ROC曲线最佳截断值计算——SPSS软件实现

发布于 2022年5月30日 星期一 12:22:20 浏览:27050
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ROC曲线又称受试者工作特征 (receiver operating characteristic) 曲线,是反映灵敏度和特异度的综合指标。ROC曲线以灵敏度(真阳性率)为纵坐标,1-特异度(假阳性率)为横坐标,将各点连接而成的曲线,那么ROC曲线上的哪一个点对应是最佳值截断值呢?通常情况下我们会通过约登指数(Youden index)进行选择。本文将以SPSS软件为例介绍如何实现ROC曲线最佳截断值的计算。

关键词:ROC截断值计算; 诊断试验; SPSS软件

一、案例数据

某医疗检测机构分别采用新方法A和传统方法B(金标准)对20名门诊就诊者是否患有糖尿病进行诊断。结果如表1,其中Disease表示传统方法(金标准)诊断的是否患病状态,X表示新方法A对20名门诊就诊者测量的血糖值,欲研究生化指标(X)对某疾病的诊断价值,选择了20名就诊者测量X的含量,然后使用金标准判断20名就诊者是否患病,试估计X截断值取何值对疾病的诊断价值最高?数据见表1,本文案例可从“附件下载”处下载。

表1

二、案例分析

本研究欲探究生化指标X对疾病诊断价值最高的截断值,可以通过ROC曲线选择最佳的诊断界限值来直观鉴别。ROC曲线越靠近左上角,试验的准确性就越高。最靠近左上角的ROC曲线的点是错误最少的阈值,其假阳性和假阴性的总数最少。

三、软件操作

(一) 方法选择

在软件中给数据变量名和水平赋值后,使用SPSS软件在上侧界面中依次选择“分析”—“分类”—“ROC曲线”,见图1。

图1

(二) 参数设置

在“ROC曲线”主对话框中设置如下参数(图2):

  • 检验变量:选择“生化指标X”
  • 状态变量:选择“是否患病”, “状态变量”表示患病状态,填写“1”
  • 显示:勾选“ROC曲线(U)”、“带对角参考线(W)”、“标准误差和置信区间(E)”、“ROC曲线的坐标点”
图2

四、结果及解释

(一) ROC曲线

图3

(二) ROC曲线下面积

从“曲线下方的区域”可知,ROC曲线下面积为0.849 (95%CI: 0.680~1.000)

图4

(三) ROC曲线上的坐标点

根据“曲线的坐标”可以得到一系列灵敏度和1-特异度的值,如图5。

图5

五、截断值计算

最佳截断值为最接近左上角(1.0,1.0)的点所对的坐标。将图5两列值复制到Excel表中,根据约登指数最大选出最佳临界点。约登指数(Youden index)又称正确指数,表示检验该方法发现真正病人与非病人的总能力。

由灵敏度与特异度之和减去1,即约登指数=灵敏度+特异度-1=灵敏度-(1-特异度),在Excel中,用灵敏度与(1-特异度)相减,并将结果进行排序可以得到正确指数的最大值。本案例中最佳临界点值为5.7000(如图6),对应的灵敏度≈100%,特异度≈1-0.333=66.7%

图6

六、结论

本研究基于SPSS软件实现ROC曲线最佳截断值计算。通过SPSS软件计算ROC曲线下面积为0.849 (95%CI: 0.680~1.000)。根据约登指数最大时选出最佳临界点5.70000,得到约登指数最大值约为1.000,对应的灵敏度≈100%,特异度≈1-0.333=66.7%。

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