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)影像診斷中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在醫(yī)學(xué)影像診斷中，欲比較兩種不同掃描模式（如MRI和CT）對(duì)某種疾病的診斷準(zhǔn)確性，最適合使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法是？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.卡方檢驗(yàn)D.ROC曲線分析2.衡量診斷試驗(yàn)區(qū)分患病與未患病個(gè)體能力大小的指標(biāo)是？A.標(biāo)準(zhǔn)差B.變異系數(shù)C.受試者工作特征（ROC）曲線下面積（AUC）D.相關(guān)系數(shù)3.某研究測(cè)量了50名健康人和50名肺結(jié)核患者肺活量（單位：L），欲比較兩組肺活量平均水平是否存在顯著差異，應(yīng)選擇的檢驗(yàn)方法是？A.單樣本t檢驗(yàn)B.配對(duì)樣本t檢驗(yàn)C.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)D.方差分析4.在診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)中，靈敏度是指？A.真陽(yáng)性率B.真陰性率C.假陽(yáng)性率D.假陰性率5.當(dāng)診斷試驗(yàn)的靈敏度較高時(shí)，意味著？A.該試驗(yàn)?zāi)茌^好地識(shí)別出真正的患者B.該試驗(yàn)?zāi)茌^好地識(shí)別出真正的非患者C.該試驗(yàn)假陰性率較低D.該試驗(yàn)假陽(yáng)性率較低6.在醫(yī)學(xué)影像組學(xué)分析中，提取的影像特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析前，常需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，其主要目的是？A.提高特征的可視性B.消除不同掃描設(shè)備帶來(lái)的系統(tǒng)誤差C.增加特征的數(shù)量D.降低特征的方差7.若一項(xiàng)醫(yī)學(xué)影像診斷研究旨在探索某影像特征與腫瘤惡性程度的關(guān)系，最適合選用的統(tǒng)計(jì)分析方法是？A.相關(guān)性分析B.回歸分析C.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)D.卡方檢驗(yàn)8.下列哪項(xiàng)指標(biāo)反映了診斷試驗(yàn)結(jié)果的不確定性？A.置信區(qū)間（CI）B.標(biāo)準(zhǔn)誤（SE）C.P值D.AUC9.在解釋診斷試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，僅憑靈敏度或特異度單一指標(biāo)評(píng)價(jià)其優(yōu)劣可能存在局限性，原因是？A.它們忽略了疾病的患病率B.它們只考慮了真陽(yáng)性和真陰性C.它們的值總在0.5到1之間D.它們計(jì)算復(fù)雜10.對(duì)一組連續(xù)型醫(yī)學(xué)影像測(cè)量值（如腫瘤體積）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，首先需要了解其分布特征，最常用的描述性統(tǒng)計(jì)量是？A.中位數(shù)和四分位數(shù)間距B.平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差C.眾數(shù)和極差D.方差和標(biāo)準(zhǔn)誤二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述假設(shè)檢驗(yàn)中p值的具體含義。2.解釋什么是受試者工作特征（ROC）曲線，并說(shuō)明其橫軸和縱軸分別代表什么。3.在醫(yī)學(xué)影像診斷研究中，為什么常需要計(jì)算診斷試驗(yàn)的置信區(qū)間（CI）？4.簡(jiǎn)述醫(yī)學(xué)影像組學(xué)（ImagingBiomarkers）研究中，統(tǒng)計(jì)分析可能面臨的主要挑戰(zhàn)。三、計(jì)算與分析題（每題10分，共30分）1.某研究評(píng)估一種新的計(jì)算機(jī)輔助診斷系統(tǒng)（CADx）在識(shí)別早期肺癌中的作用，隨機(jī)抽取100名可疑肺癌患者，其中60名經(jīng)病理證實(shí)為肺癌（金標(biāo)準(zhǔn)）。該CADx系統(tǒng)識(shí)別出其中50名患者為陽(yáng)性。計(jì)算該CADx系統(tǒng)對(duì)早期肺癌的靈敏度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值和陰性預(yù)測(cè)值。2.某研究比較了低劑量CT和高劑量CT在肺癌篩查中的診斷性能。兩個(gè)試驗(yàn)對(duì)100名肺癌患者和100名健康人的診斷結(jié)果如下（以陽(yáng)性/陰性表示）：*低劑量CT：肺癌組陽(yáng)性50例，陰性10例；健康組陽(yáng)性5例，陰性95例。