流行病学,筛检
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28
受试者工作特性曲线 receiver operator characteristic curve, ROC
29
ROC曲线常用来决定最佳临界点，通常最接近 左上角那一点，可定为最佳临界点。
30
ROC曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验 的诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择。
31
受试者工作特征曲线
2. 假阴性率(false negative rate)，又称漏诊率，即全部 病人中筛检结果阴性者所占的比例，反映该筛检方法 漏诊病人的情况。
假阴性率= c /（a+c）× 100%
假阴性率=1-灵敏度
25
3. 特异度（specificity） 又称真阴性率（true negative rate），即在全部非病人中筛检结果 阴性者所占的比例，反映该筛检方法确定非病 人的能力。 特异度 = d /（b+d）× 100% 4. 假阳性率(false positive rate)，又称误诊率，即 全部非病人中筛检结果阳性者所占的比例，反 映该筛检方法误诊病人的情况。 假阳性率= b /（b+d）× 100% 假阳性率=1-特异度
10
筛检试验评价的设计
金标准的确定
研究对象的选择
样本量的估计 观察指标与判断标准 质量控制
11
（一）确定“金标准”
“金标准” Gold standard是指当前临 床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方 法。也称为标准诊断。 通常包括：活检、手术发现、微生物 培养、尸检、特殊检查和影像诊断，以 及长期随访的结果。
5.筛检试验必须快速、经济、有效,筛检技术易为群众接受 6.筛检阳性者有保证提供进一步的诊断和治疗
7.必须考虑整个筛检、诊断与治疗的成本与效益问题
8.筛检计划是一连续过程，应定期进行，不是查完了事。
8
（二）筛检的目的
◈ 达到二级预防：‘三早’措施。 ◈ 达到一级预防：通过对危险因素的筛检可
使某些慢性病达到一级预防的目的。 ◈ 了解疾病的自然史，开展疾病的流行病学 监测。
100
89
76
96
60
77
43
54 71 96 138 73 90
17
126 113 165 147 224 323 398
125 106
200 171 136 288 246 196
474 470
356 304 242 171
（四）确定观察指标及判断标准
• 观察指标 客观指标 主观指标 半主观指标
4
诊断试验（diagnostic test）
指应用各种实验、医疗仪器等手段对病 人进行检查，以对疾病作出诊断的试验。 即将就诊者分为患者和非患者，并对患
者进行治疗。
5
6
筛检试验与诊断试验的区别
筛检试验
对象不同 健康人或无症状的病人 病人 目的不同 把病人及可疑病人与无 病人与可疑有病但实 病者区分开来 际无病的人区分开来 要求不同 快速、简便、高灵敏度 科学性、准确性
即在此项研究中需静脉造影确诊的下肢静脉栓塞患者（病例组） 384名，非该病患者（非病例组）138名。 筛检的样本含量的估计也可以通过查阅下表获得，在δ＝ 0.050，ｐ＝0.50相交处，得ｎ＝384；在δ＝0.050，ｐ＝0.90相 交处，得ｎ＝138，与公式计算所得两组样本量结果一致。
16
对率作抽样调查时所需样本大小 n ( a=0.05) p
18
• 观察指标判定标准的确定 统计学方法 百分位数和正态分布法的均数
加 减2倍标准差。 临床判断法 大量观察得到的经验值或预期值。 疾病预后的严重性 ROC（receiver operator characteristic curve） 曲线
19
1
ROC曲线越
0.8
向左上偏，曲 线下面积越大， 筛检试验识别
假阴性率＝8 /（62 + 8 ）×100%＝11.43% 确诊的糖尿病病人中血糖试验为阴性或正常的人数所占的 比例为１１．４３％ 假阳性率＝162／（162 + 348 ）×100%＝31.76% 正常人中血糖试验阳性或异常的人数所占的比例为 31.76%
诊断试验
费用不同 简单、廉价
一般花费较高
处理不同 阳性者须进一步作诊断 结果阳性者要随之以 试验以便确诊 治疗
7
实施筛检试验的原则
1.筛查疾病或状态是该地区当前的重大公共卫生问题 2.筛查疾病或状态经确诊后有可行的治疗方法 3.被筛查疾病或状态应有可识别的早期症状和体征
