113 地方特考離島四等 衛生技術 流行病學與生物統計學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
某研究採用我國 2016 年在校青少年健康行為調查之數據進行次級資料的統計分析。有效人數 5,661 位中,自述有性行為的共 334 位;又在其第一次發生性行為時,使用保險套有 70 位。
請計算:
(1) 我國在校青少年有性行為比率的 95% 信賴區間(CI)。
(2) 第一次發生性行為使用保險套比率的 95% CI。
(3) 根據(1)及(2)的計算結果進行結果闡述。
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核心觀念
本題考查單一比例的 95% 信賴區間。樣本比例 是樣本中符合條件的人數除以該題適用的樣本總人數;一般常態近似信賴區間為:
其中 為該比例的分母, 是標準常態分配中央 95% 區間的臨界值。第一次性行為使用保險套的比率,分母應為自述有性行為的 334 人,而非全體 5,661 人。
解題方法與計算
(1)在校青少年有性行為比率
全體有效樣本數 ,其中自述有性行為者 ,樣本比例為:
標準誤為:
因此 95% 信賴區間為:
換算為百分比:5.29% 至 6.51%。
(2)第一次發生性行為使用保險套比率
此比例的分母為有性行為者 334 人,使用保險套者 ,樣本比例為:
標準誤為:
第 二 題25 分
雙能 X 射線吸收測定法(DXA)是骨質疏鬆症的黃金標準診斷工具,但價格昂貴且無法廣泛使用。在臨床上,病患經常接受腎臟—輸尿管—膀胱(KUB)X 光檢查,且價格便宜。因此,KUB-X 光檢查是骨質疏鬆症的潛在可用篩檢工具。
某國內研究採用人工智慧的深度學習,使用 KUB-X 光檢查來預測 DXA 結果。在半年內接受兩種工具檢查其腰椎第一節的受檢者共 1,433 位,真陽性有 1,187 位,偽陽性有 94 位,真陰性有 115 位,偽陰性有 37 位。
請算出用 KUB-X 光檢查來篩檢骨質疏鬆症的:
(1) 敏感度(sensitivity)。
(2) 陽性預測值(positive predictive value)。
(3) 陽性概似比(positive likelihood ratio)。
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核心觀念
本題以 DXA 作為判定骨質疏鬆症的參考標準,評估 KUB-X 光篩檢結果。四格表中的真陽性(TP)與偽陰性(FN)代表實際有病者;真陽性(TP)與偽陽性(FP)代表篩檢結果陽性者。
- 敏感度:實際有病者中,篩檢判定為陽性的比例。
- 陽性預測值(PPV):篩檢陽性者中,實際有病的比例。
- 陽性概似比(LR+):有病者出現陽性結果的機率,除以無病者出現陽性結果的機率。
解題方法
依題目數據整理四格表:
| DXA 有骨質疏鬆 | DXA 無骨質疏鬆 | |
|---|---|---|
| KUB 篩檢陽性 | 真陽性 TP = 1,187 | 偽陽性 FP = 94 |
| KUB 篩檢陰性 | 偽陰性 FN = 37 | 真陰性 TN = 115 |
受檢者總數驗算為 ,與題目相符。
(1) 敏感度
敏感度的分母是「實際有病者」,即真陽性加偽陰性:
因此,敏感度約為 96.98%。
(2) 陽性預測值
陽性預測值的分母是「篩檢陽性者」,即真陽性加偽陽性:
第 三 題25 分
一簡單線性迴歸,可得 、,且 、。
(1) 請列出此簡單線性迴歸方程式。
(2) 計算判定係數()。
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核心觀念
簡單線性迴歸方程式為 ,其中 是迴歸斜率, 是截距。斜率也可由兩個已知的迴歸預測值求得;又因為簡單線性迴歸的標準化斜率等於相關係數 ,所以
解題方法
先用兩組預測值求斜率:
將 時的預測值代入 ,求出截距:
因此迴歸方程式為
第 四 題25 分
某研究招募大學網球選手共計 108 人,接受 4 週的網球訓練,每組均為 36 人。A、B、C 組選手訓練前下肢力量之平均值 標準差分別為 、、。數值愈大,代表下肢力量愈強。
(1) 設 ,請選擇合適的統計方法,檢定三組選手訓練前下肢力量平均值有沒有顯著差異。
(註:;。)
(2) 根據(1)的檢定結果,請說明是否需要進行多重比較;若需要,請指出應採用何種多重比較的方法。
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核心觀念
本題比較三個互相獨立組別的訓練前下肢力量平均值,應採用單因子變異數分析(one-way ANOVA)。此方法用於檢定三組以上獨立樣本的平均數是否相同。
虛無假設與對立假設為:
在顯著水準 下,若 統計量大於臨界值,或 ,則拒絕虛無假設。
解題方法
每組樣本數均為 ,總樣本數 ,共有 組。組間與組內自由度分別為:
各組平均數為 、、。因各組樣本數相同,總平均數為:
組間平方和:
組內平方和由各組標準差計算: