诊断、筛检试验的评价.ppt

筛检和诊断试验的评价 陈卫中讲师公共卫生系2020年2月6日 全国糖尿病研究协作组调查研究组曾于1980年在全国有代表性的14个省市30万人口中开展糖尿病调查 40岁以下者先查尿糖 如阳性 再查餐后2小时血糖 40岁以上者同时查尿糖和早 午 餐后2小时血糖 凡餐后2小时血糖在140mg dl以上者认为是疑似糖尿病者疑似糖尿病者 作口服葡萄糖耐量试验 OGTT 口服葡萄糖100g 测服前及服后30 60 120 和180 时血糖水平 OGTT曲线有三点超出正常上限 可确诊其患糖尿病 而有两点超出者则为糖耐量异常 筛检 诊断 筛检和筛检试验 是运用快速 简便的试验 检查或其他方法 将表面健康 但可能有病或缺陷者 同那些真正无病者鉴别开来筛检所用的各种手段和方法称为筛检试验是一项预防性的医疗活动对象是表面健康的大人群 筛检的目的 早期发现可疑患者 做到早诊断 早治疗 提高治愈率 实现疾病的二级预防发现高危人群 以便实施相应的干预 降低人群的发病率 实现疾病的第一级预防了解疾病自然史进行疾病监测 提供人群准确的患病率资料 筛检的历史 起源于19世纪 用来预防结核病20世纪早期 保险公司用它筛查参加保险的人近年筛检在疾病控制工作中的应用不断扩大 分类 按照筛检对象的范围整群筛检 massscreening 选择性筛检 selectivescreening 按筛检项目的多少单项筛检 singlescreening 一对一多项筛检 multiplescreening 多对多 筛检的应用原则 必须制订好筛检计划 明确目的 估计效果 权衡利弊是一项预防性的医疗活动对象是表面健康的大人群不易取得研究对象的合作 为了不给病人和社会带来压力 筛检计划的10条标准 Wilse和Junger在1968年提出被筛检的疾病或缺陷是当地重大的卫生问题 对被筛检的疾病或缺陷有进一步确诊的方法与条件 对发现并确诊的患者及高危人群有条件进行有效的治疗和干预 且标准应该统一规定 被筛检的疾病或缺陷或某种危险因素有可供识别的早期症状和体征或测量的标志 了解被筛检疾病的自然史 包括从潜伏期发展到临床期的全部过程 筛检试验必须要快速 简便 经济 可靠 安全 有效及易为群众接受 有保证筛检计划顺利完成的人力 物力 财力和良好的社会环境条件有连续而完整的筛检计划 能按计划定期进行 要考虑整个筛检 诊断和治疗的成本和收益问题 筛检计划应能为目标人群接受 有益无害 尊重个人的隐私权 制定保密措施 公正 公平 合理地对待每一个社会成员 尽量满足以上标准 具备愈多 说明筛检计划愈成熟最基本的条件重大的卫生问题适当的筛检方法确诊方法和有效的治疗手段 筛检中的医学伦理 尊重个人意愿知情同意有益无害实验本身能否确诊 能否治疗健康隐私公平公正 诊断 是指在临床上医务人员通过详尽的检查及调查等方法收集信息 资料 经过整理加工后对患者病情的基本认识和判断 用于诊断的各种检查及调查的方法称诊断试验病史询问体格检查实验室检查 生物化学 免疫学 微生物学 病理学等 影像诊断 超声波 CT X线 核磁共振等 仪器检查 心电图 脑电图 核素扫描 内窥镜等 诊断的目的 是把病人与可疑有病 但实际无病的人区别开来 以便对确诊的病人给予相应的治疗 诊断的应用原则 诊断的应用原则真实性 灵敏度 特异度要高快速 简单 价廉 容易进行安全 可靠 尽量减少损伤和痛苦 筛检和诊断的相同点 诊断试验和筛检试验都在于用一定的方法 试验 区分开不同特征的人 筛检和诊断的区别 目的不同筛检试验是用以区别可疑患者与可能无病者诊断试验是用来区别患者与可疑有病但实际无病的人 对象不同筛检是以健康或表面健康的人为观察对象诊断试验是以患者或可疑患者为观察对象 试验的要求不同筛检试验要求快速 简便 灵敏度高 最好能检出所有患者诊断试验要求科学 准确 特异度高 最好能排除所有非患者所需费用不同筛检试验则应使用简单 价廉的方法诊断试验常常使用医疗器械或实验室方法 一般花费较高 结果的处理不同筛检试验阳性者须作进一步的诊断或干预诊断试验阳性者要给予治疗 唐氏综合症 又称先天愚型或21三体综合症属常染色体畸变 是小儿染色体病中最常见的一种 母亲年龄愈大 风险率愈高 语言 智力 行为 生长发育 运动功能发育 特殊的外貌和并发先天性心脏病 易患传染性疾病和白血病 抽取孕妇血清 检测甲胎蛋白和绒毛促性腺激素的浓度 