Графическое изображение взаимной противоречивости чувствительности и специфичности

Если сказать проще, то ROC-кривые показывают зависимость количества верно определенных положительных результатов от количества неверно определенных отрицательных результатов. Изменяемый параметр называется порогом отсечения. Для каждого значения порога отсечения, которое меняется от 0 до 1 с определенным шагом, рассчитываются значения чувствительности и специфичности, и строится график зависимости – по оси Y откладывается чувствительность, а по оси X – 100 % минус специфичность (а не просто специфичность, как можно подумать). В результате получается ROC-кривая. Также на графике вычерчивается диагональная прямая линия, которая соответствует полному совпадению значений х и у (y = x). Чем ближе ROC-кривая к верхнему левому углу, тем выше эффективность (предсказательная способность) модели, а чем ближе она расположена к диагональной прямой, тем эффективность меньше. Для идеальной в плане чувствительности модели ROC-кривая будет проходить через верхний левый угол, в котором доля истинно положительных случаев составляет 100 % (это идеальная чувствительность), а доля ложноположительных результатов равна 0.

Если вам не хочется вникать во всю эту графическо-математическую премудрость, то вы можете совершенно спокойно ее пропустить и продолжить чтение со слов «Пожалуй, довольно с нас математики».

«Точка баланса» между чувствительностью и специфичностью

Выше было сказано об идеально чувствительной модели. Но как будет выглядеть ROC-кривая в случае с идеальной моделью, обладающей и 100 % чувствительностью, и 100 % специфичностью? Взгляд невольно упирается в правый верхний угол, куда протягивается диагональная линия полного совпадения значений и нулевой эффективности. Невозможно одновременно повышать чувствительность и специфичность, сохраняя при этом эффективность модели (диагностического метода). Можно говорить только о нахождении «точки баланса» – оптимального порога отсечения, при котором чувствительность и специфичность будут иметь максимально возможные значения.

На практике обычно оперируют требованием минимальной величины чувствительности или специфичности диагностического метода, а значение второй характеристики подгоняется к основному требованию.

Пожалуй, довольно с нас математики. Общее впечатление о характеристиках диагностических методов вы получили и понимаете, что не все так просто и не все однозначно. Метод методу рознь, разные характеристики свидетельствуют о разных качествах, и в каждом конкретном случае на первый план выступают те характеристики или свойства, которые соответствуют основным требованиям. Разумеется, доказательная медицина настоятельно требует использовать методы с подтвержденной эффективностью. На основании осмотра мочи в наше время диагнозы не ставятся[88].

К слову – о тесте, позволяющем определить содержание глюкозы в моче. Это очень яркий пример того, что диагностический метод с чувствительностью примерно в 23 % (всего-навсего!) может получить широкое распространение, причем полностью заслуженное.

Но давайте по порядку. В норме в моче глюкозы быть не должно. Глюкоза – это ценный продукт, источник энергии, и природа сделала все возможное для того, чтобы сохранить ее в организме. Но при сахарном диабете, когда уровень содержания глюкозы в крови резко возрастает, организму приходится выводить ее излишки с мочой. Тест-полоски, позволяющие быстро и просто определить содержание глюкозы в моче, используются для выявления больных сахарным диабетом, которые не знают о своей болезни. Опустили в мочу полоску – оценили изменение цвета – сделали вывод. Метод крайне простой и довольно-таки дешевый. Альтернативой ему, а если точнее, то не альтернативой, а диагностическим методом более высокого порядка, служит глюкозотолерантный тест, определяющий, насколько хорошо организм усваивает глюкозу. Суть этого метода заключается в следующем. Сначала у пациента натощак измеряют уровень содержания глюкозы в крови. Затем ему дают выпить стакан воды, в котором растворено большое количество глюкозы (75 граммов для взрослого человека). Затем – каждые полчаса в течение двух часов или же просто через два часа – повторяют определение уровня содержания глюкозы в крови. Если диагноз сахарного диабета неочевиден, то есть кроме повышенного содержания глюкозы в крови нет никаких иных симптомов, глюкозотолерантный тест повторяют дважды. Но если и во второй раз глюкозы в крови определилось больше нормы, то факт наличия сахарного диабета сомнений уже не вызывает. Чувствительность у этого метода практически 100 %-ная. По сути дела, это не просто диагностический метод, а критериальный стандарт сахарного диабета.

С тест-полосками дело обстоит совсем иначе. Количество глюкозы, переходящей из крови в мочу, зависит от почек конкретного человека. Существует такое понятие, как «почечный порог» – уровень содержания глюкозы в крови, при котором начинается ее переход в мочу. У каждого человека свой почечный порог. Глюкоза может не определяться в моче при наличии сахарного диабета, если почечный порог высокий, и может иногда (редко, но все же) присутствовать в моче при отсутствии этого заболевания.

Так почему же при чувствительности примерно в 23 %, при высокой вероятности ложноотрицательного результата, вызванного отсутствием глюкозы в моче при сахарном диабете вследствие высокого почечного порога, тест-полоски используются повсеместно?

Что это – результат мирового заговора, организованного компаниями-производителями или же циничное пренебрежение высокими принципами доказательной медицины? (Выберите тот вариант, который вам больше по душе и немного поразмышляйте на эту тему, возможно в вашем воображении родится хороший сюжет для романа или сценария.)

Нет, ни то, ни другое. Все упирается в две характеристики, которые мы с вами еще не рассматривали, поскольку они не имеют узкоспециального отношения к диагностическим методам. Это цена и удобство использования.