受试者工作特征曲线(ROC曲线)的应用分析

目的:通过分析《中国计划生育学杂志》中受试者工作特征曲线(简称ROC曲线)的应用情况,为规范应用ROC曲线提供建议。方法:在中国知网检索2018年1月1日-2022年12月31日《中国计划生育学杂志》发表的与ROC曲线相关的文献,根据是否使用多指标联合预测结局,将文献分为单独组和联合组,分析文献的发表数量变化趋势、研究领域、应用条件、统计软件和模型。结果:共获得323篇文献。根据纳入排除标准,排除11篇文献,最终纳入312篇,其中单独组125篇、联合组187篇。最常用的统计软件为SPSS,数量达303篇,占97.1%,286篇文章仅提及使用ROC分析诊断价值,而未指出具体的拟合方法。2018-2022年的文章发表数量呈逐年上升的趋势,所纳入学科领域文献数量的排名前3位的依次是围产医学(187篇,59.9%)、妇科肿瘤学(45篇,14.4%)和普通妇科学(40篇,12.8%)。纳入文献样本量M(P25,P75)为180.5(127,242),其中样本量<100例的文章29篇,占9.3%。整体的AUC值M(P25,P75)为0.812(0.747,0.881),68.3%的AUC值位于0.7~0.9,<0.5的AUC值共7个,占0.6%。在≥2个指标的诊断试验研究中,149篇文章中未进行AUC值统计学差异性检验,仅报告指标间诊断价值的高低;29篇文章仅报告统计学比较的P值,未报告具体使用的统计学比较方法。结论:在ROC曲线的应用中,需选择合适的模型,并建议在文章的方法部分详细报告所用的ROC模型和统计软件,若存在多个指标的比较,需进行统计学检验,并报告相应的Z值和P值。

基于Logistic回归模型及ROC曲线的糖尿病足溃疡复发的危险因素分析

目的基于Logistic回归模型及ROC曲线的糖尿病足溃疡(DFU)复发的危险因素分析。方法回顾性选取2018年9月—2019年9月本院收治的92例初发2型糖尿病(T2DM)足溃疡患者,根据3年内足溃疡复发情况分为非复发组51例与复发组41例,行DFU患者足溃疡复发的单因素分析,多因素Logistic模型研究DFU患者足溃疡复发的危险因素,Spearman检验分析各指标与DFU患者足溃疡复发的相关性,受试者工作特征曲线(ROC)评价模型诊断效能。结果92例DFU患者随访3年,复发41例,复发率为44.57%。单因素分析显示,两组体质量指数(BMI)、性别、心脑血管疾病病史占比、高血压病史占比、住院时间、发病至就诊时间、ALB、TBIL、Scr、HbA1c、TG、HDL、TC、LDL差异无统计学意义(P>0.05);与非复发组比较,复发组年龄、T2DM病程、糖尿病周围神经病变(DPN)占比、下肢外周动脉病变(PAD)占比、吸烟史占比、创面位于胼胝占比明显升高,TBIL水平明显降低(均P<0.05)。多因素分析显示,年龄增大、T2DM病程长、合并DPN、合并PAD、有吸烟史、创面位于胼胝及血清TBIL水平降低为DFU患者足溃疡复发的危险因素(P<0.05)。Spearman检验提示,DFU患者足溃疡复发与年龄、T2DM病程、DPN、PAD、吸烟史、创面位于胼胝呈正相关,TBIL水平明显降低呈负相关(均P<0.05)。以unite(七变量综合)、年龄、T2DM病程、TBIL、DPN、PAD、吸烟、创面位于胼胝为检验变量绘制ROC曲线,结果显示,unite的AUC值为0.834,分别大于年龄(0.632)、T2DM病程(0.619)、TBIL(0.645)、DPN(0.684)、PAD(0.662)、吸烟(0.640)、创面位于胼胝(0.677),提示7项指标联合应用于评估DFU患者足溃疡复发的效能明显优于单一指标(P<0.05)。结论年龄增大、T2DM病程长、合并DPN、合并PAD、有吸烟史、创面位于胼胝、血清TBIL水平降低为DFU患者足溃疡复发的危险因素,如发现上述情况应高度警惕DFU患者足溃疡复发风险,并尽早干预。

