主成分logistic回歸與最大似然法在卵巢囊腫早期鑒別診斷上的聯(lián)合應(yīng)用及其軟件開(kāi)發(fā)*

楊海濤 王瑩瑩 席海峰 閆麗娜 劉荷一 楊俊英

主成分logistic回歸與最大似然法在卵巢囊腫早期鑒別診斷上的聯(lián)合應(yīng)用及其軟件開(kāi)發(fā)*

楊海濤1王瑩瑩2△席海峰3閆麗娜1劉荷一4楊俊英1

目的 聯(lián)合應(yīng)用主成分logistic回歸與最大似然法對(duì)卵巢囊腫進(jìn)行早期鑒別診斷，并實(shí)施相應(yīng)程序開(kāi)發(fā)，以提高疾病鑒別診斷的效率和準(zhǔn)確性。方法 分別利用兩種方法建立卵巢囊腫早期鑒別的判別函數(shù)，并從真實(shí)性和可靠性兩方面評(píng)價(jià)兩種方法的判別效果;根據(jù)卵巢囊腫的疾病性質(zhì)和臨床診治情況，選用串聯(lián)形式完善診斷方法;利用Delphi7.0進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)程序。結(jié)果 真實(shí)性結(jié)果顯示兩種方法的回顧性和前瞻性判別符合率均大于80%，相應(yīng)ROC曲線下的面積均在0.7～0.9之間，差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;可靠性結(jié)果顯示兩種方法的一致性檢驗(yàn)的Kappa值均大于0.5，說(shuō)明兩種方法的結(jié)果具有較好的一致性;前瞻性診斷的靈敏度為0.667，特異度為0.978。結(jié)論 兩種方法的判別準(zhǔn)確度中等，具有應(yīng)用價(jià)值，能實(shí)現(xiàn)卵巢囊腫的早期鑒別診斷;串聯(lián)形式的聯(lián)合診斷提高了診斷的特異度;開(kāi)發(fā)的軟件易于操作，提高了鑒別的效率，可以用于門診的輔助診斷。

主成分logistic回歸 最大似然法 聯(lián)合診斷 ROC曲線 軟件開(kāi)發(fā)

*:河北省衛(wèi)生廳科研基金項(xiàng)目(20090318)

1．河北醫(yī)科大學(xué)流行病學(xué)與衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)學(xué)教研室(050017)

2．石家莊市疾病與預(yù)防控制中心

3．河北省衛(wèi)生廳

4．河北醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院

△通訊作者:王瑩瑩，E-mail:pbying@163．com

非贅生性卵巢囊腫屬于生理性瘤樣病變，不宜手術(shù)治療，但它從形態(tài)、大小等方面與病理性真性腫瘤——贅生性卵巢囊性腫瘤極為相似，臨床特別容易混淆，輔助檢查(腹腔鏡、CT等)的效果也不理想，從而導(dǎo)致不必要的手術(shù)。為了減少不必要的手術(shù)和病人的痛苦，促進(jìn)患者早日康復(fù)，本次研究聯(lián)合應(yīng)用兩種方法對(duì)卵巢囊腫進(jìn)行早期鑒別診斷，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施了軟件開(kāi)發(fā)，以便提高鑒別診斷的準(zhǔn)確性和效率，從而盡快消除患者精神因素的影響，為指導(dǎo)精神療法和藥物療法提供客觀依據(jù)。

資料與方法

1.資料來(lái)源

本次研究選取了卵巢囊腫臨床診斷中的14項(xiàng)指標(biāo)(圖1);所需要的訓(xùn)練樣本定為420例〔1〕(非贅生273例，贅生147例)，驗(yàn)證樣本為74例〔2〕(非贅生44例，贅生30例)。

2.統(tǒng)計(jì)方法

應(yīng)用主成分logistic回歸和最大似然法，數(shù)據(jù)處理分別應(yīng)用 SAS9.1、STATA10.0;兩相關(guān)診斷試驗(yàn)的ROC曲線分析應(yīng)用ROCKIT0.9β，ROC曲線下面積計(jì)算選用雙正態(tài)模型參數(shù)法。

步驟與結(jié)果

1.主成分logistic回歸

(1)logistic回歸共線性診斷〔2〕

最大條件指數(shù)為17.1331時(shí)的孕次X4、產(chǎn)次X5、流產(chǎn)次數(shù)X13的方差分解比例為0.9034、0.8268和0.606，均大于0.5;最大的方差膨脹因子為7.61＞5，據(jù)此可認(rèn)為X4、X5、X13變量間存在著中等程度的共線關(guān)系。為解決共線性問(wèn)題進(jìn)一步選擇主成分logistic回歸分析方法。

(2)主成分logistic回歸分析〔3〕

分別求出回顧性與前瞻性判別符合率;并利用初始的logistic回歸方程計(jì)算出預(yù)報(bào)概率Pi，以Yi為卵巢囊腫的原始分類，然后以預(yù)報(bào)概率Pi為“診斷”結(jié)果值，實(shí)際Yi為“金標(biāo)準(zhǔn)”分類構(gòu)建ROC曲線。

擬合的logistic回歸方程為如下:

