第七章筛检和诊断试验

1、第七章第七章 筛检和诊断试验筛检和诊断试验 的观察指标及判断标准的观察指标及判断标准 聂绍发聂绍发 筛查起源于筛查起源于19世纪的结核病预防。一直以来广泛运用于世纪的结核病预防。一直以来广泛运用于慢性病的早期诊断。从疾病防治的过程来看，它属于一级和慢性病的早期诊断。从疾病防治的过程来看，它属于一级和二级预防；从对象和目的来看，它具有突出的公共卫生意义；二级预防；从对象和目的来看，它具有突出的公共卫生意义；从实施来看，它要求检测方法快速、简便、经济、安全。从实施来看，它要求检测方法快速、简便、经济、安全。 筛查法应当是疾病预防与控制的经典之作。通过在健康筛查法应当是疾病预防与控制的经典之作。通过

2、在健康人群中开展某种疾病或健康的危险因素的筛查，可以确定疾人群中开展某种疾病或健康的危险因素的筛查，可以确定疾病的高危人群，早期发现潜在的病人，通过相应的干预可以病的高危人群，早期发现潜在的病人，通过相应的干预可以起到改变和降低危险因素的暴露水平，减缓或阻止疾病的发起到改变和降低危险因素的暴露水平，减缓或阻止疾病的发生和发展，降低疾病的发病率。生和发展，降低疾病的发病率。它对于保护人类健康，防止它对于保护人类健康，防止各种特殊疾病的发生具有重要意义。因此筛查也反映了医学各种特殊疾病的发生具有重要意义。因此筛查也反映了医学的进步以及人类健康观的改变。的进步以及人类健康观的改变。 第一节第一节 概

3、述概述一、筛检与筛检试验的定义一、筛检与筛检试验的定义 （一）（一）筛检筛检(Screening)(Screening)通过快速的试验、检查、或其他方法，在通过快速的试验、检查、或其他方法，在健康人群中将那些可能有病但表面健康的健康人群中将那些可能有病但表面健康的人，同那些可能无病的人鉴别开来人，同那些可能无病的人鉴别开来早期发现可疑病人的一种措施早期发现可疑病人的一种措施发现高危个体，减缓发病，达到一级预防发现高危个体，减缓发病，达到一级预防图图7-1 筛检与诊断示意图筛检与诊断示意图 （二）（二）筛检试验筛检试验（screening test） 识别健康人群中未被发现的某病患者识别健康人群

4、中未被发现的某病患者或可疑患者，或高危个体或可疑患者，或高危个体 问卷、常规体格检查、物理学检查、问卷、常规体格检查、物理学检查、实验室检验、高级分子生物学技术实验室检验、高级分子生物学技术 简单、廉价、快速、安全、易于被群简单、廉价、快速、安全、易于被群众接受、及良好的可靠性与精确性众接受、及良好的可靠性与精确性 二二 筛检的分类筛检的分类 按对象范围按对象范围 整群筛检整群筛检(mass screening) 对一定范围内人群的全体对象开展普遍筛对一定范围内人群的全体对象开展普遍筛查，也称普查查，也称普查 选择性筛检选择性筛检(selective screening) 根据流行病学特征选择

5、高危人群进行筛检根据流行病学特征选择高危人群进行筛检按项目多少按项目多少 单项筛检单项筛检（single screening) 用一种筛用一种筛检试验检查某一疾病。检试验检查某一疾病。 多项筛检多项筛检（multiple screening)同时使同时使用多项筛检试验方法筛查多个疾病。用多项筛检试验方法筛查多个疾病。 三三 筛检的目的筛检的目的 l1）早期发现病例：）早期发现病例：l 可提高治愈率，降低死亡率。可提高治愈率，降低死亡率。l2）筛检高危人群：）筛检高危人群：l3）研究疾病的自然史：）研究疾病的自然史：l4）开展流行病学监测：）开展流行病学监测： 筛检试验筛检试验 诊断试验诊断试验

6、 对象对象健康人或健康人或无症状的病人无症状的病人 病人病人 目的目的把病人及可疑病人与把病人及可疑病人与无病者区分开来无病者区分开来 病人与可疑有病但实病人与可疑有病但实际无病的人区分开来际无病的人区分开来 要求要求快速、简便、快速、简便、高灵敏度高灵敏度 科学性、准确性科学性、准确性 费用费用简单、廉价简单、廉价 一般花费较贵一般花费较贵 处理处理阳性者须进一步作诊阳性者须进一步作诊断试验以便确诊断试验以便确诊 结果阳性者要随之以结果阳性者要随之以治疗治疗 四、筛检试验与诊断试验的区别四、筛检试验与诊断试验的区别五、实施筛检试验的原则五、实施筛检试验的原则 该地区当前的重大公共卫生问题该地

