临床决策分析

临床决策分析,福建医科大学公共卫生学院许能锋 副教授,提 纲,一、概述二、决策树分析法三、阈值决策法四、临床决策分析评价,一、概述,（一）临床决策分析定义（二）临床决策分析应遵循的原则 （三）临床决策分析程序（四）临床决策分析方法（五）临床决策分析用途,（一）临床决策分析定义,临床决策分析（clinical decision analysis，CDA）是指由医务人员针对疾病的诊断和防治过程中风险（risk）与获益（benefi）的不确定性（uncertainty），在充分调查已有证据（evidence），特别是最新最佳证据的基础上，结合自己临床经验和患者的实际情况，分析比较两个或两个以上可能的备选方案，从中选择最优者进行临床实践的决策过程。临床决策分析与传统决策的最主要区别在于循证确定并评价备选方案。,（二）临床决策分析应遵循的原则,1.真实性 即据以制订及评价决策方案的依据必须是真实的，经过科学实验验证的；2.先进性 即决策的全过程必须充分利用现代信息手段，必须是在尽可能全面收集、并严格评价国内外证据的基础上进行决策，使决策摆脱个体经验的局限性；3.可行性 即决策的目标和拟采取的措施合理、可行；4.最优性 即决策过程中应遵循汰劣选优的原则。,（三）临床决策分析程序,1.提出决策的目标；2.收集和筛选信息资料；3.拟订决策备选方案；4.评估备选方案与选择较满意的决策方案；5.拟定实施步骤予以实施；6.通过信息反馈予以必要的调整。,（四）临床决策分析方法,1.模型法，如决策树分析法、Markov决策模型；2.阈值决策法，如诊断阈值决策、治疗阈值决策等。,（五）临床决策分析用途,1.为疑难疾病确定最佳诊断治疗措施；2.为个体疑难病例确定最佳诊治方案。 国外有文献报告80%以上的临床难题可通过临床决策分析解决。,二、决策树分析法,（一）临床决策背景临床案例（二）决策树分析过程与方法,（一）临床决策背景临床案例,主 诉：近一年来负重时髋关节疼痛，进行性加重。现病史：某女，63岁，家庭妇女，近8个月心绞痛持续存在，体力活动受限。近一年来负重时髋关节疼痛，进行性加重，骨科医师检查诊断为人工关节股部松动，很可能是无菌性炎症所致。既往史：有10年心绞痛历史，8年前因原发性骨关节炎进行髋关节矫形术，术后曾发生肺血栓，已康复，矫形手术的效果比较满意。8个月前曾患心肌梗死，经治疗有所恢复，但心绞痛持续存在。,表1 临床方案的有关文献资料,（二）决策树分析过程与方法,1.明确决策问题，确定备选方案（decision alternatives） 首先对要解决的问题应该有清楚的界定，要反复修改，表达正确，不会引起歧义。在以上案例中，我们的问题是：对这个具体病人，手术治疗是否优于保守治疗。 其次应该列出所有可能的备选方案。在决策树上决策的选择应用决策结（decision node）又称选择结（choice node）来代表，决策结是决策树上的一个表示可进行决策选择的节点，通常用方框表示，每个备选方案用从方框引出的臂表示，在本例中，我们有2个决策备选方案：手术或保守治疗，用两条连接决策结的臂表示，决策结一般放在决策树的左端（图1）。,手术治疗,手术治疗,图1 决策结及决策臂,2.列出所有可能的直接结局及最终结局 通过一系列决策结、机会结(chance node)直至最终结局(final outcome)结的连结，展示事件的客观顺序。 在我们的例子中，两种备选方案的直接结局详见表2。,表2 两种备选方案的直接结局,不管选用何种备选方案，病人的最终结局取决于一系列的机会事件。在决策树上受机遇控制的事件用机会结表示。机会结是决策树上的一种节点，表示可能发生的机会事件。一般以圆圈符号表示。每一个作为结局的机会事件应用与圆圈连结的臂表示。受机遇控制的事件包括检验结果、诊断和治疗结局等。