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核酸检验中的概率密码

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2020年底大连出现了新冠肺炎疫情,采取了全员核酸检测的措施。据统计,大连市人口为598.7万,为了提高检验的效率,节省时间,采取“10合1混采”(10-in-1 test)检测技术。所谓10合1混采,是用咽拭子在采样处反复擦拭几次来采集分泌物,然后将从10个人身上采集到的拭子,集合于1个采样管中进行核酸检测。如果“10合1”样本是阴性,那就说明10个人全是阴性;反之,如果样本呈阳性,则将10个人立刻单独隔离,再一对一单采单检,以最大限度地提高检测效率。

假设每个人感染新冠病毒的概率为0.0004,混合10个人的分泌物,求此混合分泌物中含有新冠病毒的概率。

关键词:独立性

用Ak表示第k人感染新冠病毒,k=1,2,…,10。若核酸检测检出率为98%,则一般人群中一人患有新冠肺炎,并且通过核酸检测检出患病的概率为:

0.0004×98%=3.92×10-4

若通过10合1混采的方法,10人中有1人为新冠阳性,且通过核酸检测检验出来的概率为:

P(A1∪A2∪…∪A10)=1-[1-P(A1)][1-P(A2)]…[1-P(A10)]

=1-(1-0.004)10≈3.93×10-2

对比两个概率,可以发现,10合1混采的方法大幅提高了检出率,并且更具有经济性和效率。