流行病学课件：8诊断试验和筛检试验(临床)

1、诊断试验和筛检试验诊断试验和筛检试验 第一节第一节 概概 述述 n概念概念 筛检的筛检的定义定义、分类分类与与特性特性 诊断诊断的定义的定义 n筛检的目的和用途筛检的目的和用途 n筛检的实施原则筛检的实施原则 n实例实例 第二节第二节 诊断试验与筛检试验的评价诊断试验与筛检试验的评价 n评价过程评价过程 选择选择金标准金标准(gold standard) 选择研究对象选择研究对象 样本含量估计样本含量估计 评价结果评价结果 n评价指标评价指标 真实性真实性(validity) l灵敏度灵敏度(sensitivity,SN) l特异度特异度(specificity,SP) l假阳性率假阳性率(f

2、alse positive rate) l假阴性率假阴性率(false negative rate) l约登指数（约登指数（Youdens index） l粗一致性（粗一致性（crude agreement） 可靠性可靠性(reliability) 也称也称信度信度或或重复性重复性(repeatability)、 精确性精确性(precision)，指在相同条件下进行，指在相同条件下进行 重复试验，其结果稳定或一致的程度。重复试验，其结果稳定或一致的程度。 l影响试验可靠性的因素影响试验可靠性的因素 受试对象受试对象自身自身生物学差异生物学差异 观察者观察者差异差异 试验试验方法或仪器等的方法

3、或仪器等的差异差异 l评价试验可靠性的指标评价试验可靠性的指标 定量资料定量资料计算变异系数变异系数； 分类资料分类资料计算符合率、符合率、Kappa值值； % dcba da 100 符符合合率率 )( )()( 2211 2211 2 crcrn crcrdan Kappa 收益收益 l预测值预测值(predictive value,PV) l似然比似然比(likelihood ratio,LR) 例：某医院共收治例：某医院共收治360名疑似心肌梗塞名疑似心肌梗塞病人，经临病人，经临 床及心电图等检查，床及心电图等检查，确诊确诊230名心肌梗塞名心肌梗塞病人，又对每病人，又对每 个疑似患者

4、进行肌酸磷酸激酶（个疑似患者进行肌酸磷酸激酶（CPK)含量测定，结果含量测定，结果 见表，试见表，试评价肌酸磷酸激酶诊断的真实性和收益评价肌酸磷酸激酶诊断的真实性和收益。 CPK心肌梗塞病人非心肌梗塞病人合计 阳性215(a)16(b)231 阴性15(c)114(d)129 合计230130360 肌酸磷酸激酶试验结果 灵敏度灵敏度a/(a+c)100%=215/230 100%=93% 特异度特异度d/(b+d) 100%=114/130 100%=88% 假阳性率假阳性率 =1-特异度特异度=12% 患病率：患病率：a+c/N 假阴性率假阴性率 =1-灵敏度灵敏度=7% 粗一致性粗一致性

5、 =(a+d)/(a+b+c+d) 100% =329/360 100%=91% 阳性预测值阳性预测值 a/(a+b) 100%=215/231 100% =93% 阴性预测值阴性预测值 =d/(c+d) 100%=114/129 100% =88% 约登指数约登指数 =(灵敏度灵敏度+特异度特异度)-1=0.81 阳性似然比阳性似然比=（215230）/（16 130）=7.6 阴性似然比阴性似然比=（15 230）/（114 130）=0.074 确定试验判断标准确定试验判断标准 理想的判断标准是灵理想的判断标准是灵 敏度和特异度都达到敏度和特异度都达到100%。但在正常和异常的。但在正常

6、和异常的 测量值有重叠时，不可能使灵敏度和特异度同测量值有重叠时，不可能使灵敏度和特异度同 时达到时达到100%。 受试者工作特征曲线（受试者工作特征曲线（ROC曲线曲线） 第三节第三节 提高试验效率的方法提高试验效率的方法 n联合试验联合试验 并联试验或平衡试验并联试验或平衡试验(parallel test) 串联试验或序列试验串联试验或序列试验(serial test) n选择患病率高的人群选择患病率高的人群 n优化试验方法优化试验方法 小小 结结 重点掌握：重点掌握： 诊断试验与筛检试验的概念诊断试验与筛检试验的概念 诊断试验与筛检试验的真实性、可靠性及收益诊断试验与筛检试验的真实性、可

7、靠性及收益 的评价的评价( (灵敏度灵敏度和和特异度、特异度、假阳性率假阳性率和和假阴性率假阴性率、 约登指数约登指数、符合率、符合率、Kappa值、预测值、似然比值、预测值、似然比 的计算及意义的计算及意义) ) 提高诊断试验和筛检试验效率的方法提高诊断试验和筛检试验效率的方法 筛检（筛检（screening）是应用是应用快速快速的试验、的试验、 检查或其他方法，从检查或其他方法，从表面上无病表面上无病的人群中的人群中 查出某病的查出某病的可疑患者可疑患者。用于筛检的试验称。用于筛检的试验称 为为筛检试验筛检试验。 分类分类： 整群整群筛检筛检 对对整个目标人群整个目标人群进行筛检。进行筛检

