第五单元调查设计与试验设计.doc
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1、第五单元 调查设计与试验设计 陈卫中【习题】分析计算题5.1 请指出下列样本是采用何种抽样方法所得?(1) 某研究欲调查某市中学生对艾滋病的认识,从全市40所中学随机抽取4所,对该4所学校的全部学生实施问卷调查。(2) 某研究调查某地卫生技术人员的医疗保健服务能力,分为县、乡、村3级,从各级随机抽取1/10卫生技术人员进行问卷调查和技术考核。(3) 某研究调查某社区居民的吸烟率.该社区共3000人,将其编号,随机产生一个两位数,如78,抽取所有编号末尾为78的观察对象组成样本。5。2 某研究调查某小学学生的肥胖率,共30个班,每班40人,随机抽取5个班,肥胖人数分别为3,4,5,2,6,试估计
2、该小学学生的肥胖率。5.3 部分医学生存在不同程度的情绪问题,大约有46的医学生有抑郁倾向。现欲了解某医学院校学生的抑郁症患病率,该校学生共4000人,并希望误差不要超过2,问需要调查多少人()?5。4 为了解某市不同经济状况地区儿童乙肝疫苗接种情况,采用分层多阶段随机抽样方法,在全市抽取部分经济收入不同的地区开展相关调查,共调查1025名儿童,其中城镇儿童236人,农村儿童789人。结果如表32,试估计该市乙肝疫苗接种率的95%可信区间。表32 某市不同经济状况地区儿童乙肝疫苗接种率调查结果不同地区人 数抽样人数接种率/%城镇2560823669.07农村7901078929.14合 计10
3、461810255。5 为考核某疫苗的效果,拟进行一现场实验,该传染病的发病率一般为10,接种组降低发病率5以上才有推广价值,问两组各需多少人 (=0.05,检验效能90)?5.6 新生儿的出生体重其均数为3200g,标准差为467g。欲研究妇女在怀孕期间服用某药物是否会影响新生儿体重,假设服用该药后出生的新生儿将比一般的新生儿平均增重220g,假设用单侧检验,=0.05。问:(1) 如果取,两组样本含量相等时需要多大的样本含量才能发现其差异?(2) 如果为0.90,取两组相等时,需要多大的样本含量?(3) 如果每组各有120人进入研究,仍采用单侧检验=0。05,检验效能为多大?5。7 欲研究
4、小剂量阿司匹林预防男性冠心病的效果,拟进行为期5年的随机双盲试验。若4064岁男性服用安慰剂后,冠心病5年发病率为2.5,同一年龄男性服用阿司匹林后,冠心病5年发病率为2。0,问:(1) 取=0。05,用双侧检验,要有80的机会发现其差异,每组需要多少人进入研究?(2) 若检验效能取0.90,其余的条件不变,各组又需多少人?(3) 若单侧检验,检验效能仍为0。80,各组又需多少人?(4) 若每个组有4000人进入研究,0.05,双侧检验时其检验效能为多大?5.8 某县进行学龄前儿童百日咳、白喉、破伤风制品的接种率调查,据已掌握的情况,将全县各乡分为好、较好、差3类,各随机抽取1/10的学龄前儿
5、童作调查,结果如表33,试估计该县百白破疫苗接种率的95可信区间.表33 某县3类乡百白破疫苗接种率调查结果类 别人 数抽样人数接 种 率好73717230。8174较好1489914780.6969差93089300.3022合 计3157831315.9 为了解某县某病感染率,现从全县124个村民组(共30000人),随机抽出10个村民组,对该10个村民组的全部人口进行了调查,结果如表34,试据此估计该县农村居民感染率。表34 某县10个村民组的某病感染人数村 民 组12345678910合 计人 数1381561761841952142743293503702386感染人数4158467
6、07586901011091217975.10 欲了解某地菜农钩虫感染率是否高于粮农,估计两总体率约为20%和10,今指定,b0.10,问需调查多少人?5.11 已知藏族中HBsAg阳性感染率为14。78%,现欲抽样调查了解拉萨地区藏族人的HBsAg阳性感染率,要求误差不超过1,0.05,问需调查多少人?5。12 最佳选择题(1) 在下面各种实验设计中,在相同条件下最节约样本含量的是 .a。 完全随机设计b。 配对设计 c。 配伍组设计d. 析因试验设计 e. 交叉设计第(2)(4)题的选择答案如下:a。 实验对照b. 空白对照c。 安慰剂对照d。 标准对照e。 历史对照(2) 为研究苗药“胃