7、区当前的重大公共卫生问题 确诊后有可行的治疗方法确诊后有可行的治疗方法 有可识别的早期症状和体征有可识别的早期症状和体征 了解疾病的自然史了解疾病的自然史 快速、经济、有效快速、经济、有效 群众易接受群众易接受 保证筛检阳性者进一步诊疗保证筛检阳性者进一步诊疗 统一治疗标准统一治疗标准 考虑成本与效益考虑成本与效益 连续性连续性六、筛检的伦理学问题六、筛检的伦理学问题 尊重个人意愿尊重个人意愿 有益无害有益无害 公正公正 第二节第二节 筛检试验的评价筛检试验的评价 将待评筛检试验与诊断目标疾将待评筛检试验与诊断目标疾病的标准方法病的标准方法-“-“金标准金标准”进行进行同步盲法比较，判定对疾病

8、同步盲法比较，判定对疾病“诊诊断断”的真实性和价值的真实性和价值 一、筛检试验的评价方法一、筛检试验的评价方法（一）确定（一）确定“金标准金标准”指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法。指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法。也称标准诊断。也称标准诊断。1)1) 活检活检 2)2) 手术发现手术发现 3)3) 微生物培养微生物培养4)4) 尸检尸检 5)5) 特殊检查和影像诊断特殊检查和影像诊断6)6) 长期随访的结果长期随访的结果（二）选择研究对象（二）选择研究对象 原则：代表性原则：代表性 病例组：按金标准确诊为病例组：按金标准确诊为“有病有病”的的病例病例 对照组：按金标准确

9、诊为无目标疾病对照组：按金标准确诊为无目标疾病的其他病例，特别是与该病容易混淆的的其他病例，特别是与该病容易混淆的病例。病例。正常人一般不宜纳入对照组。正常人一般不宜纳入对照组。（三）样本大小的计算（三）样本大小的计算样本量有关的因素样本量有关的因素 灵敏度灵敏度 特异度特异度 显著性检验水平显著性检验水平 容许误差容许误差第三节第三节 筛检试验的评价指标筛检试验的评价指标（一）真实性（一）真实性（validity） 测量值与实际值相符合的程度，亦称效度，测量值与实际值相符合的程度，亦称效度，又称准确性（又称准确性（accuracy）。）。包括：包括：灵敏度与假阴性率灵敏度与假阴性率特异度与假

10、阳性率特异度与假阳性率正确指数正确指数似然比似然比金标准金标准 筛检试验筛检试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性真阳性真阳性A假阳性假阳性BR1阴性阴性假阴性假阴性C真阴性真阴性DR2合计合计C1C2N第三节第三节 筛检试验的评价指标筛检试验的评价指标表表7-7-1 1 筛检试验评价筛检试验评价整理表整理表1 1、灵敏度与假阴性率、灵敏度与假阴性率 灵敏度灵敏度(sensitivity)(sensitivity)(真阳性率真阳性率) ) 即实际有病而按该筛检标准被正确地判为即实际有病而按该筛检标准被正确地判为有病的百分率有病的百分率 假阴性率假阴性率(false negative ra

11、te)(false negative rate)(漏诊率、第二类漏诊率、第二类错误错误) ) 即实际有病，但根据该筛检标准被定为非即实际有病，但根据该筛检标准被定为非病者的百分率病者的百分率 %CAA100灵敏度%CAC100假阴性率2 2、特异度与假阳性率、特异度与假阳性率 特异度特异度(specificity)(specificity)(真阴性率真阴性率) ) 实际无病按该诊断标准被正确地判为无病实际无病按该诊断标准被正确地判为无病的百分率的百分率 假阳性率假阳性率(false positive rate)(false positive rate)(误诊率、第一类误诊率、第一类错误错误)

12、) 即实际无病，但根据该诊断标准被定为有即实际无病，但根据该诊断标准被定为有病的百分率病的百分率 %100DBD特异度%DBB100假阳性率3 3、正确指数、正确指数 也称约登指数（也称约登指数（YoudensYoudens index index）, ,是灵是灵敏度和特异度之和减去敏度和特异度之和减去1 1。 正确指数正确指数 （灵敏度十特异度）（灵敏度十特异度） 1 1 l l（假阳性率十假阴性率）（假阳性率十假阴性率）4 4、似然比、似然比(likelihood ratio, LR) 是同时反映灵敏度和特异度的复合指标 有病者中得出某一筛检试验结果的概率与无病者得出这一概率的比值 阳性似

