診斷試驗(yàn)的ROC曲線

1、診斷試驗(yàn)的ROC曲線一、ROC曲線的概念在診斷試驗(yàn)中，對(duì)診斷指標(biāo)每一個(gè)可能的診斷界值，都能得到一個(gè)四格表：診斷試驗(yàn)-病人非病人十a(chǎn)bm1一cdm0合計(jì)nin0n計(jì)算出這些四格表的靈敏度Se和特異度Sp，以假陽性率1Sp為橫軸，以真陽性率Se為縱軸，在算術(shù)坐標(biāo)紙上作圖，所得到的線圖稱為ROC曲線(ReceiverOperatorCharacteristic)。例如：為了研究肌酸激酶(CK)診斷心肌梗塞的作用，對(duì)金標(biāo)準(zhǔn)診斷為心肌梗塞的230例病人和130名正常人分別測(cè)定了每個(gè)人的CK值,有如下頻數(shù)表：CK值病人組正常人組12889040132639801181513328097198合計(jì)23013

2、0將這4種診斷方法的結(jié)果列成下表:SeSp1Sp1101400.99130.67690.3231800.93480.87690.12312800.41270.99230.0077對(duì)上表的數(shù)據(jù)，以假陽性率1Sp為橫軸，以真陽性率Se為縱軸,在算術(shù)坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，將點(diǎn)連成曲線，就得到了ROC曲線:1Sp二、ROC曲線的用途1 .評(píng)價(jià)指標(biāo)的診斷能力；2 .確定最佳診斷界值；3 .比較兩個(gè)診斷指標(biāo)的診斷能力。三、ROC曲線評(píng)價(jià)指標(biāo)的診斷能力ROC曲線下的面積計(jì)算(1)參數(shù)法如果診斷試驗(yàn)的指標(biāo)在病人和非病人總體中均服從正態(tài)分布，可用參數(shù)法估計(jì)ROC曲線下的面積。設(shè)診斷指標(biāo)x在非病人總體中服從N(02),在

3、病人總體中服從N(112)。如果10,aJ0),b11如果10,aJ01),b011ROC曲線下的面積為:1b(u)是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線下(-,u)范圍中的面積，可通過醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的附表1查到。(2)非參數(shù)法如果在病人或非病人總體中，診斷指標(biāo)的觀測(cè)值不服從正態(tài)分布，可以用非參數(shù)法計(jì)算ROC曲線下的面積。以n1表示病人組人數(shù)，n0表示非病人組人數(shù)，ROC曲線下的面積為：A?fo(fcf1/2)n。n13.假設(shè)檢驗(yàn)由樣本數(shù)據(jù)計(jì)算出的ROC曲線下的面積通常含有抽樣誤差，因此，既使在總體中，所研究的指標(biāo)并無診斷能力（A0.5）,也可能得到樣本的A0.5。所以，對(duì)樣本數(shù)據(jù)計(jì)算出的ROC曲線下的面積還需進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，判斷其與0.5的差別是否有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。H0：總體的A0.5H1:總體的A0.5（單側(cè)檢驗(yàn)）/?05統(tǒng)計(jì)量：uL05N（01）se（A）如果統(tǒng)計(jì)量u1.64,P0.05,拒絕H0,認(rèn)為總體中該指標(biāo)有診斷能力；如果統(tǒng)計(jì)量u1.64,P0.05,不拒絕H0,認(rèn)為總體中該指標(biāo)無診斷能力。經(jīng)過假設(shè)檢驗(yàn)，認(rèn)為總體中指標(biāo)有診斷能力之后，才能根據(jù)A?的大小，推斷指標(biāo)診斷能力的高低。參考文獻(xiàn)：Xiao-HuaZhou,NancyA.Obuchowski