不管机会结有多少个结局，从每个机会结引出的结局必须是互相择斥的、明确的状态，在各种状态之间不能互相包容、涵盖或交叉。 决策树的画法是自左至右，最初的决策结在左端，从左至右机会结的顺序应该依照事件的时间先后关系而定 。最终结局应用结局结，一般用小三角形表示，放在决策树最右端（图2） 。,0.240,0.40,0.20,0.661,非手术 B,A,更换髋臼部 A1,效果好，P=0.80(1-0.05)=76%,效果差，P=0.20(1-0.05)=19%,0.808,围手术期死亡，P=0.05,1.0,0.25,0,0.630,0.498,P=0.25,P=0.65,P=0.10,效果好，P=0.60(1-0.10)=54%,效果好，P=0.45(1-0.15)=38.25%,图2 人工髋关节再手术决策分析,加重，P=0.80,未变，P=0.20,更换股部 A2,更换臼及股部 A3,手术,0.25,1.0,1.0,0,0,0.25,效果差，P=0.40(1-0.10)=36%,效果差，P=0.55(1-0.15)=46.75%,围手术期死亡，P=0.10,围手术期死亡，P=0.15,3.明确各种结局可能出现的概率可以从文献中类似的病人去查找相关的概率，也可以从临床经验凭直觉进行推测。在本例中，如果保守治疗，则可能迅速治愈，也可能迁延，假如加重的可能性是80，则未变的可能性是20。如果手术治疗，3种手术方案只能选择其一。如更换髋臼的概率25，此时，围手术期死亡、效果差和效果好的概率分别为5%、20%和80%，则该组中效果差的概率=（15%）20%=19%，效果好的概率= （15%）80%=76%。同理，可求其他各结局臂的概率（图2） 。在为每一个机会结发出的直接结局臂标记发生概率时，必须注意各概率相加之和必须为1.0。如果对某一个事件不能确定其概率时，可应用其最高或最低的可能概率，并注明概率变动的范围。,4.对最终临床结局用适宜的效用值赋值(表3)在进行决策分析时，应该为每一个最终结局确定合理的效用值，本例用预期生存时间(期望寿命年)表示结局。,表3 疾病不同最终结局的效用值,5.计算每一种备选方案的期望值；选择期望值最高的备选方案为决策方案(图2)。计算期望值的方法是从“根梢”开始向“根干”的方向进行计算；将每一个机会结所有的不同状态效用值与其发生概率分别相乘，其总和为该机会结的期望效用值。在每一个决策臂中，各机会结的期望效用值分别与其发生概率相乘，其总和为该决策方案的期望效用值。图2显示手术治疗的期望效用值是0.661，保守治疗的期望效用值是0.240，根据优选最大效益方案的决策原则。本例最佳备选方案为手术治疗。,6.应用敏感性试验对决策分析的结论进行测试 决策分析的最后一步是敏感分析，其目的是测试决策分析结论的真实性。尽管每个机会结的直接结局的概率以及结局的效用值可能是较好的估计值，这些概率值及效用值常常可在一个较宽的范围内变动。敏感分析要回答的问题是：当概率及结局效用值等在一个合理的范围内变动时，决策分析的结论会改变吗?,表4 围手术期死亡率变化对决策的影响,从表4可以看出，即使围手术期病死率较高，手术治疗的期望效用值仍然高于保守治疗的期望效用值。,表5 效用值变化对决策的影响,从表5可以看出，病情加重、手术治疗效果差、病情未改变的效用值均在较大范围内变动时，手术治疗的期望效用值始终高于保守治疗的期望效用值。治疗组经过上述决策分析取得了一致意见，患者最终也同意了手术方案，接受手术治疗，半年后复查，髋关节活动自如，效果良好，患者非常满意。,三、阈值决策法,（一）诊断阈值决策（二）治疗阈值决策,（一）诊断阈值决策,在对个体病人进行某项诊断试验得到结果后，临床医生经常会面临以下决策。