4.对疾病的自然史有比较清楚的了解
ห้องสมุดไป่ตู้
32
ROC曲线下面积（记为Az）的取值范围为 0.5～1,即完全无价值的诊断Az=0.5，完全理想 的诊断Az=1。
一般认为Az在0.50～0.70之间，表示筛检价值
较低；在0.70～0.90之间，表示筛检价值中等；
高于0.90表示筛检价值较高。
33
7. 似然比（likelihood ratio，LR）
阳性似然比 =灵敏度/（1-特异度） = 真阳性率/假阳性率 意义 表示正确判断为阳性的概率是错判为阳 性概率的倍数，表明试验结果呈阳性时患病与 不患病机会的比例，比值越大，患病的可能性 越大。
34
阴性似然比=（1-灵敏度）/特异度
= 假阴性率/真阴性率
意义 表示错判为阴性的概率是正确判为阴性概 率的倍数，表明试验结果呈阴性时患病与不患 病机会的比例。比值越小，筛检试验价值越高。
13
（三）估计样本含量
影响样本大小的因素
１．显著性水平α：
２．容许误差δ：
３．灵敏度或特异度的估计值： 病例组样本含量由灵敏度估计， 对照组样本含量由特异度估计。
14
公式法
病例组样本量：
n=(Uα/δ)2 ×(1—灵敏度）×灵敏度
对照组样本量：
n= (Uα/ δ)2 ×(1—特异度）×特异度
15
35
8．一致性（符合率）
分为粗一致性（crude agreement）和调整一致性(adjusted agreement)
粗一致性=
A+D A+B+C+D
×100﹪
D + ) ×100﹪ C+D
1 A + A + D 调整一致性= （ 4 A+B A+C B+D
粗一致性和调整一致性说明筛检试验阳性与阴性结果均正确 的百分比。它表示筛检试验的真实性。
9
（三）筛检的分类 ◆ 按对象范围
◈整群筛检(mass screening)：对一定范围
内人群的全体对象开展普遍筛查，也称普查。 ◈选择性筛检(selective screening)：根据 流行病学特征选择高危人群进行筛检。
◆ 按项目多少
◈单项筛检（single screening)：用一种筛
检试验检查某一疾病。 ◈多项筛检（multiple screening)：同时使 用多项筛检试验方法筛查多个疾病。
正常人
１６２ （假阳性） ３４８ （真阴性） ５１０
合
计
２２４ ３５６
合
计
５８０
37
灵敏度＝ 62 / ( 62 + 8 )×100%＝88.57% 确诊的糖尿病病人中血糖试验阳性或异常人数所占的比例 为88.57%
特异度＝348 /（162 + 348 ）×100%＝68.24% 正常人中血糖试验阴性或正常人数所占的比例为68.24%
反复测试。
观察指标要客观、特异，判断结果的标准要明确 具体。 严格培训调查的研究者。
21
筛检试验评价
资料整理
金标准 筛检试验 阳性 阴性 合计 患者 真阳性 A 假阴性 C A+C 非患者 假阳性 B 真阴性 D B+D 合计 A+B C+D N
22
筛检试验的评价
真实性 validity
查表法 27 25 22
34 45 61 87 32 41 56 81 28 37 50 72
0.090
0.080 0.070 0.060 0.050 0.045
119
150 196 267 384
117
149 194 264 380
114
144 188 256 369 455
108
137 178 243 350 432
Sensitivity
0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1-specificity
病人和非病人
的能力越强
ROC曲线示意图
20
五、质量控制
采用盲法判断试验结果避免或减少偏差。
试验所用的仪器型号、试验条件、试验步骤、试 剂质量等要统一、标准化。试验所涉及的方法须
12
（二）选择研究对象
选择受试对象的原则：受试对象应能代表筛检试验可能
应用的目标人群。
◈
病例组：指用金标准确诊“有病”的病例。应包含 典型的、不典型病例，早、中、晚期病例，轻、中、重 病例、有和无并发症的患者。
◈
对照组：是指用金标准证实没有目标疾病的其他病 例，特别是与该病容易混淆的病例。正常人一般不宜纳 入对照组。
它可发现某些疾病的高危个体，以减缓发病， 达到一级预防的目的。
3
筛检试验（screening test）
就是用于识别健康人群中未被发现的某病
患者或可疑患者，或高危个体的特殊方法。
它可以是问卷、常规体格检查、物理学检
