2025年大學(xué)《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題4分，共20分）1.流行病學(xué)研究2.置信區(qū)間3.P值4.假設(shè)檢驗(yàn)的I類錯(cuò)誤5.Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型二、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（RCT）在醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢(shì)。2.在醫(yī)學(xué)研究中，選擇t檢驗(yàn)還是Mann-WhitneyU檢驗(yàn)需要考慮哪些因素？3.解釋Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman秩相關(guān)系數(shù)在應(yīng)用上的主要區(qū)別。4.什么是生存分析？它在醫(yī)學(xué)研究中主要解決什么類型的問(wèn)題？5.簡(jiǎn)述醫(yī)學(xué)研究中常見(jiàn)的偏倚類型及其控制方法。三、計(jì)算與分析題（共50分）1.（15分）一項(xiàng)研究比較了A、B兩種藥物治療高血壓的效果。隨機(jī)抽取了60名高血壓患者，均分為兩組，分別接受A藥和B藥治療一個(gè)月后，測(cè)得兩組患者的收縮壓下降值（mmHg）如下（數(shù)據(jù)已排序）：A組：5,8,10,12,13,15,16,18,19,20B組：3,6,7,9,10,11,12,14,15,17假設(shè)兩組收縮壓下降值服從正態(tài)分布，且方差相等。要求：（1）計(jì)算兩組患者收縮壓下降值的均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差。（2）檢驗(yàn)兩組藥物效果是否存在顯著差異（α=0.05）。（3）計(jì)算A藥優(yōu)于B藥（即A藥收縮壓下降值高于B藥）的95%置信區(qū)間。2.（15分）一項(xiàng)研究探討了吸煙史（是/否）與某癌癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系，結(jié)果如下表：||癌癥陽(yáng)性|癌癥陰性|合計(jì)||-------------------|---------|---------|--------||吸煙者|30|120|150||非吸煙者|20|130|150||合計(jì)|50|250|300|要求：（1）計(jì)算吸煙者與非吸煙者患癌癥的優(yōu)勢(shì)比（OR）及其95%置信區(qū)間。（2）使用χ2檢驗(yàn)判斷吸煙史與癌癥發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)是否有關(guān)聯(lián)（α=0.01）。3.（20分）一項(xiàng)研究隨訪了100名某慢性病患者，記錄了他們的生存時(shí)間（月）以及是否發(fā)生某并發(fā)癥（是/否）。部分?jǐn)?shù)據(jù)如下（完整數(shù)據(jù)省略）：生存時(shí)間（月）：15,18,20,25,30,...,60并發(fā)癥：是,否,否,是,否,...,是假設(shè)生存時(shí)間數(shù)據(jù)不符合完全正態(tài)分布。要求：（1）繪制該研究對(duì)象的Kaplan-Meier生存曲線，并比較發(fā)生并發(fā)癥組與未發(fā)生并發(fā)癥組患者的生存差異。（2）簡(jiǎn)要說(shuō)明使用Logistic回歸分析該數(shù)據(jù)可能需要考慮哪些因素，并解釋其分析目的。四、論述題（15分）結(jié)合你所了解的醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域（如臨床療效評(píng)價(jià)、疾病預(yù)防和健康促進(jìn)等），論述生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在其中扮演的關(guān)鍵角色，并舉例說(shuō)明如何運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)方法解決一個(gè)具體的醫(yī)學(xué)問(wèn)題。試卷答案一、名詞解釋1.流行病學(xué)研究：是研究特定人群中疾?。ɑ蚪】禒顩r）的分布、決定因素（病因、危險(xiǎn)因素）以及防治措施效果的科學(xué)。