- •Основы корреляционного анализа при комплексной оценке здоровья населения
- •2015 Г.
- •Использование коэффициентов корреляции в практической деятельности врача
- •Оценка статистических связей по коэффициентам корреляции
- •Ранговый метод Спирмена
- •Этапы вычисления рангового коэффициента корреляции Спирмена
- •Исходные данные и вычисленные параметры для определения коэффициента ранговой корреляции Спирмена
- •Коэффициент корреляции рангов Кендэла
- •Алгоритм вычисления коэффициента Кендэла
- •Исходные данные и параметры для расчета коэффициента корреляции рангов Кендэла
- •Коэффициенты ассоциации и сопряженности (контингенции)
- •Коэффициент корреляции Пирсона
- •Исходные данные и параметры расчета коэффициента линейной корреляции
- •Порядок вычисления
- •Регрессионный анализ
- •Вычисление коэффициентов регрессии
- •Измерение связи между признаками с помощью корреляционной решетки
- •Ситуационные задачи
- •Тестовые задания
- •Эталон ответов на тестовые задания
- •Вопросы для самоподготовки
- •Литература
Ситуационные задачи
Задача 1. Определите с помощью коэффициента корреляции рангов Спирмена размер связи между суточным потреблением йода организмом и заболеваемостью зобом. Оцените достоверность полученных результатов, сделайте выводы.
Город |
Количество потребляемого йода, мг |
Заболеваемость зобом, ‰ |
Бордо |
200 |
0 |
Париж |
100 |
3 |
Эффинген |
70 |
1 |
Утрехт |
40 |
50 |
Берн |
20 |
85 |
Задача 2. Рассчитайте коэффициент ранговой корреляции между стажем (X) работы во вредных условиях труда и длительностью (Y) нетрудоспособности по болезни у рабочих завода.
Стаж работы, лет |
Длительность нетрудоспособности, дни |
1-3 |
16 |
4-6 |
15 |
7-9 |
17 |
10-12 |
19 |
13-15 |
20 |
15 и более |
24 |
Задача 3. Установите связь между уровнем загрязненности атмосферного воздуха и численностью населения в городах.
Показатель |
Численность населения, тыс. | |||||
10-25 |
25-50 |
50-100 |
100-400 |
400-700 |
Более 700 | |
Содержание взвешенных веществ в воздухе, мг/м3 |
63 |
62 |
96 |
101 |
113 |
119 |
Задача 4. В районах Ленинградской области были получены данные о доле сельского населения и уровнях рождаемости. Определите характер и размер связи между этими явлениями путем вычисления коэффициента ранговой корреляции. Оцените его достоверность, сделайте выводы.
Район |
Сельское населе-ние,% |
Рождае-мость, %o |
Район |
Сельское население,% |
Рожда-емость, %o |
Бокситогорский |
38,6 |
10,2 |
Лодейнопольский |
29,4 |
11,6 |
Волосовский |
77,0 |
10,2 |
Ломоносовский |
46,9 |
12,0 |
Волховский |
38,4 |
10,7 |
Лужский |
54,6 |
9,7 |
Всеволожский |
53,6 |
9,6 |
Подпорожский |
37,4 |
11,7 |
Выборгский |
28,9 |
15,8 |
Приозерский |
62,9 |
12,1 |
Гатчинский |
47,6 |
10,5 |
Тосненский |
21,5 |
10,3 |
Кингисеппский |
46,3 |
12,7 |
Тихвинский |
46,6 |
11,7 |
Киришский |
28,9 |
9,9 |
|
Задача 5. Докажите наличие зависимости изменения стекловидного тела глазного яблока у рабочих от стажа их работы на химическом производстве, где имеется возможность воздействия ртути.
Показатель, % |
Стаж работы | ||||
Менее года |
1 год |
2 года |
3 года |
4 года и более | |
Рабочие с изменениями стекловидного тела глазного яблока |
6,1 |
6,3 |
10,0 |
25,0 |
23,0 |
Задача 6. У ткачих по мере увеличения стажа работы в профессии заметно ухудшается слух. Определите характер и размер связи между этими явлениями, используя коэффициент ранговой корреляции Спирмена. Оцените его достоверность, сделайте выводы.
|
Стаж работы, лет | |||||||
менее года |
1-4 |
5-9 |
10-14 |
15-19 |
20-24 |
25-29 |
30 и более | |
На 100 ткачих имели пониженный слух |
1 |
10 |
25 |
50 |
55 |
70 |
75 |
75 |
Задача 7. С помощью коэффициента ранговой корреляции определите размер и направленность связи между количеством бактерий в 1 мл водопроводной воды и дозой хлора для ее обеззараживания. Оцените его достоверность, сделайте выводы.