并结合预产期 年龄 体重和采血时的孕周等 计算生出唐氏儿的危险系数妊娠14 16周左右 对羊水进穿刺 行染色体检查羊刺手术有10 的几率造成孕妇流产解决方法 堕胎 问题的提出 假阴性问题 漏诊假阳性问题 误诊检测阳性成为病例的可能性大小 筛检计划的评价 评价内容 试验本身的评价真实性 validity 可靠性 reliability 收益评价生物学效果评价筛检的卫生经济学效果评价 生物学效果评价 比较筛检与非筛检人群的病死率 死亡率和生存率病死率死亡率生存率 偏倚 领先时间偏性 leadtimebias 指筛检诊断时间和临床诊断时间之差被解释为因筛检延长的生存时间 由于选择较长病程病例的比例不能代表所要研究的病例而产生的一种偏倚病程长的疾病被筛检到的可能性要大于病程短的疾病病程长的生存期又比病程短的长从而产生一种筛检者要比未筛检者生存时间长 生存率高的假象 卫生经济学效果评价 成本效果分析 cost effectivenessanalysis 投入的费用及其获得的生物学效果成本效益分析 cost benefitanalysis 投入的费用及其获得的经济效益比值成本效用分析 cost utilityanalysis 投入的成本与取得的生命质量改善 筛检或诊断试验的评价 原因 新的诊断试验方法不断被提出现有诊断方法缺陷需要新的方法对诊断结果的解释 指导临床实践 阳性结果阴性结果 诊断 筛检试验的实际情况 只有少数的临床诊断具有明确的分类界限多数情况下存在一定的重叠选择不同的分类界点 将产生不同的敏感度和特异度 误诊 漏诊在任何界点都有可能发生 诊断试验的实际情况 评价步骤 明确研究目的确定金标准估算样本含量 选择研究对象同步盲法测试资料的整理分析 评价内容 目的 真实性 validity 可靠性 reliability收益 真实性 也叫准确性是诊断 筛检试验结果与对象真实情况的符合程度是指诊断 筛检试验将病人 或疑似病人 和正常人正确区分开的能力 可靠性 也称信度 精确度 precision 或可重复性 repeatability 是指在相同条件下用某测量工具 如筛检试验 重复测量同一受试者时获得相同结果的稳定程度 或一致程度评价指标一致性相关系数Kappa指数 可靠性的影响因素 个体变异测量误差 不同的观察者检测同一批样品及同一个观察者在不同时间检测同一批样品观察者技术水平 认真程度不同 生物学感觉差异 预期偏倚等实验条件仪器 试剂的批号 成分含量 稳定性等 收益评价 体现为早发现 早诊断 早治疗的病人从而改善预后 延长寿命和工作时间 提高生活质量 以及由此产生的经济效益和社会效益指标预测值就是应用筛检的结果来估计受检者患病和不患病可能性的大小阳性预测值阴性预测值 金标准 goldstandard 是指目前公认的最可靠 最准确 最好的诊断方法 也称标准诊断方法确定疾病状态 并以此为参照对新的诊断系统进行评价认为其诊断准确性为100 金标准的选择 比被评价的诊断系统更加可靠与被评价的诊断系统无关常用的金标准 组织病理学检查 活检 尸检 手术发现 影像诊断 细菌培养以及长期随访所得的结论医学专家共同制定的公认的综合诊断作为金标准 选择受试对象 原则 受试对象应能代表筛检试验可能应用的目标人群病例组 金标准诊断阳性组 应包括各种临床类型的病例对照组 金标准诊断阴性组 同步盲法测试 盲法 blindmethod 优点在于能够避免受试对象和 或研究者的心理或精神因素影响 使指标的评价 尤其是对一些主观指标的测量更为客观单盲仅受试者不知道所接受何种疗法或处理双盲疗效的观察者和受试者均不知道所接受何种疗法或处理 试验结果 684名观察对象试验结果 资料的整理分析 已知分类界点的评价 单一切点诊断试验评价体系 ReceiverOperatingCharacteristiccurve 受试者工作特征曲线 单一切点诊断试验评价体系 分析条件 被评价试验有已知的诊断界点 诊断标准 分析步骤统计表的编制计算相关指标 评价诊断试验的四格表 灵敏度 sensitivity Sen 也称敏感度或真阳性率 truepositiverate fraction TPR TPF 假阴性率 falsenegativerate FNR 又称漏诊率 特异度 specificity Spe 也称真阴性率 truenegativerate fraction