上一篇文章我们讲了“如何绘制ROC曲线”,今天我们来详解一下ROC曲线下面积。ROC曲线下面积(the area under the ROC curve, AUC)是指ROC曲线与x轴、(1,0)-(1,1)围绕的面积,如图1阴影部分。
一般来说,ROC曲线下面积在0到1之间。如果一项诊断试验的灵敏度是1,而假阳性率是0,那么该诊断试验的ROC曲线下面积就是1。但是这样的诊断试验几乎不存在,一个诊断试验往往不能将所有的患者和非患者都准确地识别出来。同时,也不会出现某一项诊断试验的ROC曲线下面积为0的情况,因为基本不会有一项诊断试验错误地识别了所有的患者和非患者。即使真的有这样的诊断试验,我们只需要将所有的诊断结果反过来,就可以得到完美结果。
也因为如此,我们认为ROC曲线下面积不会低于0.5,如果低了,我们只需将诊断翻转,就能得到更好的结果。如果诊断试验的结果完全随机(等同于诊断时,靠投掷硬币,正面向上认为是患者,反面向上认为是非患者),那么我们得到的ROC曲线下面积就是0.5,即ROC曲线下面积的最小值是0.5。
可见,只要ROC曲线下面积大于0.5,就证明该诊断试验具有一定的诊断价值。同时,ROC曲线下面积越接近1,离(0,1)点越近,证明诊断试验的真实性越好。
第一个栗子
仍以甲状旁腺诊断试验为例,现有SPECT、AC SPECT(衰减矫正SPECT)和SPECT/CT三种方法对同一患者群进行诊断。根据诊断试验结果,研究者将患者甲状旁腺的病变情况分为1-5五个等级。1级为完全没有甲状旁腺病变,2级为可能没有甲状旁腺病变,3级为可能存在甲状旁腺病变,4级为疑似甲状旁腺病变,5级为确诊甲状旁腺病变。得到诊断结果后,我们以3-5级为诊断阳性,1、2级为诊断阴性,并根据手术结果统一评价这三项诊断试验的准确性,如表1。
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