110 公務人員升官等薦任 醫務管理 流行病學與生物統計學 考古題詳解
第 一 題20 分
疾病管制署防疫醫師分析嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)確診病患後續產生重症的預測因子。她使用以下的羅吉斯迴歸(logistic regression)分析通報資料:
其中, 是產生重症的機率, 是病患的歲數, 是病患本身是否屬於肥胖()的二元變項( 表示肥胖, 表示沒有肥胖)。
請解釋 以及 的意義。(20 分)
承上,該醫師後來用另一個羅吉斯迴歸式分析相同的資料:
其中, 是產生重症的機率, 是病患的性別( 女性, 男性), 是病患本身是否屬於肥胖()的二元變項( 表示肥胖, 表示沒有肥胖)。
請解釋 與 的意義。(10 分)
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核心觀念
羅吉斯迴歸以「對數勝算」作為結果變項的線性函數:
其中 是產生重症的機率, 是產生重症的勝算。迴歸係數表示自變項改變時,對數勝算如何改變;將係數取指數,則可轉換為勝算比(odds ratio, OR)。
解讀係數時須注意其他變項是否固定,以及模型中是否包含交互作用項。
第一個模型:年齡與肥胖
的意義
在肥胖狀態相同的條件下,年齡每增加 1 歲,產生重症的對數勝算平均改變 。因此,年齡每增加 1 歲,其重症勝算乘上 ; 是年齡每增加 1 歲的勝算比。
- 若 ,每增加 1 歲,重症勝算增加。
- 若 ,每增加 1 歲,重症勝算降低。
- 若 ,年齡與重症勝算沒有此模型所表示的線性關聯。
的意義
在年齡相同的條件下,肥胖者()相較於非肥胖者(),產生重症的對數勝算差為 。因此,肥胖者相對於非肥胖者的重症勝算比為 。
- 若 ,肥胖者的重症勝算較高。
- 若 ,肥胖者的重症勝算較低。
- 若 ,在控制年齡後,肥胖與重症勝算沒有此模型所表示的關聯。
係數描述的是勝算的變化,不是重症機率直接增加 或 ;機率的改變還取決於原本的機率。
第二個模型:性別、肥胖與交互作用
第 二 題10 分
請說明 type I error 跟 type II error 各自的概念。(10 分)
在社區傳染個案盛行率 1% 的情形下,如果使用篩檢工具(敏感性 80%、特異性 97%)進行大量的社區個案篩檢,請問篩檢的陽性預測值為何?(10 分)
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核心觀念
本題考兩個統計概念:假設檢定中的第一類與第二類錯誤,以及診斷篩檢的陽性預測值(positive predictive value, PPV)。
- 第一類錯誤(type I error):虛無假設 實際為真,卻被錯誤地拒絕。其發生機率以顯著水準 表示。
- 第二類錯誤(type II error):虛無假設 實際為假,卻未能拒絕 。其發生機率以 表示;檢定力(power)為 。
在篩檢題中,敏感性是「有病者被判定陽性」的比例,特異性是「無病者被判定陰性」的比例。陽性預測值則是「篩檢陽性者實際有病」的比例,會受到盛行率影響。
解題方法
假設篩檢 人,將盛行率 、敏感性 、特異性 轉換為人數:
| 實際狀況 | 篩檢陽性 | 篩檢陰性 | 合計 |
|---|---|---|---|
| 有病 | |||
| 無病 | |||
| 合計 |
因此,陽性預測值為:
第 三 題5 分
請說明何為基礎再生數?(5 分)
決定基礎再生數的因素有哪些?請舉例說明。(10 分)
何謂致死率(case fatality rate)?(5 分)
在解讀利用通報資料計算出來的嚴重特殊傳染性肺炎(COVID-19)致死率時,需要注意什麼問題?請舉例說明。(5 分)
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核心觀念
本題考查傳染病流行病學中的基礎再生數與致死率。作答時要先寫清楚指標定義,再說明影響因素;解讀 COVID-19 通報資料時,則要辨認病例與死亡的通報時差,以及病例偵測、收案範圍等因素對致死率的影響。
