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臨床検査の特性指標に対する新たな評価手法の開発

Research Project

Project/Area Number 21K21170
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0908:Society medicine, nursing, and related fields
Research InstitutionHyogo Medical University

Principal Investigator

高橋 佳苗  兵庫医科大学, 医学部, 助教 (80726761)

Project Period (FY) 2021-08-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords陽性的中率 / 陰性的中率 / F1スコア
Outline of Research at the Start

臨床検査は医療において重要な役割を果たしているが,臨床検査の代表的な特性指標である陽性的中率・陰性的中率は,有病割合に依存するために解釈や評価に問題が生じることがある.また,検査結果が3値以上に分類される場合,何らかのカットオフ値を定めて検査結果を2値化することにより臨床検査の特性指標を算出する必要があり,情報量の減少や,カットオフ値の決定に恣意的な操作が入る可能性がある.
本研究では,上述の問題に対応するために,[1]臨床検査の特性評価のための新たな指標および検定手法,[2]3値以上に分類される臨床検査の特性指標に対する新たな評価手法,を開発する.

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は以下の通りである.
(目的1)臨床検査の特性評価のための新たな指標および検定手法の開発:①有病割合に依存しない陽性的中率(PPV)・陰性的中率(NPV)の性能評価指標の提案,②臨床検査における複数の特性指標を同時評価する検定手法の開発
(目的2)3値以上に分類される臨床検査の特性指標に対する新たな評価手法の開発:① macro/micro F1の統計的性質を明らかにし,信頼区間を構築,② 2つの臨床検査間のmacro/micro F1を比較する検定手法の開発
目的1の①については,学会発表を目指し,今年度も引き続き文献レビューおよびシミュレーションを進めた.②については,PPVおよびNPVの同時検定の手法を感度,特異度,PPV,NPVの4つの指標の同時検定に拡張した手法を開発し,The 37th International Workshop on Statistical Modelling (IWSM2023)にて発表した.
目的2に関して,①は昨年度までに完了している.②については,研究成果をThe 44th Conference of the International Society for Clinical Biostatistics(ISCB2023)にて発表した.また,論文が国際誌に採択された.さらに,目的2の内容を発展させ,3つ以上のF1スコアを同時に比較するための検定手法についても研究を進めた.研究成果はThe 25th International Conference on Computational Statistics (COMPSTAT 2023)にて発表した.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

目的1の①「有病割合に依存しないPPV・NPVの性能評価指標の提案」については,文献レビューおよびシミュレーションに時間を要しているが,②「臨床検査における複数の特性指標を同時評価する検定手法の開発」は研究成果がまとまり,学会発表を行うに至っている.
目的2については,①「macro/micro F1の統計的性質を明らかにし,信頼区間を構築」,②「2つの臨床検査間のmacro/micro F1を比較する検定手法の開発」のいずれも研究成果がまとまり,②については2023年度に論文が国際誌に採択された.あわせて学会発表も行っている.また,目的2の内容を発展させた,3つ以上のF1スコアを比較する検定手法についても研究を進めることができた.
以上から,おおむね計画通りに進展していると判断し,区分(2)とした.

Strategy for Future Research Activity

目的1の①「有病割合に依存しないPPV・NPVの性能評価指標の提案」については,シミュレーション及び論文化を進め,2024年度中の研究成果の発表を目指す.②「臨床検査における複数の特性指標を同時評価する検定手法の開発」については,研究成果がまとまり,2023年度に学会発表を行うに至ったため,終了とする.
目的2の①「macro/micro F1の統計的性質を明らかにし,信頼区間を構築」,②「2つの臨床検査間のmacro/micro F1を比較する検定手法の開発」については,これまでにまとめた研究成果について国内での周知を図るため,国内学会にて発表を行う.

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Int'l Joint Research] Vanderbilt University Medical Center(米国)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Vanderbilt University Medical Center(米国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] Vanderbilt University Medical Center(米国)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Hypothesis testing procedure for binary and multi-class F<sub>1</sub>-scores in the paired design2023

    • Author(s)
      Takahashi Kanae、Yamamoto Kouji、Kuchiba Aya、Shintani Ayumi、Koyama Tatsuki
    • Journal Title

      Statistics in Medicine

      Volume: 42 Issue: 23 Pages: 4177

    • DOI

      10.1002/sim.9853

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A superiority test for comparing sensitivity, specificity, and predictive values of two diagnostic tests2023

    • Author(s)
      Takahashi K, Yamamoto K
    • Organizer
      The 37th International Workshop on Statistical Modelling
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparing F1-scores of more than two binary medical tests2023

    • Author(s)
      Takahashi K
    • Organizer
      The 25th International Conference on Computational Statistics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hypothesis testing procedure of F1 scores for binary and multi-class classification in the paired design2023

    • Author(s)
      Takahashi K, Yamamoto K, Kuchiba A, Shintani A, Koyama T
    • Organizer
      The 44th Conference of the International Society for Clinical Biostatistics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hypothesis testing procedure of sensitivity and PPV for multi-class classification2022

    • Author(s)
      Takahashi K, Yamamoto K
    • Organizer
      43rd Annual Conference of the International Society for Clinical Biostatistics
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Confidence interval for F1-scores for binary and multi-class classification2022

    • Author(s)
      Takahashi Kanae, Yamamoto Kouji, Kuchiba Aya, Koyama Tatsuki
    • Organizer
      The 11th Conference of the Asian Regional Section of the International Association for Statistical Computing (IASC-ARS2022)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-10-22   Modified: 2024-12-25  

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