查、实验室检验、高级分子生物学技术。 它应具备简单、廉价、快速、安全、易于 被群众接受、及良好的可靠性与精确性的条件。
筛 检 Screening
山西医科大学流行病学教研室 魏俊妮
1
※ 概述 ※ 评价设计 ※ 筛检试验的评价 ※ 提高筛检试验效率的策略
2
概
述
（一）筛检（screening）的定义：
通过快速的试验、检查、或其他方法，在健 康人群中将那些可能有病但表面健康的人，同那 些可能无病的人鉴别开来。 它是早期发现可疑病人的一种措施, 达到对 病人早期发现、早期诊断、早期治疗的目的（即 二级预防）。
0.50 0.50 0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 24 30 38 49 67 96 0.45 0.40 0.55 0.60 24 29 37 49 66 95 23 28 36 47 64 92 0.35 0.65 22 0.30 0.25 0.70 0.75 20 18 0.20 0.80 15 19 24 31 43 61 25 34 49 0.15 0.10 0.85 0.90 0.05 0.95
例：一项以静脉造影为“金标准”评价腿部扫描筛检下肢深部 静脉栓塞的研究，据查阅文献腿部扫描方法的灵敏度为50%， 特异度为90%，规定α＝0.05，δ=0.05，估计病例组和非病例组 的样本含量。 病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 ×(1—50﹪）×0.50=384.16
非病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 ×（1—90 ﹪ ）×0.90=138.30
可靠性 reliability
收益 yield
23
真实性（validity）
真实性亦称效度，指测量值与实际值 相符合的程度,故又称准确性 （accuracy）。
24
1. 灵敏度（sensitivity） 又称真阳性率（true positive rate），即在全部病人中筛检结果阳性者所占的比例， 反映该筛检方法发现病人的能力。 灵敏度= a /（a+c）× 100%
36
例１ ７０例糖尿病患者及５１０例正常人在口服葡萄糖２小时 后进行血糖试验，若以血糖≥ 7.2mmol/L为阳性标准，其检测结果 如下表，用上述指标对此试验的真实性进行评价。
糖尿病的筛检试验
试验 （血糖测定）
阳性 （≥7.2mmol/L） 阴性 （＜7.2mmol/L）
金
标
准
糖尿病病人
６２ （真阳性） ８ （假阴性） ７０
26
5. 约登指数（Youden’s index） 又称正确诊断指数 约登指数=灵敏度+特异度-1 在筛检试验结果得到正确解释的前提下，灵敏度 与特异度之和不会小于1，故约登指数取值范围在 0～1之间，其值越接近1，筛检试验的真实性越好。
27
6.受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve, ROC curve） 在上述指标中，灵敏度、特异度分别从不同 的侧面来评价筛检试验的真实性，而约登指 数则被用以对真实性进行综合评价，但这些 指标都与筛检方法的界值选取有关。 为了更全面地评价诊断方法的真实性，必须 考虑不同界值下筛检试验的真实性，这时就 需要进行ROC曲线分析。
receiver operating characteristic curve, ROC
1
0.8
Se
完全无价值的筛检 试验其ROC曲线与 机会线重合，而
ROC曲线越偏离机
0.6
会线，ROC曲线下 面积就越大，则筛
0.4
0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
检试验的真实性也
就越好。 1- Sp
受试者工作特性曲线 receiver operator characteristic curve, ROC
29
ROC曲线常用来决定最佳临界点，通常最接近 左上角那一点，可定为最佳临界点。
30
ROC曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验 的诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择。
31
受试者工作特征曲线
2. 假阴性率(false negative rate)，又称漏诊率，即全部 病人中筛检结果阴性者所占的比例，反映该筛检方法 漏诊病人的情况。
假阴性率= c /（a+c）× 100%
假阴性率=1-灵敏度
25