Доза хлора, мг/л |
Число бактерий в 1 мл |
0,5 |
29 500 |
1,2 |
115 |
4,2 |
50 |
5,0 |
40 |
5,5 |
41 |
Задача 8. Установите связь между числом послеоперационных осложнений и временем, прошедшим от начала острого приступа холецистита до операции. Оцените ее достоверность, сделайте выводы.
|
менее 3 ч |
3-5 ч |
6-8 ч |
9-11 ч |
12-14 ч |
15-17 ч |
Число осложнений |
6 |
8 |
12 |
11 |
24 |
28 |
Задача 9. Определите силу и характер связи между заболеваемостью детей болезнями органов пищеварения на первом году жизни и наличием раннего искусственного вскармливания.
Город |
% детей, получавших ранний прикорм на первом году жизни |
Число детей первого года жизни с болезнями органов пищеварения (на 1000) |
А |
7,8 |
150,0 |
Б |
8,0 |
158,3 |
В |
12,0 |
213,8 |
Г |
12,3 |
209,5 |
Д |
15,0 |
364,2 |
Е |
16,7 |
227,2 |
Ж |
17,2 |
300,8 |
Задача 10. Определите силу и характер зависимости между степенью загрязнения атмосферного воздуха сернистым газом SO2 в районе промышленных предприятий и уровнем заболеваемости бронхитами работающих на них. Оцените достоверность полученных результатов, сделайте выводы.
Предприятие |
Концентрация SO2 , мг/м3/сут |
Заболеваемость бронхитами на 100 рабочих |
1 |
0,059 |
1,8 |
2 |
0,066 |
2,0 |
3 |
0,079 |
2,9 |
4 |
0,082 |
3,3 |
5 |
0,089 |
3,8 |
6 |
0,113 |
4,0 |
7 |
0,124 |
4,2 |
8 |
0,148 |
5,0 |
9 |
0,150 |
5,3 |
Задача 11. На одном из промышленных предприятий проводилась иммунизация рабочих против гриппа. Определите направление и силу взаимосвязи между уровнем временной нетрудоспособности по поводу гриппа и процентом иммунизированных рабочих в различных цехах. Рассчитайте коэффициент корреляции. Оцените его достоверность и сделайте выводы.
Цех |
Охват иммунизацией, % |
Заболеваемость гриппом на 100 рабочих (случаи) |
1 |
90 |
2,1 |
2 |
75 |
2,8 |
3 |
60 |
3,6 |
4 |
50 |
4,1 |
5 |
40 |
5,0 |
6 |
40 |
5,3 |
7 |
35 |
5,9 |
8 |
25 |
6,4 |
9 |
10 |
7,2 |
10 |
0 |
7,2 |
Задача 12. Определите характер и силу взаимосвязи между стажем работы на химкомбинате и заболеваемостью рабочих. Оцените достоверность полученных результатов, сделайте выводы.
Стаж работы, лет |
Среднее число заболеваний на 1 рабочего в год |
1 |
4,3 |
2 |
3,8 |
3 |
2,1 |
4 |
2,0 |
5 |
2,2 |
6 |
2,7 |
7 |
2,8 |
8 |
2,6 |
9 |
3,0 |
10 |
3,1 |
11 |
3,2 |
Задача 13. Докажите корреляционную зависимость между интенсивностью курения и длительностью течения острого бронхита у курильщиков.
Число выкуриваемых сигарет в день |
Длительность заболевания, дни |
5 |
7 |
10 |
6 |
15 |
9 |
20 |
9 |
25 |
11 |
30 |
10 |
35 |
12 |
40 |
11 |
45 |
14 |
Задача 14. Рассчитайте коэффициент корреляции между длительностью нетрудоспособности рабочих в течение года и стажем работы их на предприятии. Оцените его достоверность, сделали выводы.
Стаж, лет |
Длительность нетрудоспособности, дни |
Стаж, лет |
Длительность нетрудоспособности, дни |
1 |
6 |
8 |
11 |
2 |
11 |
9 |
13 |
3 |
7 |
10 |
14 |
4 |
7 |
11 |
15 |
5 |
9 |
12 |
19 |
6 |
10 |
13 |
18 |
7 |
11 |
|
Задача 15. Определите характер и размер связи между величинами систолического и диастолического давления у рабочих- прессовщиков в возрасте от 25 до 45 лет с помощью коэффициента линейной корреляции Пирсона.
Систолическое АД |
101 |
106 |
106 |
106 |
116 |
118 |
111 |
115 |
120 |
116 |
126 |
Диастолическое АД |
61 |
61 |
63 |
65 |
66 |
68 |
71 |
74 |
74 |
76 |
76 |
Задача 16. При определении суточной потребности в белках 7-летних девочек получены следующие результаты:
Масса тела, кг |
20 |
22 |
23 |
25 |
26 |
27 |
28 |
Суточная потребность в белках, г |
62 |
66 |
62 |
75 |
75 |
78 |
82 |
Дайте характеристику связи на основе рассчитанного коэффициента корреляции.