否定诊断，停止相应的治疗方案；肯定诊断，立即进行相应的治疗；既不能肯定也无法否定诊断而需要开展新的诊断试验确定诊断。,1.正确进行诊断决策的前提及主要影响因素认识诊断试验的规律，把握赖以决策的诊断效能基本数据如患病率（验前概率）、诊断试验的灵敏度、特异度、似然比等指标及其临床意义。在应用诊断性试验时，验后概率即阳性预测值受到患病率的影响最大，在不同地区、不同级别的医疗环境中同种疾病的患病率各不相同，因此医务人员必须熟悉自己所在医疗环境各种疾病的患病率。只有明确本单位各种具体疾病的患病率，才能对有关验后概率进行定量的计算，从而作出正确的诊断决策。对于用计量指标表示结果的诊断试验，如果仅仅利用正常参考值(截断值)判断阴性或阳性，会损失很多信息。在进行诊断试验时，应该取不同截断值计算系列的敏感度、特异度值，绘制ROC曲线，这样就可以根据临床病人具体测定值及其对应的敏感度、特异度，用似然比推算其相应的验后概率，从而更便于诊断决策。,2.应用该阈值分析法的假定条件单个疾病，有明确有效的治疗方法，在证实患有该病的情况下，接受治疗利大于弊，无需治疗却接受治疗则有一定风险；另外一种诊断方法可以提供是否有病的新信息，从而帮助进一步确定治疗方案，但也存在假阴性和假阳性，进行该诊断试验时具有某种风险。例如对冠心病诊断作冠状动脉造影即属这种情况。,0 Tt Ttrx 1.0,诊断阈值 诊断治疗阈值,图3 患病概率诊断阈值和诊断治疗阈值,图3为个体病人通过某种诊断试验确诊为某种疾病概率(P)的模式图，有两个阈值点(Tt和Ttrx)把从0到1的概率分成三个部分。Tt称为诊断阈值，在此点，否定诊断、停止正在进行的治疗与进行新的诊断试验的价值相当。Ttrx称为诊断治疗阈值，在此点，进行新的诊断试验与肯定诊断进行相应的治疗的价值相当。PTtrx时，最好的决策是给予治疗；TtPTtrx时，需要作新的诊断试验来确定治疗决策。阈值分析法将诊断试验与治疗的获益与风险联系起来，可以避免不必要的诊断试验，减少由此引起的并发症及经济负担。,计算诊断试验阈值Tt的公式为：Tt=（FPRRrx +Rt）/(FPRRrx +SENBrx) 计算诊断治疗阈值Ttrx的公式为：Ttrx=(SPERrx -Rt )/(SPERrx +FNRBrx) 式中SEN(sensitivity)为诊断试验的敏感度，FNR(false negative rate)为漏诊率(假阴性率)，SPE(specificity)为特异度，FPR(false positive rate)为误诊率(假阳性率)， Rt为诊断试验区风险，为Brx治疗收益(患者治疗获益)，Rrx为治疗风险(无病者接受治疗的风险)。,实例：临床可疑胃癌是否应进行胃镜诊断,某男性患者60岁有胃痛伴呕血历史，上消化道照片显示胃大弯部2cm直径的溃疡。临床诊断考虑为胃溃疡，不排除胃癌。胃肠道专家和放射科专家根据病史及照片的结果，认为胃癌的可能性为10%。对此病例应该进行胃镜检查进一步明确诊断是否胃癌？按照胃癌进行探查手术？还是继续按照非癌性溃疡进行内科治疗?,治疗获益与风险：对该年龄段患者，探查手术的死亡风险为2%；早期胃癌局部没有区域淋巴结转移时，术后510年无癌生存的机率为47，如拖延手术时间可能发生局部转移，术后510年无癌生存的机率为14，治疗获益的可计为两者之差33%。诊断风险：对此病人进行胃镜检查，引起死亡的可能性即诊断风险估计为0.005。诊断准确性：胃镜观察的同时进行的脱落细胞学检查敏感度为96，假阳性率为2。,将以上数值代入公式：SEN=0.96，FNR=0.04，FPR=0.02， SPE=0.98，Rt=0.00005， Brx=0.33， Rrx=0.02Tt=（FPRRrx +Rt）/（FPRRrx +SENBrx） =（0.020.02+0.00005）/（0.020.02+0.960.33）=0.0014Ttrx=（SPERrx Rt ）/（SPERrx +FNRBrx） =（0.980.020.00005）/（0.980.02+0.040.33）=0.596若患胃癌概率P诊断治疗阈值0.596（Ttrx），则需进行剖腹手术。