基于灵敏度与特异度任意赋权的广义加权模型的研究及其应用

The proposing of the weighted method for sensitivity and specificity provides a better tool to evaluate the diagnostic test, with the weighted Youden index and generalized standardized diagnostic efficiency rate been constructed. However, for other measurements including product odds,diagnostic likelihood ratio, positive/negative predictive value, diagnostic information content, the weighted method remains absence. Can we construct a generalized weighted model which can be applied to all diagnostic test indices? This research has a widely practical and theoretical importance in statistics as well as clinical diagnosis. For this purpose, we will try to construct a generalized weighted model to solve the problem of weighting indices in diagnostic test evaluation completely. In the meantime, because there are so many choices in weighted indices, how to choose a best generalized weighted model or under what conditions is the model more better are two major concerned but not well solved questions. A major cause is that the current simulation methods can not fix the real data in diagnostic test very well. we establish parameter bootstrap method when H0 is true but the distribution of statistic is unknown, which will lay a solid foundation for comparison of different generalized weighted models.

基于灵敏度和特异度赋权思想的提出对临床诊断的评价提供了更好评价工具的可能，相应的加权Youden指数和加权标准化诊断符合率的方法也已建立。然而，对于比数积、阳性/阴性似然比、阳性/阴性预测值、诊断信息量等更多的评价指标，能否建立一个广义模型来解决所有指标的加权问题却是一个具有广泛应用意义和重要理论价值的课题。本研究将试图建立基于灵敏度与特异度任意赋权的广义加权模型，以彻底解决诊断试验评价指标的加权问题。与此同时，由于诊断试验评价指标众多，哪种方法更优，或哪种方法有什么条件下更优，也是倍受关注但又未很好解决的问题，其主要原因在于现有的模拟研究在构造诊断试验模拟数据时不能与实际数据完全吻合。鉴于此，本研究还将建立检验假设成立但统计量分布未知时基于灵敏度与特异度的参数Bootstrap模拟方法，为诊断试验评价方法的比较奠定坚实基础。

背景：当灵敏度与特异度重要性不同的时候(这是诊断试验评价方面一个非常现实的问题)，现有诊断试验评价方法一则不能满足临床医学中诊断方法评价的现实需要，二则存在方法学的重大缺陷，我们希望建立一种广义加权模型来解决其灵敏度和特异度的加权问题。.研究内容：（1）创建两独立诊断试验的加权比数积。因比数积在循证医学中的广泛应用，我们首先建立能表达成灵敏度与特异度之商的比数积的加权方法以及检验统计量。（2） 建立两独立诊断试验下的广义加权模型：将Youden指数、标准化诊断符合率、比数积任意赋权的普遍方法和原理推广至其它基于灵敏度与特异度（非线性组合）的指标，最终建立广义加权模型。（3）探讨一种危险评分模型结合ROC曲线在医学研究中对疾病诊断的预测研究。（4）提出一种Monte Carlo模拟方法，对具有相关关系的灵敏度和特异度进行计算机模拟，并运用其相关系数估计值的均方根误及偏差对该模拟方法的有效性进行评价，进而探讨分析具有相关关系的灵敏度和特异度数据时单样本Youden指数ｕ检验方法的可靠性。（5）当灵敏度与特异度重要性不同的情况下，如何基于以下三种加权原则构建ROC曲线的最佳诊断界值？三种加权原则分别为： “加权(0,1)距离最小”原则，它为灵敏度与特异度的二次多项式函数；“加权Youden指数最大”原则，它为灵敏度与特异度的一次多项式函数；“加权乘积最大”原则，它为灵敏度与特异度的幂函数。.结果：（1）建立了两独立诊断试验下基于灵敏度与特异度任意赋权的加权比数积。（2）建立了两独立诊断试验下基于灵敏度与特异度任意赋权的加权乘积指数。（3）探讨了危险评分的模型结合ROC曲线在医学研究中对疾病诊断的预测研究。（4)建立了具有相关关系的灵敏度与特异度的Monte Carlo模拟方法。（5）构建了三种加权原则下寻找ROC曲线的最佳诊断界值的方法体系。.科学意义：本研究所建立的广义加权模型量化了灵敏度与特异度的相对重要性，且实用性强，便于临床医生的使用，为诊断试验评价提供新的更有力的统计分析工具。.本项目的成果如下：.1、第一作者/通讯作者发表SCI论文5篇，中文核心期刊1篇，会议论文1篇（均标注基金号，且为第一标注）。.2、第二作者发表中文核心期刊1篇（标注基金号，第三标注）。.3、第一作者申报国家发明型专利2项（进入二审阶段）。.4、指导学生获得全国大学生统计建模大赛优秀奖。