Задача 17. В результате измерения роста и массы тела у девочек в возрасте 6 лет были получены следующие данные:
Рост, см |
Масса тела, кг |
Рост, см |
Масса тела, кг |
87 |
13 |
96 |
16 |
89 |
12 |
97 |
15 |
91 |
14 |
97 |
18 |
91 |
14 |
101 |
18 |
95 |
16 |
103 |
20 |
95 |
15 |
103 |
21 |
Определите коэффициенты корреляции и регрессии. Дайте оценку связи между ростом и массой тела.
Задача 18. Вычислите коэффициенты регрессии по росту и массе тела у 15- летних девочек, если при обработке данных были получены: по массе тела σx = ± 6,9 кг; по росту σy = ± 5,6 см; rxy = 0,75. Сделайте выводы.
Задача 19. Рассчитайте коэффициент ранговой корреляции между курсом обучения и уровнем патологической пораженности студентов вузов Санкт- Петербурга.
Курс обучения |
Уровень патологической пораженности (число случаев на 1000 студентов) |
I |
514,6 |
I I |
477,5 |
I I I |
545,7 |
I V |
585,9 |
V |
703,2 |
V I |
519,9 |
Задача 20. В результате измерения роста и массы тела у 18- летних студенток медицинского вуза на последней неделе беременности были получены следующие данные:
Рост, см |
Масса тела, кг |
156 |
63 |
161 |
51,3 |
162 |
63,7 |
163 |
82,6 |
169 |
69 |
173 |
70 |
175 |
79 |
Определите коэффициенты корреляции и регрессии. Дайте оценку связи между ростом и массой тела обследованных студенток.
Задача 21. В одном из родильных домов Санкт- Петербурга в результате измерения длины и массы тела новорожденных (детей студенток в возрасте 20 лет) были получены следующие данные:
Длина, см |
Масса тела, г |
48 |
2980 |
49 |
3000 |
50 |
3100 |
50 |
3100 |
51 |
3390 |
52 |
3440 |
53 |
3500 |
Определите коэффициенты корреляции и регрессии. Дайте оценку связи между длиной и массой тела новорожденных.
Задача 22. Динамика роста доли городского населения и рождаемости в России.
Показатель |
Годы | ||||||||
1913 |
1937 |
1939 |
1950 |
1960 |
1962 |
1970 |
1980 |
1990 | |
Доля городского населения, ‰ |
18 |
28 |
32 |
39 |
49 |
51 |
52 |
70 |
74 |
Рождаемость, ‰ |
47,0 |
38,7 |
36,5 |
26,7 |
24,9 |
22,4 |
21,3 |
15,9 |
13,4 |
Определите характер и размер связи между этими явлениями путем вычисления коэффициента ранговой корреляции, оцените его достоверность и сделайте соответствующие выводы.
Задача 23. Определите характер и размер связи между числом детей в семье и количеством пропущенных женщиной рабочих дней (в связи с уходом за больным ребенком) путем вычисления коэффициента ранговой корреляции Кендэла. Оцените его достоверность и сделайте соответствующие выводы.
Число детей в семье |
Количество пропущенных рабочих дней (в показателях наглядности), % |
нет |
100 |
1 |
108 |
2 |
112 |
3 |
128 |
4 |
125 |
5 и болеее |
130 |
Задача 24. Определите характер и размер связи между заболеваемостью шахтеров гипертонической болезнью и высотой тоннеля, в котором идет добыча угля. Вычислите коэффициент ранговой корреляции, оцените его достоверность и сделайте выводы.
№ шахты |
Высота тоннеля, м |
Заболеваемость гипертонической болезнью (на 1000 шахтеров) |
1 |
0,6 |
3,5 |
2 |
0,8 |
4,2 |
3 |
1,0 |
5,6 |
4 |
1,2 |
6,3 |
5 |
1,4 |
7,4 |
6 |
1,5 |
8,9 |
7 |
1,6 |
10,0 |
Задача 25. Определите характер и размер связи между долей родов на дому в сельской местности и расстоянием до ближайшего ЛПУ, имеющего родильные койки. Вычислите коэффициент ранговой корреляции, оцените его достоверность и сделайте выводы.
