2025年大学《统计学》专业题库—— 生存分析在流行病学信息学中的应用.docxVIP

2025年大学《统计学》专业题库——生存分析在流行病学信息学中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、

简述生存分析中“删失数据”的概念及其在流行病学信息学研究中的普遍性。请举例说明至少两种可能导致删失数据的情况。

二、

比较Kaplan-Meier生存估计法和生命表法在处理生存数据时的主要异同点。在什么情况下倾向于使用生命表法？

三、

解释Cox比例风险模型（ProportionalHazardsModel）的基本思想。模型中的HazardRatio（风险比）代表什么含义？请说明比例风险假设（ProportionalHazardsAssumption）的重要性及其常用的检验方法。

四、

某项研究旨在比较两种治疗方案（A和B）对某慢性病的患者的生存效果。研究收集了患者的生存时间数据，并记录了治疗方案和其他可能影响生存的协变量（如年龄、性别、病情严重程度）信息。请设计一个统计分析方案，说明你会如何运用生存分析方法来比较两种治疗方案的效果，并解释你选择的方法以及如何解读分析结果。

五、

在利用Cox模型分析一项关于吸烟与肺癌生存时间关系的研究时，研究者发现模型拟合良好，但发现吸烟量（包年）与生存时间呈非线性关系。请提出至少两种处理这种非线性关系的策略，并简述各自的原理和优缺点。

六、

讨论将生存分析应用于包含大数据的流行病学信息学研究时可能面临的挑战，并提出相应的统计学或信息学方法应对这些挑战。例如，如何处理高维协变量？如何进行高效的模型训练和预测？

七、

假设一项研究旨在探索影响某罕见病患者预后的因素。研究者收集了患者的生存时间、多种临床指标（如肿瘤标志物水平）以及基因型数据。请说明你会如何选择和运用适当的生存分析方法来识别关键的预后因素，并讨论在分析中需要特别注意的问题（如多重共线性、数据不平衡、基因数据的处理等）。

试卷答案

一、

概念：删失数据（CensoredData）是指在生存研究中，一部分研究对象的生存结局（如死亡、疾病进展）在研究结束时尚未发生，但我们知道他们的随访时间已经达到了某个特定长度。我们只知道他们的生存时间大于或等于这个长度，但不知道确切的生命终点时间。

普遍性：在流行病学信息学研究中，删失数据非常普遍。例如：

1.研究随访结束：患者可能仍在alive，但研究资助结束或数据收集截止，此时患者的生存时间未知。

2.失访（LosstoFollow-up）：患者可能主动退出研究、搬迁至外地、或因其他原因失去联系，导致无法继续追踪其生存结局。

3.截断（Truncation）：研究在开始时只纳入了那些已经存活到某个特定时间点（如手术、干预）的患者，这些患者的生存时间必然是截断的。

二、

异同点：

相同点：

1.都用于处理包含删失数据的生存时间数据。

2.都可以估计生存函数（SurvivalFunction）。

3.都不依赖于生存时间的精确分布假设。

4.都适用于比较不同组的生存分布。

不同点：

1.基础：Kaplan-Meier基于每个时间点的死亡人数和风险集大小计算生存概率；生命表法基于每个时间区间内的死亡人数和期初风险集大小计算生存概率。

2.估计精度：Kaplan-Meier在死亡事件发生时提供更精确的生存率跳跃；生命表法通过在每个区间内对生存率进行加权平均，对估计结果进行平滑处理，尤其是在数据稀疏时。

3.信息利用：生命表法在每个区间内都利用了所有仍在风险集中的信息，而Kaplan-Meier在某个时间点发生死亡后，后续时间点的生存率估计仅依赖于未发生事件和未删失数据。

4.适用性：生命表法更适用于数据量大、生存时间跨度长、或需要按不同区间分析的情况；Kaplan-Meier更直观，常用于比较组间生存曲线。

使用生命表法的情况：当数据量大、生存时间跨度长、需要按不同时间区间进行分析或解释、或者数据呈现明显的阶段性模式时，生命表法可能更合适。

三、

基本思想：Cox比例风险模型是一种半参数回归模型，用于分析一个或多个协变量（Covariates）对事件发生（通常是失败或死亡，即“风险”）瞬时风险率（InstantaneousHazardRate）的影响。其核心思想是假设不同组别或个体之间，风险率之比（HazardRatio）是一个常数，这个常数比称为比例风险（ProportionalHazards）。模型不直接估计生存概率，而是估计风险比。

HazardRatio含义：模型中，某个协变量Xi的HazardRatio(hazardratio,HR)代表在其他协变量保持不变的情况下，该协变量Xi每增加一个单位（或发生与未发生），事件发生的瞬时风险率