一、基礎再生數()
基礎再生數是指在所有人皆具感染感受性、沒有免疫力,也沒有防疫介入的條件下,一名典型感染者在其具傳染力期間,平均直接傳染給幾名其他人的數目。
- :疫情具有擴大的可能。
- :疫情傾向逐漸消退。
- :每一代感染人數平均維持不變。
是特定病原體、宿主與社會環境交互作用下的傳播指標,不是病原體永遠固定不變的常數,也不等同於某一時點實際疫情中的再生數。
二、決定基礎再生數的因素
可用簡化關係式表示:
主要因素包括:
- 接觸頻率與接觸型態:接觸越頻繁、越密切,感染者把病原體傳給他人的機會通常越高。例如人口密集的宿舍、醫療院所或大型集會,較容易形成密切接觸。
- 每次接觸的傳播機率:受病原體特性、傳播途徑、接觸距離與防護措施影響。例如呼吸道病原體在通風不良、近距離交談的環境中,傳播機會可能較高。
- 具傳染力期間:傳染期越長,感染者有越多時間接觸並傳播。例如若患者尚未被隔離,且在症狀出現前已具傳染力,傳播機會也會增加。
- 人口與社會結構:人口密度、家庭大小、學校與工作場所型態、交通流動及社交網絡,都會影響有效接觸數。例如通勤頻繁的都會區,感染者可能接觸更多不同的人。
以上因素彼此相關;實際 的估計還取決於疾病模型、族群結構及資料品質。口罩、隔離、疫苗接種等防疫措施會改變實際傳播狀況,反映在有效再生數上; 的定義則以未介入且易感的基準情境為前提。
三、致死率(case fatality rate,CFR)
致死率是指在特定期間或特定追蹤條件下,已被診斷或通報的病例中,因該疾病死亡者所占的比例:
第 四 題10 分
請說明:
(一)隨機分派臨床試驗的主要優點為何?(10 分)
(二)應該如何進行?(10 分)
(三)如何分析?(5 分)
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核心觀念
本題考查隨機分派臨床試驗(randomized clinical trial, RCT)的目的、執行程序與分析原則。隨機分派是依預先設定的隨機程序,將符合條件的研究對象分配至不同介入組別;其核心目的在於使各組除了接受的介入不同外,其他影響結果的因素盡可能可比。
隨機分派有助於平衡已知與未知的預後因子,降低選擇偏差及混雜作用,提升介入效果比較的內在效度。但隨機分派不保證每項基線特徵在樣本中完全相同,也不能取代分派隱匿、盲法、適當追蹤及正確分析。
(一)隨機分派臨床試驗的主要優點
- 平衡干擾因子與預後因子:隨機分派使已知及未知的預後因子較有機會均勻分布於各組,降低混雜對介入效果估計的影響。
- 減少選擇偏差:研究者或受試者較難依個人特徵、病情或治療偏好決定分組,降低分組過程造成的不公平比較。
- 建立因果推論基礎:若分派、追蹤及分析均適當,各組結果差異較能歸因於介入措施,而非原先組成不同。
- 支持統計推論:隨機化程序提供機率基礎,使研究者得以運用統計方法估計效果及其不確定性。
- 改善研究結果的可信度:各組在介入前具有較佳的可比性,使介入效果的比較較具內在效度。
須注意,隨機分派的優點是降低偏差與混雜,而非保證兩組所有特徵必然完全相同;小型試驗仍可能因偶然造成基線不平衡。
(二)隨機分派應如何進行
1. 先訂定研究設計與分派對象
明確界定研究族群、納入與排除條件、介入措施、對照措施、主要結果指標、追蹤期間及樣本數。完成受試者招募並取得知情同意後,再依預定程序分派,避免研究者依受試者特徵挑選組別。
2. 使用真正的隨機程序
以電腦亂數、亂數表或其他不可預測的機率方法產生分派序列,將受試者分配至介入組與對照組。不得以出生日期、病歷號碼、就診先後或交替分組等可預測方式代替隨機分派,因這些方式容易被預測或操控。
3. 做好分派隱匿
分派序列應由不參與招募或治療決策的人員保管,並使用適當方法(例如依序編號、密封且不透光的信封,或中央隨機分派系統),使招募者在受試者納入前無法得知下一位受試者的組別。分派隱匿可防止研究者預知組別後影響收案或分組。