Расстояние, км |
Доля родов на дому (% к общему числу родов в данной местности) |
До 2 |
0,2 |
2-4 |
1,0 |
5-7 |
4,0 |
8-10 |
6,2 |
11-12 |
7,5 |
13-15 |
9,1 |
16-18 |
8,5 |
19-20 |
9,3 |
Более 20 |
11,0 |
Задача 26. Определите коэффициент корреляции между содержанием кальция в воде и ее жесткостью. Вычислите коэффициент регрессии жесткости воды по количеству в ней кальция. Определите содержание кальция при жесткости воды 15˚, 20˚, 25˚ и 30˚.
Жесткость воды, градусы |
Содержание Са в воде, мг/л |
4 |
28 |
8 |
56 |
11 |
77 |
27 |
191 |
34 |
241 |
37 |
262 |
Задача 27. В результате определения суточной потребности в белках 8-летних девочек были получены следующие данные:
Масса тела, кг |
20 |
22 |
23 |
25 |
26 |
27 |
28 |
Суточная потребность, г |
62 |
66 |
62 |
75 |
75 |
78 |
82 |
Определите коэффициент корреляции, оцените его достоверность. Вычислите коэффициент регрессии суточной потребности в белках по массе тела. Определите суточную потребность в белках девочек с массой тела 21, 24 и 29 кг.
Задача 28. Определите коэффициент корреляции между возрастом и частотой выхода на инвалидность по каждой группе инвалидности. Оцените его достоверность. Вычислите коэффициент регрессии выхода на инвалидность по возрасту, определите ожидаемый выход на инвалидность при I, I I и I I I группе инвалидности в возрасте 30 лет, 40 лет.
Частота выхода на инвалидность на 10 000 работающих:
Группа инвалидности |
Возраст, лет | |||||
25 |
35 |
45 |
50 |
55 |
60 | |
I |
0,3 |
0,6 |
0,7 |
1,8 |
4,1 |
4,2 |
I I |
5,6 |
3,2 |
5,5 |
10,3 |
13,8 |
13,8 |
I I I |
2,2 |
3,8 |
4,6 |
6,4 |
7,5 |
7,6 |
Задача 29. В результате измерения систолического и диастолического давления у 9 здоровых юношей 18 лет получены следующие результаты:
Систолическое АД |
110 |
110 |
115 |
120 |
120 |
120 |
125 |
130 |
120 |
Диастолическое АД |
60 |
65 |
65 |
70 |
70 |
70 |
75 |
80 |
75 |
Определите коэффициент корреляции, оцените его достоверность. Вычислите коэффициент регрессии систолического давления по диастолическому. Определите ожидаемый уровень систолического АД при диастолическом, равном 85, 90, 95 мм.рт.ст.
Задача 30. Определить с помощью коэффициента корреляции рангов Спирмена имеется ли зависимость между температурой тела и частотой сердечных сокращений. Определить достоверность полученных результатов. Сделать выводы.
Температура тела (х) |
Частота сердечных сокращений в минутах (у) |
36 |
60 |
36 |
70 |
38 |
80 |
40 |
90 |
40 |
100 |
Задача 31. Определить с помощью корреляционного метода Пирсона, имеется ли влияние частоты раннего прикорма и искусственного вскармливания на частоту болезней органов пищеварения у детей первого года жизни.
Определить достоверность полученных результатов. Сделать выводы.
Частота раннего прикорма и искусственного вскармливания (х) |
Частота возникновения болезней органов пищеварения (у) |
14 |
24 |
16 |
25 |
18 |
27 |
20 |
28 |
22 |
30 |
Задача 32. Определить с помощью коэффициента корреляции рангов Спирмена имеется ли влияние непрерывной работы за персональным компьютером на снижение зрительной функции подростков в возрасте 11-13 лет. Определить достоверность полученных результатов. Сделать выводы.
Среднее время непрерывной работы за персональным компьютером, мин. (х) |
Снижение зрительной функции у подростков, на 100 детей (у) |
< 20 |
5 |
21-30 |
15 |
31-40 |
30 |
41-50 |
35 |
51-60 |
45 |
|
75 |
Задача 33.Расчитайте коэффициент ранговой корреляции между стажем работы (х) на заводе в цехе №1 и длительностью нетрудоспособности по болезни у рабочих цеха. Определить достоверность полученных результатов. Сделать выводы.
Стаж работы, лет |
Длительность нетрудоспособности, дни |
1-3 |
8 |
4-6 |
7 |
7-9 |
9 |
10-12 |
12 |
13-15 |
14 |
15 и больше |
16 |
Задача 34. Рассчитать коэффициент ранговой корреляции Спирмена между рождаемостью населения и общим коэффициентом разводимости населения
( на 1000 населения). Определить достоверность полученных результатов. Сделать выводы.
Рождаемость в %о |
Разводимость в %о |
10,3 |
4,5 |
11,3 |
4,8 |
12,0 |
4,9 |
12,3 |
4,9 |
12,5 |
4,5 |
12,6 |
4,7 |