ROC曲线分析.doc

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中华放射学杂志!##"年A月第6;卷第A期

’3+1O%/9+-8，M52540!##"，P-86;，F-QA

讲座??

!"#曲线分析在放射学中的应用
孙军陈峰郑凯尔
下，诊断患者为阴性，仍有$;I的正确率，因此它无法客观
［$］反映诊断系统本身的诊断效能。

（%&’曲线()*)+,)(-.)(/0+12*3/(/*0)(+40+**5(,)4，）%&’分析是一种统计方法，目前尚无标准的中文译名，从字面含义出发，有的名称有：受器工作特性已接性
［!］［"］

、测者操作特观表$
诊断结果阳性阳性阴性合计真阳性（CD）假阴性（HF）（CDEHF）阴性假阳性（HD）真阴性（CF）（HDECF）CDEHDHFECFF

、受试者操作特性等

［6］

。美国生物统计百科全书中关于

诊断试验评价形式
金标准结果合计

“%&’的定义是：对于可能或将会存在混淆的!种条件或自然状态，需要试验者、专业诊断学工作者以及预测工作者作
［7］出精细判别，或者准确决策的一种定量方法”。它源于信

号探测理论4+21/89)0)*0+-103)-(:）（，最早用于描述信号和噪声之间的关系，并用来比较不同的雷达之间的性能差异，后来在气象学、材料检验、心理物理学等领域中均有应用
［;］

。使用“敏感性”4)14+0+,+0:）“特异性”4.)*+>+*+0:）（和（这一对，指标就可以说明假阳性和假阴性的百分比（图"）敏感性和特异性即真阳性率和真阴性率，其计算式分别为CD（CDEG和。由于诊断系统中正常人群（阴性结果）GHF）CF（HDECF）与异常人群（阳性结果）个诊断的分布是有重叠的，因此诊!断界值（图"中的竖线）把正常人群分成真阴性率CFH）（和假，（和假阴性率阳性率HDH）把异常人群分成真阳性率CDH）（（HFH）表达式如下：EHDHJ"，EHFHJ"。由图"可，CFHCDH以看出，敏感性和假阳性的变化与特异性和假阴性的变化是同步的。

［=］随后，<540)9于"$=#年首先将%&’分析应用于医学诊断，

日益受到广泛的重视。特别是在医学影像学中，经过大量学者的研究、实践，目前，%&’分析已经成为临床科研文献中应用最广泛的统计方法，是国际公认的比较、评价!种或!种以上影像诊断方法效能)>>+*/*:）（差异性的客观标准
［6］

。从

本质上讲，（即诊断%&’分析反映的是随诊断界值03()43-89，标准）改变而动态变化的敏感性、特异性曲线。国内放射学研究中涉及%&’方法的论文极少
［"?6，@?A］

，这也在一定程度上

影响了我国放射学临床研究论文的总体水平。为了进一步与国际标准接轨，笔者对%&’分推广%&’分析方法的应用，析在放射学中的应用作一简要的介绍。一、%&’分析的基本原理和方法影像诊断的过程是比较复杂的，取决于诊断试验（影像方法）和试验者（诊断医师）个因素，它们共同构成"个“诊!
［$］断系统”9+/21-40+*4:40)B）。任何诊断试验，（其对病灶的显

示都不是十全十美的，各种干扰因素如正常解剖结构的误认、胶片的质量、成像参数的选择、伪影等均可造成假阳性的结果；病灶过小，以及影像的空间、密度分辨率差，正常结构
［"#］掩盖病灶等可以造成假阴性的结果。在临床工作中，不

同的疾病在影像上表现出类似的情况也很常见，而且，不同诊断医师的诊断水平也会影响诊断效果，这样，影像医师在诊断时，出现假阳性和假阴性结果是不可避免的。表"显示影像系统的诊断结果与金标准的比较。诊断系统的阳性和阴性诊断结果的分布是有重叠的，其重叠的程度取决于干扰
［""］因素的总体效应，效应越大，则重叠越多。评价诊断系统

图$

诊断试验敏感性与特异性关系

对于每个诊断系统来说，诊断某种疾病采用不同的诊断标准就会有不同的敏感性和特异性。例如，诊断纵隔淋巴结异常时，分别以直径K"L#*B和K"L;*B为阳性诊断标准，敏感性和特异性显然不同，而且，放射诊断医师在临床诊断时，常常受如病史、照片的分辨率、误诊、漏诊代价及医师的经验及水平等多个因素影响，有意或无意地改变诊断标准，
［"!］即诊断界值沿横轴是可变化的（图!上中的M!N）。实

的效果，传统的指标是准确率/**5(/*:）其计算式为CDE（，（，而没有考CF）FG（表"）它只表明诊断结果为正确的百分比，虑假阳性HD）（和假阴性HF）故容易受到疾病发病率的影（，响。例如某种疾病的