Bayesovské modely pro vyhodnocení výsledků binárních diagnostických testů

Název práce: Bayesovské modely pro vyhodnocení výsledků binárních diagnostických testů
Autor(ka) práce: Karel, Tomáš
Typ práce: Habilitační práce
Vedoucí práce: -
Oponenti práce: Picek, Jan; Zapletal, David; Andrle, Michal
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
Pandemie infekčního onemocnění COVID-19 představovala bezprecedentní výzvu pro globální zdravotnické systémy. Zavedení rychlých antigenních testů (RAT) bylo klíčové pro omezení šíření viru, avšak jejich skutečná přesnost a spolehlivost mnohdy neodpovídaly údajům uváděným výrobci. Tato práce je zaměřena na aplikaci bayesovského přístupu při interpretaci výsledků antigenních testů s cílem explicitně zobrazit a redukovat nejistotu v diagnostickém procesu pomocí využití informativních apriorních nastavení parametrů a bayesovského hierarchického modelu, který integruje klinický a epidemiologický kontext v po-době symptomatologie a indikace. Metodologie zahrnuje simulační metody pro generování posteriorních rozdělení prediktivních hodnot a využití beta rozdělení pro modelování senzitivity, specificity a prevalence. Hierarchický bayesovský model umožňuje integraci nejistoty na více úrovních, což poskytuje hlubší vhled do pravděpodobnosti výskytu onemocnění u testované osoby. Výsledky ukazují, že použití informativních priorů a hierarchického modelu významně zlepšuje přesnost odhadů a výrazně snižuje nejistotu v diagnostických závěrech. Vyvinutá praktická aplikace pro klinické rozhodování umožňuje zdravotnickým pracovníkům interaktivně využívat tento model, podporuje vyšší přesnost a informativnost rozhodnutí a snižuje riziko chybných diagnostických závěrů v porovnání se současným stavem (neinformativní apriorní nastavení parametrů). Práce přispívá k lepšímu pochopení významu integrace klinického a epidemiologického kontextu do diagnostického procesu a ukazuje, jak bayesovský přístup může zlepšit kvalitu a účinnost diagnostických metod. Navržené modely mají potenciál být aplikovány i na další diagnostické nástroje a klinické situace, což přispívá k lepší připravenosti na budoucí epidemie a zvyšuje informativnost klinických rozhodnutí.
Klíčová slova: hierarchický bayesovský model; posteriorní simulace prediktivních hodnot; bayesovské modelování; antigenní RAT testy
Název práce: Bayesian Models for Evaluating the Results of Binary Diagnostic Tests
Autor(ka) práce: Karel, Tomáš
Typ práce: Habilitační práce
Vedoucí práce: -
Oponenti práce: Picek, Jan; Zapletal, David; Andrle, Michal
Jazyk práce: Česky
Abstrakt:
The COVID-19 pandemic presented an unprecedented challenge to global healthcare systems. The implementation of rapid antigen tests (RATs) was crucial in limiting the spread of the virus; however, their true accuracy and reliability often did not match the claims made by manufacturers. This work focuses on the application of the Bayesian approach to the interpretation of antigen test results, aiming to explicitly propagate and reduce uncertainty in the diagnostic process using informative priors and a Bayesian hierarchical model that integrates the clinical and epidemiological context in the form of symptomatology and indication. The methodology includes simulation methods to generate posterior distributions of predictive values and the use of beta distributions to model sensitivity, specificity and prevalence. The hierarchical Bayesian model allows for the integration of uncertainty at multiple levels, providing a deeper insight into the probability of true infection. The results show that the use of informative priors and the hierarchical model significantly improves the accuracy of estimates and greatly reduces the uncertainty in diagnostic conclusions. The developed practical clinical decision support application enables healthcare professionals to interactively use this model, supports informative decisions and reduces the risk of erroneous diagnostic conclusions compared to the current state (uninformative prior). This work contributes to a better understanding of the importance of integrating clinical and epidemiological context into the diagnostic process and demonstrates how the Bayesian approach can improve the quality and efficiency of diagnostic methods. The proposed models have the potential to be applied to other diagnostic tools and clinical situations, contributing to better preparedness for future epidemics and increasing the informativeness of clinical decisions.
Klíčová slova: Posterior Predictive Values simulation; Antigen RAT tests; Bayesian modeling; Hierarchical Bayesian Model

Informace o studiu

Studijní program / obor: -
Typ studijního programu: Habilitační řízení studijní program
Přidělovaná hodnost: doc.
Instituce přidělující hodnost: Vysoká škola ekonomická v Praze
Fakulta: Fakulta informatiky a statistiky
Katedra: Fakulta informatiky a statistiky

Informace o odevzdání a obhajobě

Datum zadání práce: 31. 1. 2025
Datum podání práce: 25. 2. 2026
Datum obhajoby: 30. 10. 2025
Identifikátor v systému InSIS: https://insis.vse.cz/zp/91465/podrobnosti

Soubory ke stažení

    Poslední aktualizace: