ROC曲線的評(píng)價(jià)研究及應(yīng)用.pdf

1、診斷試驗(yàn)的評(píng)價(jià)可以為臨床應(yīng)用提供依據(jù)、可以提高醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量、可以在一定程度上遏制醫(yī)療資源的浪費(fèi)，因而具有十分重要的實(shí)際意義。 診斷試驗(yàn)的評(píng)價(jià)主要是準(zhǔn)確性的評(píng)價(jià)，而ROC曲線因其不受患病率和診斷界值的影響、且綜合了靈敏度和特異度兩個(gè)指標(biāo)，因而成為評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)準(zhǔn)確度的最佳指標(biāo)。ROC曲線下面積的估計(jì)有參數(shù)法和非參數(shù)法。非參數(shù)法常常是根據(jù)患者組和非患者組實(shí)驗(yàn)結(jié)果秩和檢驗(yàn)的WilcoxonMann-Whitney檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量來(lái)估計(jì)曲線下面

2、積；通過(guò)擬合雙正態(tài)模型來(lái)估計(jì)ROC曲線下面積是目前最常用的參數(shù)法。應(yīng)用ROC曲線下面積可對(duì)兩診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確度進(jìn)行比較，此時(shí)因?qū)嶋H中常采用配對(duì)設(shè)計(jì)，即要比較的兩診斷試驗(yàn)的檢測(cè)結(jié)果常常是相關(guān)的，因而在進(jìn)行比較時(shí)檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算涉及到兩面積間的相關(guān)系數(shù)或兩面積間的協(xié)方差，其計(jì)算比較復(fù)雜，可通過(guò)專(zhuān)用軟件ROCKIT和統(tǒng)計(jì)軟件SAS來(lái)實(shí)現(xiàn)。 本研究中的肺癌診斷試劑盒為某公司新開(kāi)發(fā)的肺癌診斷試驗(yàn)，它能夠同時(shí)對(duì)三種肺癌腫瘤標(biāo)志物Cyfra21

3、-1、CEA、NSE(臨床參考界值分別為3.3ng/ml、5ng/ml、12.5ng/ml)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)其評(píng)價(jià)分析，表明：當(dāng)研究樣本中未包括其它腫瘤時(shí)各腫瘤標(biāo)志物的靈敏度分別為54.60％、60.12％、44.17％，特異度分別為95.49％、98.01％、99.82％，表明各標(biāo)志物的特異度都較高而靈敏度較低；當(dāng)研究樣本中包括其它腫瘤時(shí)腫瘤標(biāo)志物Cyfra21-1、CEA、NSE的靈敏度不變，而特異度分別為76.30％、84.13％

4、、88.61％，表明各標(biāo)志物的特異度降低。ROC曲線分析表明：1、研究樣本中未包括和包括其它腫瘤時(shí)非參數(shù)法估計(jì)的各標(biāo)志物Cyfra21-1、CEA、NSE的ROC曲線下面積分別為0.81、0.86、0.70和0.70、0.78、0.63，參數(shù)法估計(jì)的各標(biāo)志物Cyfra21-1、CEA、NSE的ROC曲線下面積分別為0.81、0.86、0.69和0.70、0.77、0.63，與完全無(wú)診斷價(jià)值的機(jī)會(huì)線下面積0.5相比均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.

5、05)，說(shuō)明標(biāo)志物Cyfra21-1、CEA對(duì)肺癌的診斷均有中等的診斷準(zhǔn)確度而NSE的準(zhǔn)確度較低；2、各標(biāo)志物ROC曲線下的面積用參數(shù)法和非參數(shù)法估計(jì)的結(jié)果幾乎全部相等；3、當(dāng)本研究中的研究樣本未包括和包括其它腫瘤時(shí)，各評(píng)價(jià)指標(biāo)的前者結(jié)果均優(yōu)于后者，因而當(dāng)該診斷試劑盒用于一般人群的肺癌患者篩檢時(shí)可參照后者的評(píng)價(jià)結(jié)果，當(dāng)該診斷試劑盒用于臨床上的輔助診斷時(shí)，在排除其它部位腫瘤的情況下可參考前者的評(píng)價(jià)結(jié)果。由各評(píng)價(jià)指標(biāo)的研究結(jié)果可知，該研究中

6、的肺癌診斷試劑盒各標(biāo)志物的特異度較高而靈敏度較低，結(jié)合ROC曲線下面積，說(shuō)明總體上具有中等的診斷準(zhǔn)確度。本研究通過(guò)對(duì)ROC曲線下面積估計(jì)方法的探討，說(shuō)明了參數(shù)法和非參數(shù)法的應(yīng)用及異同：ROC曲線下面積估計(jì)的非參數(shù)法因其沒(méi)有條件限制，所以可以應(yīng)用于所有診斷試驗(yàn)的準(zhǔn)確度評(píng)價(jià)，但計(jì)算的ROC曲線下面積往往偏小，特別是在檢測(cè)結(jié)果相同值較多時(shí)(如檢測(cè)結(jié)果為等級(jí)資料的影像學(xué)診斷方法)該情況較明顯；而擬合雙正態(tài)模型的參數(shù)法可較準(zhǔn)確的估計(jì)ROC曲線下面

7、積，但在極少數(shù)情況下，ROC曲線可能會(huì)出現(xiàn)位于機(jī)會(huì)線以下的情況，或者當(dāng)資料遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離其應(yīng)用條件時(shí)，估計(jì)的結(jié)果可能會(huì)嚴(yán)重偏離其真實(shí)值；在樣本量較大且相同值較少時(shí)，參數(shù)法和非參數(shù)法估計(jì)的ROC曲線下面積常常近似相等(如本文中的實(shí)例應(yīng)用)。在實(shí)踐中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇參數(shù)法或非參數(shù)法估計(jì)ROC曲線下面積。 本研究利用ROC曲線下面積對(duì)某新開(kāi)發(fā)的前列腺癌診斷試劑盒(簡(jiǎn)稱(chēng)檢測(cè)試劑盒)和目前臨床上常用的某著名診斷試劑盒(簡(jiǎn)稱(chēng)對(duì)照試劑盒)進(jìn)行了

8、比較分析，結(jié)果表明：對(duì)于腫瘤標(biāo)志物Free-PSA檢測(cè)試劑盒和對(duì)照試劑盒參數(shù)法估計(jì)的ROC曲線下面積分別為0.91、0.92，對(duì)于腫瘤標(biāo)志物Total-PSA相應(yīng)的ROC曲線下面積分別為0.89、0.90，表明檢測(cè)試劑盒和對(duì)照試劑盒對(duì)前列腺癌均有較高的診斷準(zhǔn)確度，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，進(jìn)一步的等效性檢驗(yàn)結(jié)果為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)、表明二者對(duì)前列腺癌的診斷準(zhǔn)確度相等，從而為其臨床應(yīng)用提供了重要的依據(jù)。 隨著數(shù)理