流行病第四军医大学诊断试验.ppt

1、诊断试验 （ diagnostic test ） 第四军医大学流行病学教研室 第四军医大学 流行病学教研室 2 研究对象： 35至 55岁的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病 史的 9373名上海市民。 研究时间： 1993.01-2019.12 筛检方法： 每 6个月作一次甲胎蛋白（ AFP）（ ELISA法 ） 和实时超声检查 （ Tosbee 240-A) 。 若阴性， 6个月后在复查 1次。 病例诊断： 病理诊断或长期随访。 研究结果： 5年中共检查了 20294人次，查出肝癌 51例， 其中小肝癌（肿瘤直径 5cm） 36例。 研究实例 AFP联合实时超声检查筛查肝癌的评价 张博恒，等 .

2、中华医学杂志， 2019， 79（ 11）： 844-845 第四军医大学 流行病学教研室 3 AFP、实时超声检查筛检肝癌的结果 试验结果 肝癌（小肝癌 ） 非肝癌AFP 实时超声 31（ 21） 104 4 （ 4） 915 12 （ 11） 500 4 （ 0） 18724 合 计 51 （ 36） 20243 第四军医大学 流行病学教研室 4 筛检试验的灵敏度、特异度 筛检试验 灵敏度 (%) 特异度 (%) AFP 68.6 95.0 实时超声 AFP 实时超声 84.3 92.2 97.1 92.5 第四军医大学 流行病学教研室 5 诊断试验（ diagnostic test）：

3、包括： 临床检验（微生物学、生物化学、血清学、免疫学等） 仪器检查（ X线、心电图、核素扫描、内镜等） 影像诊断（ B超、 CT、 MRI 等）。 标准： 真实、可靠、快速、安全、无损害、费用低、有利于 早期诊断。 第四军医大学 流行病学教研室 6 （三）诊断试验评价的目的及意义 p评价新方法的检验效能 p优选出最好的诊断方法 二、诊断试验评价的设计 （一）确定金标准 （二）选择研究对象 （三）样本量估计 （四）选择截断点 （五）控制偏倚 （六）资料整理 第四军医大学 流行病学教研室 8 基本方法 ： 用待评价的诊断试验和标准诊断方法（金标准） 盲法检测相同的受试对象，并进行比较。 试验评价的

4、四种可能的结果 诊断试验 金标准诊断 合计 患某病 未患某病 阳性 a b a+b 阴性 c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 第四军医大学 流行病学教研室 9 （一）确定金标准 (gold standard) 金标准： 可以明确肯定或排除某种疾病的最可 靠的诊断方法。 包括：活检、手术、尸解、影像学诊断、长期随 访的结果等。 目的：将目标人群准确区分为有病和无病两组 第四军医大学 流行病学教研室 10 病例组 :应当包括该病的各种临床类型。 如：不同病情严重程度（轻、中、重） 不同病程阶段（早、中、晚） 不同症状和体征（典型、不典型） 经过治疗与未经治疗的 有或无并发症的病例

5、等。 对照组 :需要与研究疾病鉴别的其他疾病病例 （二）选择研究对象 第四军医大学 流行病学教研室 11 3.估计样本量 与下列参数有关： 值； 容许误差 ； 灵敏度或特异度 p的估计值 v查表法：附表 10-1 v公式法： 第四军医大学 流行病学教研室 12 当灵敏度和特异度均接近 50%时： 当灵敏度或特异度小于 20%或大于 80%时： 第四军医大学 流行病学教研室 13 第四军医大学 流行病学教研室 14 4. 选择截断点 截断点 (cut off point):是将定量资料划分为两部分或若 干部分的数值。 方法： v统计学方法 v受试者工作曲线 v两组测量值分布交叉对应之点 v尤登指