2.置信區(qū)間：在重復(fù)抽樣下，以某種置信水平（通常為1-α）包含總體參數(shù)真值的區(qū)間估計(jì)。3.P值：在原假設(shè)為真時(shí)，出現(xiàn)當(dāng)前樣本數(shù)據(jù)或更極端數(shù)據(jù)的概率。4.假設(shè)檢驗(yàn)的I類錯(cuò)誤：指原假設(shè)實(shí)際上為真，但錯(cuò)誤地拒絕了原假設(shè)的錯(cuò)誤結(jié)論，其概率用α表示。5.Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型：一種用于分析生存數(shù)據(jù)中多個(gè)預(yù)測(cè)變量對(duì)事件發(fā)生（如死亡、疾病復(fù)發(fā)）風(fēng)險(xiǎn)影響的統(tǒng)計(jì)模型，其核心特點(diǎn)是假設(shè)不同時(shí)間點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)比是恒定的。二、簡(jiǎn)答題1.隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)（RCT）在醫(yī)學(xué)研究中的優(yōu)勢(shì)：*通過(guò)隨機(jī)分配，將已知和未知的混雜因素均衡地分配到各組，有效控制混雜偏倚。*可設(shè)置對(duì)照組（安慰劑或常規(guī)治療），提供有說(shuō)服力的證據(jù)評(píng)價(jià)干預(yù)措施的有效性和安全性。*是目前評(píng)估醫(yī)療干預(yù)效果的金標(biāo)準(zhǔn)。*可根據(jù)研究目的設(shè)置盲法，進(jìn)一步減少偏倚。2.在醫(yī)學(xué)研究中，選擇t檢驗(yàn)還是Mann-WhitneyU檢驗(yàn)需要考慮的因素：*數(shù)據(jù)類型：t檢驗(yàn)適用于連續(xù)性數(shù)據(jù)；Mann-WhitneyU檢驗(yàn)適用于等級(jí)變量數(shù)據(jù)或非正態(tài)分布的連續(xù)性數(shù)據(jù)。*數(shù)據(jù)分布：t檢驗(yàn)要求樣本數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布；Mann-WhitneyU檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)分布沒(méi)有嚴(yán)格要求。*檢驗(yàn)前提：t檢驗(yàn)需要滿足方差齊性（獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)）；Mann-WhitneyU檢驗(yàn)不要求方差齊性。3.Pearson相關(guān)系數(shù)和Spearman秩相關(guān)系數(shù)在應(yīng)用上的主要區(qū)別：*數(shù)據(jù)類型：Pearson相關(guān)系數(shù)要求變量均為連續(xù)性數(shù)據(jù)且服從正態(tài)分布；Spearman秩相關(guān)系數(shù)可以用于連續(xù)性數(shù)據(jù)（不滿足正態(tài)分布或存在異常值）或等級(jí)變量，通過(guò)轉(zhuǎn)換成秩次來(lái)計(jì)算。*衡量關(guān)系：Pearson相關(guān)系數(shù)衡量變量間線性關(guān)系的強(qiáng)度和方向；Spearman秩相關(guān)系數(shù)衡量變量間單調(diào)關(guān)系的強(qiáng)度和方向。4.什么是生存分析？它在醫(yī)學(xué)研究中主要解決什么類型的問(wèn)題？*定義：生存分析是研究生存時(shí)間數(shù)據(jù)（如從治療開(kāi)始到死亡、疾病復(fù)發(fā)或某種事件發(fā)生的時(shí)間）的統(tǒng)計(jì)方法學(xué)。*解決的問(wèn)題：主要解決醫(yī)學(xué)研究中涉及時(shí)間至事件（endpoint）的問(wèn)題，如評(píng)估不同治療方案的生存期差異、分析影響患者生存時(shí)間的因素、比較不同人群的生存分布等。5.醫(yī)學(xué)研究中常見(jiàn)的偏倚類型及其控制方法：*選擇偏倚：指研究入選對(duì)象與未入選對(duì)象在某些特征上存在系統(tǒng)性差異?？刂品椒ǎ簢?yán)格的入選和排除標(biāo)準(zhǔn)、隨機(jī)抽樣、代表性樣本。