114 地方特考四等 衛生技術類科 流行病學與生物統計學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
研究者想要探討運動習慣與大腸癌發生風險的相關性。此研究在某社區舉行,研究者招募 30 歲以上、該社區內無大腸癌的居民。參與者每年都要進行問卷與糞便潛血檢驗,此研究在該社區維持 10 年。
其中,每年的問卷除了有人口學變項(年齡、性別、抽菸習慣、飲食習慣以及家族史等),也有詢問過去一年的運動習慣。而依據文獻,年齡與抽菸習慣可能與運動習慣以及大腸癌的發生有相關;紅肉食用較多者,以及有家族遺傳史者,也比較容易得到大腸癌。
依照上述,請回答下列問題:
(一)潛在干擾因子有哪些?(10 分)
(二)此研究設計最有可能是何種研究設計?(5 分)
(三)此研究的優點與缺點(限制)有哪些?請各說出兩項以上。(10 分)
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核心觀念
本題考查干擾因子判定與世代研究設計的辨識。干擾因子是暴露與疾病關聯中的第三變項,須同時符合:
- 與暴露(運動習慣)有關。
- 是疾病(大腸癌)的危險因子。
- 不在暴露造成疾病的因果路徑上。
因此,單純是大腸癌危險因子,或只與運動習慣相關,都不足以單獨判定為干擾因子。
解題方法
先依題幹列出的變項,逐一確認是否同時與運動習慣及大腸癌發生相關;再依研究是否從無病者開始、追蹤暴露與新發疾病,辨認研究設計;最後從時間順序、追蹤資料與偏差或成本等面向整理優缺點。
(一)潛在干擾因子
依題幹提供的資訊,年齡與抽菸習慣是潛在干擾因子:文獻指出兩者可能與運動習慣相關,也可能與大腸癌發生相關。
- 年齡:可能與運動習慣不同,也可能影響大腸癌發生風險。
- 抽菸習慣:可能與運動習慣相關,也可能影響大腸癌發生風險。
紅肉食用較多及家族遺傳史在題幹中只被指出與大腸癌有關,未提供它們與運動習慣相關的資訊,因此依目前題幹不能直接列為已確認的潛在干擾因子。不過,若實際資料顯示它們也與運動習慣相關,且不是因果路徑上的變項,便應納入評估與控制。
(二)研究設計
本研究最可能是前瞻性世代研究(prospective cohort study)。
研究者招募當時沒有大腸癌的居民,持續每年測量運動習慣並追蹤大腸癌新發情形,符合世代研究「依暴露狀態追蹤疾病發生」的特徵。每年重複測量暴露與結果,也可視為具有重複測量的縱貫追蹤研究。
(三)優點與缺點(限制)
優點
第 二 題25 分
有一名醫師想要評估低劑量肺部電腦斷層為肺癌篩檢工具。假若利用低劑量肺部電腦斷層的檢驗結果為真實的疾病狀態,此篩檢工具的篩檢結果如下表:
| 篩檢結果 | 真實疾病狀態:肺癌(+) | 真實疾病狀態:肺癌(−) | 總和 |
|---|---|---|---|
| 陽性(Positive) | 533 | 99 | 632 |
| 陰性(Negative) | 16 | 8213 | 8229 |
| 總和(Total) | 549 | 8312 | 8861 |
請計算下列指標:(每小題 5 分,共 25 分)
(一)敏感度(Sensitivity)
(二)精確度(Specificity)
(三)陽性預測值(Positive Predictive Value)
(四)陰性預測值(Negative Predictive Value)
(五)肺癌盛行率(Prevalence)
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核心觀念
本題考查篩檢工具的二乘二表與診斷效能指標。依考卷原頁,表格數值為:
| 篩檢結果 | 肺癌(+) | 肺癌(−) | 總和 |
|---|---|---|---|
| 陽性 | 99 | 533 | 632 |
| 陰性 | 16 | 8213 | 8229 |
| 總和 | 115 | 8746 | 8861 |
因此,真陽性 、偽陽性 、偽陰性 、真陰性 。計算時以考卷原頁表格為準;題目文字所附表格與原頁數字不同。
解題方法與計算
(一)敏感度(Sensitivity)
在所有實際罹病者中,檢驗結果為陽性的比例:
(二)精確度(Specificity)
在所有實際未罹病者中,檢驗結果為陰性的比例:
(三)陽性預測值(Positive Predictive Value)
在所有篩檢陽性者中,實際罹病的比例:
第 三 題25 分
有 20 位學生參加生物統計考試。假若這些學生來自三個科系,若想要比較三個科系學生的生物統計成績是否有差異,下列為分析結果。
請依上述寫出統計假說(虛無與對立假說),以及分別計算 、、 與 之數值(需要有計算過程)。(25 分)
| 變異來源 | 離均差平方和(Sum of squares) | 自由度(df) | 均方和(Mean square) | 檢定 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 組間 | 3308.811 | 0.003 | |||
| 組內 | 201.082 | ||||
| 總和 | |||||
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核心觀念
本題考單因子變異數分析(one-way ANOVA),用來比較三個科系學生的平均生物統計成績是否相同。分析將總變異分為組間變異與組內變異:
均方和為平方和除以自由度; 值則為組間均方和除以組內均方和。
統計假說為:
- 虛無假說 :三個科系的平均成績相同,即 。
- 對立假說 :至少有一個科系的平均成績不同。
解題方法與計算
共有 位學生、 個科系,因此:
計算 (組間均方和)
計算 (組內平方和)
組內均方和為 ,所以:
第 四 題25 分
假若 328 名孕婦完成戒菸課程,而這些孕婦每日平均抽菸 4.5 根,標準差為 5.22 根;另有 64 名孕婦未完成戒菸課程,這些孕婦每日平均抽 13 根,標準差為 9.0 根,請問:
(一)此兩族群抽菸根數差異之 90% 信賴區間。(10 分)
(二)若研究者想知道此兩族群抽菸根數差異是否大於 10 根,請依此目的,寫出虛無與對立假說。(5 分)
(三)請利用信賴區間來判定,此兩族群抽菸根數差異是否大於 10 根?()(10 分)
附:常態分布表
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核心觀念
本題比較兩個獨立族群的平均每日抽菸根數:完成戒菸課程組與未完成戒菸課程組。兩組樣本數及標準差已知,且樣本數大,使用兩獨立樣本平均數差的常態近似信賴區間,標準誤採不合併變異數公式:
以下將差異定義為「未完成組平均數減去完成組平均數」,因此樣本平均差為 根。
解題方法
已知未完成組 ;完成組 。
先計算標準誤:
90%雙尾信賴區間的臨界值為 。附表是從平均數到 的面積;面積約 對應 。
所以未完成組減完成組的平均每日抽菸根數差,其90%信賴區間約為:
假說設定
研究者要檢驗差異是否「大於10根」,採右尾檢定: