عنوان مقاله :
تعيين اندازه نمونه از ديدگاه بيزي براي بررسي هاي طولي با پاسخ پيوسته با استفاده از مدل هاي حاشيه اي
عنوان به زبان ديگر :
Bayesian Sample size Determination for Longitudinal Studies with Continuous Response using Marginal Models
پديد آورندگان :
باغفلكي، تابان دانشگاه تربيت مدرس - دانشكدۀ علوم رياضي - گروه آمار
كليدواژه :
تحليل بيزي , داده هاي طولي , مدل حاشيه اي , توزيع پسيني , معيار توان بيزي
چكيده فارسي :
طراحي پژوهش ها به صورت طولي در تحقيقات بسياري در علوم به ويژه علوم پزشكي، اقتصادي و اجتماعي رايج است، زيرا اين نوع پژوهش ها به محققان اجازه مي دهد تا تغييرات هر آزمودني در طول زمان را واكاوي كنند و معمولا داراي توان آماري بالاتري نسبت به پژوهش هاي مقطعي هستند. انتخاب اندازه نمونه مناسب قدمي حياتي در انجام پژوهشي موفق است. يك پژوهش با اندازه نمونه ناكافي ممكن است توان آماري نسبتا كمي براي تشخيص اثرهاي معني دار داشته باشد و ممكن است منجر به پاسخ هاي نادرستي براي سوال هاي مهم تحقيق شود. از طرف ديگر، يك پژوهش با اندازه نمونه بيش از اندازه باعث اتلاف منابع و هزينه ها مي شود. انتخاب مقدار دقيق نمونه شانس تشخيص اثر عامل ها را افزايش مي دهد و اين اطمينان به دست مي آيد كه پژوهش مقرون به صرفه است. هم چنين، از آن جا كه بسياري از پژوهش هاي پزشكي بر موجودات زنده انجام مي شود از اين رو، انتخاب اندازه نمونه مناسب جنبه اخلاقي طرح هاي پژوهشي را نيز مدنظر قرار مي دهد. در پژوهش هاي طولي به دليل پيچيدگي طرح آزمايش ها به اين صورت كه شامل انتخاب تعداد آزمودني و تعداد اندازه هاي مكرر است، انتخاب اندازه نمونه كم تر بررسي شده است. در اين مقاله با استفاده از روشي بر مبناي شبيه سازي به تعيين اندازه نمونه از ديدگاه بيزي مي پردازيم. براي اين منظور چندين معيار تعيين اندازه نمونه بيزي براي مدل طولي حاشيه اي به كار برده مي شود. در اكثر روش هاي تعيين اندازه نمونه آزموني فرض در نظر گرفته مي شود، و بر مبناي آن اندازه نمونه تعيين مي شود. در اين مقاله علاوه براين وضعيت، به تعيين اندازه نمونه براي حالت آزمون فرض چندگانه نيز پرداخته مي شود. با استفاده از چندين مثال روش پيشنهادي به كار گرفته مي شود.
چكيده لاتين :
Introduction Longitudinal study designs are common in a lot of scientific researches، especially in medical، social and economic sciences. The reason is that longitudinal studies allow researchers to measure changes of each individual over time and often have higher statistical power than cross-sectional studies. Choosing an appropriate sample size is a crucial step in a successful study. A study with insufficient sample size may have a small statistical power to detect significant effects and may lead to incorrect answers to many important research questions. On the other hand، a study with more than what a sample size should be wastes the resources and budget. In longitudinal studies، because of the complexity of the design of experiment، including the selection of the number of individuals and the number of repeated measurements، the sample size determination is less studied. This paper uses a simulation-based method to determine the sample size from a Bayesian perspective. For this purpose several Bayesian criteria of sample size determination for a longitudinal study using marginal model are used. Most of the methods of determining the sample size are based on creation of one hypothesis. In this paper، in addition to using this method، we also present a method to determine the sample size for multiple hypothesis testing. Using several examples the proposed Bayesian methods are discussed. material and method: Based on the Bayesian sample size determination approach proposed by Wang and Gelfand (2002)، which is a simulation-based approach، two sets of priors are considered. The first set is called the “fitting” or “analysis” priors which are used for analyzing data. The other set of priors is called “design” or “sampling” sets which drawing upon expertise، we may speculate upon a variety of informative scenarios regarding the unknown parameters and capture each with a suitable sampling prior. In the first step of the simulation-based approach، one generates the parameters from the design priors then a sample from the generated parameters is obtained. Note that the frequentist/classical viewpoint of the sample size determination approach require a point estimate of the variance and the smallest meaningful difference (Diggle et al.، 2002). This information is elicited based on pilot data or the opinion of experts. The use of design priors in the proposed approach of Wang and Gelfand (2002) replaces this part of the classical sample size determination approach. After generating data using the design priors in this stage، they are analyzed by the fitting priors. In this paper، non-informative priors are used as fitting priors، as we assume there is no prior information or any expert opinion to be used to construct a prior distribution. If there is any prior information to be used to elicit an appropriate prior distribution، one may use it in the step of fitting prior and for sure، if the specification of the prior is correct، will achieve a better result. Also، in this paper، four criteria are used for determining sample size in longitudinal studies: Bayesian power criterion (BPC)، average length criterion (ALC)، average posterior variance criterion (APVC) and average converge criterion (ACC). The simulation-based approach of Wang and Gelfand (2002) can be summarized as follows: Specify the value of the effect of an important regression coefficient which is the interest parameter and specify the design and fitting priors. For each sample size، the following steps are repeated M times: Generate values of the unknown parameters from their design priors. Simulate the values of covariates from continuous or discrete distributions and the response variable from its distribution. Analyze the generated data set of step (ii) using the fitting priors. Calculate BPC. Fit a curve or surface through Bayesian power values and find an adequate sample size for a desired power using interpolation. In this paper، the curve is fitted using a polynomial regression. In step 2(iv)، one can calculate ACC، APVC، or ALC and determine the sample size based on these criteria.
عنوان نشريه :
پژوهشهاي رياضي
عنوان نشريه :
پژوهشهاي رياضي