结论：该病例患胃癌概率0.1，位于计算得到的诊断试验阈值与诊断治疗阈值之间，因此进行胃镜检查是最好的抉择。,（二）治疗阈值决策,临床医师常是根据诊治医师个人的经验和知识积累，进行临床治疗决策，但是面对复杂的临床情况，如不采取合理的决策方法，容易犯错误。临床医师在对病人采取某种治疗措施时，治疗的目标通常为推迟和防止不良预后的发生，可称之为“目标结果”或“靶事件”，但治疗本身也可引起毒副作用等不良事件，即产生一系列风险。因此，应对治疗的获益及风险做出综合评价，计算预防治疗相关不良事件阈值，另外也应考虑到治疗的成本效益。,1对各个临床亚组的靶事件进行综合评估，计算靶事件的平均效用值、平均治疗成本（目标成本）及因病造成的生命和健康损失的平均价值（目标价值）。2对治疗引起的不良事件进行综合评估，包括严重不良事件（severe adverse event；SAE），轻度不良事件（mild adverse event；MAE）的发生率，及其相应的效用值，治疗成本及因这种不良事件造成的损失价值。3估算主要不良事件与靶事件相比的相对价值，其公式为： 相对价值=（1不良事件效用值）（1靶事件平均效用值）,计算治疗阈值的步骤,4估算治疗1例不良事件的平均成本（Acost：cost for treatment of adverse event）。5计算预防1例不良事件需治疗例数，作为预防治疗相关不良事件阈值TAE-NNT（threshold of number needed to treat for preventing one adverse event）。 TAE-NNT=1（SAE相对值SAE发生率+MAE相对值MAE发生率）6从成本角度考虑，计算预防治疗相关不良事件阈值，TAEcost-NNT。 TAEcost-NNT=（目标成本+目标价值）/ Acost +（SEA成本+SEA价值）SEA发生率+ （MEA成本+MEA价值）MEA发生率7结论：如果NNT预防治疗相关不良事件阈值TAE-NNT（不考虑成本），并且NNT预防治疗相关不良事件阈值TAEcost-NNT（考虑成本），则治疗获益大于治疗带来的不良事件的风险及其相应费用，该治疗方案值得采用。,计算治疗阈值的步骤,实例,某患者，76岁女性患者，长期患心房颤动，超声心动图显示左心房扩张，但无高血压、瓣膜疾病，10年来曾服阿司匹林作为抗栓剂，还曾服用过卡托普利、速尿及多心安。问题：应对患者作华法令（ Warfarin ）抗凝治疗预防卒中危险，还是继续阿司匹林治疗，或者不进行任何治疗？在这几种情况下，患者预后可能是什么？脑血管栓塞？颅内出血？消化道出血或其它部位出血？患者能否耐受服药及监护造成的不便？,系统评价对抗凝剂预防脑卒中定量分析的结果显示，抗凝治疗可使脑卒中的危险度降低68(95可信区间50%79)，年龄75岁以上曾发生过脑血管意外、糖尿病、高血压、心脏病的患者，脑卒中的发生率为8.1，抗凝药物可使其降至2.6，绝对危险下降5.5，NNT=18，即每防治1例脑卒中病人，应治疗18例75岁以上合并上述并发症的患者，而对于年龄小于65岁、不伴有上述危险因素者，发生脑卒中的概率为1，应用抗凝剂华法令治疗后，发生脑卒中的相对危险下降68，绝对危险下降0.68，NNT=146。,华法令可降低非瓣膜性心房颤动患者发生脑卒中的可能性，但也可能因此造成消化道出血，多项研究证实，预防1次脑卒中而冒5次上消化道出血的风险是值得的。据此计算NNT阈值为152。