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 计算之前先画出 2 × 2 表并标出 a、b、c 和 d。 灵敏度和特异度沿列读取,预测值沿行读取。 对于另一个患病率,设想 10 000 人,并用 Se、Sp 和患病率填表。 对于似然比,把概率换算为比值,相乘,再换算回去。 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 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。 求该置信水平下的临界值。 误差限:E = 临界值 × 标准差/√n。 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 写出 H₀ 和 H₁,并确定是单侧检验还是双侧检验。 计算检验统计量:(x̄ − μ₀)/(σ/√n),或者用 s 和 t。 与临界值比较,或求出 p 值。 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
病例 对照 暴露 88 337 a b 未暴露 212 323 c d
练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一项病例对照研究比较了 300 名患某病的患者(病例)和 660 名未患该病的人(对照)。表中显示每组有多少人暴露于某危险因素。求该暴露的比值比OR 。 保留两位小数。
a = 88 b = 337 c = 212 d = 323
OR =
2. 循证实践统计学 困难
练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一位患者某病的检验前概率为 40%。一项灵敏度为 96%、特异度为 89% 的检测结果为正数。求该病的检验后概率p′ ,以百分数表示。 保留一位小数。
检验前 40% Se = 96% Sp = 89% 正数
p′ = %
3. 描述统计 中等
15 20 25 30 35 40 45 50 55
求数据的样本标准差 s :16, 13, 22, 43, 56, 30, 56。
n = 7
s =
4. 描述统计 困难
某量服从正态分布,平均数为 50,标准差为 5。数值低于 56.25 的比例 P 是多少?
μ = 50 σ = 5 x = 56.25
P =
5. 置信区间 中等
n = 10, sd = 4.5 0 L U d̄ = −3.9 E = ? 95%
测量 10 名患者治疗前后的血压。差值 d = 治疗前 − 治疗后 (mmHg) 的均值为 −3.9,标准差为 4.5。 求平均差值的 95% 置信区间的误差范围 E 。
n = 10 d̄ = −3.9 sd = 4.5 95% t(9) = 2.262
E = mmHg
6. 置信区间 困难
n = 15 L σ = ? s = 1.2 95%
15 根机加工轴的直径样本标准差为 1.2 µm。假设直径服从正态分布,求总体标准差 95% 置信区间的上限 σ 。df = 14 时,χ² 分布有 2.5% 位于 5.629 以下,2.5% 位于 26.119 以上。
n = 15 s = 1.2 µm χ² = 5.629, 26.119
σ = µm
7. 假设检验与置信区间 中等
25 名学生的样本平均分为 123.6,样本标准差为 15。求 H₀: μ = 120 的检验统计量 t 。
μ₀ = 120 x̄ = 123.6 s = 15 n = 25
t =
8. 假设检验与置信区间 困难
16 次测量的样本均值为 513.5。总体标准差为 20。求均值 99% 置信区间的上限 U 。
x̄ = 513.5 σ = 20 n = 16 99%
U =
3 溶液1. 循证实践统计学
答案: OR = 0.4
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。
暴露比值 病例: 88/212 = 0.4151
对照: 337/323 = 1.043
比值比 OR = (88·323)/(337·212) = 0.3979 ≈ 0.4
OR 小于 1:暴露在病例中较少见,提示有保护作用。
2. 循证实践统计学
答案: p′ = 85.3 %
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。
似然比 LR+ = 0.96/(1 − 0.89) = 8.727
检验后概率 p′ = 5.818/(1 + 5.818) = 0.8533 ≈ 85.3%
3. 描述统计
答案: s = 18.14
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。
离差平方 Σ(x − x̄)² = (−17.71)² + (−20.71)² + (−11.71)² + 9.286² + 22.29² + (−3.714)² + 22.29² = 1973
4. 描述统计
答案: P = 0.8944
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。
标准正态分布表 Φ(1.25) = 0.8944
P = 0.8944
5. 置信区间
答案: E = 3.219 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.
误差范围 E = 2.262·4.5/√10 = 3.219
6. 置信区间
答案: σ = 1.892 µm
方差的区间: (n − 1)s²/σ² 服从自由度为 n − 1 的 χ² 分布。σ² 的 95% 区间从 (n − 1)s² 除以上侧 χ² 值(其上方占 2.5%)到 (n − 1)s² 除以下侧 χ² 值(其下方占 2.5%);σ 的区间是这两个限值的平方根。它关于 s 不对称。
平方和 (n − 1)s² = 14·1.2² = 20.16
σ² 的限值 20.16/26.119 = 0.7719
20.16/5.629 = 3.581
σ 的 95% 区间:[0.8786, 1.892] µm。
7. 假设检验与置信区间
答案: t = 1.2
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)。
检验统计量 t = (123.6 − 120)/3 = 1.2
t = 1.2
t0.025; df = 24 = 2.064
|t| < 2.064,所以在 5% 水平下不拒绝 H₀(双侧)。
8. 假设检验与置信区间
答案: U = 526.4
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)。
区间端点 U = 513.5 + 12.88 = 526.4