6、数最大值对应之点 第四军医大学 流行病学教研室 15(1-特异度） 受试者工作曲线（ ROC） 第四军医大学 流行病学教研室 16 5. 控制偏倚 选择偏倚、错误分类偏倚和测量偏倚 6. 资料的整理 两组测量值分布交叉对应之点 第四军医大学 流行病学教研室 17 5.控制偏倚 测量偏倚 错分偏倚 6.资料的整理 ： 诊断试验 金标准诊断 合计 病人 非病人 阳性 a b a+b 阴性 c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 三、评价指标及其意义 （一）真实性指标 （二）可靠性指标 （三）收益指标 （四）指标间的相互关系 第四军医大学 流行病学教研室 19 （一）真实性指标 真实性

7、是测量值与实际值符合的程度， 即反映客观事物的正确程度。 第四军医大学 流行病学教研室 20 （ 1）灵敏度和 漏诊率 v灵敏度 （ sensitivity， Se）： 患者被诊断试验判为阳性的概率。反映检出患者能力。 灵敏度 （ Se） = a / (a+c) v漏诊率 （ 假阴性率 ， ）： 实际患病者被诊断试验判为阴性的概率。 漏诊率 =c/（ a+c） 金标准 合计 病人 非病人 待 评 + a b a+b - c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 第四军医大学 流行病学教研室 21 （ 2） 特异度和 误诊率 v特异度 （ specificity,Sp）： 即非患者被

8、诊断试验判为阴性的概率。 反映鉴别非患者能力 . 特异度 （ Sp） = d/ (b+d) v误诊率（ 假阳性率， ） ： 实际未患病而被诊断试验判为阳性的概率。 误诊率 =b/（ b+d） 金标准 合计 病人 非病人 待 评 + a b a+b - c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 第四军医大学 流行病学教研室 22 （ 3）准确度（ accuracy）（总符合率） ： 观察值与标准值或真实值的符合程度。反映正确诊 断患者与非患者的能力，准确度高真实性好。 计算公式： AC （ a+d） / （ a+b+c+d） 金标准 合计 病人 非病人 待 评 + a b a+b -

9、 c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 第四军医大学 流行病学教研室 23 （ 4）尤登指数 (Youden index， YI) ： 尤登指数 （ YI） Se Sp-1 尤登指数值于 0 1之间变动， 其值愈大，诊断试验的真实性愈好。 第四军医大学 流行病学教研室 24 （ 5）似然比（ likelihood ratio, LR)： 诊断试验的结果在患者中出现的概率与非患者中 出现概率之比。 阳性似然比 (+LR)真阳性率 /假阳性率 a/(a+c)/b/(b+d)=Se/ 阴性似然比 (-LR)假阴性率 /真阴性率 c/(a+c)/d/(b+d)=/Sp 金标准 合计 病

10、人 非病人 待 评 + a b a+b - c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d 第四军医大学 流行病学教研室 25 （二）可靠性评价指标 可靠性 ，又称重复性，是诊断试验在完全相同条 件下，进行重复操作获得相同结果的稳定程度。 1. 影响可靠性的因素 （ 1）试剂、仪器和实验条件； （ 2）观察者； （ 3）调查对象的变异 第四军医大学 流行病学教研室 26 2.评价可靠性指标 （ 1）计量资料 （ 2）计数资料：符合率或卡帕值 第四军医大学 流行病学教研室 27 卡帕值（ Kappa value): 是评价观察符合程度的常用指标， 是实际符合率与最大可能符合率之比 2（ a

11、d-bc) Kappa = (a+b)(b+d)+(a+c)(c+d) Kappa值的意义 : 0.751.00 很好符合 0.400.74 一般符合 0.010.39 缺乏符合 第四军医大学 流行病学教研室 28 两名眼科医生对 100张眼底图的诊断结果 -符合率符合率 B医师 A医师 轻或无 视网膜病 中或重度 视网膜病 合计 轻或无视网膜病 46( a ) 10( b ) 56 中或重度视网膜病 12( c ) 32( d ) 44 合 计 58 42 100 46+32观察符合率 = =78 100 第四军医大学 流行病学教研室 29 （ 1）预告值（ predictive value

