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贝叶斯定理

医学检测悖论与条件概率

📚 概念介绍

🏥 医学检测悖论

假设有一种罕见疾病,患病率为1%。现在有一种检测方法,准确率高达99%(灵敏度99%,假阳性率5%)。 如果你的检测结果呈阳性,你真正患病的概率是多少?

直觉告诉我们应该是99%左右,但实际答案会让你大吃一惊...

📐 贝叶斯公式

P(A|B) = P(B|A) × P(A) / P(B)
后验概率 = 似然度 × 先验概率 / 边际概率

🔑 关键概念

  • 先验概率 P(A): 在获得新证据前,事件发生的概率(如患病率)
  • 似然度 P(B|A): 在事件A发生的条件下,观察到证据B的概率(如灵敏度)
  • 后验概率 P(A|B): 在观察到证据B后,事件A发生的概率
💡 为什么结果反直觉?

当疾病很罕见时,即使检测很准确,假阳性的绝对数量也可能远超真阳性。 这就是为什么不建议对低风险人群进行大规模筛查的原因之一。

⚙️ 调整参数

🎯 贝叶斯计算结果

检测阳性时,真正患病的概率是
16.7%
而不是直觉认为的 99%
🤯 惊讶吗?

即使检测准确率很高,当疾病罕见时,阳性结果中大部分可能是假阳性! 这就是贝叶斯定理的威力——它告诉我们要考虑基础概率(先验)。

📊 混淆矩阵

实际患病
实际健康
检测阳性
真阳性
0.99%
假阳性
4.95%
检测阴性
假阴性
0.01%
真阴性
94.05%

👥 人群可视化

假设有1000人接受检测,看看结果分布:

真阳性 (10)
假阳性 (50)
假阴性 (0)
真阴性 (940)
60
检测阳性总数
10
其中真正患病
50
其中虚惊一场
16.7%
阳性预测值