7、灵丹”治疗胃病(胃炎、胃溃疡)疗效,在某医院选择40例胃炎和胃溃疡病人,随机分成实验组和对照组,实验组用胃灵丹治疗,对照组用公认有效的“胃苏冲剂”。这种对照在实验设计中称为 。(3) 某医师研究丹参预防冠心病的作用,实验组用丹参,对照组用无任何作用的糖丸,这属于 。(4) 某医师研究七叶一支花治疗胃溃疡的疗效时,实验组服用七叶一支花,对照组服用淀粉,这属于 。(5) 实验设计的3个基本要素是 。a. 受试对象、实验效应、观察指标b。 随机化、重复、设置对照c. 齐同对比、均衡性、随机化d。 处理因素、受试对象、实验效应e. 设置对照、重复、盲法(6) 实验设计的基本原则 。a. 随机化、盲法、
8、设置对照b. 重复、随机化、配对c。 随机化、盲法、配对d. 齐同、均衡、随机化e. 随机化、重复、设置对照(7) 单纯随机抽样中估计总体均数所需样本例数n时至少需要确定 .a. 允许误差,总体标准差,第二类错误b。 第一类错误,总体标准差,总体均数c. 允许误差,总体标准差,第一类错误d。 允许误差,总体标准差,总体均数e。 总体标准差,总体均数,总体均数可信区间CI(8) 实验设计和调查设计的根本区别是 。a. 实验设计以动物为对象b。 调查设计以人为对象c. 实验设计可随机分组d. 实验设计可人为设置处理因素e。 两者无区别(9) 拟用放射免疫法检测某人群(4000人)血液中流脑特异免疫
9、球蛋白含量,根据文献报道,其标准差约为0.4mg/L,容许误差为0。1mg/L,则按单纯随机抽样,需抽出的样本例数为_人.a。 97 b。 94 c. 96 d。 95 e。 根据研究者设定的而定复习思考题5.13 为比较胃舒氨与西咪替丁治疗消化性溃疡的疗效,以纤维胃镜检查结果作为判断标准,选20名患者,以病人的年龄、性别、病型和病情等条件进行配对,在纤维胃镜下观察每一患者的溃疡面积减少百分率,面积减少百分率为40以上者为治疗有效。(1) 如何将病人分组?(2) 如何对结果进行统计分析处理?5。14 调查中系统误差的来源有哪些?如何控制?如何评价调查质量?5.15 四种基本抽样方法是如何体现随
10、机性的?各自的优缺点和适用场合是什么?【习题解答】分析计算题5。1答:(1)整群抽样;(2)分层抽样;(3)机械抽样(又名系统抽样或等距抽样).5.2解:本题的抽样方法为整群抽样,故为整群抽样总体率的估计。5个班的肥胖率分别为0。075(3/40),0。100,0.125,0。050,0。150,故该小学学生肥胖率的点估计值为10。0,其95%的可信区间为:,即(6。84%,13.16)。 5.3解:根据题意,本题为估计总体率的样本含量的计算。已知,, N=4000 ,所以估计需要调查1495人。5.4解:根据题意,本题的抽样方法为分层随机抽样,层内为单纯随机抽样.已知:,按单纯随机抽样样本率
11、的标准误的计算公式:按分层抽样样本率和标准误的计算公式:故该市乙肝疫苗接种率的95%可信区间为:,即(36。15%, 41.67%). 5。5解:根据题意,本题为两样本率比较的样本含量估计。已知:,(单侧),若两组例数相等:故每组估计需要调查474例。5。6解:根据题意,本题为两样本均数比较的样本含量估计。(1) 已知:(单侧),,,两组样本例数相等:故每组估计需要56例才能发现其差异。(2) 已知:(单侧),,,两组样本例数相等:故每组估计需要77例才能发现其差异。(3) 已知:,,当为正值时,查标准正态曲线下面积,值表,得,。 5。7解:根据题意,本题为两样本率比较的样本含量估计。(1)
12、已知:,,若两组样本例数相等:故每组需要13795人进入研究。 (2) 已知:,,,若两组样本例数相等:故每组需要18471人进入研究。 (3) 已知:(单侧),若两组样本例数相等:故每组需要10822人进入研究。 (4) 已知:,,,,,当为负值时,查标准正态曲线下面积,值表,得,,提示本次试验中检验效能较低,应扩大样本含量重作试验。5。8解:根据题意,本题的抽样方法为分层随机抽样,层内为单纯随机抽样。已知:,按单纯随机抽样率的标准误计算公式:按分层抽样样本率和标准误的计算公式:故该市乙肝疫苗接种率的95可信区间为:,即(59.46%,62.28)。5.9解:本题的抽样方法为整群抽样,各群内