基于ROC曲线的几种创伤严重程度评估工具对老年创伤患者院内死亡预测效果的对比研究

目的比较新损伤严重程度评分(NISS)、指数型损伤严重程度评分(EISS)、创伤和损伤严重程度评分(TRISS)及老年创伤结局评分(GTOS)用于预测老年创伤患者院内死亡风险的效果。方法回顾性追溯选定时间跨度(2019年1月至2022年12月)内所有经急诊入院的老年创伤患者(共197例)的临床资料,计算并统计上述4种创伤严重程度评估工具的结果并绘制受试者工作特征(ROC)曲线,分析比较各评估工具的ROC曲线下面积(AUC)、约登指数以及敏感度、特异度,并以传统的损伤严重程度评分(ISS)的结果作为对照。结果4种改进型评估工具的预测效果均优于传统评估工具(ISS评分)。其中,TRISS评分的AUC、约登指数、敏感度和特异度均最高;NISS评分的AUC和约登指数均最低;GTOS评分的AUC和敏感度与EISS评分较为接近,但约登指数和特异度均显著高于EISS评分。结论TRISS评分在急诊老年创伤患者死亡风险预测评估方面的综合应用效果最佳,GTOS评分预测效果不及TRISS,但评估计算过程更简单,其改进和优化值得进一步探索。

上海市远郊60岁及以上人群代谢综合征趋势分析及ROC曲线预测

目的:分析上海市远郊60岁及以上人群代谢综合征患病情况及变化趋势,比较血糖、身体质量指数对代谢综合征的评价作用,为相关部门制定代谢综合征防控措施提供参考依据。方法:2022—2023年,选取在上海市金山区高新区社区参与健康体检的19576名老年居民进行问卷调查、身体测量、生物样本采集。结果:参与体检的老年居民中,70~74岁年龄段人群代谢综合征患病率最高(24.8%),≥80岁年龄段人群代谢综合征患病率最低(17.8%);在代谢综合征组分数量方面,65~69岁年龄段人群包含1~4项的组分数量占比均为最高;男性空腹血糖、身体质量指数切点分别为6.05 mmol/L、25.0 kg/m2,ROC曲线下面积分别为0.720和0.824;女性葡萄糖、身体质量指数切点分别为5.92 mmol/L、25.0 kg/m2,ROC曲线下面积分别为0.714和0.798。结论:身体质量指数、空腹血糖是预测社区老年居民代谢综合征的重要变量,相关部门应重视身体质量指数、空腹血糖评估对社区居民代谢综合征的预测价值。

基于人工智能的CT定量分析在肺结节患者中的诊断价值及效能ROC曲线研究

目的分析基于人工智能的CT定量分析在肺结节患者中的诊断价值及效能ROC曲线。方法选取2022年5月—2023年5月宜昌市夷陵医院收治的165例肺结节患者为研究对象,入选患者均行手术治疗,手术前进行胸部CT检查,并将CT扫描图像分别进行人工智能CT定量分析与放射医师分析,比较不同方法对目标肺结节检出率,以手术病理学检查为金标准,比较不同方法对于肺结节的诊断价值;最后计算效能ROC曲线。结果(1)本组165例肺结节患者手术切除进行病理检查的肺结节共计188个,人工智能检出率为100.0%(188/188),放射医师检出率为99.5%(187/188),人工智能与放射医师在目标肺结节检出率的差异无统计学意义(P>0.05)。(2)本组165例患者切除的188个肺结节病理检查结果为恶性结节67个,良性结节121个,人工智能CT定量分析的敏感度为85.1%,特异度为91.7%,准确度为89.4%,阳性预测值为85.1%,阴性预测值为91.7%,放射医师判断的敏感度为88.1%,特异度为92.6%,准确度为91.0%,阳性预测值为86.8%,阴性预测值为93.3%,人工智能与放射医师在肺结节良恶性诊断的敏感度、特异度、准确度、阳性预测值、阴性预测值的差异无统计学意义(P>0.05)。(3)ROC曲线下面积AUC=0.523(95%CI为0.546~0.864,P<0.05)。结论人工智能CT定量分析在肺结节中的诊断价值与放射医师判断相近,借助CT定量参数有助于辅助肺结节的临床诊断,可推广使用。

