Практические основы выборочного методы в клинических исследованиях: как собирать выборку и что это такое

Выборочное наблюдение — вид несплошного наблюдения, при котором отбор подлежащих обследованию единиц наблюдения из генеральной совокупности(population) осуществляется случайно, отобранная часть (выборка) (sample)подвергается обследованию, после чего результаты распространяются на всю исходную совокупность. Выборка должна отвечать критериям качественной и количественной репрезентативности (Рис. 1 )

Положительные стороны выборочного метода:
может быть единственно доступным способом сбора данных, если единицы
наблюдения во время исследования подвергаются порче или уничтожению;
экономичность;

• сжатые сроки исследования, что ускоряет получение результата;
• большая точность получения результата за счет уменьшения случайных ошибок при сборе материала;
• возможность задать надежность и точность исследования.

Отрицательные стороны выборочного метода:

• неизбежна ошибка в исследовании, связанная с тем, что не все единицы наблюдения подвергаются отбору;
• может быть нежелательным, если по официальным предписаниям необходимо регистрировать каждую единицу наблюдения;
• для редких событий малые выборки могут не накопить достаточного числа случаев;
• при социологических исследованиях может вызвать чувство дискриминации у населения.

В данной статье мы остановимся на статистических аспектах данной проблемы, хотя эти два подхода неразрывно связаны между собой, составляя единую оболочку для научного исследования. Основное требование, предъявляемое к формированию выборки – случайность отбора единиц наблюдения из генеральной совокупности, при котором каждой единице наблюдения обеспечивается равная вероятность попадания в выборку (рандомизированный отбор) (randomization).

Виды выборок

I. В зависимости от способа отбора единиц наблюдения (от способа организации совокупности):
случайная: отбор единиц наблюдения производится непосредственно из генеральной совокупности. Случайность отбора достигается путем применения жеребьевки или использования таблицы случайных чисел. Различают бесповторную выборку и повторную (после регистрации единицы вновь возвращаются в генеральную совокупность)
механическая: генеральная совокупность разбивается на равные части, из которых затем в заранее обусловленном порядке отбирают единицы наблюдения под определенным номером (например, каждую пятую), так, чтобы обеспечить необходимое число наблюдений.
типологическая (типическая): генеральная совокупность разбивается на качественно однородные по изучаемому признаку группы, а затем из этих групп производят случайный отбор необходимого числа единиц наблюдения; объем выборки в каждой типической группе устанавливается пропорционально ее удельному весу в генеральной совокупности (пропорциональный отбор), а иногда и с учетом вариации в ней изучаемого признака (оптимальный отбор)
серийная (гнездовая): отбору подлежат не отдельные единицы наблюдения, а целые их группы (серии или гнезда), в составе которых единицы наблюдения связаны определенным образом: территориально (районы, селения и др.) или организационно (студенческие группы, больницы, предприятия и др.) и которые отбираются из генеральной совокупности по принципу случайного или механического отбора. Внутри серии производится сплошной отбор единиц наблюдения.
комбинированная
II.  По этапам отбора
одноступенчатая
многоступенчатая
III. В зависимости от числа программ отбора
однопрограммная (однорядная)
многопрограммная (многорядная)
Модификации видов выборок:
метод направленного отбора
метод парных выборок
когортный метод
метод моментного среза

Теоретическая основа выборочного метода

Взаимосвязь статистических показателей выборочной и генеральной совокупностей определяется законом больших чисел, выражаясь в центрально предельной теореме П. Л.Чебышева: чем больше число некоторых случайных величин, тем их средняя арифметическая ближе к средней арифметической генеральной совокупности, т.e. тем меньше разница между показателями выборочной и генеральной совокупностей. Таким образом, по мере увеличения числа наблюдений вероятность осуществления приближения показателя выборки к показателю генеральной совокупности становится все больше, стремясь к единице, если число наблюдений стремится к бесконечности. Для того, чтобы могла проявиться эта закономерность, выборка должна быть репрезентативна (представительна) по отношению к генеральной совокупности.
Репрезентативность — это способность выборочной совокупности как количественно, так и качественно отражать свойства генеральной совокупности. Количественная репрезентативность достигается достаточностью числа наблюдений, качественная — соответствием признаков единиц наблюдения в выборочной и генеральной совокупностях.
Любое значение параметра, вычисленное на основе ограниченного числа наблюдений, непременно содержит элемент случайности. Такое приближенное, случайное значение называется оценкой параметра. Оценка параметра должна быть доброкачественной, что определяется тремя факторами, которые дают наименьшие ошибки расхождения показателей выборочной и генеральной совокупностей:
состоятельность оценки, т.е. при увеличении числа наблюдений оценка параметра приближается к его значению в генеральной совокупности;
несмещенность оценки, т.е. при оценке отсутствуют систематические ошибки в сторону завышения или занижения параметра генеральной совокупности;
эффективность оценки, т.е. оценка должна обладать минимальной вариабельностью.
Как правило, проводят точечную и интервальную оценку параметра (об это читайте в нашей стать «Доверительный интервал«).