
книги / 37
.pdf
содержащий оценки содержащий оценки
αmin |
и |
βmin |
, является наименьшим, а элемент, |
|||
αmax |
и |
βmax , - наибольшим: |
||||
inf G |
|
αmin |
, |
|||
α |
1 β |
|||||
|
|
|
min |
min |
|
|
sup G |
|
α |
|
|||
|
max |
. |
||||
α |
1 β |
|||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
max |
max |
|
Соответствующие пределы для γ равны
lim |
|
α |
0 |
, |
lim |
|
α |
|
1 |
α 1 |
|||||
α 0 |
α |
β |
|
α 1 |
|||
β 0 |
|
|
|
|
β 1 |
|
|
Элементы же |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
α |
|
|
|
|
α |
|
|
min |
|
и |
|
|
max |
α |
|
1 β |
α |
|
1 |
||
|
|
|
|||||
min |
|
max |
|
max |
|
1. β
βmin
могут характеризоваться всеми возможными взаимными отношениями: <, =, >.
Таким образом, наименьшей нижняя доверительная граница для γ будет при комбинации αmin , βmin , а наибольшей – при комбинации αmax , βmax .
Отсюда интервальные оценки для γ с надежностью не менее 1 2a определяются как
γ γmin ;γmax ,
где
γ |
|
α |
|
min |
|||
|
|
||
min |
α |
1 β |
|
|
|||
|
min |
min |
|
|
α |
|
, γmax |
max |
||
1 β |
|||
|
α |
||
|
max |
max |
.
Интервальные оценки γ легко модифицировать
соответствующие оценки ε при уровне надежности не менее 1 |
|||||||||||
|
|
|
ε εmin ;εmax , |
|
|
|
|
||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
εmin |
|
|
|
P(C |
) αmin |
|
|
|
, |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
P(C) αmin |
P(C) (1 |
|
|
||||||||
|
|
βmin ) |
|||||||||
|
|
|
|
P(C) α |
|
|
|
|
|||
εmax |
|
|
|
|
|
max |
|
|
. |
||
P(C) α |
P(C) (1 |
β |
|
||||||||
|
|
max |
) |
||||||||
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
2a
в
:

Рассмотрим теперь вывод формул доверительных границ для показателей δ и ζ.
По аналогии с γ множество D интервальных оценок δ также состоит из 4 элементов, представляющих собой различные комбинации наибольших и наименьших доверительных границ α и β:
|
|
β |
|
|
β |
|
|
|
β |
|
|
β |
|
D |
|
min |
|
, |
min |
|
, |
|
max |
|
, |
max |
|
β |
1 α |
|
1 α |
|
|
1 α |
|
1 α |
|
||||
|
min |
β |
max |
β |
max |
min |
β |
max |
|||||
min |
|
min |
|
|
|
max |
|
.
Сократим количество анализируемых комбинаций интервальных оценок α и β путем их частичного упорядочивания с помощью отношения <.
Тогда в частично упорядоченном на основе указанного строгого неравенства множестве D элемент, содержащий оценки
αmin |
и βmin , является наименьшим, |
а элемент, содержащий оценки |
||||
αmax |
и |
βmax |
, - наибольшим: |
|
|
|
|
|
|
inf D |
β |
|
|
|
|
|
min |
, |
||
|
|
|
1 α |
|||
|
|
|
β |
|
||
|
|
|
min |
|
min |
|
|
|
|
sup D |
β |
|
|
|
|
|
|
max |
. |
|
|
|
|
|
1 α |
||
|
|
|
β |
|
||
|
|
|
max |
|
max |
|
Определим соответствующие пределы для δ:
lim |
β |
0 |
|
β 1 α |
|||
α 0 |
|
||
β 0 |
|
|
и lim |
β |
|
β 1 α |
||
α 1 |
||
β 1 |
|
1
.
