Zusammenfassung
Die ROC-Analyse ist die Methode der Wahl zur objektiven Bewertung diagnostischer Verfahren,
erfordert aber große Stichprobenumfänge. Wir untersuchten den Einfluß von Studiendesign
und Datenanalyse auf den erforderlichen Stichprobenumfang. Der Nachweis eines Sensitivitätsunterschieds
von 75% gegenüber 90% (Spezifität 90%, Teststärke 0,8) erfordert Stichprobenumfänge
von jeweils 123 für das Patienten- und Kontrollkollektiv. Die Anwendung des korrelierten
bivariaten binormalen ROC-Modells erlaubt bei Vergleichsstudien am selben Patientenkollektiv
eine Reduktion des Stichprobenumfangs von über 35%. Wenn ein Kollektiv zahlenmäßig
überwiegt, dann kann jeweils das andere Kollektiv verkleinert werden; auch hier ermöglicht
das korrelierte ROC-Modell eine substantielle Verkleinerung des Stichprobenumfangs.
Ein problemorientiert angepaßtes Studiendesign, möglichst mit Paralleluntersuchungen
am selben Patienten- und Kontrollkollektiv, und die Berücksichtigung der resultierenden
Datenstrukturen durch das korrelierte ROC-Modell erlauben eine statistisch abgesicherte
objektive Bewertung diagnostischer Verfahren mit der ROC-Analyse an vergleichsweise
kleinen Kollektiven.
Summary
ROC analysis is the method of choice for an objective assessment of diagnostic tests;
however, it requires large sample sizes. We investigated the influence of study design
and data analysis on sampling requirements. A sample size of 123 for the patient as
well as the control group, is required to prove a difference in sensitivity of 75%
vs 90% (specificity 90%, statistical power 0.8). Analysis with the binormal bivariate
ROC model allows >35% reduction in sample size. If the patient group is increased
the control group can be smaller, and vice versa; here the correlated ROC model also
allows substantial decreases in sample size. If both diagnostic tests are performed
in the same patient and control group and evaluated with the correlated ROC model,
an objective, statistically sound assessment of diagnostic performance is possible
with relatively small samples.
Schlüsselwörter
ROC-Analyse - korreliertes ROC-Modell - Studiendesign - Teststärke - Stichprobenumfänge
Keywords
ROC analysis - correlated ROC model - study design - statistical power - sample size