筛检试验与诊断试验课件

1、第五章筛检试验和诊断试验第五章筛检试验和诊断试验主要内容筛检试验与诊断试验的基本含义诊断试验评价的设计诊断试验的观察指标及判断标准筛检试验与诊断试验评价提高诊断试验效率的方法诊断试验的评价原则诊断试验实例分析主要内容筛检试验与诊断试验的基本含义第一节 筛检试验与诊断试验的基本定义一、筛检试验与诊断试验的定义（一）筛检试验（screening test） 是通过快速的试验、检查或其他措施，从表面健康的人群中查出某病可疑患者的试验方法。 筛检不是诊断试验，仅是一种初步检查，对筛检阳性者必须进一步确诊，以便对其采取必要的措施。第一节 筛检试验与诊断试验的基本定义一、筛检试验与诊断试验的筛检试验与诊断

2、试验课件目标人群阳性人群阴性人群病人非病人治疗诊断试验筛检试验图5-1 疾病筛检诊断流程图目标人群阳性人群阴性人群病人非病人治疗诊断试验筛检试验图5-（二）诊断试验（diagnostic test） 是指应用各种实验、医疗仪器等手段对病人进行检查，以对疾病做出诊断的试验，即应用一定的诊断方法把前来就诊的人区分为患某病的病人和非病人，并对确诊的病人给予相应的治疗。（二）诊断试验（diagnostic test） 是指2、理想诊断试验条件： 准确可靠 简便迅速 安全无损 消耗成本低2、理想诊断试验条件：二、诊断试验评价的主要内容影响诊断试验优劣的因素诊断方法本身缺陷人类行为或环境条件二、诊断试验评

3、价的主要内容影响诊断试验诊断方法本身缺陷选择适宜的金标准作比较选择适当数量的研究对象盲法收集试验结果资料评价分析诊断试验的真实性、可靠性和收益掌握诊断试验评价的原则2、诊断试验评价要求选择适宜的金标准作比较2、诊断试验评价要求第二节 诊断试验评价的设计一、确立金标准(gold standard)1、定义： 指被公认的诊断疾病最可靠的方法。2、金标准的种类： 病理学标准(组织活检和尸体解剖)外科手术发现或特殊的影像诊断长期临床随访结果公认地综合临床诊断标准第二节 诊断试验评价的设计一、确立金标准(gold sta二、选择研究对象1、被金标准确诊的病例组：病例组应是其总体的一个随机样本应该包括各型

4、病人2、由金标准证实未患所研究疾病的非病例组最好选择需要与研究疾病鉴别的其他疾病慎用自愿者和其他健康人群二、选择研究对象1、被金标准确诊的病例组：2、由金标准证实未（三）样本量的估计影响因素：待评试验的估计灵敏度(P)待评试验的估计特异度(P)显著性水平容许误差（三）样本量的估计影响因素：灵敏度和特异度均接近50时:灵敏度和特异度小于20或大于80时:灵敏度和特异度均接近50时:灵敏度和特异度小于20或大于已知：待评试验灵敏度为90；特异度为85；设a0.05；允许误差5%，试计算诊断试验的病例组与对照组各需要多少例样本？ 病例组的样本数量对照组的样本数量已知：待评试验灵敏度为90；特异度为8

5、5；设a0.05四、盲法判定和比较试验结果 使用盲法可减少人为的主观偏差，以保证比较结果的真实性。四、盲法判定和比较试验结果 使用盲法可减少五、评价指标的统计分析和结果解释报告t检验或 检验的结果全面分析、评价和报告真实性、可靠性和收益如实报告试验中出现的难以解释的结果或现象，以评价、分析和处理可能出现偏倚或随机误差。五、评价指标的统计分析和结果解释报告t检验或 检验的结果第三节 诊断试验的观察指标及判断标准一、观察指标客观指标 主观指标半主观指标 第三节 诊断试验的观察指标及判断标准一、观察指标二、观察指标判断标准的确定要求： 达到最小的误诊率和漏诊率方法：统计学方法临床判断法ROC曲线法二

6、、观察指标判断标准的确定要求：方法：二、观察指标判断标准的确定1、统计学方法 (1)百分位数法： (2)正态分布法：2、临床判断法 主要是通过大量的临床观察和研究，或按研究者意愿人为规定数值。二、观察指标判断标准的确定1、统计学方法3以疾病预后的严重性规定的数值 人体某些特征的观察值在统计学上处于正常值范围之内，而且在临床上也未出现相关的临床表现，但却有患严重疾病的可能性。 3以疾病预后的严重性规定的数值 4ROC曲线法 ROC曲线或称为受试者工作特征曲线(receiver operator characteristics curve) 该曲线以灵敏度为纵坐标，以（1-特异度）为横坐标，依照连