8、。 选择选择筛检筛检 对对高危人群高危人群进行筛检。效益较好。进行筛检。效益较好。 特性特性 对象对象是表面上无病的人群是表面上无病的人群 使用的使用的方法方法必须是简便、快速、易行的必须是简便、快速、易行的 工作工作方式方式是医务人员主动去发现病人是医务人员主动去发现病人 结果结果是初步的，需经诊断加以确认或排除是初步的，需经诊断加以确认或排除 诊断（诊断（diagnosis）是把是把病人病人与与可疑有可疑有 病但实际无病病但实际无病者区别开来。用于诊断的试者区别开来。用于诊断的试 验称为验称为诊断试验诊断试验。 筛检的目的和用途筛检的目的和用途 早期发现和早期诊断（二级预防）早期发现和早期

9、诊断（二级预防） 发现某病的高危人群（一级预防）发现某病的高危人群（一级预防） 研究疾病的自然史研究疾病的自然史 合理分配卫生资源合理分配卫生资源 筛检的实施原则筛检的实施原则 被筛检疾病是当地重大的被筛检疾病是当地重大的公共卫生问题公共卫生问题 对被筛检出的疾病有进一步对被筛检出的疾病有进一步确诊的方法和条件确诊的方法和条件 被筛检疾病应有被筛检疾病应有恰当的治疗方法恰当的治疗方法 对被筛检疾病对被筛检疾病自然史自然史有足够的有足够的了解，了解，有有可识别可识别 的早期客观的早期客观指标指标 有适宜的筛检有适宜的筛检方法方法（安全、快速、经济、有效、（安全、快速、经济、有效、 易为群众接受）

10、易为群众接受） 灵敏度灵敏度(sensitivity,SN)：真阳性率。将实：真阳性率。将实 际际有病有病的人判定为的人判定为患者患者的能力。的能力。 灵敏度（灵敏度（SN）=a/(a+c) 100% 特异度特异度(specificity,SP)：真阴性率。将实：真阴性率。将实 际际无病无病的人判定为的人判定为非患者非患者的能力。的能力。 特异度（特异度（SP）=d/(b+d) 100% 假阳性率假阳性率(false positive rate)：全部：全部非病人中非病人中 被筛检为被筛检为阳性者阳性者的比例。的比例。 假阳性率假阳性率=b/(b+d) 100%=1-特异度特异度 假阴性率假阴

11、性率(false negative rate)：全部：全部病人中病人中被被 错判为错判为非患者非患者的比例。的比例。 假阴性率假阴性率= c/(a+c) 100%=1-灵敏度灵敏度 约登指数（约登指数（Youdens index）： 灵敏度和特异度之和减去灵敏度和特异度之和减去1。 粗一致性（粗一致性（crude agreement）：试验所检试验所检 出的真阳性和真阴性例数之和占受试人出的真阳性和真阴性例数之和占受试人 数的百分比。数的百分比。 粗一致性粗一致性=(a+d)/(a+b+c+d) 100% 预测值预测值(predictive value,PV) 指在已知试验结果的条件下，表明有

12、或无指在已知试验结果的条件下，表明有或无 该病的概率。该病的概率。 阳性预测值：阳性预测值：真阳性数占阳性数的百分比真阳性数占阳性数的百分比 阳性预测值阳性预测值=a/(a+b) 100% 阴性预测值：阴性预测值：真阴性数占阴性数的百分比真阴性数占阴性数的百分比 阴性预测值阴性预测值=d/(c+d) 100% 预测值受试验方法的预测值受试验方法的灵敏度灵敏度、特异度特异度及及 疾病疾病患病率患病率的影响。的影响。 特异度1患病率1灵敏度患病率 灵敏度患病率 阳性预测值 灵敏度1患病率特异度患病率1 特异度患病率1 阴性预测值 当当患病率升高患病率升高时，时，阳性预测值升高阳性预测值升高，阴性，

13、阴性 预测值下降，反之亦然。预测值下降，反之亦然。 当当患病率很低患病率很低时，即使一个试验的灵敏度时，即使一个试验的灵敏度 和特异度均很高，仍会出现许多假阳性，和特异度均很高，仍会出现许多假阳性， 使使阳性预测值降低阳性预测值降低。 同样试验在同样试验在普通门诊和专科门诊的阳性预普通门诊和专科门诊的阳性预 测值差别很大测值差别很大。 似然比似然比(likelihood ratio，LR) 同时反映灵敏度和特异度的同时反映灵敏度和特异度的复合指标复合指标。 即即有病者中有病者中得出某一筛检得出某一筛检试验结果的概率试验结果的概率 与与无病者得出这一概率无病者得出这一概率的的比值比值。 阳性似然

