ベイズの定理の求め方

検査で陽性だったときに本当に病気である確率を求めます。事前確率 P(A)、病気のときに陽性となる確率 P(B|A)、病気でないときに陽性となる確率 P(B|Ā) から、P(A|B) を求めます。

ベイズの定理は、新しい情報を得たときに確率を更新する式です。もっとも有名な使い道は、検査で陽性だったときに本当に病気である確率を求めることです。

P(AB)=P(A)P(BA)P(A)P(BA)+P(Aˉ)P(BAˉ)P(A \mid B) = \dfrac{P(A)\,P(B \mid A)}{P(A)\,P(B \mid A) + P(\bar{A})\,P(B \mid \bar{A})}

分母は「陽性になる人の全体」で、病気で陽性の人と、健康なのに陽性の人を足したものです。

有病率 1%(P(A)=0.01P(A) = 0.01)、感度 99%、偽陽性率 5% の検査で陽性が出たとします。

P(B)=0.01×0.99+0.99×0.05=0.0099+0.0495=0.0594P(B) = 0.01 \times 0.99 + 0.99 \times 0.05 = 0.0099 + 0.0495 = 0.0594
P(AB)=0.00990.0594=0.1667P(A \mid B) = \dfrac{0.0099}{0.0594} = 0.1667

陽性でも、本当に病気である確率は わずか 16.7% です。

なぜこんなに低いのか

1 万人で考えると分かります。病気の人は 100 人で、そのうち 99 人が陽性になります。一方、健康な 9900 人のうち 5% にあたる 495 人も陽性になります。

陽性者は合計 594 人。そのうち本当の病気は 99 人だけ。99÷594=16.7%99 \div 594 = 16.7\% です。

もともと病気の人が少ないので、健康な人の偽陽性のほうが数で勝ってしまう のです。精度の高い検査でも、まれな病気のスクリーニングでは陽性の多くが偽陽性になります。これを基準率の錯誤といいます。