7、续分组(至少5组)测定的数据，分别计算灵敏度和特异度，将给出的各点连接成线，即为ROC曲线。4ROC曲线法二、观察指标判断标准的确定4ROC曲线法 一般应选择曲线上尽量靠近左上角的截断点(cutoff point)作为诊断的标准，此时，诊断试验的灵敏度和特异度均较好，而误诊和漏诊率最小。同时利用ROC曲线还可对两种以上的诊断试验的性质进行比较评价，如图5-3。二、观察指标判断标准的确定4ROC曲线法筛检试验与诊断试验课件ROC曲线优点方法简单、直观，可通过图形观察分析方法临床准确性准确反映某分析方法的灵敏度和特异度的关系其评价方法不受群体发病率的影响。局限性：ROC曲线图上显示的不是真正的判断

8、值作图和显著性检验比较繁琐ROC曲线优点局限性：一、诊断试验的真实性评价第四节 筛检试验与诊断试验的评价真实性： 诊断试验结果与实际情况符合的程度主要评价指标：灵敏度特异度误诊率漏诊率一、诊断试验的真实性评价第四节 筛检试验与诊断试验的评价（一）灵敏度与漏诊率 表5-1 诊断试验的评价诊断试验实际有病实际无病合 计阳性a(真阳性)b(假阳性)a+b阴性c(假阴性)d(真阴性)c+d合计a+cb+da+b+c+d（一）灵敏度与漏诊率 表5-1 诊断试验的1、灵敏度(sensitivity，Sen) 又称真阳性率、敏感度，指一项诊断试验能将实际有病的人正确诊断为病人的能力。灵敏度的标准误计算公式（

9、一）灵敏度与漏诊率1、灵敏度(sensitivity，Sen)灵敏度的标准误计2、假阴性率（false negative rate） 又称漏诊率，指一项诊断将实际有病的人错误诊断为非病人的比率。 漏诊率=1-灵敏度，灵敏度越高，漏诊越少2、假阴性率（false negative rate）1、特异度（specificity，Spe） 又称真阴性率，指一项诊断试验能将实际无病的人正确诊断为非病人的能力。特异度的标准误计算公式（二）特异度与误诊率1、特异度（specificity，Spe）特异度的标准误计2、假阳性率（false positive rate） 又称误诊率，指一项诊断将实际无病的人错

10、误诊断为病人的比率。 误诊率=1-特异度。2、假阳性率（false positive rate）约登指数（Youdens index） 又称正确指数，是灵敏度和特异度之和减1 约登指数(灵敏度特异度)1 1(误诊率漏诊率) 约登指数的标准误计算公式实际有病人数实际无病人数约登指数（Youdens index）约登指数的标准误计算 例题：某临床医生利用ELLSA法检查柯萨奇B组（COXB）病毒感染情况，检查结果如，试对该方法的真实性进行评价。ELISA法微量中和试验合计COXB阳性COXB阴性COXB阳性8540125COXB阴性15160175合计100200300表5-2 ELLSA法与微量

11、中和试验检查COXB病毒感染的比较 例题：某临床医生利用ELLSA法检查柯萨奇B组（COX评价指标点值标准误95%可信区间灵敏度（%）85.00.03685.001.96（0.036）特异度（%）80.00.04080.001.96（0.040）Youden指数0.650.054 0.651.96（0.054）符合率（%）81.70.02281.701.96（0.022）表5-3 真实性评价指标计算结果评价指标点值标准误95%可信区间灵敏度（%）85.00.03（三）似然比（likelihood ratio）1、阳性似然比（positive likelihood ratio） 是试验结果真阳性

12、率与假阳性率之比。其值越大，试验结果阳性者为真阳性的概率越大。阳性似然比(+LR)真阳性率/假阳性率 灵敏度/(1特异度)（三）似然比（likelihood ratio）2、阴性似然比（negative likelihood ratio） 是诊断试验假阴性率与真阴性率之比。其值越小，试验结果阴性者为真阴性可能性越大。阴性似然比(LR )假阴性率/真阴性率 (1灵敏度)/特异度2、阴性似然比（negative likelihood ra二、诊断试验的可靠性评价可靠性（信度；reliability)： 是指在相同条件下同一诊断试验对相同人群重复试验获相同结果的稳定程度。二、诊断试验的可靠性评价可靠

13、性（信度；reliability1、概念： 符合率也称准确度（accuracy）或一致率，是试验所检出的真阳性和真阴性例数之和占受试人数的百分比。它反映试验结果与金标准诊断结果的符合程度。 （一）符合率（agreement/consistency）1、概念：（一）符合率（agreement/consiste2、计算公式：2、计算公式：（二）诊断试验的一致性分析-Kappa分析Kappa取值范围-1+1K0：机遇一致率大于观察一致率K=0： 观察一致率完全由机遇造成K=-1：判断完全不一致K0：观察一致率大于机遇一致率K=1： 判断完全一致Kappa值在0.40.75，中、高度一致Kappa值在

