2) случайной ошибки (+)
3) систематической ошибки в экспериментальных исследованиях на этапе организации исследования
4) систематической ошибки в аналитических исследованиях на этапе анализа результатов
Увеличение объёма выборки применяется прежде всего для уменьшения случайной ошибки, возникающей вследствие случайных колебаний результатов при формировании выборки и измерении изучаемого показателя. При увеличении числа наблюдений повышается вероятность того, что характеристики выборки будут ближе к параметрам генеральной совокупности, а влияние отдельных нетипичных наблюдений станет менее значимым. Стандартная ошибка оценки обычно уменьшается пропорционально величине 1/√n, поэтому сужаются доверительные интервалы и повышается статистическая мощность исследования.
Систематическая ошибка имеет иное происхождение: она связана с устойчивым смещением результатов из-за неслучайного отбора участников, неправильной классификации воздействия или исхода, влияния смешивающих факторов, отсутствия ослепления либо некорректного анализа. Простое увеличение числа обследованных не устраняет такое смещение: можно получить очень точную, но систематически неверную оценку. Для предупреждения систематических ошибок используют рандомизацию, формирование сопоставимых групп, стандартизацию измерений, контроль смешения, ослепление и корректные статистические методы.
| Параметр | Случайная ошибка | Систематическая ошибка | Основной способ контроля |
|---|---|---|---|
| Механизм | Случайные колебания результатов от выборки к выборке | Устойчивое смещение оценки в одну сторону | Выбор адекватного дизайна и протокола |
| Зависимость от объёма выборки | Уменьшается при увеличении числа наблюдений | Как правило, не уменьшается | Устранение источника смещения |
| Статистическое проявление | Широкие доверительные интервалы, низкая точность оценки | Доверительный интервал может быть узким, но центрирован вокруг неверного значения | Оценка валидности и качества измерений |
| Ошибка отбора | Случайное несовпадение состава выборки с генеральной совокупностью | Неравная вероятность включения различных категорий участников | Репрезентативная выборка, рандомизация, контроль критериев включения |
| Смешение факторов | Случайное влияние сопутствующих переменных | Связь изучаемого фактора с третьей переменной, искажающей результат | Стратификация, подбор пар, многофакторный анализ |
| Ошибка измерения | Непостоянные колебания показаний прибора или оценки наблюдателя | Стабильное завышение или занижение измеряемого показателя | Калибровка аппаратуры, стандартизация и обучение персонала |
| Влияние на выводы | Снижение точности и статистической мощности | Нарушение внутренней и внешней валидности исследования | Комплексный контроль качества на этапах планирования, проведения и анализа |
В исследованиях авиационной и космической медицины увеличение выборки особенно важно при оценке частоты неблагоприятных состояний, функциональных показателей и факторов риска у лётного состава или космонавтов, поскольку редкие события сопровождаются высокой случайной неопределённостью. Однако большая выборка не компенсирует нерепрезентативный контингент, различия в условиях полёта или систематическую ошибку регистрации симптомов и исходов. Поэтому объём выборки рассчитывают заранее с учётом ожидаемого эффекта, уровня статистической значимости, мощности и допустимой погрешности. Надёжность результата определяется одновременно достаточной точностью и правильностью организации исследования.