3. 特异度（specificity） 又称真阴性率（true negative rate），即在全部非病人中筛检结果 阴性者所占的比例，反映该筛检方法确定非病 人的能力。 特异度 = d /（b+d）× 100% 4. 假阳性率(false positive rate)，又称误诊率，即 全部非病人中筛检结果阳性者所占的比例，反 映该筛检方法误诊病人的情况。 假阳性率= b /（b+d）× 100% 假阳性率=1-特异度
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筛检试验评价的设计
金标准的确定
研究对象的选择
样本量的估计 观察指标与判断标准 质量控制
11
（一）确定“金标准”
“金标准” Gold standard是指当前临 床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方 法。也称为标准诊断。 通常包括：活检、手术发现、微生物 培养、尸检、特殊检查和影像诊断，以 及长期随访的结果。
5.筛检试验必须快速、经济、有效,筛检技术易为群众接受 6.筛检阳性者有保证提供进一步的诊断和治疗
7.必须考虑整个筛检、诊断与治疗的成本与效益问题
8.筛检计划是一连续过程，应定期进行，不是查完了事。
8
（二）筛检的目的
◈ 达到二级预防：‘三早’措施。 ◈ 达到一级预防：通过对危险因素的筛检可
使某些慢性病达到一级预防的目的。 ◈ 了解疾病的自然史，开展疾病的流行病学 监测。
100
89
76
96
60
77
43
54 71 96 138 73 90
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126 113 165 147 224 323 398
125 106
200 171 136 288 246 196
474 470
356 304 242 171
（四）确定观察指标及判断标准
• 观察指标 客观指标 主观指标 半主观指标
4
诊断试验（diagnostic test）
指应用各种实验、医疗仪器等手段对病 人进行检查，以对疾病作出诊断的试验。 即将就诊者分为患者和非患者，并对患
者进行治疗。
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筛检试验与诊断试验的区别
筛检试验
对象不同 健康人或无症状的病人 病人 目的不同 把病人及可疑病人与无 病人与可疑有病但实 病者区分开来 际无病的人区分开来 要求不同 快速、简便、高灵敏度 科学性、准确性
即在此项研究中需静脉造影确诊的下肢静脉栓塞患者（病例组） 384名，非该病患者（非病例组）138名。 筛检的样本含量的估计也可以通过查阅下表获得，在δ＝ 0.050，ｐ＝0.50相交处，得ｎ＝384；在δ＝0.050，ｐ＝0.90相 交处，得ｎ＝138，与公式计算所得两组样本量结果一致。
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对率作抽样调查时所需样本大小 n ( a=0.05) p
18
• 观察指标判定标准的确定 统计学方法 百分位数和正态分布法的均数
加 减2倍标准差。 临床判断法 大量观察得到的经验值或预期值。 疾病预后的严重性 ROC（receiver operator characteristic curve） 曲线
19
1
ROC曲线越
0.8
向左上偏，曲 线下面积越大， 筛检试验识别
假阴性率＝8 /（62 + 8 ）×100%＝11.43% 确诊的糖尿病病人中血糖试验为阴性或正常的人数所占的 比例为１１．４３％ 假阳性率＝162／（162 + 348 ）×100%＝31.76% 正常人中血糖试验阳性或异常的人数所占的比例为 31.76%
诊断试验
费用不同 简单、廉价
一般花费较高
处理不同 阳性者须进一步作诊断 结果阳性者要随之以 试验以便确诊 治疗
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实施筛检试验的原则
1.筛查疾病或状态是该地区当前的重大公共卫生问题 2.筛查疾病或状态经确诊后有可行的治疗方法 3.被筛查疾病或状态应有可识别的早期症状和体征
4.对疾病的自然史有比较清楚的了解
ห้องสมุดไป่ตู้
32
ROC曲线下面积（记为Az）的取值范围为 0.5～1,即完全无价值的诊断Az=0.5，完全理想 的诊断Az=1。
一般认为Az在0.50～0.70之间，表示筛检价值
较低；在0.70～0.90之间，表示筛检价值中等；