*信息偏倚：指收集數(shù)據(jù)時(shí)因測(cè)量工具、方法或詢問(wèn)方式等導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果系統(tǒng)偏離真實(shí)值?？刂品椒ǎ菏褂脴?biāo)準(zhǔn)化、盲法測(cè)量、培訓(xùn)調(diào)查員、多重測(cè)量、使用高質(zhì)量測(cè)量工具。*混雜偏倚：指某個(gè)因素同時(shí)影響暴露與結(jié)局，且未在研究設(shè)計(jì)中加以控制，導(dǎo)致暴露與結(jié)局間的關(guān)聯(lián)被錯(cuò)誤估計(jì)?？刂品椒ǎ弘S機(jī)化（RCT）、限制、匹配、分層分析、多因素統(tǒng)計(jì)模型（如回歸分析）。三、計(jì)算與分析題1.（15分）（1）A組均數(shù)=(5+8+...+20)/10=145/10=14.5A組標(biāo)準(zhǔn)差=sqrt(((5-14.5)2+...+(20-14.5)2)/9)≈sqrt(175.5/9)≈sqrt(19.5)≈4.42B組均數(shù)=(3+6+...+17)/10=95/10=9.5B組標(biāo)準(zhǔn)差=sqrt(((3-9.5)2+...+(17-9.5)2)/9)≈sqrt(214/9)≈sqrt(23.78)≈4.88（2）H?：μA=μB(兩組收縮壓下降值無(wú)差異)H?：μA≠μBα=0.05檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量t=(x?A-x?B)/sqrt(s2pooled*(1/10+1/10))其中，s2pooled=[(9-1)*19.5+(9-1)*23.78]/(10+10-2)=(175.5+214)/18≈389.5/18≈21.64t=(14.5-9.5)/sqrt(21.64*(1/10+1/10))=5/sqrt(43.28)≈5/6.57≈0.76自由度df=10+10-2=18查t分布表，t?.025,18≈2.101由于|t|=0.76<2.101，P>0.05結(jié)論：不能拒絕H?，兩組藥物效果在α=0.05水平下無(wú)顯著差異。（3）95%CIfor(μA-μB)=(x?A-x?B)±t?.025,18*sqrt(s2pooled*(1/10+1/10))=(14.5-9.5)±2.101*sqrt(21.64*(1/10+1/10))=5±2.101*6.57=5±13.74=[-8.74,18.74]解析思路：本題考察了兩組獨(dú)立樣本均值比較的t檢驗(yàn)和置信區(qū)間計(jì)算。首先計(jì)算兩組的描述性統(tǒng)計(jì)量。然后根據(jù)方差齊性的前提，計(jì)算合并方差s2pooled。使用公式計(jì)算t統(tǒng)計(jì)量，并與臨界值比較得出P值和結(jié)論。最后利用t值和標(biāo)準(zhǔn)誤計(jì)算均值差的置信區(qū)間。置信區(qū)間包含0，進(jìn)一步支持了兩組無(wú)顯著差異的結(jié)論。2.（15分）（1）OR=(a*d)/(b*c)=(30*130)/(120*20)=3900/2400=1.62595%CIforOR=[OR*(1-α/2)^(1/2),OR*(1+α/2)^(1/2)]=[1.625*(1-0.005)^(1/2),1.625*(1+0.005)^(1/2)]=[1.625*0.9975^0.5,1.625*1.005^0.5]=[1.625*0.99875,1.625*1.0025]=[1.625*0.99875,1.625*1.0025]≈[1.624,1.627]（注意：通常計(jì)算ORCI時(shí)使用logOR轉(zhuǎn)換和正態(tài)近似，此處為簡(jiǎn)化直接計(jì)算，結(jié)果可能略有差異，但思路同）解析思路：本題考察了分類變量關(guān)聯(lián)性分析中的優(yōu)勢(shì)比（OR）及其置信區(qū)間計(jì)算。根據(jù)2x2列聯(lián)表數(shù)據(jù)，直接應(yīng)用公式計(jì)算OR值。置信區(qū)間計(jì)算采用了簡(jiǎn)單的近似方法，實(shí)際應(yīng)用中推薦使用logOR轉(zhuǎn)換后進(jìn)行正態(tài)近似或使用軟件計(jì)算更精確的置信區(qū)間。OR值大于1，提示吸煙者患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)高于非吸煙者。置信區(qū)間不包含1，統(tǒng)計(jì)學(xué)上支持這一結(jié)論。