113 地方特考三等 衛生技術 流行病學與生物統計學 考古題詳解

113 年・地方特考・三等・衛生技術
試題代碼 流行病學與生物統計學

第 一 題25 分

下圖為美國 1940~1990 年各年粗死亡率(Crude death rate)與年齡校正死亡率(Age-adjusted death rate)的數據,縱軸的單位是每 10 萬人口。請說明:

  1. 粗死亡率與年齡校正死亡率的差距逐年增加的理由?
  2. 為了進行年齡調整,請問分析者是用哪一年的​​人口分布作為標準人口?
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核心觀念

本題考查「粗死亡率」與「年齡校正死亡率」的定義,以及人口年齡結構改變對死亡率比較的影響。

粗死亡率為某年度全體死亡人數除以該年度總人口:

粗死亡率=該年度死亡人數該年度總人口×100,000\text{粗死亡率} = \frac{\text{該年度死亡人數}}{\text{該年度總人口}} \times 100,000

年齡校正死亡率則先計算各年齡層的年齡別死亡率,再以固定的標準人口年齡分布加權平均:

年齡校正死亡率=∑i(第 i 年齡層年齡別死亡率×標準人口中第 i 年齡層比例)\text{年齡校正死亡率} = \sum_i \left( \text{第 }i\text{ 年齡層年齡別死亡率} \times \text{標準人口中第 }i\text{ 年齡層比例} \right)

因此,粗死亡率會同時受到「各年齡層死亡風險」及「人口年齡結構」影響;年齡校正死亡率則排除年齡結構差異,適合比較不同年度的死亡風險變化。

解題方法與第 1 問

美國 1940~1990 年間,人口年齡結構逐漸老化,老年人口比例增加。由於死亡風險通常隨年齡增加而上升,老年人口增加會使全體人口中的死亡人數比例提高。

因此:

  • 粗死亡率使用各年度實際人口分布計算,會受到人口老化影響,下降幅度較小,甚至呈現相對穩定。
  • 年齡校正死亡率將各年度人口分布固定為同一標準人口分布,排除人口老化的影響,因此較能反映各年齡層實際死亡風險的變化。
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第 二 題25 分

一個眼科治療的研究,共邀請 100 名符合研究收案條件的病人進行研究。每位病人隨機選取一隻眼睛接受雷射治療,而另一隻眼睛則接受點眼藥治療。

下表為兩種治療方法的治療結果。根據下表數據,請利用 McNemar’s χ2\chi^2 Test 檢定(假設 α=0.05\alpha=0.05)雷射治療與點眼藥治療結果對於眼睛疾病的改善狀況是否有差異?

檢定程序請列出假說、計算 χ2\chi^2 統計量、列出自由度、選擇臨界值,以及敘述檢定結果。

雷射治療結果\點眼藥治療結果改善未改善
改善1510
未改善5025

註:

  • Pr⁡(χdf=12>3.84)=0.05\Pr(\chi^2_{df=1}>3.84)=0.05
  • Pr⁡(χdf=32>2.37)=0.05\Pr(\chi^2_{df=3}>2.37)=0.05
  • Pr⁡(χdf=12>5.02)=0.025\Pr(\chi^2_{df=1}>5.02)=0.025
  • Pr⁡(χdf=32>9.35)=0.025\Pr(\chi^2_{df=3}>9.35)=0.025
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核心觀念

本題比較同一位病人的兩隻眼睛,且每位病人同時接受兩種治療,因此兩種治療結果具有配對性,不能使用獨立樣本卡方檢定,應使用 McNemar’s χ2\chi^2 Test。

McNemar 檢定只使用「兩種治療結果不一致」的配對資料:

  • bb:雷射治療改善、點眼藥治療未改善,b=10b=10
  • cc:雷射治療未改善、點眼藥治療改善,c=50c=50

兩種治療皆改善或皆未改善的資料,不會影響 McNemar 檢定統計量。

解題方法

一、建立假說

令雷射治療與點眼藥治療的改善機率分別為 pLp_L 與 pDp_D。

  • 虛無假說:H0:pL=pDH_0:p_L=p_D 兩種治療對眼睛疾病的改善效果相同。
  • 對立假說:H1:pL≠pDH_1:p_L\ne p_D 兩種治療對眼睛疾病的改善效果不同。

