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

110 年・公務人員升官等・薦任・醫務管理
試題代碼 流行病學與生物統計學

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:

logit⁡(p)=a+b1⋅age+b2⋅obese\operatorname{logit}(p)=a+b_1\cdot age+b_2\cdot obese

其中,pp 是產生重症的機率,ageage 是病患的歲數,obeseobese 是病患本身是否屬於肥胖(BMI>30BMI>30)的二元變項(obese=1obese=1 表示肥胖,obese=0obese=0 表示沒有肥胖)。

請解釋 b1b_1 以及 b2b_2 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:

logit⁡(p)=a+b1⋅sex+b2⋅obese+b3⋅sex⋅obese\operatorname{logit}(p)=a+b_1\cdot sex+b_2\cdot obese+b_3\cdot sex\cdot obese

其中,pp 是產生重症的機率,sexsex 是病患的性別(sex=1sex=1 女性,sex=0sex=0 男性),obeseobese 是病患本身是否屬於肥胖(BMI>30BMI>30)的二元變項(obese=1obese=1 表示肥胖,obese=0obese=0 表示沒有肥胖)。

請解釋 b1b_1 與 b2b_2 的意義。(10 分)

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

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:

logit⁡(p)=log⁡(p1−p)\operatorname{logit}(p)=\log\left(\frac{p}{1-p}\right)

其中 pp 是產生重症的機率,p1−p\frac{p}{1-p} 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

logit⁡(p)=a+b1⋅age+b2⋅obese\operatorname{logit}(p)=a+b_1\cdot age+b_2\cdot obese

b1b_1 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 b1b_1。因此,年齡每增加 1 歲,其重症勝算乘上 eb1e^{b_1};eb1e^{b_1} 是年齡每增加 1 歲的勝算比。

  • 若 b1>0b_1>0,每增加 1 歲,重症勝算增加。
  • 若 b1<0b_1<0,每增加 1 歲,重症勝算降低。
  • 若 b1=0b_1=0,年齡與重症勝算沒有此模型所表示的線性關聯。

b2b_2 的意義

在年齡相同的條件下,肥胖者(obese=1obese=1)相較於非肥胖者(obese=0obese=0),產生重症的對數勝算差為 b2b_2。因此,肥胖者相對於非肥胖者的重症勝算比為 eb2e^{b_2}。

  • 若 b2>0b_2>0,肥胖者的重症勝算較高。
  • 若 b2<0b_2<0,肥胖者的重症勝算較低。
  • 若 b2=0b_2=0,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 b1b_1 或 b2b_2;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

logit⁡(p)=a+b1⋅sex+b2⋅obese+b3⋅sex⋅obese\operatorname{logit}(p)=a+b_1\cdot sex+b_2\cdot obese+b_3\cdot sex\cdot obese
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

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)

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

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 H0H_0 實際為真,卻被錯誤地拒絕。其發生機率以顯著水準 α\alpha 表示。
  • 第二類錯誤(type II error):虛無假設 H0H_0 實際為假,卻未能拒絕 H0H_0。其發生機率以 β\beta 表示;檢定力(power)為 1−β1-\beta。

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 10,00010{,}000 人,將盛行率 1%1\%、敏感性 80%80\%、特異性 97%97\% 轉換為人數:

實際狀況篩檢陽性篩檢陰性合計
有病100×0.80=80100 \times 0.80=80100−80=20100-80=20100100
無病9,900×(1−0.97)=2979{,}900 \times (1-0.97)=2979,900×0.97=9,6039{,}900 \times 0.97=9{,}6039,9009{,}900
合計3773779,6239{,}62310,00010{,}000

因此,陽性預測值為:

PPV=真陽性所有篩檢陽性者=8080+297=80377≈0.2122\text{PPV} =\frac{\text{真陽性}}{\text{所有篩檢陽性者}} =\frac{80}{80+297} =\frac{80}{377} \approx 0.2122
🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

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)

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

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(R0R_0)

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。

  • R0>1R_0>1:疫情具有擴大的可能。
  • R0<1R_0<1:疫情傾向逐漸消退。
  • R0=1R_0=1:每一代感染人數平均維持不變。

R0R_0 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:

R0≈單位時間接觸數×每次接觸的傳播機率×具傳染力期間R_0 \approx \text{單位時間接觸數} \times \text{每次接觸的傳播機率} \times \text{具傳染力期間}

主要因素包括:

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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 R0R_0 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;R0R_0 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:

🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

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)

登入後即可作答並保存紀錄。

這一題的完整詳解

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

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。

4. 視研究需要採用適當的隨機化方式

🔒

後續完整解題步驟與【答案】

免費註冊,享 3 天全站完整詳解閱覽。

免費註冊

其他考古題