基于ROC曲线分析子宫动脉超声联合超声心动图预测子痫前期的价值

目的基于ROC曲线分析子宫动脉超声及超声心动图联合预测子痫前期的价值。方法选择2021年1月至2022年6月进行产检后评估为低风险的314例初产妇为研究对象,均行子宫动脉超声、超声心动图检查,根据最终妊娠结局分为正常组(271例)和病例组(43例)。统计病例组中子痫前期产妇例数,比较正常组和子痫前期产妇的子宫动脉超声、超声心动图检查参数的差异。结果病例组43例中子痫前期22例,子痫前期产妇的子宫动脉超声检查参数[血流速度峰谷比(S/D)、阻力指数(RI)、血流搏动指数(PI)]均高于正常组(P<0.05);子痫前期产妇的超声心动图检查参数[左心室舒张末期内径(LVDd)、左心室收缩末期内径(LVDs)、舒张晚期最大流速(A峰)]均大于对照组(P<0.05),左心室射血分数(LVEF)、缩短分数(FS)、舒张早期最大流速(E峰)以及E/A比值均低于对照组(P<0.05)。ROC曲线分析发现,子宫动脉超声及超声心动图联合预测子痫前期的效果比单独预测好(P<0.05)。结论基于ROC曲线分析显示,子宫动脉超声联合超声心动图对子痫前期具有良好的预测价值,值得推广。

logistic回归结合ROC曲线在乳腺癌中的诊断价值

目的采用logistic回归结合受试者操作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线探究肿瘤异常蛋白(tumor abnormal protein,TAP)、癌抗原153(carbohydrate antigen153,CA153)、肿瘤特异性生长因子(tumor specific growth factor,TSGF)及癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)在乳腺癌中的诊断效能并筛选出最佳诊断组合及cut off值。方法将经病理确诊为乳腺癌的患者50例纳入观察组,经病理确诊为乳腺良性疾病的患者47例纳入对照组。通过化学发光法对CA153、TSGF、CEA进行检测;利用多种凝集素与异常糖链糖蛋白偶联技术对TAP进行定量。结果2组患者TAP、TSGF、CA153、CEA水平比较,差异有统计学意义(P<0.05);将TAP、CA153、TSGF、CEA纳入多因素logistic回归模型,TAP、CA153、TSGF建模成功(P<0.05)。单一指标检测时,TAP ROC曲线下面积(area under curve,AUC)(0.834)最大,敏感度与特异度分别为70.0%、80.9%;多项联合检测AUC均优于单检测,其中三者联合检测AUC最大(0.866),敏感度与特异度为76.0%、80.9%,其确立为最佳诊断模型,最佳诊断模型风险概率值乳腺癌淋巴结转移患者优于未转移患者,且随着乳腺癌组织学级别增加而增加。结论在乳腺癌中,TAP、CA153、TSGF三者联合使用优于单一检测,联合检测风险概率值对预测淋巴结转移及组织学分级有良好参考价值。