高于0.90表示筛检价值较高。
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7. 似然比（likelihood ratio，LR）
阳性似然比 =灵敏度/（1-特异度） = 真阳性率/假阳性率 意义 表示正确判断为阳性的概率是错判为阳 性概率的倍数，表明试验结果呈阳性时患病与 不患病机会的比例，比值越大，患病的可能性 越大。
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阴性似然比=（1-灵敏度）/特异度
= 假阴性率/真阴性率
意义 表示错判为阴性的概率是正确判为阴性概 率的倍数，表明试验结果呈阴性时患病与不患 病机会的比例。比值越小，筛检试验价值越高。
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（三）估计样本含量
影响样本大小的因素
１．显著性水平α：
２．容许误差δ：
３．灵敏度或特异度的估计值： 病例组样本含量由灵敏度估计， 对照组样本含量由特异度估计。
14
公式法
病例组样本量：
n=(Uα/δ)2 ×(1—灵敏度）×灵敏度
对照组样本量：
n= (Uα/ δ)2 ×(1—特异度）×特异度
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8．一致性（符合率）
分为粗一致性（crude agreement）和调整一致性(adjusted agreement)
粗一致性=
A+D A+B+C+D
×100﹪
D + ) ×100﹪ C+D
1 A + A + D 调整一致性= （ 4 A+B A+C B+D
粗一致性和调整一致性说明筛检试验阳性与阴性结果均正确 的百分比。它表示筛检试验的真实性。
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（三）筛检的分类 ◆ 按对象范围
◈整群筛检(mass screening)：对一定范围
内人群的全体对象开展普遍筛查，也称普查。 ◈选择性筛检(selective screening)：根据 流行病学特征选择高危人群进行筛检。
◆ 按项目多少
◈单项筛检（single screening)：用一种筛
检试验检查某一疾病。 ◈多项筛检（multiple screening)：同时使 用多项筛检试验方法筛查多个疾病。
正常人
１６２ （假阳性） ３４８ （真阴性） ５１０
合
计
２２４ ３５６
合
计
５８０
37
灵敏度＝ 62 / ( 62 + 8 )×100%＝88.57% 确诊的糖尿病病人中血糖试验阳性或异常人数所占的比例 为88.57%
特异度＝348 /（162 + 348 ）×100%＝68.24% 正常人中血糖试验阴性或正常人数所占的比例为68.24%
反复测试。
观察指标要客观、特异，判断结果的标准要明确 具体。 严格培训调查的研究者。
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筛检试验评价
资料整理
金标准 筛检试验 阳性 阴性 合计 患者 真阳性 A 假阴性 C A+C 非患者 假阳性 B 真阴性 D B+D 合计 A+B C+D N
22
筛检试验的评价
真实性 validity
查表法 27 25 22
34 45 61 87 32 41 56 81 28 37 50 72
0.090
0.080 0.070 0.060 0.050 0.045
119
150 196 267 384
117
149 194 264 380
114
144 188 256 369 455
108
137 178 243 350 432
Sensitivity
0.6 0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1-specificity
病人和非病人
的能力越强
ROC曲线示意图
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五、质量控制
采用盲法判断试验结果避免或减少偏差。
试验所用的仪器型号、试验条件、试验步骤、试 剂质量等要统一、标准化。试验所涉及的方法须
12
（二）选择研究对象
选择受试对象的原则：受试对象应能代表筛检试验可能
应用的目标人群。
◈
病例组：指用金标准确诊“有病”的病例。应包含 典型的、不典型病例，早、中、晚期病例，轻、中、重 病例、有和无并发症的患者。
◈