Отсюда интервальные 1 2a определяются как
где
оценки для
δ δ |
;δ |
min |
max |
δ с надежностью не менее
,
δmin |
|
|
βmin |
|
βmin |
1 αmin |
|||
|
|
|
|
β |
|
, δmax |
max |
||
1 α |
|||
|
β |
||
|
max |
max |
.
В свою очередь, интервальные оценки ζ с надежностью не менее 1 2a принадлежат промежутку
ζ ζ min ;ζ max ,
где

ζmin
ζmax
P(C)
P(C)
|
P(C) β |
|
|
|
min |
β |
|
P(C) (1 |
min |
|
P(C) βmax
βmax P(C) (1
|
|
, |
α |
min |
) |
|
|
αmax ) .
Используя интервальные оценки γ, δ, ε и ζ, с надежностью не
менее 1 2a |
легко определяются доверительные границы значений |
||
прогностической ценности результатов идентификации: |
|||
|
1 γ 1 |
γmax ;1 γmin , |
|
|
1 δ 1 |
δmax ;1 δmin , |
|
|
1 ε 1 εmax ;1 εmin при |
P(C) 0;1 , |
|
|
1 ζ 1 ζ max ;1 ζ min при |
P(C) 0;1 . |
В качестве примера использования полученных формул продолжим определение интервальных оценок критериев достоверности идентификации отека головного мозга по его массе.
Как было показано, точечные оценки чувствительности и специфичности идентификации отека мозга у мужчин равны
1 β 0, 206 и 1 α 0,651.
Отсюда аналогичные оценки α
α 0,049 и
иβ
составляют
0,794 .
Для дальнейших расчетов потребуется определение 97,5% интервальных оценок α и β.
С учетом округления соответствующие точные биномиальные
оценки равны |
α 0,008;0,151 и β |
0,656;0,895 . |
|
|||||
|
|
|
||||||
Тогда интервальные оценки γ с учетом округления и |
||||||||
надежностью не менее 95% определяются как |
|
|
||||||
|
|
|
γ γmin ;γmax |
, |
|
|
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
γmin |
0,008 |
0,022, γmax |
|
0,151 |
0,591. |
|||
|
|
|
|
|
||||
0,008 |
1 0,656 |
|
0,151 1 |
0,895 |
||||
|
|
|
|
|
||||
Поэтому интервальные оценки прогностической ценности |
||||||||
положительного результата идентификации равны |
|
|
||||||
|
1 γ 1 0,591;1 0,022 |
0, 409;0,978 . |
|

Интервальные оценки остальных критериев идентификации отека головного мозга у мужчин, а также у женщин приведены в таблице 7.
При необходимости интервальные оценки прогностической ценности положительного и отрицательного результатов идентификации могут быть вычислены и с учетом распространенности идентифицируемого состояния С в совокупности объектов идентификации. Ввиду непрерывности множества указанных оценок результаты их вычисления целесообразно представлять в форме номограмм. Например, номограмма определения точечных и интервальных оценок прогностической ценности результатов положительной идентификации отека головного мозга у мужчин в зависимости от априорной вероятности данного состояния приведена на рисунке 5.
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
Рис. 5. Номограмма определения точечных и 95% интервальных оценок прогностической ценности положительной идентификации при различной распространенности идентифицируемого состояния. По оси абсцисс – доля объектов с наличием состояния С; по оси ординат – прогностическая ценность положительной идентификации. Сплошной линией показаны точечные, пунктирными линиями – 95% двусторонние интервальные оценки. Чувствительность, специфичность и отношение правдоподобия идентификации фиксированы и равны 0,206; 0,951 и 4,2 соответственно.