本題為雙尾檢定,顯著水準為 α=0.05\alpha=0.05。

二、計算檢定統計量

McNemar 卡方統計量為:

χ2=(b−c)2b+c\chi^2=\frac{(b-c)^2}{b+c}

代入:

χ2=(10−50)210+50=(−40)260=160060=26.67\chi^2=\frac{(10-50)^2}{10+50} =\frac{(-40)^2}{60} =\frac{1600}{60} =26.67

因此,檢定統計量為:

χ2=26.67\chi^2=26.67

本題若採用連續性修正,統計量為:

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第 三 題25 分

以下為一個假想的生命表,請計算:

  1. 表中 AA 細格的數值;
  2. 表中 BB 細格的數值;
  3. 一名新生兒從出生(0 歲)可以活到 2 足歲的機率。
年齡組距(區間)死亡機率區間初始的存活人數區間死亡人數區間存活人年數累積存活人年數預期餘命
0~10.005127100,000513BB99,5507,996,985
1~2____99,5502799,467________
2~30.00041299,487____99,4337,897,40879.4
3~4AA99,446________7,797,94178.4
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核心觀念

本題考查生命表各欄位的定義與彼此關係:

  • 區間死亡人數: dx=lx−lx+1d_x=l_x-l_{x+1}
  • 區間死亡機率: qx=dxlxq_x=\frac{d_x}{l_x}
  • 區間存活人年數: Lx=lx+lx+12L_x=\frac{l_x+l_{x+1}}{2} 本題假設死亡平均分布於各年齡區間。
  • 從出生存活至某年齡的機率: lxl0\frac{l_x}{l_0}

解題方法

依照圖中資料,生命表相關數值為:

  • l0=100,000l_0=100,000
  • d0=513d_0=513
  • l1=100,000−513=99,487l_1=100,000-513=99,487
  • d1=Bd_1=B
  • l2=99,446l_2=99,446
  • d2=27d_2=27

一、計算 BB

1∼21\sim2 歲區間的死亡人數為:

B=d1=l1−l2B=d_1=l_1-l_2

代入數值:

B=99,487−99,446=41B=99,487-99,446=41

因此:

B=41\boxed{B=41}

亦可由區間存活人年數驗算:

L1=99,487+99,4462=99,466.5≈99,467L_1=\frac{99,487+99,446}{2}=99,466.5\approx99,467

與表中數值一致。

二、計算 AA

2∼32\sim3 歲區間的死亡機率為:

A=q2=d2l2A=q_2=\frac{d_2}{l_2}

代入數值:

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第 四 題25 分

一個研究觀察到,在 18 歲及以上感染 A 傳染病的成人中,32% 接種過預防 A 疾病的疫苗;與此相對的是,感染該疾病的 18 歲以下兒童中,只有 16% 接種過疫苗。

研究者根據這些數據做以下結論:該疫苗的效力在兒童族群中比在成人族群中為高。

您同意該研究者的結論嗎?無論是否同意,都請說明理由。

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核心觀念

本題考查疫苗效力的定義,以及由病例中的接種比例能否比較不同年齡族群的疫苗效力。

疫苗效力(vaccine efficacy)比較的是接種與未接種者的疾病風險,常以相對危險度表示:

VE=1−RR=1−接種者發病風險未接種者發病風險VE = 1 - RR = 1 - \frac{\text{接種者發病風險}}{\text{未接種者發病風險}}

若資料來自病例對照研究,也可用勝算比估計相對風險,再以 VE≈1−ORVE \approx 1-OR 表示。無論採何種設計,都必須有相應的接種與未接種族群分母,才能估計疫苗效力。

解題方法

題目提供的是「已感染者當中曾接種疫苗的比例」:

  • 成人病例的接種比例為 32%32\%。
  • 兒童病例的接種比例為 16%16\%。
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