TNR TNF 假阳性率 falsepositiverate FPR 又称误诊率 约登指数 Youden sindex 是灵敏度和特异度之和减去1 指数范围介于0 1之间表示筛检方法发现真正病人与非病人的总能力 某点对应的灵敏度和特异度 当OxLDL 20 9U L时 对应的四格表和相应的灵敏度和特异度 阳性预测值 positivepredictivevalue PV 是诊断试验检出的全部阳性者中真正是病人的概率在总体人群患病率P0不变的情况下 其值越接近1 试验方法的诊断价值越高 阴性预测值 negativepredictivevalue PV 是诊断试验检出的全部阴性者中真正是非病人的概率在总体人群患病率P0不变的情况下 其值越接近1 试验方法的诊断价值越高 受检人群中所研究疾病的患病率越高 阳性预测值越高 患病率越低 阳性预测值越低 对阴性预测值影响较小在患病率不变的情况下阳性预测值主要随着试验特异度的提高而增高阴性预测值主要随着试验灵敏度的提高而增高 提高收益的方法 选择在患病率高的人群 高危 特殊暴露人群 中展开筛检 即选择性筛检选用高灵敏度的筛检试验采用联合试验 在实施筛检时 可采用多项筛检试验检查同一对象平行试验 paralleltest 也称并联试验 全部筛检试验结果均为阳性者才定为阳性 系列试验 seriestest 也称串联试验 全部筛检试验中 只要有任何一项筛检试验结果为阳性就可定为阳性 单一切点诊断试验评价体系 从不同侧面描述诊断试验的准确性未考虑医生的诊断水平 可信水平等混杂因素的影响临界值如何选取 尤其数量资料一旦指标间相互矛盾或者由于改变切点对不同指标 不同试验的影响程度不同 可能出现前后矛盾的现象 ROC曲线 ReceiverOperatingCharacteristiccurve 受试者工作特征曲线对于可能或将会存在混淆的两种条件或自然状态 需要试验者 专业诊断学工作者以及预测工作者做出精细判别 或者准确决策的一种定量方法 ROC曲线 最初应用于雷达系统中电子信号探测能力的评价 描述信号和噪声之间的关系19世纪60年代中期引入医学决策领域40多年的发展成为诊断试验评价的标准方法 构建原理 将所有可能的截断点 或工作点 即测量值 作为诊断界点 计算敏感度和特异度设有k个观察结果 或等级 先将资料按从小到大的顺序排序后 形成k 1个切点 每个切点形成一个四格表获得多对真阳性率 TPF 即灵敏度 与假阳性率 FPF 即1 特异度或误诊率 值 以误诊率为横坐标 灵敏度为纵坐标 建立坐标系将所有切点下计算得到的误诊率和灵敏度绘制于坐标系中用直线将各点相连 形成未光滑锯齿型曲线 作图得到的曲线 某点对应的灵敏度和特异度 当OxLDL 20 9U L时 对应的四格表和相应的灵敏度和特异度 ROC曲线 曲线在正对角线的上方曲线一定经过 0 0 和 1 1 两点 分别代表指标为最大值 灵敏度为0 特异度为1和指标为最小值灵敏度为1 特异度为0的坐标点 灵敏度为0 特异度为1 灵敏度为1 特异度为0 评价 曲线下面积 areaunderthecurve AUC AZ 说明 阳性 和 阴性 结果的重叠程度 即诊断试验的效能或诊断价值 准确性大小曲线为所有可能的工作点计算结果 同时一定程度上平衡掉了混杂因素的影响 从而作出动态 连续 客观的评价 A 理想曲线 曲线下面积为1 阴性和阳性完全分开 D 机会线 曲线下面积为0 5 阴性阳性为完全随机分布 无诊断价值 BandC 最常见的形式 阴性和阳性之间有一定的重叠 但从诊断效果来看 B要好于C 一般认为AZ为0 5 0 7时 表示诊断准确性较低 为0 7 0 9时 表示诊断准确性为中等 为0 9以上时表示诊断准确性较高 曲线下面积的计算 设K个测量值 则有K 1个可能的切点 由此绘制的ROC曲线 各点 TPFi FPFi 将整个曲线下面积划分为k 1个梯形 将面积累加 得到曲线下总面积 即 曲线下面积的计算 AZ P Y X 其中X Y分别代表阳性和阴性的测定值 异常组大于正常组的概率设疾病 阳性 组和正常 阴性或对照 组分别有nA和nN个个体 其取值分别为yA和yN 确定最佳工作点 诊断标准 对所有可能的切点 阈值 作计算显示灵敏度和特异度之间相互关系 为临床实践提供了估计最佳阈值 optimaloperatingpoint OOP 即诊断标准的机会 人群