3.（20分）（1）Kaplan-Meier生存曲線通過(guò)生存概率隨時(shí)間的變化來(lái)展示生存分布。比較兩組曲線，若曲線間有顯著分離，特別是中位生存期有顯著差異，則提示兩組生存狀況不同。具體繪制和比較需依據(jù)完整數(shù)據(jù)，此處僅說(shuō)明方法。通常使用統(tǒng)計(jì)軟件（如SPSS,R）繪制，軟件會(huì)給出兩組生存概率及標(biāo)準(zhǔn)誤，并可進(jìn)行Log-rank檢驗(yàn)或Breslow檢驗(yàn)比較曲線差異的顯著性。若P值小于α（如0.05），則認(rèn)為兩組生存分布有顯著差異。（2）使用Logistic回歸分析該數(shù)據(jù)，目的是在控制其他混雜因素（如年齡、性別、病情嚴(yán)重程度、治療方案等）后，評(píng)估“是否發(fā)生并發(fā)癥”這一結(jié)果變量（二分類：是/否）與“生存時(shí)間”（通常作為預(yù)測(cè)變量，或使用時(shí)間乘以事件發(fā)生虛擬變量）之間的關(guān)系。具體而言，可以分析：*生存時(shí)間對(duì)并發(fā)癥發(fā)生率的影響方向（風(fēng)險(xiǎn)隨時(shí)間增加/減少）。*在特定生存時(shí)間點(diǎn)，發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)是否顯著高于未發(fā)生并發(fā)癥的患者。*控制其他變量后，識(shí)別出影響并發(fā)癥發(fā)生的關(guān)鍵生存時(shí)間相關(guān)因素。分析目的在于深入理解生存時(shí)間與并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)之間的復(fù)雜關(guān)系，并可能用于預(yù)測(cè)特定患者發(fā)生并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，為臨床決策提供依據(jù)。四、論述題生物統(tǒng)計(jì)學(xué)在醫(yī)學(xué)研究中扮演著至關(guān)重要的角色，是連接基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究與臨床實(shí)踐、推動(dòng)醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展的核心工具。它為醫(yī)學(xué)研究提供了系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)收集、整理、分析和解釋框架，使研究者能夠從看似雜亂的數(shù)據(jù)中提取有效信息，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，驗(yàn)證假設(shè)，并最終得出科學(xué)、可靠的結(jié)論。例如，在臨床療效評(píng)價(jià)中，一項(xiàng)新藥研發(fā)需要通過(guò)嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)來(lái)證明其有效性。生物統(tǒng)計(jì)學(xué)方法貫穿始終：設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行樣本量估算以確保研究有足夠的把握度；試驗(yàn)過(guò)程中需要隨機(jī)化分組和盲法設(shè)計(jì)以控制偏倚；數(shù)據(jù)分析階段需要根據(jù)數(shù)據(jù)類型（如血壓、心率等連續(xù)變量，或療效優(yōu)良率等分類變量）選擇合適的統(tǒng)計(jì)方法，如比較兩組療效差異的t檢驗(yàn)或卡方檢驗(yàn)，評(píng)估療效與劑量關(guān)系的回歸分析，以及處理缺失數(shù)據(jù)的特定方法；最后，需要計(jì)算療效指標(biāo)的置信區(qū)間來(lái)估計(jì)總體療效范圍，并解釋P值以判斷結(jié)果是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。缺乏生物統(tǒng)計(jì)學(xué)的指導(dǎo)，療效評(píng)價(jià)將變得盲目，結(jié)論可能不可靠。在疾病預(yù)防和健康促進(jìn)領(lǐng)域，生物統(tǒng)計(jì)學(xué)同樣不可或缺。流行病學(xué)研究中，通過(guò)隊(duì)列研究或病例對(duì)照研究，運(yùn)用