13、然比：阳性似然比： 筛检试验结果的真阳性率与假阳性率之比筛检试验结果的真阳性率与假阳性率之比阴性似然比阴性似然比 筛检试验结果的假阴性率与真阴性率之比筛检试验结果的假阴性率与真阴性率之比特异度灵敏度真阴性率假阴性率1LR特异度灵敏度假阳性率真阳性率1LR筛检试验筛检试验 患病状况患病状况 合计合计患者患者非患者非患者+ +16580245- -45730775合计合计2108101020表表7-7-2-12-1 某病患病状况与筛检结果的关系某病患病状况与筛检结果的关系计算结果计算结果灵敏度灵敏度=165/=165/（165+45165+45） 100%=78.6%100%=78.6%特异度特异

14、度=730/=730/（80+73080+730） 100% =90.1%100% =90.1%正确指数正确指数=78.6%+90.1%-1=68.7%=78.6%+90.1%-1=68.7%阳性似然比阳性似然比=78.6%/9.9%=7.94=78.6%/9.9%=7.94符合率符合率= =（165+730165+730）/1020 /1020 100%=87.7%100%=87.7%假阴性率假阴性率=45/=45/（165+45165+45） 100%=21.4%100%=21.4%假阳性率假阳性率=80/=80/（80+73080+730） 100%=0.24100%=0.24Kappa

15、Kappa指指=0.65=0.65+ 165 80 患者 非患者 45 730 ( (二）可靠性二）可靠性(reliability) 又称重复性又称重复性(repeatability)或精密度或精密度(precision)，指某，指某一筛检方法在相同条件下，重复测量同一受试者时，一筛检方法在相同条件下，重复测量同一受试者时，所获结果的一致性。所获结果的一致性。指标有：指标有：1、变异系数（、变异系数（coefficient of variance）：）：如果试验测量如果试验测量的是诸如血压、血糖等计量指标，则可用变异系数的是诸如血压、血糖等计量指标，则可用变异系数来表示可靠性。变异系数越小，可

16、靠性越好。来表示可靠性。变异系数越小，可靠性越好。 100%测定值均值的标准差变异系数测定值均值2 2、符合率、符合率（agreement/consistency rate） 又称一致率，是筛检试验判定的结果与标准又称一致率，是筛检试验判定的结果与标准诊断的结果相同的数占总受检人数的比例诊断的结果相同的数占总受检人数的比例 %100DCBADA一致率)()()(221122211CRCRNCRCRDANKappa Kappa Kappa分析：分析：考虑了机遇因素对一致性的影响考虑了机遇因素对一致性的影响 KappaKappa值值= =实际一致性实际一致性/ /非机遇一致性非机遇一致性Kappa

17、值值 一致性强度一致性强度 0弱弱00.2轻轻0.210.40尚好尚好 0.410.60中度中度 0.610.80高度高度0.811最强最强表表7-2-2 Kappa值判断标准值判断标准 影响因素与控制措施l 1.试验条件的影响：包括试验的环境条件，如温试验条件的影响：包括试验的环境条件，如温度、湿度等；试剂与药品的质量及配制方法；仪度、湿度等；试剂与药品的质量及配制方法；仪器是否校准等。器是否校准等。l 2.观察者的变异：包括不同观察者之间的变异和观察者的变异：包括不同观察者之间的变异和同一观察者在不同时间、条件下重复检查同一样同一观察者在不同时间、条件下重复检查同一样本时所得结果的不一致性

18、。本时所得结果的不一致性。l 3.被观察者的个体生物学变异：生物个体的各种被观察者的个体生物学变异：生物个体的各种生理、生化测量值均随测量时间、条件等变化而生理、生化测量值均随测量时间、条件等变化而不断变化。不断变化。（三）效益：（三）效益：预测值预测值（predictive value）又称诊断价值，它是表示试验能做）又称诊断价值，它是表示试验能做出正确判断的概率。也表示试验结果的实际临床意义。它是从出正确判断的概率。也表示试验结果的实际临床意义。它是从临床实用价值的角度来反应试验的效益。临床实用价值的角度来反应试验的效益。 阳性预测值阳性预测值（positive predictive va

