两种诊断方法ROC比较:配对比较——SPSS软件实现

发布于 2022年4月19日 星期二 15:59:35 浏览:9183
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受试者工作特征曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)简称ROC曲线,主要适用于评价二分类变量反映治疗效果或检查结果。对于两种诊断方法的比较可以通过比较两种诊断方法的ROC曲线下面积(AUC)实现,对于应用于同一组观测对象的两种诊断试验的准确度比较,可以采用ROC的配对比较法。本文简要介绍ROC曲线的配对比较在SPSS软件中的实现。

关键词:SPSS; 诊断试验; ROC比较; 两配对ROC曲线比较

一、案例简述

某课题组研究根据X线摄片与CT检查纵隔淋巴结肿大分级的结果判断淋巴结良恶性的准确性是否有差异,对200例疑似纵隔淋巴结肿大患者分别进行了X线摄片和CT检查,这两种诊断方法都有五种检查结果,分别为“--”、“-”、“±”、“+”、“++”。200例患者均以病理检查结果(“恶性”和“良性”)作为诊断的金标准。部分数据见图1,本文案例可从“附件下载”处下载。

图 1

二、问题分析

本案例的分析目的是比较两种诊断方法的准确性是否有差异,可以通过比较两种诊断方法的ROC曲线的AUC进行判断。由于本案例中两种诊断方法的观察对象是同一组人群,可以采用ROC的配对比较。

三、软件操作及结果解读

(一) 软件操作

  • 打开SPSS软件,导入数据如图2所示。
图 2
  • 将“ID”和“disease”设为“名义”变量,“test1”和“test2”设为“有序”变量,并为相应变量名称和水平设置中文标签。如图3所示。
图 3
  • 点击“分析”-“分类”-“ROC分析”(图4)。
图 4
  • 在“ROC分析”对话框中将变量“X线摄片结果”和“CT检查结果”均选入右侧“检验变量”框;将变量“金标准诊断结果”选入右侧“状态变量”框,并在其下方的“状态变量值”输入表示诊断结果为阳性的赋值,此处输入“1”。然后勾选下方的“成对样本设计”(图5)。
图 5
  • 在“ROC分析”对话框点击右侧的“显示”后出现“ROC分析:显示”对话框(图6)。在“图”部分勾选“ROC曲线”及其下方的“带对角参考线”,在“打印”部分勾选“标准误差和置信区间”(图6),然后点击“继续”,回到主对话框后点击“确定”就可以得到分析结果。
图 6

(二) 结果解读

图7是对案例数据基本情况的描述,分别显示了样本中通过金标准诊断为恶性(正)和良性(负)的人数,以及样本的缺失值情况。

图 7

图8是两个诊断方法的ROC曲线,大致可以看出采用X线摄片的AUC要小于采用CT检查的AUC,表示CT诊断的效果可能优于X线,两者的差异是否有统计学意义需要进一步查看统计检验的结果。

图 8

图9给出了两种方法对应的ROC曲线的AUC及其95%CI,X线摄片和CT检查的AUC分别为0.874 (95%CI:0.826-0.921)和0.942 (95%CI:0.911-0.973)。

图 9

图10是对两种方法AUC的统计检验结果,两种诊断方法的AUC差值为-0.068 (95%CI:-0.094~ -0.043),统计量(Z值)为-5.317,P<0.001,说明两种诊断方法的AUC差异有统计学意义,可以认为两种诊断方法的准确度差异有统计学意义。

图 10

四、结论

分析结果显示,通过X线诊断纵隔淋巴结肿大的AUC为0.874 (95%CI:0.826-0.921),通过CT诊断纵隔淋巴结肿大的AUC为0.942 (95%CI:0.911-0.973),两者的诊断准确性均较高。两种诊断方法的ROC曲线的AUC的比较结果显示,CT诊断的准确性优于X线诊断的准确性,差异具有统计学意义(Z=-5.317,P<0.05)。

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