*高劑量CT：肺癌組陽(yáng)性55例，陰性5例；健康組陽(yáng)性10例，陰性90例。請(qǐng)分別計(jì)算兩種CT掃描的靈敏度、特異度，并簡(jiǎn)要比較其優(yōu)劣。3.某研究測(cè)量了30名乳腺癌患者治療前后的腫瘤大?。╩m），數(shù)據(jù)如下（部分示例）：治療前：45,38,50,42,48,...,56治療后：40,35,45,38,42,...,50假設(shè)數(shù)據(jù)滿足正態(tài)分布，試分析該化療方案是否顯著縮小了腫瘤大?。ㄕ?qǐng)寫(xiě)出檢驗(yàn)假設(shè)、選擇方法、列出計(jì)算關(guān)鍵步驟）。試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.D解析：比較兩種診斷方法的準(zhǔn)確性，核心是比較它們的ROC曲線下面積（AUC），ROC曲線分析是最佳選擇。2.C解析：ROC曲線下面積（AUC）是衡量診斷試驗(yàn)整體區(qū)分能力的綜合指標(biāo)。3.C解析：比較兩組（健康人、患者）的連續(xù)性變量（肺活量）平均水平，應(yīng)使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。4.A解析：靈敏度定義為真陽(yáng)性人數(shù)/（真陽(yáng)性人數(shù)+假陰性人數(shù)），即真陽(yáng)性率。5.C解析：靈敏度高意味著識(shí)別患者的能力強(qiáng)，即假陰性人數(shù)少，假陰性率低。6.B解析：不同掃描設(shè)備可能存在系統(tǒng)偏差，標(biāo)準(zhǔn)化處理（如Z-score標(biāo)準(zhǔn)化）有助于消除這些偏差，使特征具有可比性。7.B解析：探索影像特征與疾病程度（通常是分類或有序變量）的關(guān)系，最適合使用回歸分析。8.A解析：置信區(qū)間（CI）表示估計(jì)參數(shù)的可能范圍，反映了結(jié)果的不確定性或精確性。9.A解析：?jiǎn)我恢笜?biāo)（如靈敏度或特異度）的優(yōu)劣受疾病患病率影響，不同患病率下最佳指標(biāo)可能不同，需綜合考慮。10.B解析：對(duì)于服從正態(tài)分布的連續(xù)型數(shù)據(jù)，常用平均數(shù)描述集中趨勢(shì)，用標(biāo)準(zhǔn)差描述離散程度。二、簡(jiǎn)答題1.p值是在原假設(shè)（H0）為真的情況下，觀察到當(dāng)前樣本結(jié)果或更極端結(jié)果的概率。p值越小，越有理由拒絕原假設(shè)。2.ROC曲線是以真陽(yáng)性率為縱軸（Sensitivity），假陽(yáng)性率為橫軸（1-Specificity）繪制的曲線，用于評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。曲線越靠近左上角，診斷性能越好。3.置信區(qū)間提供了估計(jì)參數(shù)（如靈敏度、AUC）的可能范圍，有助于了解估計(jì)值的精確性。窄的CI表示估計(jì)較精確，寬的CI表示估計(jì)較不確定。它還能判斷估計(jì)值是否有實(shí)際意義。4.主要挑戰(zhàn)包括：①影像數(shù)據(jù)量巨大且高維度；②特征提取的復(fù)雜性和主觀性；③模型過(guò)擬合風(fēng)險(xiǎn)高；④驗(yàn)證方法的缺乏（如缺乏獨(dú)立的外部驗(yàn)證數(shù)據(jù)集）；⑤結(jié)果的可解釋性差（“黑箱”問(wèn)題）。三、計(jì)算與分析題1.解：靈敏度=真陽(yáng)性/(真陽(yáng)性+假陰性)=50/(50+10)=50/60=5/6≈0.8333(或83.33%)特異度=真陰性/(真陰性+假陽(yáng)性)=95/(95+5)=95/100=0.95(或95%)陽(yáng)性預(yù)測(cè)值=真陽(yáng)性/(真陽(yáng)性+假陽(yáng)性)=50/(50+5)=50/55≈0.9091(或90.91%)陰性預(yù)測(cè)值=真陰性/(真陰性+假陰性)=95/(95+10)=95/105≈0.9048(或90.48%)2.解：低劑量CT：靈敏度=50/(50+10)=50/60≈0.8333(83.33%)特異度=95/(95+5)=95/100=0.95(95%)高劑量CT：靈敏度=55/(55+5)=55/60≈0.9167(91.67%)特異度=90/(90+10)=90/100=0.90(90%)比較：高劑量CT的靈敏度和特異度均略高于低劑量CT，說(shuō)明在高劑量CT下可能檢出更多患者，同時(shí)保持較好的特異性。3.解：檢驗(yàn)假設(shè)：H0：化療方案對(duì)腫瘤大小無(wú)顯著影響（即治療前后平均腫瘤大小無(wú)差異）。H1：化療方案對(duì)腫瘤大小有顯著影響（即治療前后平均腫瘤大小有差異）。選擇方法：由于數(shù)據(jù)為兩組連續(xù)性變量，且假設(shè)滿足正態(tài)分布，應(yīng)使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組均值差異。計(jì)算關(guān)鍵步驟：①計(jì)算治療前和治療后的樣本均值（X?_pre,X?_post）和標(biāo)準(zhǔn)差（s_pre,s_post）。②計(jì)算兩組樣本量（n_pre,n_post）。③計(jì)算合并方差估計(jì)值（s_p2）或直接使用t檢驗(yàn)公