9.1 % の人が感染している ウィルスX に感染しているかどうか?
次の精度を持つ2つの検査を行うことで、どれくらいの確率で感染しているか否かを判定することができるのか考えてみましょう。
| 感 度 | 特異度 | |
| 検査A | 95 % | 95 % |
| 検査B | 90 % | 90 % |
検査Aの結果と検査Bの結果が一致しないときは、検査Aの結果を取ることにします。
無作為に選んだ 11000 人 の人の集計は、およそ次のようになるはずです。
| 検査B | ||||
|---|---|---|---|---|
| (+) | (−) | 計 | ||
| 検査A | (+) | 905 | 545 | 1450 |
| (−) | 995 | 8555 | 9550 | |
| 計 | 1900 | 9100 | 11000 | |
その理由を示します。
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9.1 % は ほぼ 1/11 です。
感染者と非感染者との比は 1:10 です。
検査Aは、感染者 1000人 のうち 950人を(+)と判定し、50人 を(−)と判定し、非感染者 10000人 のうち 500人を(+)と判定し、9500人 を(−)と判定するから、検査Aで(+)と出るのは 1450人 ( 13.2% ) で、(−)と出るのは 9550人 ( 86.8% ) です。
検査Bは、感染者 1000人 のうち 900人を(+)と判定し、100人 を(−)と判定し、非感染者 10000人 のうち 1000人を(+)と判定し、9000人 を(−)と判定するから、検査Aで(+)と出るのは 1900人 ( 17.3% ) で、(−)と出るのは 9100人 ( 82.7% ) です。
検査Aで(+)に出た人 1450人 のうち 950人 は感染者です。そのうちの 855人 は検査Bで(+)に出て、95人 は検査Bで(−)に出ます。検査Aで(+)に出た人 1450人 のうち 500人 は非感染者です。そのうちの 50人 は検査Bで(+)に出て、450人 は検査Bで(−)に出ます。したがって、検査Aで(+)に出た人 1450人 のうち、検査Bで(+)に出るのは 905人 で、検査Bで(−)に出るのは 545人 です。
検査Aで(−)に出た人 9550人 のうち 50人 は感染者です。そのうちの 45人 は検査Bで(+)に出て、5人 は検査Bで(−)に出ます。検査Aで(−)に出た人 9550人 のうち 9500人 は非感染者です。そのうちの 950人 は検査Bで(+)に出て、8550人 は検査Bで(−)に出ます。したがって、検査Aで(−)に出た人 9550人 のうち、検査Bで(+)に出るのは 995人 で、検査Bで(−)に出るのは 8555人 です。
検査Bで(+)に出た人 1900人 のうち 900人 は感染者です。そのうちの 855人 は検査Aで(+)に出て、45人 は検査Aで(−)に出ます。検査Bで(+)に出た人 1900人 のうち 1000人 は非感染者です。そのうちの 50人 は検査Aで(+)に出て、950人 は検査Aで(−)に出ます。したがって、検査Bで(+)に出た人 1900人 のうち、検査Aで(+)に出るのは 905人 で、検査Aで(−)に出るのは 995人 です。
検査Bで(−)に出た人 9100人 のうち 100人 は感染者です。そのうちの 95人 は検査Aで(+)に出て、5人 は検査Aで(−)に出ます。検査Bで(−)に出た人 9100人 のうち 9000人 は非感染者です。そのうちの 450人 は検査Aで(+)に出て、8550人 は検査Aで(−)に出ます。したがって、検査Bで(−)に出た人 9100人 のうち、検査Aで(+)に出るのは 545人 で、検査Aで(−)に出るのは 8555人 です。
<シミュレーション>
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プログラムの内容 :
検査Aで(+)であった人 1000人 の検査Bの結果:
| (+) | (−) | 計 | |
| 感染者 | 855 | 95 | 950 |
| 非感染者 | 5 | 45 | 50 |
| 計 | 860 | 140 | 1000 |
検査A(+) かつ 検査B(−) だった人の 本当に感染者である確率: 95/140 ≒→ 67.9 %
検査Aで(−)であった人 1000人 の検査Bの結果:
| (+) | (−) | 計 | |
| 感染者 | 45 | 5 | 50 |
| 非感染者 | 95 | 855 | 950 |
| 計 | 140 | 860 | 1000 |
検査A(−) かつ 検査B(+) だった人の 本当に非感染者である確率: 95/140 ≒→ 67.9 %
検査Bで(+)であった人 1000人 の検査Aの結果:
| (+) | (−) | 計 | |
| 感染者 | 855 | 45 | 900 |
| 非感染者 | 5 | 95 | 100 |
| 計 | 860 | 140 | 1000 |
検査A(−) かつ 検査B(+) だった人の 本当に非感染者である確率: 95/140 ≒→ 67.9 %
検査Bで(−)であった人 1000人 の検査Aの結果:
| (+) | (−) | 計 | |
| 感染者 | 95 | 5 | 100 |
| 非感染者 | 45 | 855 | 900 |
| 計 | 140 | 860 | 1000 |
検査A(+) かつ 検査B(−) だった人の 本当に感染者である確率: 95/140 ≒→ 67.9 %
まとめ:
| 検査B | ||||
|---|---|---|---|---|
| (+) | (−) | 計 | ||
| 検査A | (+) | 905 | 545 | 1450 |
| (−) | 995 | 8555 | 9550 | |
| 計 | 1900 | 9100 | 11000 | |
551.1 ÷ 11000 ≒→ 5.0 %
したがって、全体としての偽陽性・偽陰性発生率は、検査A単独と変わりはないということなのですが、2つの検査結果が一致した人については、偽陽性・偽陰性発生率は 0.6% まで少なくすることができるということです。
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