循证实践:速成包

公式表、每个专题的关键方法步骤和 8 道练习题,完整解答附在最后。

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1公式与方法

循证实践统计学

灵敏度和特异度
Se = a/(a + c), Sp = d/(b + d)
预测值
PPV = a/(a + b), NPV = d/(c + d)
准确度
(a + d)/n
似然比
LR+ = Se/(1 − Sp), LR− = (1 − Se)/Sp
患病率为 p 时的 PPV
Se·p / (Se·p + (1 − Sp)(1 − p))
比值
比值 = p/(1 − p); p = 比值/(1 + 比值); 检验后比值 = 检验前比值 × LR
风险指标
RR = EER/CER, ARR = CER − EER, RRR = ARR/CER
需要治疗人数
NNT = 1/ARR,向上取整; NNH = 1/(EER − CER)
比值比
OR = ad/(bc)
发病率
新发病例 / 人时

方法

  1. 计算之前先画出 2 × 2 表并标出 a、b、c 和 d。
  2. 灵敏度和特异度沿列读取,预测值沿行读取。
  3. 对于另一个患病率,设想 10 000 人,并用 Se、Sp 和患病率填表。
  4. 对于似然比,把概率换算为比值,相乘,再换算回去。
  5. 对于试验,先求 EER 和 CER;然后 RR = EER/CER,ARR = CER − EER,NNT = 1/ARR 向上取整。

描述统计

平均数
x̄ = Σx/n
样本标准差
s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))
中位数
排序后数据的中间值
z 分数
z = (x − μ)/σ
正态分布
68% 落在 ±1σ 内,95% 落在 ±2σ 内

置信区间

σ 已知
x̄ ± z·σ/√n
σ 未知
x̄ ± t·s/√n, df = n − 1
临界 z 值
90%: 1.645, 95%: 1.96, 99%: 2.576
样本量
n = (z·σ/E)², rounded up

方法

  1. 在 z(已知总体 σ)和 t(只有样本 s,自由度为 n − 1)之间作出选择。
  2. 求该置信水平下的临界值。
  3. 误差限:E = 临界值 × 标准差/√n。
  4. 区间:x̄ ± E。

假设检验与置信区间

均值的 z 检验
z = (x̄ − μ0)/(σ/√n)
均值的 t 检验
t = (x̄ − μ0)/(s/√n), df = n − 1
5% 双侧
若 |z| > 1.96 则拒绝 H0
置信区间
x̄ ± z·σ/√n

方法

  1. 写出 H₀ 和 H₁,并确定是单侧检验还是双侧检验。
  2. 计算检验统计量:(x̄ − μ₀)/(σ/√n),或者用 s 和 t。
  3. 与临界值比较,或求出 p 值。
  4. 若统计量超出临界值(p 小于 α),则拒绝 H₀,并用文字写出结论。

2练习题

1.循证实践统计学中等
事件无事件总数治疗30410440ab对照75755830cd

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 在一项随机试验中,440 名患者接受新疗法,830 名接受对照治疗。表中显示每组有多少人出现了结局(如卒中等不良事件)。 求相对风险降低RRR,以百分数表示。 保留一位小数。

治疗: 30/440对照: 75/830
RRR = %
2.循证实践统计学困难
p (%)PPV (%)2%PPV = ?100

练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一项筛查检测的灵敏度为 74%,特异度为 93%。它用于患病率为 2% 的人群。 求阳性预测值PPV,以百分数表示。 保留一位小数。

Se = 74%Sp = 93%p = 2%
PPV = %
3.描述统计中等
152025303540455055

求数据的样本标准差 s:33, 55, 25, 23, 20, 46, 11。

n = 7
s =
4.描述统计困难
z −2−1012

某量服从正态分布,平均数为 170,标准差为 5。数值高于 176.3 的比例 P 是多少?

μ = 170σ = 5x = 176.3
P =
5.置信区间中等
n = 16, sd​ = 1.90L = ?Ud̄ = 6.7E95%

测量 16 名患者治疗前后的血压。差值 d = 治疗前 − 治疗后 (mmHg) 的均值为 6.7,标准差为 1.9。 求平均差值的 95% 置信区间的下限。

n = 16d̄ = 6.7sd = 1.995%t(15) = 2.131
下限 = mmHg
6.置信区间困难
p = 0.5, n = ?p̂ − Ep̂ + Ep̂E = 0.0295%

事先对缺陷产品的比例一无所知。 必须检验多少件产品 n,才能使比例的 95% 置信区间的误差范围不超过 0.02?

p = 0.5E = 0.0295%
n =
7.假设检验与置信区间中等
t −1.99801.998

64 名学生的样本平均分为 501.4,样本标准差为 4。求 H₀: μ = 500 的检验统计量 t。

μ₀ = 500x̄ = 501.4s = 4n = 64
t =
8.假设检验与置信区间困难
μ₀x̄c

在 α = 0.01 下,用容量为 64 的样本对 H₀: μ = 100 与 H₁: μ > 100 进行单侧 z 检验;已知标准差为 8。实际上均值为 102.9。 求该检验的功效 1 − β,以百分比表示。