CT影像组学在神经内分泌肿瘤患者中的诊断价值及效能ROC曲线研究

目的:探讨CT影像组学在神经内分泌肿瘤患者中的诊断价值及效能受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线。方法:选取2019年3月—2022年11月广西壮族自治区人民医院收治的神经内分泌肿瘤患者73例为研究对象,根据病理分级分为G1组(n=51)和G2-G3组(n=22)。所有患者均经手术病理证实,收集CT增强图像,采用CT影像组学技术自动分割动脉期、静脉期CT图像上的肿瘤边界,提取肿瘤全容积的组学特征,完成LASSO回归分析及Logistic回归分析,建立神经内分泌肿瘤的影像组学模型;绘制ROC曲线,对其诊断效能进行评价。结果:G1组和G2-G3组肿瘤大小、边界、增强强度、血管侵犯及远处转移情况差异具有统计学意义(P<0.05);多因素Logistic回归分析表明:肿瘤大小、边界、增强强度、血管侵犯、远处转移均为神经内分泌瘤患者诊断的预测因素并构建影像表现模型;成功构建CT影像组学模型。ROC曲线结果表明:CT影像组学模型用于神经内分泌瘤诊断中AUC曲线下面积为0.841,诊断灵敏度为84.92%,特异度为78.58%。结论:CT影像组学用于神经内分泌肿瘤患者中,具有较高的诊断效能(灵敏度和特异度),能更好地为后续诊疗提供参考依据。

利用ROC曲线分析HBsAg试验性能

目的通过ROC曲线分析本实验室两种乙型肝炎表面抗原(HBsAg)酶联免疫试验(ELISA)的准确性,确定试验的最佳临界值;通过分析单独或平行使用两种试验的阳性符合率、阴性符合率,评估不同检测方式的效能,为制定正确的HBsAg检测策略提供依据。方法对HBsAg中和试验阳性标本和ELISA双试剂及核酸检测(NAT)均阴性的标本共778份,用2种试验同时检测,以检测OD值建立ROC曲线。通过分析曲线下面积(AUC)以及确定最大Youden指数获得两种试验准确性信息和最佳临界值;在此基础上模拟2种试验单独使用或平行使用方式,计算其阳性检出率和阴性检出率并分析相互之间的差异。结果通过分析2种试验ROC曲线下面积(AUC)可知A试验的检测准确性明显优于B试验,差异具有统计学意义(P<0.05);A试验和B试验最佳检测临界值OD值分别为0.063,0.035;在该最佳检测临界值下,2种试验阳性符合率为A 94.44%(459/486),B 89.3%(434/486),平行使用2种试验联合检测(A+B)的阳性符合率为94.86%(461/486),试验A与A+B的阳性符合率在统计学上没有明显差异(u=0.2917,u<1.96,P>0.05),而试验B检测与A+B相比,其阳性符合率之间存在统计学上的明显差异(u=3.2095,u>1.96,P<0.05)。3种检测方案的阴性符合率分别为,A:91.1%(266/292)B:93.15%(272/292)A+B:87.67%(256/292),试验A与B的阴性符合率在统计学上没有明显差异(u=0.919);但2种试验单独使用和联合使用的阴性符合率之间存在明显差异(u1=4.366,u2=2.249)。结论针对采用2种试验进行HBsAg检测的实验室,可利用ROC曲线确定每种试验的最佳临界值,评估每种试验的准确性。对于目前血站实验室采用的HBsAg ELISA试验,存在单一试验性能等同于多个试验组合检测性能的现象。实验室在拟采用单一试验进行HBsAg检测策略时,可以以此作为依据。

ROC曲线中Az值的物理意义及数学表达

目的 探索ROC曲线下面积Az值与ND轴坐标系下截距a的关系。方法 假设信号 (signal,S)与噪声(noise,N)服从同一方差的正态分布 ,使用积分中的换元法求出Az值与截距的关系式 ,并编程由a计算出Az值。结果 Az值介于 0 5到 1之间 ,随a的增大而增加。结论 Az值与a之间有内在的关系 ,均可反映诊断水平的高低。

用ROC曲线确定最佳临界点和可疑值范围

目的:使用ROC曲线法,评价某试剂盒对冠心病的诊断价值,明确针对本试剂盒的诊断临界点,并探讨用ROC曲线法确定可疑值范围。方法:根据冠脉造影结合临床确定的正常组508例和冠心病组176例测定的某血浆指标含量,绘制ROC曲线。结果:ROC曲线下面积为0·9723,并有统计学意义,说明该试剂盒有较高的诊断价值。通过ROC曲线,确定诊断临界点为40·70U/L,并具有较高的灵敏度和特异度,可疑值范围为(36·90,47·80)U/L,一致性检验结果较好。结论:使用ROC曲线评价具有简单有效,并可用来确定诊断试验的敏感度及可疑值范围。