12、, PV） 指诊断试验结果与实际符合的概率。 q阳性预告值（ +PV）： 阳性试验结果中实际患者的百分率， 即诊断试验阳性者患病的概率。 PV a/（ a+b） q阴性预告值（ -PV） ：阴性试验结果中实际未患病者的百分率 ，即诊断试验阴性者未患病的概率。 PV d/（ c+d） 金标准 合计 病人 非病人 待 评 + a b a+b - c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d （三）评价收益的指标 第四军医大学 流行病学教研室 30 （ 2） 生物学效果评价 n检出新病例的数量。检出的新病例越多，试验的效果越好 。 n早期发现、早期诊断、早期治疗的病例比自发就医的病例 预后有

13、不同程度的改善。 n高危人群的疾病防制效果。 第四军医大学 流行病学教研室 31 （ 3） 社会经济效益 v成本效益分析 （ cost-benefit analysis） v成本效果分析（ cost-effectiveness analysis） v成本效用分析 （ cost-utility analysis） 第四军医大学 流行病学教研室 32 真阳性 假阳性 a+b 假阴性 真阴性 c+d a+c b+d a+b+c+d a b dc 阳性 阴性 患病 非患病 灵敏度 Se=a/（ a+c） 特异度 Sp=d/（ d+b） 假阴性率 =c/（ a+c） 假阳性率 =b/（ d+b） +PV

14、=a/(a+b) +LR=(a/(a+c)/(b/(b+d) -PV=d/(c+d) -LR=(c/(a+c)/(d/(b+d) 患病率 =(a+c)/(a+b+c+d) 准确度 =（ a+d)/(a+b+c+d) 约登指数 （ Y1） =Se+Sp-1 =1- 诊断试验的评价指标 第四军医大学 流行病学教研室 33 210例心肌梗死患者和 810例非心肌梗死患者血清肌 酸激酶（ CK试验），结果如下表： 请计算灵敏度、特异度、阳性预告值、阴性预告值、阳 性似然比、阴性似然比 CK试验 心肌梗死 合计 有 无 阳性 165 80 245 阴性 45 730 775 合计 210 810 102

15、0 第四军医大学 流行病学教研室 34 （四） 评价指标间的关系 灵敏度与特异度 理想的诊断试验是灵敏度和特异度都高的方法， 灵敏度或特异度可以通过调整截断点来提高 . 一般而言，二者不能同时提高，提高其中一个， 另一个必然降低。 诊断标准定于 *点最好？ 第四军医大学 流行病学教研室 35 CK试验不同截断点诊断心肌梗死的评价指标 截断点 (IU) 灵敏度 (%) 特异度 (%) 尤登指数 320 37 42 50 58 67 80 93 99 100 100 99 98 98 98 94 88 68 0 0.37 0.41 0.48 0.56 0.65 0.74 0.81 0.67 0.0

16、0 280 240 200 160 120 80 40 1 第四军医大学 流行病学教研室 36 临床工作中如何权衡 Se和 Sp的问题： 采取 Se高 的方法 : 以筛检、初诊和排除诊断为目的，或漏诊 会造成严重后果的疾病。 采取 Sp高 的方法： 以确诊为目的，或误诊会导致病人严重负 担，甚至因采取一些不恰当的诊治措施，有可 能造成严重并发病或毒副作用者。 第四军医大学 流行病学教研室 37 预告值与患病率、灵敏度和特异度 患病率对预告值的影响更为明显。 当患病率固定不变时，特异度的改变对阳性预 告值的影响较灵敏度改变引起的影响要大。特异 度愈高，阳性预告值愈高。 第四军医大学 流行病学教研

