疾病的盛行率真的會影響篩檢的偽陽性率嗎?

Martin Huang
May 21, 2021

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今天不聊AI,我們來聊聊基本的數學吧。原文來自我寫並貼於FB的文章,在這邊有做一點版面調整。

名詞解釋

1. 敏感度:受感染的病人中被檢驗方法測出為陽性的機率。​
檢測為陽性且實際受感染/全部受感染人數

2. 特異性:未受感染的病人中被檢驗方法驗出為陰性的機率。​
檢測為陰性且實際未受感染/全部未受感染人數

3. 偽陽性率:被檢驗為陽性的人之中其實沒有感染的機率。​
實際未受感染但被檢測為陽性/全部被檢測為陽性人數

4. 偽陰性率:被檢驗為陰性的人之中其實有被感染的機率。​​
實際受感染但被檢測為陰性/全部被檢測為陰性人數

1–2的分母是實際的人數。3–4的分母是檢測的人數。​

目前快篩狀況

根據疾管署的資料(附件),快篩還分成針對抗體,或針對抗原的,我們取針對抗體的好了,敏感度較高,75%。特異性兩者都在95%以上,取95%。

假設情境

這兩個假設狀況都是我們其實已經知道實際上多少比例的人感染了,但要來測試快篩的偽陰性或偽陽性有多少。​

狀況一:只有5%的人感染

也就是說實際上95人沒有感染,5人有感染​。

根據敏感度和特異性,我們就可以計算出檢測陽性且實際陽性,以及檢測陰性實際陰性的人數,分別為4和90。(表中所列有誤)

接著,因為我們知道實際上的感染和非感染人數,所以檢測陰性實際陽性,和檢測陰性實際陰性這兩格就用各自感染和非感染的人數減去。

然後就可以算偽陽性率了。根據公式,實際未受感染但被檢測為陽性/全部被檢測為陽性人數=5/(5+4)=5/9~55%。

狀況二:有15%的人感染

變成85人沒有感染,5人有感染​。用狀況一的方法同樣再做一次。

偽陽性率為26%。感染率只增加10%,但偽陽性率大幅降低了!​

狀況三:用更高敏感度的PCR

在狀況一和狀況二得到的偽陽性率分別為55%和21%。

結論

盛行率低的時候做的篩檢偽陽性的機率確實不低。這邊是以快篩舉例,那如果PCR呢?敏感度和特異度都在95%以上。他的偽陽性率如何?很抱歉,如果是在5%的感染率的狀況,偽陽性仍有55%;感染率15%的狀況則可降到21%。回想最近幾天的疫情,PCR還是有二採轉陰的喔。很符合實際吧。

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Written by Martin Huang

崎嶇的發展 目前主攻CV,但正在往NLP的路上。 歡迎合作或聯絡:martin12345m@gmail.com

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