应用ROC曲线下面积对两相关诊断试验进行评价和比较

目的:阐明两相关诊断试验的评价及比较的方法,为新的诊断试验的临床应用提供科学依据。方法:通过ROC曲线下面积来对两相关诊断试验进行评价和比较,用拟合双正态模型的参数法来估计ROC曲线下面积,并通过对前列腺癌的两种诊断试剂的分析来说明方法的应用。结果:采用ROC曲线的方法,得到的对照试剂两指标Free-PSA、Total-PSA ROC曲线下面积分别为0.92、0.90,检测试剂相应指标的ROC曲线下面积分别为0.91、0.89,2个试剂相应指标ROC曲线下面积的差异无统计学意义,经等效性检验Z值分别为2.73、2.78,相应的P值为0.006 4、0.005 4,有统计学意义。结论:2个诊断试剂的分析表明均具有较好的诊断性能,其诊断准确度相同,同时也表明采用ROC曲线下面积可方便地对两诊断试验进行评价和比较。

ROC曲线下面积估计的参数法与非参数法的应用研究

目的:阐明ROC曲线下面积估计的参数法和非参数法并进行比较,为其在诊断试验评价中的应用提供依据。方法:用双正态模型的参数法和Mann-Witney统计量的非参数法估计ROC曲线下面积,并以其在肺癌诊断试验准确度评价中的应用来具体说明。结果:非参数法估计的肺癌两个标志物Cyfra21-1和CEA的ROC曲线下面积分别为0.77、0.87,参数法估计的面积分别为0.78、0.87,表明在样本量较大时参数法和非参数法估计的ROC曲线下面积近似相等。结论:样本量较小时可选择非参数法估计ROC曲线下面积,样本量较大时可根据实际情况选择参数法或非参数法。

应用ROC曲线评价血清β-hCG、黄体酮和子宫内膜厚度对异位妊娠的诊断价值

目的探讨β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度及三项联合检测对异位妊娠的诊断价值。方法采用受试者工作特征曲线(ROC)对113例疑似异位妊娠患者的血清β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度及三项联合检测结果进行分析评价。结果异位妊娠组与正常宫内妊娠组比较,血清β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度均明显较低(P<0.01),与异常宫内妊娠组比较,仅子宫内膜厚度较低(P=0.018)。异常宫内妊娠组与正常宫内妊娠组比较,黄体酮、子宫内膜厚度均明显较高(P=0.005)。异位妊娠的血清β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度及三项联合检测在ROC曲线下面积分别为0.683、0.701、0.778及0.843。血清β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度对异位妊娠的临床诊断临界点分别为903 U/L、21.5 ng/mL、8.35 mm。结论血清β-hCG、黄体酮、子宫内膜厚度三项联合检测血清β-hCG可显著提高异位妊娠诊断的灵敏度,优于血清β-hCG、黄体酮和子宫内膜厚度的单项检测。

应用ROC曲线评价CEA、CYFRA21-1、SCC对非小细胞肺癌的诊断价值

目的探讨癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片段抗原(CYFRA21-1)、鳞癌相关抗原(SCC)对非小细胞肺癌(NSCLC)的诊断价值并找出此3种肿瘤标志物(TM)对NSCLC的临床诊断界值(cut off值)。方法对99例NSCLC患者、50例肺部良性疾病患者以及50例健康体检者血清中CEA、CYFRA21-1、SCC水平进行检测。CEA、CYFRA21-1采用电化学发光免疫分析法测定,SCC采用化学发光微粒子免疫分析法测定。利用ROC曲线对此3项TM的检测结果进行分析,评价其对NSCLC的诊断价值并找出其cut off值。结果 (1)NSCLC组中CEA、CYFRA21-1水平与良性疾病组及健康组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。腺癌组CEA水平显著高于鳞癌组、良性疾病组和健康组(P<0.05)。腺癌组和鳞癌组CYFRA21-1水平均显著高于良性疾病组和健康组(P<0.05),而腺癌组CYFRA21-1水平与鳞癌组比较差异无统计学意义(P>0.05)。鳞癌组SCC水平与腺癌组、良性疾病组和健康组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。此3项TM水平在良性疾病组与健康组中差异无统计学意义(P>0.05)。(2)CEA、CYFRA21-1对NSCLC诊断均有较好的准确性,其曲线下面积(AUC)分别为0.74±0.042、0.72±0.042,cut off值特异性均达到82%。CEA对腺癌的诊断有较高的特异性;CYFRA21-1对鳞癌的诊断有较高的特异性;鳞癌组SCC的特异性虽然较高,但敏感性却较低。(3)CEA、CYFRA21-1和SCC在NSCLC中的cut off值分别为3.35、2.98、1.05ng/mL。结论 CEA、CYFRA21-1对NSCLC有较好的诊断价值。CEA是诊断腺癌最有价值的指标,CYFRA21-1对鳞癌的诊断具有较高的价值,而SCC对NSCLC的诊断价值有限,仅对鳞癌的诊断具有一定作用。