Таким образом, на современном этапе развития судебной медицины и биомедицины в целом разработка любых диагностических или скрининговых технологий должна включать обязательное точечное и интервальное оценивание ключевых критериев достоверности. Наличие подобного тестирования является необходимым условием для внедрения новой диагностической технологии в медицинскую практику. В этой связи в судебной медицине помимо создания новых технологий актуальными также представляются исследования достоверности диагностических методик и морфологических диагностических признаков, ставших известными до распространения принципов доказательной медицины и уже укоренившихся в практической экспертной деятельности. Изложенные принципы подразумевают внесение соответствующих дополнений в систему подготовки судебно-медицинских экспертов.
3.5. ДОСТОВЕРНОСТЬ ПОЛИНОМИАЛЬНОЙ СУДЕБНОМЕДИЦИНСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ
Помимо биномиальной в судебно-медицинской практике часто имеет место так называемая полиномиальная схема идентификации [55,60]. Процедура последней сводится к отнесению идентифицируемого объекта к одному из нескольких заранее известных классов, количество которых более двух. При этом множество дифференцируемых классов конечно и образует полную группу. Полиномиальная схема идентификации весьма характерна для судебно-антропологических научных и экспертных исследований, посвященных разработке способов установления соматотипа, расы, порядковой локализации однотипных костей и т.д. [55,60].
Результаты полиномиальной судебно-медицинской идентификации по своей сути предполагают формулирование категоричных экспертных суждений. Поэтому достоверность таких диагностических технологий также должна подвергаться тестированию. Следует отметить, что схема полиномиальной диагностики в значительной степени специфична именно для судебно-медицинской практики, вследствие чего проблема тестирования достоверности подобных диагностических технологий практически не обсуждается в литературе по клинической медицине.

В качестве критерия достоверности полиномиальной идентификации в настоящее время в судебно-медицинской антропологии рассматривается лишь один показатель - доля случаев ошибочной классификации объектов тестовой выборки. Формально указанный процесс тестирования достоверности идентификации характеризуется следующим образом.
Процедура тестирования предполагает идентификацию принадлежности каждого из совокупности объемом N объектов к одному из k различных кластеров. При этом
|
|
N n1 n2 |
nk , |
где ni - количество объектов i-го кластера. |
|||
Пусть |
xi |
- число истинных |
результатов идентификации |
объектов i-го кластера; e - число ошибочных результатов
идентификации; |
i 1,2, |
, k |
– подстрочный |
индекс истинной |
||
принадлежности объектов i-му кластеру; |
j 1, 2, |
, k |
– |
|||
подстрочный |
индекс |
идентификационной |
принадлежности |
объектов j-му кластеру.
Тогда результаты тестирования достоверности идентификации можно представить в виде матрицы
|
x |
e |
|
|
1 |
12 |
|
e |
x |
||
X |
|||
21 |
2 |
||
|
|||
|
|
|
|
|
e |
e |
|
|
|||
k1 |
k 2 |
e1k e2k
xk
.
Каждая строка матрицы Х содержит набор возможных результатов идентификации объектов i-го кластера, каждый столбец – набор возможных результатов идентификации принадлежности объектов i-му кластеру. При этом должно выполняться условие
x1 |
|
e12 |
|
e |
|
|
x |
21 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
ek1 |
|
ek 2 |
e1k
e2k
xk
|
n1 |
|
|
n |
|
|
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
nk |
|
После этого матрицу Х переводят в матрицу оценок достоверности идентификации

|
|
p |
||
|
|
|
1 |
|
|
ε |
|
||
P |
|
21 |
||
|
||||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
εk1 |
||
|
|
где
pi
причем должно выполняться
|
p |
|
|
|
ε |
|
|
|
1 |
|
|
|
12 |
ε |
|
|
p |
|||
|
|
|
|
|
||
|
21 |
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
εk 2 |
|
εk1 |
|
|
|
ε |
|
|
|
||
|
|
12 |
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
ε |
k 2 |
|
|
||
|
|
|
|
|||
x |
|
|
|
|||
|
i |
, |
εij |
|||
n |
||||||
|
|
|
|
|||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eij ni
ε |
|
|
1k |
ε |
2k |
|
|
p |
|
|
k |
ε |
|
|
|
|
||
|
1k |
|
|
|
||
ε |
|
|
|
|
|
|
2k |
, |
|
|
|||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
pk |
|
|
|
|||
, |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
||||
|
||||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
|
1 |
.