对照组：是指用金标准证实没有目标疾病的其他病 例，特别是与该病容易混淆的病例。正常人一般不宜纳 入对照组。
它可发现某些疾病的高危个体，以减缓发病， 达到一级预防的目的。
3
筛检试验（screening test）
就是用于识别健康人群中未被发现的某病
患者或可疑患者，或高危个体的特殊方法。
它可以是问卷、常规体格检查、物理学检
查、实验室检验、高级分子生物学技术。 它应具备简单、廉价、快速、安全、易于 被群众接受、及良好的可靠性与精确性的条件。
筛 检 Screening
山西医科大学流行病学教研室 魏俊妮
1
※ 概述 ※ 评价设计 ※ 筛检试验的评价 ※ 提高筛检试验效率的策略
2
概
述
（一）筛检（screening）的定义：
通过快速的试验、检查、或其他方法，在健 康人群中将那些可能有病但表面健康的人，同那 些可能无病的人鉴别开来。 它是早期发现可疑病人的一种措施, 达到对 病人早期发现、早期诊断、早期治疗的目的（即 二级预防）。
0.50 0.50 0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 24 30 38 49 67 96 0.45 0.40 0.55 0.60 24 29 37 49 66 95 23 28 36 47 64 92 0.35 0.65 22 0.30 0.25 0.70 0.75 20 18 0.20 0.80 15 19 24 31 43 61 25 34 49 0.15 0.10 0.85 0.90 0.05 0.95
例：一项以静脉造影为“金标准”评价腿部扫描筛检下肢深部 静脉栓塞的研究，据查阅文献腿部扫描方法的灵敏度为50%， 特异度为90%，规定α＝0.05，δ=0.05，估计病例组和非病例组 的样本含量。 病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 ×(1—50﹪）×0.50=384.16
非病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 ×（1—90 ﹪ ）×0.90=138.30
可靠性 reliability
收益 yield
23
真实性（validity）
真实性亦称效度，指测量值与实际值 相符合的程度,故又称准确性 （accuracy）。
24
1. 灵敏度（sensitivity） 又称真阳性率（true positive rate），即在全部病人中筛检结果阳性者所占的比例， 反映该筛检方法发现病人的能力。 灵敏度= a /（a+c）× 100%
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例１ ７０例糖尿病患者及５１０例正常人在口服葡萄糖２小时 后进行血糖试验，若以血糖≥ 7.2mmol/L为阳性标准，其检测结果 如下表，用上述指标对此试验的真实性进行评价。
糖尿病的筛检试验
试验 （血糖测定）
阳性 （≥7.2mmol/L） 阴性 （＜7.2mmol/L）
金
标
准
糖尿病病人
６２ （真阳性） ８ （假阴性） ７０
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5. 约登指数（Youden’s index） 又称正确诊断指数 约登指数=灵敏度+特异度-1 在筛检试验结果得到正确解释的前提下，灵敏度 与特异度之和不会小于1，故约登指数取值范围在 0～1之间，其值越接近1，筛检试验的真实性越好。
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6.受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve, ROC curve） 在上述指标中，灵敏度、特异度分别从不同 的侧面来评价筛检试验的真实性，而约登指 数则被用以对真实性进行综合评价，但这些 指标都与筛检方法的界值选取有关。 为了更全面地评价诊断方法的真实性，必须 考虑不同界值下筛检试验的真实性，这时就 需要进行ROC曲线分析。
receiver operating characteristic curve, ROC
1
0.8
Se
完全无价值的筛检 试验其ROC曲线与 机会线重合，而
ROC曲线越偏离机
0.6
会线，ROC曲线下 面积就越大，则筛
0.4
0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
检试验的真实性也
就越好。 1- Sp