甲状腺单发结节三维超声定性诊断及其ROC曲线分析

目的:探讨甲状腺单发结节三维超声定性诊断价值。方法:对128例甲状腺单发结节患者行三维超声检查,评价甲状腺结节的三维灰阶特征及三维血管的形态及分布特征,并与术后病理结果对照,利用受试者操作特征曲线(ROC)评估其诊断价值。结果:甲状腺良恶性结节在三维灰阶超声特征、结节内部三维血管形态及分布、结节周边三维血管形态特征差异有统计学意义(P<0.01)。以三维灰阶超声特征来诊断甲状腺结节良恶性,ROC曲线下面积为0.9218,诊断价值较高;以结节周围血管形态来鉴别结节良恶性,ROC曲线下面积为0.8131,诊断价值中等;以三维超声灰阶和血管三维能量图整体评价结节良恶性,ROC曲线下面积为0.9608,诊断价值最高。结论:三维超声成像能评价甲状腺结节的灰阶特征及结节内部及周边血管的形态及分布特征,可以提高甲状腺单发结节的鉴别诊断能力。

基于ROC曲线的驾驶疲劳脑电样本熵判定阈值研究

为了获得客观而准确的驾驶疲劳判别阈值,采用驾驶模拟实验研究方法,采集驾驶员在清醒及疲劳状态下的脑电信号,对比分析不同状态下脑电信号的时域特征,选取表征信号复杂程度的样本熵作为驾驶疲劳判别指标,并利用受试者工作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)分析方法,确定基于脑电信号样本熵值的驾驶疲劳判别阈值.研究结果表明:脑电信号样本熵值处于区间(0.32,0.71)时,驾驶员处于疲劳过渡时期,可能出现疲劳特征;脑电信号样本熵值小于阈值0.605时,判定驾驶员处于驾驶疲劳状态,准确率为0.95,该值可作为基于脑电信号样本熵的驾驶疲劳判定阈值.

Logistic回归及ROC曲线综合评价超声造影对乳腺癌的诊断价值

目的:应用Logistic回归模型及受试者工作特征曲线(ROC曲线)探讨超声造影综合指标在乳腺癌诊断中的应用价值。方法:92例乳腺肿块患者术前行超声造影检查,通过Logistic逐步回归分析,对超声造影诊断乳腺癌的多项指标进行筛选,建立乳腺癌诊断的统计模型即回归方程,并应用ROC曲线评价回归方程的诊断效能和最佳诊断分界值。结果:超声造影时间-强度曲线上升支斜率和乳腺肿块内血流形态联合诊断乳腺癌的ROC曲线下面积(AUC)高于上升支斜率及血流形态单一指标的AUC(P<0.05);联合上升支斜率、血流形态的回归方程P=1/[1+e-(-3.637+0.856X+3.153A1+3.572A2)]对乳腺癌的临床诊断界值为0.659,其相应的灵敏度、特异性、正确性分别为95.8%、84.2%、91.3%。结论:联合上升支斜率、血流形态的回归方程有助于提高超声造影对乳腺癌的诊断效能,优于单一指标的检测。