14、比阳性似然比(positive likelihood ratio, LR) 阴性似然比阴性似然比(negative likelihood ratio, LR) 特异度 灵敏度 假阳性率 真阳性率 1 LR 特异度 灵敏度 真阴性率 假阴性率 1 LR ROC曲线曲线 在不同的在不同的cut-off points下，可计算多个下，可计算多个 灵敏度和特异度，用灵敏度和特异度，用真阳性率（灵敏度）作真阳性率（灵敏度）作 为纵坐标为纵坐标，以，以假阳性率（假阳性率（1-特异度）作为横特异度）作为横 坐标坐标作出曲线图。即为作出曲线图。即为ROC曲线曲线（receiver operator chara

15、cteristic curve）。）。 血清磷酸肌酸激酶诊断试验ROC曲线 Diagonal segm ents are produced by ties. 1 - 特异度 1.00.75.50.250.00 敏感度 1.00 .75 .50 .25 0.00 并联试验或平衡试验并联试验或平衡试验(parallel test) 可以提高试验的可以提高试验的灵敏度、阴性预测值灵敏度、阴性预测值， 但但特异度特异度下降。下降。 在下列情况下可以用并联试验：在下列情况下可以用并联试验： 1.必须迅速作出诊断；必须迅速作出诊断；2.目前尚没有目前尚没有 一种灵敏度很高的试验；一种灵敏度很高的试验；3.

16、灵敏度高的试灵敏度高的试 验费用昂贵且安全性差；验费用昂贵且安全性差；4.漏掉一个病人漏掉一个病人 后果严重。后果严重。 串联试验或序列试验串联试验或序列试验(serial test) 可提高试验的可提高试验的特异度特异度、阳性预测值阳性预测值， 但但灵敏度灵敏度下降。下降。 在下列情况下可以用串联试验：在下列情况下可以用串联试验： 1.不必迅速作出诊断；不必迅速作出诊断；2.目前对该病的几种目前对该病的几种 诊断方法特异度不太高；诊断方法特异度不太高；3.必须做某些昂贵或不必须做某些昂贵或不 安全的试验；安全的试验；4.误诊一例带来许多麻烦或不必要误诊一例带来许多麻烦或不必要 经济损失。经济

17、损失。 选择患病率高的人群选择患病率高的人群 灵敏度和特异度固定的试验，灵敏度和特异度固定的试验，当患当患 病率升高时，阳性预测值升高病率升高时，阳性预测值升高，试验成，试验成 本下降，效率提高。本下降，效率提高。 诊断试验和筛检试验真实性评价的资料归纳形式诊断试验和筛检试验真实性评价的资料归纳形式 诊断试验结果诊断试验结果 病人病人 非病人非病人 合计合计 阳性阳性 a b a+b 阴性阴性 c d c+d 合计合计 a+c b+d n 金标准金标准(gold standard) 即即标准标准的诊断方法，指的诊断方法，指可靠可靠的、的、公公 认认的、能的、能正确正确地将有病和无病区分开的地将

18、有病和无病区分开的 诊断方法。诊断方法。 通常，将通常，将活体病理活体病理组织检查、组织检查、手术手术 探查探查、尸体解剖尸体解剖，以及，以及特殊影像诊断特殊影像诊断， 或或公认的临床诊断标准公认的临床诊断标准等作为等作为金标准金标准。 冠心病冠心病-冠状动脉造影冠状动脉造影 1980年全国年全国糖尿病研究糖尿病研究协作组曾在全国有代协作组曾在全国有代 表性的表性的14个省市个省市30万人口万人口中开展了糖尿病调查。中开展了糖尿病调查。 调查方法如下：调查方法如下： (一一)调查对象调查对象 按当时人口构成比例自人群中抽取样本。按当时人口构成比例自人群中抽取样本。 (二二)筛检方法筛检方法 初筛初筛 40岁以下者岁以下者先查尿糖先查尿糖，如阳性，如阳性，再查再查餐后餐后2 小时小时血浆糖血浆糖；40岁以上者岁以上者同时查尿糖同时查尿糖和早和早(午午)餐后餐后2小时小时 血浆糖血浆糖。凡餐后。凡餐后2小时血浆糖在小时血浆糖在140mg/dl以上者认为是以上者认为是疑疑 似糖尿病者似糖尿病者，需作复查。，需作复查。 复查复查 作作口服葡萄糖耐量试验口服葡萄糖耐量试验(oral glucose tolerance text，OGTT)