13、观察单位不等,为整群抽样中总体率的估计.已知:K=124,k10,N30000,故该县农村居民感染率的点估计值为32。94%,其95可信区间为:,即(26。39%,39.49).5。10解:根据题意,本题为两样本率比较的样本含量估计.已知:(单侧),,,若两组样本例数相等:故估计共需要调查435人,每组218人。5.11解:根据题意,本题为估计总体率的样本含量计算。已知:(双侧),,故估计需要调查4839人。5。12 最佳选择题 (1) d (2) d (3) c (4) c (5) d (6) e (7) c (8) d (9) e【复习思考题参考答案】5.13答:(1) 根据题意,该设计为
14、配对设计,首先将20例病人按年龄、性别、病型和病情等条件进行配对后,将10对患者从1到10编号,再任意指定随机排列表中的任一行,比如第8行,舍去1020,将随机数排列如下,规定逢单数者每对中的第1号试验对象进入胃舒氨组(A),第2号对象进入西米替丁组(B),逢双数者则相反.分组情况如下所示:病 人 号1.12。13。14.15。16.17。18。19.110。11.22.23。24。25.26.27.28。29。210.2随机数字3261809547入组情况ABBABBAABABAABAABBAB (2) 首先以溃疡面积减少百分率40为界限,将每位患者的治疗情况分为有效和无效两类,并整理成配对
15、四格表的形式(见表5。13。1)。本试验的目的在于比较胃舒氨与西米替丁治疗消化性胃溃疡有效率的差别,故选用配对四格表的McNemar检验(McNemars test for correlated proportions)进行统计分析。表5。13.1 20位患者治疗情况西米替丁胃舒氨合计有效无效有效aba+b无效cdc+d合 计a+cb+dNSAS程序proc plan seed=20031202;/调用plan过程,并设定随机种子数为20031202*/ factors block=10 ordered treat=2;/设定产生随机数主效果的抽样方式,其中区组数block为10,并从1到10
16、按升序排列;处理效应treat共2组,按1、2随机排列/ title 配伍/配对/交叉设计中的随机分组;/*指定输出标题为“配伍/配对/交叉设计中的随机分组”/run;/提交运行*/SAS结果配伍/配对/交叉设计中的随机分组The PLAN ProcedureFactorSelectLevelsOrderblock1010Orderedtreat22Randomblocktreat1212123124125126217218129211012SPSS操作数据录入:打开SPSS Data Editor窗口,点击Variable View标签,定义要输入的变量number和block;再点击Dat
17、a View标签,录入数据(见图5。13。1,图5.13.2)。图5。13。1 Variable View窗口内定义要输入的变量number和block图5.13。2 Data View窗口内录入数据分析:TransformRandom Number SeedSet seed to: 键入20031202OKTransformComputeTarget Valuable: 键入 randomNumeric Expression: Uniform(1) OKTransformRank CasesVariabless: randomBy: blockOK注:当样本量较大时,最好编程实现,以免除数据
18、录入的不便。以下在SPSS的Syntax窗口中实现本题的程序。FileNewSyntax,打开Syntax窗口,键入如下程序:input program。 numeric k b n number block(f3。0)/random(f8.6). string treat(A1). compute k=2. compute b=10. compute n=b*k. set seed 20031202. loop number=1 to n. compute block=rnd(number-1)/k+0。5)。 end case. compute k=lag(k)。 end loop. en
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