μ₀ = 100μ = 102.9σ = 8n = 64α = 0.01
1 − β = %

3溶液

1.循证实践统计学

答案: RRR = 24.5 %

似然比和风险指标:LR+ = 灵敏度/(1 − 特异度),LR− = (1 − 灵敏度)/特异度。在试验中,EER 和 CER 分别是治疗组和未治疗组的事件发生率:RR = EER/CER,ARR = CER − EER,RRR = ARR/CER,NNT = 1/ARR,向上取整。在病例对照研究中,只能使用比值比 OR = ad/(bc)。发病率(率)= 新发病例/人时。

事件发生率

EER = 30/440 = 0.06818
CER = 75/830 = 0.09036

相对风险降低

ARR = 0.09036 − 0.06818 = 0.02218
RRR = 0.02218/0.09036 = 0.2455 ≈ 24.5%

答案

RRR = 24.5%
2.循证实践统计学

答案: PPV = 17.7 %

预测值取决于患病率:PPV = Se·p/(Se·p + (1 − Sp)(1 − p)),NPV = Sp(1 − p)/(Sp(1 − p) + (1 − Se)p)。用似然比计算:检验前比值 = p/(1 − p),检验后比值 = 检验前比值 × LR,概率 = 比值/(1 + 比值)。对于 N 人的人群,真阳性 = N·p·Se,假阳性 = N·(1 − p)·(1 − Sp)。NNT = 1/(CER × RRR),向上取整。

真阳性和假阳性(按每人计)

Se·p = 0.74·0.02 = 0.0148
(1 − Sp)·(1 − p) = 0.07·0.98 = 0.0686

阳性预测值

PPV = 0.0148/(0.0148 + 0.0686) = 0.1775 ≈ 17.7%

答案

PPV = 17.7%

患病率越低,同一检测的 PPV 越低。

3.描述统计

答案: s = 15.4

描述统计:平均数是总和除以 n;中位数是排序后数据的中间值(n 为偶数时取中间两个数的平均)。样本标准差 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z 分数 z = (x − μ)/σ 表示某个值离平均数多少个标准差。

平均数

x̄ = 213/7 = 30.43

离差平方

Σ(x − x̄)² = 2.571² + 24.57² + (−5.429)² + (−7.429)² + (−10.43)² + 15.57² + (−19.43)² = 1424

标准差

s = √(1424/6) = 15.4

答案

s = 15.4
4.描述统计

答案: P = 0.1056

描述统计:平均数是总和除以 n;中位数是排序后数据的中间值(n 为偶数时取中间两个数的平均)。样本标准差 s = √(Σ(x − x̄)²/(n − 1))。z 分数 z = (x − μ)/σ 表示某个值离平均数多少个标准差。

标准化

z = 1.25

标准正态分布表

Φ(1.25) = 0.8944
P = 1 − 0.8944 = 0.1056

答案

P = 0.1056
5.置信区间

答案: 下限 = 5.688 mmHg

Interval for a difference: estimate ± critical value × standard error. For two independent means with known σ: SE = √(σ₁²/n₁ + σ₂²/n₂) and z. With equal unknown variances: pooled s_p and t with n₁ + n₂ − 2 degrees of freedom. For paired data, work with the differences: d̄ ± t·s_d/√n.

临界值

df = 15, t = 2.131

误差范围

E = 2.131·1.9/√16 = 1.012

区间

6.7 ± 1.012 → [5.688, 7.712]

答案

下限 = 5.688 mmHg
6.置信区间

答案: n = 2401

Confidence interval for a proportion: p̂ ± z·√(p̂(1 − p̂)/n), where p̂ = x/n. To reach a margin E you need n ≥ z²·p(1 − p)/E², rounded up; without a prior estimate use p = 0.5, which gives the largest n.

解出 n

n = 1.96²·0.5·0.5/0.02² = 2401

向上取整

n = 2401

答案

n = 2401
7.假设检验与置信区间

答案: t = 2.8

均值检验:检验统计量衡量样本均值离 H₀ 所声称的值有多少个标准误:σ 已知时 z = (x̄ − μ₀)/(σ/√n),由样本估计时 t = (x̄ − μ₀)/(s/√n)。置信区间为 x̄ ±(临界值)·(标准误)。

标准误

SE = 4/√64 = 4/8 = 0.5

检验统计量

t = (501.4 − 500)/0.5 = 2.8

答案

t = 2.8
t0.025; df = 63 = 1.998

|t| > 1.998,所以在 5% 水平下拒绝 H₀(双侧)。

8.假设检验与置信区间

答案: 1 − β = 71.7 %

检验功效:功效 = 1 − β,是 H₀ 为假时拒绝 H₀ 的概率。由 μ₀ 和 z_α 求出临界值 x̄c,再用真实均值计算落在 x̄c 以外的概率:z = (x̄c − μ)/(σ/√n)。

临界样本均值

SE = 8/√64 = 1
x̄c = 100 + 2.326·1 = 102.3

真实均值下的 z

z = (102.3 − 102.9)/1 = −0.574

功率

功效 = P(Z > −0.574) = 71.7%
1 − β = 71.7%

答案

1 − β = 71.7%

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