(3)應(yīng)用logistic回歸模型進(jìn)行鑒別診斷

將某患者各項(xiàng)指標(biāo)取值代入上式的logistic線性回歸方程中得到相應(yīng)的Y=4.738，則該患者可判定為A1(贅生性卵巢囊腫)〔4〕。

2.最大似然法

3.兩種方法判別效果評(píng)價(jià)

對(duì)兩種方法的回顧性與前瞻性判別結(jié)果(表1和3)的ROC曲線下面積進(jìn)行比較(表2和4)。

(1)真實(shí)性評(píng)價(jià)

表1 兩種方法回顧性判別效果比較

表2 兩種方法回顧性ROC曲線下面積比較

表3 兩種方法前瞻性判別效果比較

表4 兩種方法前瞻性ROC曲線下面積比較

兩種方法的回顧性和前瞻性判別符合率均大于80%，相應(yīng)ROC曲線下的面積均在0.7～0.9之間，說(shuō)明兩種方法的判別準(zhǔn)確度中等〔5〕，具有應(yīng)用價(jià)值〔2〕;兩種方法的回顧性與前瞻性的ROC曲線下面積比較顯示兩種方法的判別準(zhǔn)確度的差別無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

(2)可靠性評(píng)價(jià)

求出兩種方法的Kappa指數(shù)，對(duì)兩種方法判別結(jié)果的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)(表5和6)。結(jié)果顯示兩種方法0.4＜k＜ 0.75，說(shuō)明兩種方法的一致性較好〔6〕。

4.聯(lián)合診斷

選用串聯(lián)形式完善診斷方法。聯(lián)合診斷結(jié)果的靈敏度和特異度計(jì)算公式〔7〕如下:

靈敏度:SeA×SeB，

特異度:SpA+SpB－SpA×SpB兩種方法判別結(jié)果均為贅生性，才考慮受試者為贅生性，否則歸為非贅生性。前瞻性串聯(lián)診斷的靈敏度為0.667，特異度為0.978，提高了診斷的特異度，從而可以減少不必要的手術(shù)和病人的痛苦。

表5 兩種方法的回顧性一致性檢驗(yàn)結(jié)果

表6 兩種方法的前瞻性一致性檢驗(yàn)結(jié)果

5.軟件開(kāi)發(fā)

篇幅所限，僅給出軟件開(kāi)發(fā)主界面的圖片形式(軟件中已將最大似然法的條件概率轉(zhuǎn)換成評(píng)分)。

圖1 兩種方法對(duì)卵巢囊腫類型的鑒別診斷

討 論

由于最大似然法等方法在判別診斷時(shí)關(guān)心的只是各個(gè)征候合計(jì)評(píng)分的相對(duì)大小，選最大的做出判斷，如果比較的評(píng)分總和相差甚遠(yuǎn)，那么做出的判斷較為可靠，如果相差不大，還須進(jìn)一步觀察〔8〕。因此本文選用兩類型卵巢囊腫各個(gè)征候相關(guān)判別指標(biāo)的差值為“診斷”結(jié)果值建立ROC曲線，這樣不但可以得到ROC曲線下面積這一綜合的準(zhǔn)確度指標(biāo)，還可以利用該差值為今后確定更為精確的最佳決策值做準(zhǔn)備。本次研究所涉及到的非贅生性卵巢囊腫一般不需處理，癥狀可自行消失。若患者在早期明確為非贅生性囊腫，可盡快消除精神焦慮，采用精神療法和中西醫(yī)治療相結(jié)合，可加速囊腫的消失，早日康復(fù)。串聯(lián)試驗(yàn)可以相應(yīng)提高試驗(yàn)的特異度，并且特別適用于不需迅速作出診斷者，故本文著重選擇了串聯(lián)試驗(yàn);但要注意的是當(dāng)住院、急診或外地的門診病人復(fù)診有困難急需迅速作出診斷時(shí)，最好選用并聯(lián)試驗(yàn)〔9〕。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用合適的聯(lián)合診斷方法。

1．張文彤主編．SPSS11統(tǒng)計(jì)分析教程(高級(jí)篇)．第1版．北京:北京希望電子出版社，2002:92，179．

2．孫振球．主編．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)．第1版．北京:人民衛(wèi)生出版社，2002:297．

3．楊俊英，楊海濤．應(yīng)用stata軟件實(shí)現(xiàn)logistic回歸的共線性診斷．中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)，2005，22(3):174-176．

4．王煉，劉正明，陳彬，等．甲狀腺濾泡性腫瘤logistic判別分析及預(yù)后分析．診斷病理學(xué)雜志，1994，1(3):152．

5．余松林．主編．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)．第1版．北京:人民衛(wèi)生出版社，2002:172．

6．方積乾．主編．醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)與電腦實(shí)驗(yàn)．第2版．上海:上?？萍汲霭嫔?，2001:245．

7．宇傳華譯．診斷醫(yī)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)．第1版．北京:人民衛(wèi)生出版社，2005:36．

8．郭祖超主編．醫(yī)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法．第1版．北京:人民衛(wèi)生出版社，1988:464．

9．林果為，沈福民主編．現(xiàn)代臨床流行病學(xué)．第2版．上海:復(fù)旦大學(xué)出版社，2007:62．