治疗获益等于治疗带来的风险及费用支出时，称为治疗阈值，NNT大于该值不需治疗，小于该值则应治疗。非瓣膜性心房颤动患者应用抗凝剂预防脑卒中的成本效益分析见下列表68。,表6 靶事件为脑卒中的成本效益分析,表7 抗凝剂不良反应出血（中枢CNS及消化道）的成本效益分析,相对价值=（1不良反应效用）/（1靶事件效用）,表8 不良反应相对值,在靶事件效用为0.5时，各不良反应的相对价值计算如表8。治疗成本：每例患者800美元。,TAE-NNT (不包括成本)计算： TAENNT=1(AE1相对值AE1发生率+AE2相对值AE2发生率)=1(0.7440.006+0.0140.15)=152 TAEcost-NNT (包括成本)计算：TAEcostNNT= (目标成本+目标价值)(治疗成本+AE1成本AE1发生率+AE2 成本AE2发生率+AE1损失值AE1发生率+AE2损失值AE2发生率)=(12450+50000)(800+43550.006+1000.15+372000.06+7000.15)=53根据系统评价结果，对小于65岁、无危险因素者，NNT=146，与计算得出的治疗阈值152接近，意味着可以不对这一组病人采取服用抗凝剂的预防措施。而75岁以上，且伴有一个以上危险因素者，其NNT=18，远远小于治疗阈值（不考虑成本），也小于治疗阈值（考虑成本）。结论：华法令治疗非瓣膜性心房纤颤合并一项以上脑卒中危险因素的患者符合成本效益。以上事例说明，应用系统评价提供的定量的证据，以及决策分析提供的证据，对指导临床实践有非常重要的意义。,四、临床决策分析评价,临床决策已经广泛应用，从文献中寻找有关的临床决策信息已经成为可能。但是，在用于自己的临床实践之前，应当对这些信息进行严格的评价。要能回答以下3个问题。（一）是否选择了最佳方案，决策的方法学是否正确；（二）决策分析结果的临床意义如何；（三）这个结果是否适用于自己的具体病人；,（一）是否选择了最佳方案，决策的方法学是否正确,1是否包括了所有重要的决策方案及结局决策方案应该是符合实际行动的一系列方案，不同方案之间有互相依赖、互为条件的关系。至少应该有两个方案互相比较。其中应该包含您感兴趣的决策方案。对方案的文字叙述应该清楚、明白无误。在决策方案中，应该包括所有有关的结局。对威胁生命的疾病，预期寿命应该是主要的测量指标；而对非致死性疾病，可以用不适和残疾的时间来测量。应该考虑到病人实际上可能承受的所有风险以及可能获得的利益。对重要的影响决策的变量，应该分别计算其决策阈值进行比较。,2在确定事件概率时，是否采用了敏感的方法鉴别、收集和整合有关的证据在进行决策分析时，作者应该收集大量有关的文献，请教专家，调查病人实际情况。在收集文献过程中要注意避免偏倚，对文献的真实性进行严格的评价，确定疗效差异的强度，不同研究之间是否具有同质性。在此基础上，直接引用有关概率或者将有关信息转换为有关事件概率的量化估计值。作者应当报告文献来源及数据转换的方法。,3效用值是否用敏感方法从可信赖的来源取得效用值是决策者对临床决策最终结局的量化测量值，不同的临床决策应用不同的量化指标。通常是从0（最差的结局，如死亡）到1（最好的健康状态）。但是不管应用哪种量化指标，都应该报道量化方法的来源。对于涉及个体病人的临床决策，最好的效用值量化指标可能是病人自己对最终结局的量化估计。如果是涉及卫生政策的临床决策分析，则结局的测量指标可来源于涉及同类疾病的人群研究，同类病人对生命质量价值的判断，以及正常人群的流行病学调查。,4是否应用敏感分析对临床决策方案的不确定性程度进行了检验临床决策分析应当对所引用资料的不确定性进行系统的检查，在对决策分析做出评价时，应注意在敏感性分析中包括了哪些变量?每个变量的波动范围?是否重要的变量都包括进来了?什么变量可以改变决策的选择?一般来说对所有