Использование приведенного алгоритма можно показать на примере тестирования точности краниометрической идентификации соматотипа мужчин, осуществленного Н.В. Нариной и В.Н. Звягиным (табл. 8).
Таблица 8
Итоги тестирования точности краниометрической идентификации соматотипа мужчин [48]
|
Действительная |
Предсказанная группа |
Всего |
||
|
группа |
1 |
2 |
3 |
|
1. |
Грудной тип |
0,625 |
0,125 |
0,250 |
1 |
|
|
|
|
|
|
2. |
Мускульный тип |
0,193 |
0,645 |
0,161 |
1 |
|
|
|
|
|
|
3. |
Брюшной тип |
0 |
0,250 |
0,750 |
1 |
|
|
|
|
|
|
В целях приведения используемых в судебно-медицинской антропологии критериев достоверности идентификации к общепринятым стандартам нами были предложены следующие оценки [60]:
Априорная вероятность ложноположительной идентификации объектов i-го кластера:

|
|
j k |
|
|
|
|
ε ji |
|
|
αi |
|
j1 |
. |
|
k 1 |
||||
|
|
|
Вероятность ложноотрицательной идентификации объектов i- го кластера:
i k
βi εij . i 1
Апостериорная вероятность идентификации объектов i-го кластера:
|
|
j k |
|
|
|
|
|
ε ji |
|
|
|
γ |
|
j1 |
|
|
|
|
j k |
|
|
||
i |
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
ε |
ji |
|
|
i |
|
||
|
|
|
j1 |
|
|
ложноположительной
.
Чувствительность идентификации объектов i-го кластера: 1 βi xi .
Специфичность идентификации объектов i-го кластера:
|
|
j k |
|
|
|
|
ε ji |
|
|
1 αi |
1 |
j1 |
. |
|
k 1 |
||||
|
|
|
Прогностическая ценность положительного результата идентификации объекта i-го кластера:
1 γ |
|
p |
|
|
i |
|
|
||
|
|
|
|
|
i |
|
j k |
|
|
|
p |
|
ε |
ji |
|
i |
|
||
|
|
j1 |
|
|
.
Отношение правдоподобия положительного результата идентификации объекта i-го кластера:
|
1 βi |
|
pi (k 1) |
. |
|
|
|
||
|
αi |
|
j k |
|
|
|
ε ji |
||
|
|
|
||
|
|
|
j 1 |
Интервальное оценивание предложенных критериев достоверности полиномиальной идентификации не отличается от такового ее биномиального аналога. Результаты вычисления точечных оценок достоверности на примере краниометрической идентификации соматотипа мужчин приведены в таблице 9.

Сравнение двух процедур тестирования показывает, что используемые в судебной медицине критерии достоверности полиномиальной идентификации соответствуют лишь ее чувствительности и не отражают прогностическую ценность конкретного результата идентификации. Например, по данным таблицы 9 можно утверждать, что в случае идентификации грудного типа телосложения вероятность истинности классификации в среднем составляет 76,4%, при этом вероятность правильной идентификации указанного соматотипа в 6,5 раз больше вероятности его ложноположительной идентификации. Показательно, что результат идентификации грудного соматотипа, характеризующегося наименьшей чувствительностью, в то же время имеет наибольшую прогностическую ценность. Это объясняется тем, что идентификация данного соматотипа обладает наибольшей специфичностью (см. табл. 9).
