两独立样本ROC曲线下面积比较的样本量计算——MedCalc软件实现

发布于 2022年9月20日 星期二 19:31:02 浏览:2807
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ROC曲线下面积(area under ROC curve,AUC)的样本含量估计功能可估计ROC曲线下面积与原假设值比较的样本含量,可用于两独立样本ROC曲线下面积比较的样本含量估计。本文将演示在MedCalc软件中实现两独立样本ROC曲线下面积比较的样本量计算的操作步骤。

关键词:MedCalc; 样本量计算; 两独立样本; ROC曲线面积

一、案例数据

某研究者欲采用ROC曲线下面积来评价A、B两种方法对某种疾病的诊断价值,通过查阅之前的资料,已知A方法诊断某疾病的ROC曲线的AUC为0.82,B方法诊断某疾病的ROC曲线的AUC为0.91,为了比较A方法和B方法诊断该疾病的ROC曲线现面积有无不同。取双侧α=0.05、β=0.20,A方法与B方法样本量相等,试估计该研究所需要的样本含量?

二、案例分析

欲比较A方法和B方法对某种疾病的诊断价值,已知A、B方法诊断某疾病的ROC曲线下面积分别为0.82和0.91,试估计研究所需样本量,可采用两独立样本ROC曲线下面积比较的样本含量估算,其估算过程需要以下几个参数:

  • ROC曲线下面积:一般指试验组ROC曲线下面积。
  • 无假设值:一般指对照组ROC曲线的AUC。
  • 检验水准α,通常取0.01至0.1。
  • 检验功效1-β ,通常为0.8或更高。
  • 脱失率DR ,通常不宜超过20%。

三、软件操作

(一) 方法选择

  • 选择“采样尺寸”—“ROC曲线下面积”(图1)。
图1

(二) 参数选择

在“ROC曲线下面积”界面中设置如下参数(图2),并点击计算:

  • Ⅰ型误差(Alpha,显著性):即检验水准,一般为0.01至0.1。本例选“0.05”。
  • Ⅱ型误差(Beta,1-Power):常用值为0.10、0.20。本例填“0.20”。
  • ROC曲线下面积:一般指假设ROC曲线下面积,即研究期望的ROC曲线下面积。本例中可为A方法诊断某疾病的ROC曲线的AUC,填“0.82”
  • 无假设值:一般指ROC曲线下面积的原假设值,为了检验与假设ROC曲线下面积有无统计学意义。本例中可为B方法诊断某种疾病的ROC曲线的AUC,填“0.91”。
  • 阴/阳组中的采样尺寸比例:表示对照组和试验组样本含量之比。本例填“1”,表示两组样本量相等。
图2

四、结果及解释

图3为两独立样本ROC曲线下面积比较样本含量计算结果,可知A方法和B方法分别需要样本(N)为N1=N2=56,共112例。若考虑10%的脱失率,则需要样本(N)为N1=N2=56÷(1-10%)=62.2≈63例,共需126例。此外Ⅰ型误差和Ⅱ型误差对应表可显示与设定值相邻的αβ所需的样本含量。

图3

五、结论

该案例为两独立样本ROC曲线下面积比较的样本含量计算,其主要用于两独立样本ROC曲线下面积比较的样本含量估计,已知A、B两种方法诊断某疾病的ROC曲线下面积分别为0.82和0.91。若取检验水准0.05、检验功效0.80,则需要112例研究对象,即N1=N2=56。若考虑10%的脱失率,则需要126例研究对象,即N1=N2=63。

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