19、lue）：是指筛检试验阳性者患目标疾病的可能性是指筛检试验阳性者患目标疾病的可能性 阴性预测值阴性预测值（negative predictive value）：）： 是指筛检试验阴性者不患目标疾病的可能性是指筛检试验阴性者不患目标疾病的可能性 %100BAA阳性预测值%100DCD阴性预测值v灵敏度越高，阴性预测值越高灵敏度越高，阴性预测值越高v特异度越高，阳性预测值越高特异度越高，阳性预测值越高v与受检人群目标疾病患病率（与受检人群目标疾病患病率（P P）密切相关密切相关 患病率灵敏度患病率特异度患病率特异度阴性预测值)1 ()1 ()1 ()1)(1 (特异度患病率患病率灵敏度患病率灵敏度

20、阳性预测值患病率患病率(%)(%)灵敏度灵敏度(%)(%)特异度特异度(%)(%)筛检筛检结果结果诊断诊断 合计合计 阳性预阳性预测值测值(%)(%)阴性预阴性预测值测值(%)(%)糖尿病糖尿病非糖尿病非糖尿病1.522.999.834205463.01169830994698.8合计合计1509850100001.544.399.0669816440.2849752983699.1合计合计1509850100002.544.399.01119720853.31399653979298.6合计合计250975010000表表7-3 7-3 灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果灵敏度、特异

21、度和患病率不同时糖尿病筛检结果二二 筛检的生物学效果评价筛检的生物学效果评价 可提高治愈率、生存率，可提高治愈率、生存率， 减少死亡率和合并症。减少死亡率和合并症。 节省了医疗费用，减少病人的痛苦，则其社节省了医疗费用，减少病人的痛苦，则其社会效益和经济效益同步增长。会效益和经济效益同步增长。 领先时间偏倚：是指筛检诊断时间和临床诊领先时间偏倚：是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。断时间之差被解释为因筛检延长的生存时间。图图7-3 领先时间偏倚图领先时间偏倚图三、筛检的卫生经济学效果评价三、筛检的卫生经济学效果评价 成本效果分析成本效果分析(cost effecti

22、veness analysis) 成本效益分析成本效益分析(cost-benefit analysis) 成本效用分析成本效用分析(cost-utility analysis)（四）影响效益的主要因素（四）影响效益的主要因素l1.疾病的患病率疾病的患病率 l2.早期发现疾病对预后的影响早期发现疾病对预后的影响 l3.灵敏度和特异度灵敏度和特异度 第四节第四节 筛检和诊断试验的观察指标筛检和诊断试验的观察指标 及判断标准及判断标准l一、确定试验指标一、确定试验指标l二、确定判断指标二、确定判断指标l 判断指标是指区分有病和无病的分界判断指标是指区分有病和无病的分界点。一个合理的判断标准就是要使试

23、验的真点。一个合理的判断标准就是要使试验的真实性最好，使试验的灵敏度和特异度都达到实性最好，使试验的灵敏度和特异度都达到100%。只有当正常者与异常者的测定值完。只有当正常者与异常者的测定值完全没有重叠才能得到这种理想的结果。此时，全没有重叠才能得到这种理想的结果。此时，判断标准很容易确定。判断标准很容易确定。 三三 、筛检试验阳性结果截断值的确定、筛检试验阳性结果截断值的确定 截断值截断值 (cut off point)或临界点的确或临界点的确定，与测得的观察值的分布有关定，与测得的观察值的分布有关糖尿病血糖试验不同血糖水平的灵敏度和特异度分布糖尿病血糖试验不同血糖水平的灵敏度和特异度分布餐

24、后餐后2小时血糖小时血糖mg/100ml）灵敏度（）灵敏度（）特异度（）特异度（）7098.68.88097.125.59094.347.610088.669.811085.784.112071.492.513064.396.914057.199.415050.099.616047.199.817042.9100.018038.6100.019034.3100.020027.1100.0图图7-3 A.理想的正常人群与糖尿病人血糖水平分布理想的正常人群与糖尿病人血糖水平分布 B.现实的正常人群与糖尿病人血糖水平分布现实的正常人群与糖尿病人血糖水平分布CDE确定截断值的原则（判断标准）确定截断值的原则（判断标准）l 1当假阳性与假阴性的重要性相等时，当假阳性与假阴性的重要性相等时， l 2进一步确诊试验的繁简程度：进一步确诊试验的繁简程度： l 3漏掉一个可能病例的后果：漏掉一个可能病例的后果： l 4如果预后不好如果预后不好l 5一定间隔期后再次检查的可能性：一定间隔期后再次检查的可能性： l 6该病的患病率：该病的患病率：l 7应考虑治疗的需要：应考虑治疗的需要： 第五节第五节 提高筛检效益的方法提高筛检效益的方法 选择患病率高的人群