Таблица 9
Оценки достоверности краниометрической идентификации соматотипа мужчин
Идентифицируемый |
α |
β |
γ |
|
соматотип |
||||
|
|
|
1.Грудной 0,097 0,375 0,236
2.Мускульный 0,188 0,354 0,368
3.Брюшной 0,206 0,250 0,354
1 βi
0,625
0,646
0,750
1 αi
0,903
0,813
0,794
1 γi
0,764
0,632
0,646
1 βi αi
6,5
3,4
3,6
Таким образом, предложенные критерии в полном объеме характеризуют точность полиномиальной идентификации объектов экспертного познания. Положительным качеством указанных критериев является их независимость от распространенности k идентифицируемых кластеров в тестовых выборках и генеральных совокупностях идентифицируемых объектов.
Следует подчеркнуть, что оценки прогностической ценности полиномиальной идентификации так же, как и ее биномиального аналога, предполагают равные вероятности попадания объектов различных идентифицируемых кластеров на экспертизу. Иными словами, на интерпретацию указанных оценок оказывает влияние априорная распространенность объектов различных идентифицируемых кластеров. Поэтому для несмещенного оценивания прогностической ценности положительной

полиномиальной идентификации на практике необходимо
использовать |
критерии, |
учитывающие |
априорную |
|
распространенность идентифицируемых состояний. |
|
|||
Пусть |
P(Ci ) |
- априорная вероятность (распространенность) |
||
одного из |
k идентифицируемых состояний Ci ,i 1,2, |
, k . В этом |
случае матрица Р оценок достоверности полиномиальной идентификации принимает вид
|
|
P(C ) p |
P(C ) ε |
|
||
|
|
1 |
1 |
1 |
12 |
|
|
P(C ) ε |
|
P(C ) p |
|||
P |
|
|
||||
2 |
21 |
2 |
|
2 |
||
|
|
|
||||
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P(C ) ε |
|
P(C |
) ε |
|
|
|
k1 |
k 2 |
|||
|
k |
k |
|
причем должно выполняться
P(C ) ε |
|
|
|
1 |
1k |
||
P(C ) ε |
2k |
||
2 |
|
||
P(C |
) p |
k |
|
k |
|
|
,
|
P(C ) p |
|
|
|
P(C ) ε |
|
|
|
||
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
12 |
|
|
|
P(C ) ε |
|
|
P(C ) p |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
21 |
|
2 |
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
P(C ) ε |
|
|
|
|
P(C |
) ε |
|
|
|
|
k1 |
|
|
|
k 2 |
|
|
|||
k |
|
k |
|
|
|
P(C ) ε |
|
||
|
1 |
1k |
||
P(C ) ε |
|
|||
|
|
|||
2 |
|
2k |
||
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
P(C |
) p |
||
|
||||
k |
|
k |
P(C ) |
|
||
1 |
|
|
|
P(C |
) |
||
|
|||
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
P(Ck ) |
,
а сумма значений итогового вектора-столбца должна равняться 1. Тогда апостериорные вероятности ложноположительной
полиномиальной |
|
идентификации, |
учитывающие |
|
распространенность |
Ci |
в |
генеральной |
совокупности |
идентифицируемых объектов, определяются по формуле:
|
|
|
j k |
|
|
|
|
|
|
|
P(C j ) ε ji |
|
|
||
Ε |
|
|
j 1 |
|
|
|
|
i |
|
j k |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
P(C ) p |
|
P(C |
) ε |
ji |
|
|
|
i |
i |
j |
|
||
|
|
|
|
j 1 |
|
|
|
.
В свою очередь, показатели прогностической ценности положительной полиномиальной идентификации, учитывающие
распространенность |
Ci |
в |
генеральной |
совокупности |
||
идентифицируемых объектов, следует вычислять по формуле |
||||||
1 Εi |
|
|
P(Ci ) pi |
. |
|
|
|
|
j k |
|
|||
|
|
P(Ci ) pi |
P(C j ) ε ji |
|
|
j 1
Легко доказать, что при равенстве априорных вероятностей идентифицируемых состояний