增加樣本數。檢定力計算無法修正抽樣偏誤、量測品質不佳或分析模型不適當。請在研究計畫中記錄所有假設,並考慮以多個合理效果量進行敏感度計算,讓相關人員了解不確定性如何影響實際樣本需求。
檢定力分析範例
| 輸入 | 樣本數 | 解讀 |
|---|---|---|
| d = 0.50,alpha = 0.05,檢定力 = 0.80 | 32 | 慣用的中等效果與 80% 檢定力。 |
| d = 0.80,alpha = 0.05,檢定力 = 0.90 | 17 | 較大的效果需要較少觀測值。 |
| d = 0.30,alpha = 0.05,檢定力 = 0.80 | 88 | 較小的目標效果需要更多觀測值。 |
如何計算統計檢定力所需樣本數
- 根據先前研究或有意義的門檻,選擇具合理依據的標準化效果量。
- 輸入假設檢定將採用的顯著水準。
- 設定期望偵測目標效果的機率。
- 計算後納入流失或設計效應,再將招募人數無條件進位。
檢定力分析常見問題
80% 的統計檢定力代表什麼?
表示指定效果確實存在時,規劃中的檢定有 80% 的機率拒絕虛無假設。這不代表顯著結果有 80% 的機率為真。
為什麼較小的效果需要較大樣本?
小效果較難與隨機抽樣變異區分。增加觀測值可降低標準誤,讓較弱的訊號更容易被偵測。
是否應一律使用 alpha 0.05?
不是。alpha 應反映偽陽性的後果與研究計畫。較嚴格的水準可減少偽陽性,但維持相同檢定力需要較大樣本。
顯示的樣本數是每組人數嗎?
此近似描述標準化單一樣本效果所需的獨立觀測值。兩組、配對資料、群聚或迴歸應使用設計專屬的換算或檢定力模型。
如何納入樣本流失?
將統計最低樣本數除以一減去預期流失比例。例如,預期流失率為 20% 時,需除以 0.80 並無條件進位。