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。

有序多类ROC超曲面下体积的快速无偏估计

接收机工作特性曲线(ROC)分析在科学和工程领域中特别时在机器学习中处理二分类问题时被广泛应用。然而,在实际情况下,多分类问题常常出现。为解决这个问题,学者引入了多类ROC超曲面下的体积VUHS概念,尽管已有学者提出了连续样本下计算VUHS的快速算法,但对离散样本下的VUHS研究仍显不足。本文提出了一种新的方法:基于动态规划(DP)的VUHS快速无偏估计算法。该算法旨在提高计算效率并确保无偏性,可同时处理连续及离散母体样本下的问题。通过实验验证了该算法的无偏性和计算效率,证实了其在处理多分类问题中的有效性和可靠性。

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。

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。

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。

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。

ROC曲线分析血红蛋白A2筛查地中海贫血的价值

目的:探讨血红蛋白A2(HbA_2)指标在地中海贫血筛查中的诊断价值。方法:收集2013年6月到2014年1月来本院就诊的成人外周血2 000例。应用全自动毛细管血红蛋白电泳分析HbA_2含量,同时检测地中海贫血基因。通过受试者工作曲线(ROC曲线)确定HbA_2在不同类型的地中海贫血中的最佳截断值。结果:HbA_2指标在诊断静止型,轻型,中间型α-地中海贫血和轻型β-地中海贫血的最佳截断值分别为2.85%、2.65%、2.25%和3.45%;ROC曲线下面积分别为0.709、0.839、0.979和0.997;敏感度分别为0.481、0.721、0.953和0.994;特异性分别为0.846、0.837、0.929和0.969。结论:利用ROC曲线建立了本实验室诊断不同类型地中海贫血HbA_2的最佳截断值。ROC曲线下面积可以表明HbA_2指标对诊断中间型α-地中海贫血和轻型β-地中海贫血具有较高准确性。

logistic回归和ROC曲线评价8种原发性肝癌实验室诊断指标的临床价值

目的应用logistic回归和ROC曲线探讨甲胎蛋白(AFP)、甲胎蛋白异质体(AFP-L3)、糖类抗原CA199、癌胚抗原(CEA)、血清铁蛋白(SF)、a-L-岩藻糖苷酶(AFU)、γ-谷氨酰转移酶(GGT)、碱性磷酸酶(ALP)实验室诊断指标在诊断原发性肝癌(PHC)中临床应用价值。方法应用预装有耦联小扁豆凝集素(LCA)的琼脂糖微量离心柱分离AFP-L3,应用电化学发光免疫测定法和酶速率法对175例各型肝病患者和30例正常人(对照组)进行上述实验室指标检测,应用logistic回归和ROC曲线对各指标进行分析。结果 AFP、AFP-L3、CA199、CEA、SF、AFU、GGT、ALP的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.841、0.894、0.724、0.730、0.654、0.807、0.884、0.763;AFP、AFP-L3、CEA、AFU、GGT诊断指标,PHC组与其他各组间差异有统计学意义(P<0.05)。结论单项指标中以AFP-L3的AUCROC最大,诊断价值最高;系列试验中以AFP+AFP-L3+GGT作为确诊PHC,平行试验中以AFP/AFP-L3/CEA作为排除PHC较好的组合项目;ROC分析结合logistic回归简单有效,尤其适用于多指标联合诊断试验的分析评价。

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曲线在医学诊断中的应用与进展

ROC曲线分析方法自应用于医学诊断试验评价以来得到较大推广和发展 ,根据曲线的形状和面积可对诊断试验作定量分析。基于不同的研究设计和资料性质 ,有不同的ROC分析方法。本文从ROC曲线的基本思想和分析方法 ,以及应临床及科研需要而衍生的新的统计方法LROC。

ROC曲线评价AFU及AFP对原发性肝癌的诊断价值

目的探讨甲胎蛋白(AFP)、αL岩藻糖苷酶(AFU)二者联合检测对原发性肝癌(PHC)患者的诊断价值。方法应用受试者工作特性曲线(ROC)对80例PHC患者及40例健康体检者的AFP、AFU、AFP与AFU联合检测结果进行分析评价。结果AFP与AFU检测指标在两组资料间比较均有统计学意义(P<0.005)。PHC患者的AFP、AFU、AFP与AFU联合检测在ROC曲线下面积分别为0.78、0.81、0.91。AFP、AFU对PHC的临床诊断临界点分别为400μg/L、80U/L。结论通过ROC曲线评价,AFP与AFU联合检测优于AFP、AFU的单项检测。

ROC曲线软件在处理不同类型资料中的应用

目的 探讨在进行ROC曲线分析过程中对不同类型资料处理时应注意的问题及其解决方法。 方法 用云南省临床检验中心开发的中文ROC曲线分析软件 ,根据各心肌损伤标志物心肌肌钙蛋(cTNT)、肌酸激酶同工酶质量 (CK MBmass)和肌红蛋白 (MYO )测定结果资料分布特点及类型选择在全程数据范围内 (即两组资料从最低值至最高值范围 )或选择在重叠范围内进行ROC曲线分析处理。 结果 各心肌损伤标志物在不同时间内原始测定结果的资料分布极差非常大 ,经对数转换后资料分布极差明显减小可直接进行全程数据范围的ROC曲线分析 ,否则分析的结果无效或很不理想 ;若选择用两组资料重叠范围内的处理方法 ,其分析结果与对数转换后进行的全程数据范围处理结果一致。 结论 在进行ROC曲线分析时 ,应注意资料数据的分布规律 ,选择不同的统计方式。