17、室 38 特异度 (%) 灵敏度（） 50 60 70 80 90 95 99 50 2.0 2.4 2.8 3.2 3.5 3.7 3.9 60 2.5 3.0 3.4 3.9 4.4 4.6 4.8 70 3.3 3.9 4.5 5.2 5.8 6.1 6.3 80 4.8 5.8 6.7 7.6 8.4 8.8 9.2 90 9.2 10.9 12.5 14.0 15.5 16.2 16.8 95 17.0 19.7 22.2 24.6 26.9 27.9 28.8 99 50.5 55.0 58.8 62.0 64.7 66.0 66.9 患病率为 2%时 ,不同灵敏度、特异度的阳性预

18、告值 (%) 第四军医大学 流行病学教研室 39 患病率（ %） 预告值（ % ） 预告值与患病率的关系 当灵敏度和特异度 固定不变时，人群 患病率越低，试验 的阳性预告值愈低 ，阴性预告值愈高 ；反之，患病率越 高，阳性预告值愈 高，阴性预告值愈 低。 PV PV 第四军医大学 流行病学教研室 40 第四军医大学 流行病学教研室 41 依据贝叶斯（ Bayes）定理，结合某人群患病率，计算某 人有无疾病的概率。 患病率 灵敏度 阳性预告值 = 患病率 灵敏度 +(1-患病率 )(1-特异度 ) (1-患病率 ) 特异度 阴性预告值 = (1-患病率 ) 特异度 +患病率 (1-灵敏度 ) 第

19、四军医大学 流行病学教研室 42 （ 1）结合本医院、本研究人群患病率，计算人群预告值 前列腺酸性磷酸酶对前列腺癌的阳性预告值 （ Se=70%, Sp=94%） 受检对象 患病率(1/10万 ) 阳性预告值 (%) 一般人群 35 0.4 75岁以上男性 500 5.6 临床上可疑的前列腺结节 50000 93.0 第四军医大学 流行病学教研室 43 不同年龄、性别、症状的人群冠心病的患病率 年龄组 （岁） 非心绞痛性胸痛 非典型心绞痛 典型心绞痛 男 女 男 女 男 女 30- 5.20.8 0.8 0.3 21.8 2.4 4.2 1.3 69.7 3.2 25.8 6.6 40- 14

20、.1 1.3 2.8 0.7 46.1 1.8 13.3 2.9 87.3 1.0 55.2 6.5 50- 21.5 1.7 8.4 1.2 68.9 1.5 32.4 3.0 92.0 0.6 79.4 2.4 60-69 28.1 1.9 18.6 1.9 67.1 1.3 54.4 2.4 94.3 0.4 90.6 1.0 第四军医大学 流行病学教研室 44 一个 45岁男性患者， 有不典 型心绞痛病史 ，作 CK试验得阳 性结果，已知 CK试验 Se=93%， Sp=88%，请问该患者的患病概 率？ 第四军医大学 流行病学教研室 45 依据贝叶斯（ Bayes）定理，结合某人群患病

21、率，计算某 人有无疾病的概率。 患病率 灵敏度 阳性预告值 = 患病率 灵敏度 +(1-患病率 )(1-特异度 ) (1-患病率 ) 特异度 阴性预告值 = (1-患病率 ) 特异度 +患病率 (1-灵敏度 ) 第四军医大学 流行病学教研室 46 查上表得 P=46% 代入 Bayes公式 0.460.93 +PV = = 87 0.46 0.93+ （ 1-0.46）（ 1-0.88） 该病例患病概率为 87，基本可以明确 冠心病诊断 第四军医大学 流行病学教研室 47 预告值与似然比 都显示试验的检验效能，反映检验结果的正确率，但： v 预告值表示较客观、但不稳定，易受患病率的影响； v

