有關貝氏定理: 利用貝氏定理估算出事後機率



1、貝氏定理進行的程序

台灣截至今天(25/4)已經驗了59,840件,確診人數429(疾管署網頁資料),確診率0.7%(2)(全臺平均值)
2嚴重特殊傳染性肺炎國內統計。疾管署網頁資料2020-4-25 15:30 https://www.cdc.gov.tw/

假設台灣真實患病率高出一倍,就是1.4%(事前機率),98.6%沒病,試劑準確的不得了,高達99%(條件機率),如果普篩,會發生什麼事(事後機率)?
請見圖3,根據貝氏定理,驗出陽性而且真的有病的機率只有58.43%,相對的是,驗出陽性,但其實沒病的機率是41.57%。(表1)
如果試劑準確度只有60%,則根據貝氏定理,驗出陽性而且真的有病的機率只剩2.09%,相對的是,驗出陽性,但其實沒病的機率高達97.91%。(表2)
因此,現階段在確診率(事前機率)很低的狀況下,需不需要去做普篩? 根據貝氏定理的估算,可以做為評估的參考之一。
3、根據貝氏定理,驗出陽性而且真的有病的機率


表1、當試劑準確度(條件機率)在99%時,各種病患率(事前機率)根據貝氏定理所估算出對應的篩檢結果(事後機率)

條件機率(試劑準度)
99%
不準1%


先驗機率           確診率() 0.0% 0.1% 0.2% 0.3% 0.4% 0.5% 0.6% 0.7% 0.8% 0.9%
事後機率                  預測結果 陽性 0.00% 9.02% 16.56% 22.95% 28.45% 33.22% 37.41% 41.10% 44.39% 47.34%
陰性 100% 90.98% 83.44% 77.05% 71.55% 66.78% 62.59% 58.90% 55.61% 52.66%

先驗機率           確診率()
1.0% 1.1% 1.2% 1.3% 1.4% 1.5% 1.6% 1.7% 1.8% 1.9%
事後機率                  預測結果 陽性 50.00% 52.41% 54.60% 56.60% 58.43% 60.12% 61.68% 63.13% 64.47% 65.72%
陰性 50.00% 47.59% 45.40% 43.40% 41.57% 39.88% 38.32% 36.87% 35.53% 34.28%

先驗機率           確診率()
2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0%
事後機率                  預測結果 陽性 66.89% 75.38% 80.49% 83.90% 86.34% 88.17% 89.59% 90.73% 91.67%
陰性 33.11% 24.62% 19.51% 16.10% 13.66% 11.83% 10.41% 9.27% 8.33%

先驗機率           確診率()
20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 70.0% 80.0% 90.0% 100%
事後機率                  預測結果 陽性 96.12% 97.70% 98.51% 99.00% 99.33% 99.57% 99.75% 99.89% 100%
陰性 3.88% 2.30% 1.49% 1.00% 0.67% 0.43% 0.25% 0.11% 0.00%


4、貝氏定理 -試劑99%準確率時,由確診率估算篩檢陽性、陰性之變化(4月25日製圖)

表2、當試劑準確度(條件機率)在60%時,各種病患率(事前機率)根據貝氏定理所估算出對應的篩檢結果(事後機率)

條件機率(試劑準度)
60%
不準40%

先驗機率           確診率() 0.0% 0.1% 0.2% 0.3% 0.4% 0.5% 0.6% 0.7% 0.8% 0.9%
事後機率                  預測結果 陽性 0.00% 0.15% 0.30% 0.45% 0.60% 0.75% 0.90% 1.05% 1.20% 1.34%
陰性 100% 99.85% 99.70% 99.55% 99.40% 99.25% 99.10% 98.95% 98.80% 98.66%
先驗機率           確診率() 1.0% 1.1% 1.2% 1.3% 1.4% 1.5% 1.6% 1.7% 1.8% 1.9%
事後機率                  預測結果 陽性 1.49% 1.64% 1.79% 1.94% 2.09% 2.23% 2.38% 2.53% 2.68% 2.82%
陰性 98.51% 98.36% 98.21% 98.06% 97.91% 97.77% 97.62% 97.47% 97.32% 97.18%
先驗機率           確診率() 2.0% 3.0% 4.0% 5.0% 6.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0%
事後機率                  預測結果 陽性 2.97% 4.43% 5.88% 7.32% 8.74% 10.14% 11.54% 12.92% 14.29%
陰性 97.03% 95.57% 94.12% 92.68% 91.26% 89.86% 88.46% 87.08% 85.71%
先驗機率           確診率() 20.0% 30.0% 40.0% 50.0% 60.0% 70.0% 80.0% 90.0% 100%
事後機率                  預測結果 陽性 27.27% 39.13% 50.00% 60.00% 69.23% 77.78% 85.71% 93.10% 100%
陰性 72.73% 60.87% 50.00% 40.00% 30.77% 22.22% 14.29% 6.90% 0.00%


5、貝氏定理 -試劑60%準確率時,由確診率估算篩檢陽性、陰性之變化(4月25日製圖)



延伸閱讀資料:
1. 林澤民 醫療檢測的準確度 2020/04/23 06:02
2. 余歆儀 臉書示例2020423日下午7:39


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