Математика жизни и смерти. 7 математических принципов, формирующих нашу жизнь

Возьмем, к примеру, скрининг болезней. Скрининг – это массовое тестирование на конкретное заболевание людей, у которых нет симптомов, но принадлежащих к группе высокого риска. Так в Великобритании женщины старше 50 лет регулярно проходят обследование молочных желез, так как подвержены повышенному риску развития рака молочной железы. И случаи ложноположительных результатов в программах медицинского скрининга сегодня стали предметом бурных дискуссий.

Доля невыявленного рака молочной железы у женщин в Великобритании может составлять около 0,2 %. Это означает, что в любой момент на каждые 10 тысяч женщин в стране, у которых рак молочной железы не диагностирован, может приходиться до 20 жертв заболевания. На первый взгляд, это немного, но только потому, что в большинстве случаев рак молочной железы обнаруживается быстро. Фактически рак молочной железы диагностируется у каждой восьмой женщины в течение ее жизни. В Великобритании примерно каждой десятой из этих женщин диагноз ставится с опозданием (на третьей или четвертой стадии). Поздний диагноз значительно снижает шансы на выживание в долгосрочной перспективе, что подтверждает жизненно важное значение регулярной маммографии, особенно для женщин, относящихся к уязвимым возрастным категориям. Однако у таких профилактических обследований существует математическая проблема, о которой большинство людей не знает.

Каз Дэниелс – мать троих детей из Нортхемптона. В 2010 году в возрасте 50 лет она в первый раз прошла профилактическую маммографию. Через неделю после процедуры она получила письмо с просьбой пройти дополнительное обследование через два дня. Срочность вызова, разумеется, ошеломляла. Следующие два дня она не находила себе места от волнения, не могла ни спать, ни есть, содрогаясь от мрачных перспектив в случае положительного диагноза.

Рис. 5. Из 10 000 женщин старше 50 лет, прошедших тестирование, 36 будут верно определены как положительные, а 996 – как положительные, несмотря на отсутствие заболевания

Большинство проходящих маммографию считают это обследование достаточно точным способом обнаружить рак молочной железы. Действительно, в случае развившегося рака, обследование обнаружит недуг девять раз из десяти. Примерно с такой же точностью обследование верно обнаружит отсутствие рака [70]. Зная эту статистику и получив положительный результат маммографии, Каз посчитала, что она, вероятно, больна раком. Однако простой математический довод показывает, что на самом деле все наоборот.

Распространенность невыявленного рака груди у женщин старше 50 лет – тех, кого приглашают на плановое обследование, – несколько выше, чем у женщин в целом; ее можно оценить примерно в 0,4 %. Результаты обследования для 10 тысяч женщин такого возраста представлены на рис. 5. В среднем только у 40 из них будет рак груди, а 9960 – нет. Однако каждая десятая, или 996 женщин, не страдающих этим недугом, получит ложноположительный диагноз. С учетом 36 истинно положительных диагнозов это означает, что положительный результат теста будет правильным только в 36 из 1032 случаев, или в 3,48 % случаев. Пропорция истинно положительных результатов обследования называется точностью теста. Из 1032 женщин, получивших положительный результат, только 36 действительно больны раком груди. Иными словами, даже при положительном результате маммографии в подавляющем большинстве случаев рака груди у вас нет. Несмотря на то что тест кажется достаточно точным, низкая распространенность заболевания среди населения предопределяет высокую степень его погрешности.

Бедная Каз этого не знала – как и многие другие женщины, которые проходят такие обследования. На самом деле многие врачи не в состоянии интерпретировать положительные результаты маммографии. В 2007 году группе из 160 гинекологов была предоставлена следующая информация о точности маммографии и распространенности рака молочной железы среди населения [71].

– Вероятность заболеть раком груди у женщин составляет 1 %.

– Фактически существующий рак груди будет обнаружен с вероятностью 90 %.

– При отсутствии рака груди вероятность положительного результата теста составляет 9 %.

Затем врачам предложили выбрать, какой из приведенных ниже вариантов ответа наилучшим образом характеризует шансы на то, что у пациентки с положительной маммографией на самом деле рак груди.

A. Вероятность того, что у нее рак груди, составляет около 81 %.

B. Из 10 женщин с положительной маммографией около 9 имеют рак груди.

C. Из 10 женщин с положительным результатом маммографии рак груди есть только у 1.

D. Вероятность того, что у нее рак груди, составляет около 1 %.