検査の精度について

検査で陽性になった時に、本当に病気に罹っている確率は?

現在、新型コロナウイルス感染症や各種がんなどで、様々な検査が実施されていますが、検査結果が陽性になった場合に、本当にウイルスに感染している、あるいはがんに罹患している確率はどの程度なのでしょうか?

具体的な数値を使って、ちょっと計算してみましょう。

ここでは、とある疾患の検査精度(感度:86.3%、特異度:90.8%)をベースに考えてみます。
検査の対象となる疾患の有病率(あらかじめ罹患している人の割合)を100人に1人(1%)とし、この検査を10万人が受けたと仮定します。

  • 検査が陽性で、本当に罹患している人:863人
    (10万人のうち1%にあたる1,000人が患者。そのうち感度86.3%で陽性となるため:1,000 × 0.863 = 863人)
  • 検査は陰性だが、実は罹患している人(偽陰性):137人
    (1,000人 - 863人 = 137人)
  • 検査が陰性で、本当に罹患していない人:89,892人
    (罹患していない99,000人のうち、特異度90.8%で正しく陰性と判定されるため:99,000 × 0.908 = 89,892人)
  • 検査は陽性だが、実は罹患していない人(偽陽性):9,108人
    (99,000人 - 89,892人 = 9,108人)

この結果、検査で「陽性」と判定される人は合計で 9,971人 となりますが、そのうち本当に罹患している人は 863人 だけです。

よって、検査で陽性になった人のうち、本当に罹患している確率(陽性的中率:PPV)は、
863 ÷ 9,971 × 100 = 8.66% となります。

思いのほか確率は高くないですね。ここまでのデータを表にまとめると以下のようになります。

検査の結果 合計
陽性 陰性
罹患している 863 137 1,000
罹患していない 9,108 89,892 99,000
合計 9,971 90,029 100,000

このように、ある程度「感度」や「特異度」が高くても、陽性的中率はそれほど高くなりません。陽性的中率の値に大きく影響を与えるのは、検査を受ける前の確率(事前確率)、つまり今回の場合は集団における「有病率」になります。

例えば、有病率が10%の集団だったら?

もし、症状がある人などに対象を絞り、有病率が 10% に上がった集団(10万人中1万人が罹業者)で同じ検査を行うと、結果は以下のように変わります。

検査の結果 合計
陽性 陰性
罹患している 8,630 1,370 10,000
罹患していない 8,280 81,720 90,000
合計 16,910 83,090 100,000
  • 検査が陽性で、本当に罹患している人:8,630人(10,000人 × 0.863)
  • 検査は陰性だが、実は罹患している人(偽陰性):1,370人(10,000人 - 8,630人)
  • 検査が陰性で、本当に罹患していない人:81,720人(90,000人 × 0.908)
  • 検査は陽性だが、実は罹患していない人(偽陽性):8,280人(90,000人 - 81,720人)
この場合の陽性的中率は、
8,630 ÷ 16,910 × 100 = 51.03% となります。

有病率が1%から10%に上がるだけで、陽性の時の信頼度が約8.6%から51%へと大幅に上昇しました。

このように、検査の信頼性は「事前確率(有病率)」に強く依存しています。例えば、健康な人が広く受ける人間ドックなどのスクリーニング検査(がんマーカーなど)では、もともとがんを患っている人の割合が非常に低いため、たとえ陽性が出たとしても、それだけで「がんである」とは断定できません。だからこそ、本当に病気かどうかを確かめるための「精密検査」による再確認が必要になるのです。