22、似然比虽然不直观，但比较稳定，可用于不同试验 的比较。 第四军医大学 流行病学教研室 48 似然比的应用 （ 1） 已知某病某症状或体征、验前概率，运用 Bayes 公式计算验后概率。 验后概率 在已知某种临床特征或临床试验结果之后，估计 的患病概率。 验前概率 似然比 验后概率 = 1+验前概率 （似然比 -1） 第四军医大学 流行病学教研室 49 例如某患者因急腹痛 8h入院，据其特点有 50可能为急性阑尾 炎，进一步检查发现马氏压痛点有压痛与反跳痛，已知该项 阳性似然比为 4，求该患者验后概率？ 验前概率 似然比 0.5 4 验后概率 = = =0.8 1+验前概率 ( 似然比 -1)

23、1+0.5 （ 4-1） 该患者患急性阑尾炎可能性为 80 . 第四军医大学 流行病学教研室 50 （ 2） 当了解许多症状、体征在某些病的似然比 后，可以用其进行多重检验。 例如某女性 45岁，主诉突发左侧胸痛月余，来院就医， 该患者是否患冠心病？ 只按主诉，患冠心病概率（验前概率）仅 0.01 进一步问其痛疼特点，有放射至左臂内侧特点，其 阳性似然比为 100 诊断为冠心病概率（验后概率）： 0.01100 验后概率 = =0.5025 0.01+1 （ 100-1） 第四军医大学 流行病学教研室 51 当再给其心电图检查， ST段下降 2.2mm，其阳性似然比为 11. 0.502511

24、 验后概率 = =0.9174 0.5025+1 （ 11-1） 再做 CK检查，阳性似然比为 7.75 0.91747.75 验后概率 = =0.9885 0.9174+1 （ 7.75-1） 该患者患冠心病可能性为 98.85，可以确诊为冠心病 第四军医大学 流行病学教研室 52 （五）真实性与可靠性的关系 A 真实和可靠 B 真实但不可靠 C 不真实，但可靠 D 既不真实，也不可靠 四、联合试验的评价 （一）平行试验 （二）串联试验 第四军医大学 流行病学教研室 54 提高灵敏度与特异度的方法： v联合试验 v探索新的试验方法 v选择患病率高的人群 第四军医大学 流行病学教研室 55 联

25、合试验方式： 试验 1 试验 2 试验 3 试验 1 试验 2 试验 3 平行试验（并联） 系列试验（串联） 第四军医大学 流行病学教研室 56 联合试验方式 结果 判断结果 试验 1 试验 2 平行试验 系列试验 不必做 联合试验的判断方法 平行试验： 有阳则阳，全阴则阴（提高灵敏度） 系列试验： 全阳则阳，有阴则阴（提高特异度） 第四军医大学 流行病学教研室 57 试验结果 糖尿病 非糖尿病 尿糖 血糖 50 20 70 30 400 10 80 6 940 合 计 600 7 000 某镇居民血糖及尿糖测定结果 第四军医大学 流行病学教研室 58 血糖试验： 尿糖试验： 第四军医大学 流

26、行病学教研室 59 平行试验： 系列试验： 第四军医大学 流行病学教研室 60 实验方法 灵敏度（ %） 特异度（ %） 血糖试验 78.33 99.43 尿糖试验 75.00 99.57 平行试验 86.67 99.14 系列试验 66.67 99.86 单项试验与联合试验筛检糖尿病的结果 五、诊断试验的评价原则 第四军医大学 流行病学教研室 62 （一）意义： 一、是指诊断试验用于临床前的科学评价， 以利推广； 二、是对杂志上发表的诊断试验论文进行审 核评价。 （二）评价内容： 设计是否合理、测试是否可靠、 偏倚是否避免、定量指标评价等。 第四军医大学 流行病学教研室 63 （三）评价要点： 1. 金标准 ,盲法 对比 2.研究对象 代表性 。 3.样本量 的含量 第四军医大学 流行病学教研室 64 4.截断点 是否合理； 5.真实性、可靠性 评价； 6.偏倚控制 ； 7.诊断试验 实用性 ； 第四军医大学 流行病学教研室 65 小 结 v 如何做诊断试验评价： 金标准、盲法、四格表 v 真实性、可靠性和收益指标 v 评价原则 备注：明天请带上实习指导 ！