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 人年 暴露 190 3800 未暴露 10 500
练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 在一项队列研究中,暴露者贡献了 3800 人年,有 190 例新发病例;未暴露者贡献了 500 人年,有 10 例新发病例。求发病率比IRR (暴露组对未暴露组)。 保留两位小数。
暴露: 190/3800 PY 未暴露: 10/500 PY
IRR =
2. 循证实践统计学 困难
CER 23% EER ? RRR 22%
练习题(虚构数值,不作为临床指导)。 一种治疗使事件风险相对降低 22%(RRR = 22%)。在某患者群体中,不治疗时五年内的风险(CER)为 23%。求五年内预防一次事件所需的治疗人数NNT 。 向上取整到整数患者。
RRR = 22% CER = 23%
NNT =
3. 描述统计 中等
15 20 25 30 35 40
求数据的样本标准差 s :17, 36, 29, 28, 44, 12, 36。
n = 7
s =
4. 描述统计 困难
某量服从正态分布,平均数为 170,标准差为 20。数值低于 190 的比例 P 是多少?
μ = 170 σ = 20 x = 190
P =
5. 置信区间 中等
x̄ E₁ = 3 90%, n = 36 x̄ E₂ = ? 95%, n = 36
基于 36 个观测值且 σ 已知的均值 90% 置信区间,其误差范围为 3。 用同样的数据计算 95% 区间,其误差范围 E₂ 是多少?
90% n₁ = 36 E₁ = 3 95%
E₂ =
6. 置信区间 困难
n = 20 σ = ? U s = 8.8 95%
20 根机加工轴的直径样本标准差为 8.8 µm。假设直径服从正态分布,求总体标准差 95% 置信区间的下限 σ 。df = 19 时,χ² 分布有 2.5% 位于 8.907 以下,2.5% 位于 32.852 以上。
n = 20 s = 8.8 µm χ² = 8.907, 32.852
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 117.9,样本标准差为 4。求 H₀: μ = 120 的检验统计量 t 。
μ₀ = 120 x̄ = 117.9 s = 4 n = 25
t =
8. 假设检验与置信区间 困难
25 次测量的样本均值为 206。总体标准差为 12。求均值 95% 置信区间的下限 L 。
x̄ = 206 σ = 12 n = 25 95%
L =
3 溶液1. 循证实践统计学
答案: IRR = 2.5
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。
发病率 暴露: 190/3800 = 50 每 1000 人年
未暴露: 10/500 = 20 每 1000 人年
2. 循证实践统计学
答案: NNT = 20
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。
需要治疗人数 NNT = 1/0.0506 = 19.76 → 20
3. 描述统计
答案: s = 11.23
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 = (−11.86)² + 7.143² + 0.1429² + (−0.8571)² + 15.14² + (−16.86)² + 7.143² = 756.9
4. 描述统计
答案: P = 0.8413
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。
5. 置信区间
答案: E₂ = 3.574
Confidence interval for a mean: x̄ ± margin of error. With a known population σ the margin is z·σ/√n; with only the sample standard deviation s, use t with n − 1 degrees of freedom: t·s/√n. Critical values: z = 1.645 (90%), 1.96 (95%), 2.576 (99%). To get a margin E or smaller, you need n ≥ (z·σ/E)², rounded up.
误差范围之比 E₂/E₁ = (1.96/1.645)·√(36/36) = 1.191
6. 置信区间
答案: σ = 6.692 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 = 19·8.8² = 1471
σ² 的限值 1471/32.852 = 44.79
1471/8.907 = 165.2
σ 的 95% 区间:[6.692, 12.85] µm。
7. 假设检验与置信区间
答案: t = −2.625
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 = (117.9 − 120)/0.8 = −2.625
t = −2.625
t0.025; df = 24 = 2.064
|t| > 2.064,所以在 5% 水平下拒绝 H₀(双侧)。
8. 假设检验与置信区间
答案: L = 201.3
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)。