14、0.75，较好一致性Kappa值在0.4，一致性差（二）诊断试验的一致性分析-Kappa分析Kappa取值Kappa分析的具体步骤甲医生乙医生合计糖尿病正常人糖尿病a(71)b(41)a+b （r1，112）正常人c(42)d(455)c+d （r2，497 ）合 计a+c（C1，113 ）b+d（C2，496 ）a+b+c+d （n，609）表5-5 甲、乙两医生对同一人群的糖尿病诊断结果1、资料整理Kappa分析的具体步骤甲医生乙医生合计糖尿病正常人糖尿病a2、分析指标及其方法（1）观察一致性（observed agreement， P0） P0=(a+d)/n100%（2）机遇一致性（

15、agreement of chance，Pc） Pc=(r1c1/n）+ (r2c2/n)/n100%（3）非机遇一致性（ potential agreement beyond chance） =1-机遇一致性2、分析指标及其方法（1）观察一致性（observed ag2、分析指标及其方法（4）实际一致性（actual agreement beyond chance ） =观察一致性-机遇一致性（5） Kappa 值（ K） =实际一致性/非机遇一致性 =(P0 Pc ）/ (1 Pc ）2、分析指标及其方法（4）实际一致性（actual agr2、分析指标及其方法 一般情况下不对K值做假设检

16、验，但当K值较小（ K0.60），则需做显著性检验。2、分析指标及其方法 一般情况下不对K值做假设检验， 对于多分类不宜用四格表的Kappa分析方法，而应用KK的Kappa分析方法（1）观察一致性（ P0）（2）机遇一致性（ Pc） （3） Kappa值计算公式：K =(P0 Pc ）/ (1 Pc ）（4）K值的标准误（Sk）为 对于多分类不宜用四格表的Kappa分析方法，而应（3） Kappa值计算公式：K =(P0 Pc ）/ (1 Pc ）（4）K值的标准误（Sk）为（3） Kappa值计算公式：K =(P0 Pc ）/ 以表5-5（22表）数据为例，计算Kappa值（1）观察一致性

17、P0=(71+455)/609100%=86.37%（2）机遇一致性 Pc=(r1c1/n）+ (r2c2/n)/n100% =(113112)/609+ (496497)/609/609100%=69.89% 以表5-5（22表）数据为例，计算Kappa值（1）观察一Kappa值（K） =（0.8637-0.6989）/（1-0.6989）=0.547 因为u=11.852.58，p0.01，认为K值因机遇所致的可能性较小Kappa值（K） =（0.8637-0.6989）/(三)影响诊断试验可靠性的因素1.试验方法与条件的差异2.观察者的变异3.被观察者的变异 (三)影响诊断试验可靠性的因

18、素1.试验方法与条件的差异三、诊断试验的收益评价 诊断试验或筛检试验是否切实可行，除了考虑其真实性、可行性等因素外，还须考虑其应用效益，特别是筛检试验更应注重效益。诊断试验的收益评价可通过计算下列指标来完成。 三、诊断试验的收益评价 诊断试验或筛检试三、诊断试验的收益评价 (一)预测值 预测值(predictive value，PV)又称诊断价值，是指在已知试验结果(阳性或阴性)的条件下，表明有无疾病的概率，说明试验结果为阳性(或阴性)时，有多少概率有病(或无病)。三、诊断试验的收益评价 (一)预测值三、诊断试验的收益评价1、阳性预测值(positive predictive value)是指

19、试验阳性结果中真正有疾病的概率；阳性预测值（PV +）=a/(a+b)100%2、阴性预测值(negative predictive value）是指试验阴性结果中真正无疾病的概率；阴性预测值（PV -）=d/(c+d)100%三、诊断试验的收益评价1、阳性预测值(positive pr 例题：某医院受治480例疑似心肌梗死病人，经过心电图等检查确诊270例，再用肌酸磷酸激酶（CPK）含量（阳性标准为80单位）对这些疑似病人进行测定，结果见表5-7。 例题：某医院受治480例疑似心肌梗死病人，经过心电图计算：阳性预测值=250/270=92.6 阴性预测值=190/210=90.5 CPK结果

20、心肌梗死病人非心肌梗死病人合计阳性250 20270阴性 20190210合计270210480表5-7 肌酸磷酸激酶（CPK）试验结果计算：阳性预测值=250/270=92.6 阴 根据上述结果，临床医生可以说在CPK试验阳性结果中，被检查者患有心肌梗死的概率是92.6，而在CPK试验阴性结果中，医生有90.5的把握排除检查者患有心肌梗死。 根据上述结果，临床医生可以说在CPK试验 根据Bayes条件概率的理论，患病率、灵敏度、特异度与预测值的关系以下列公式表达。式中Sen=灵敏度 Spe=特异度 P=患病率 PV(+)=阳性预测值 PV(-)：阴性预测值 根据Bayes条件概率的理论，患病

21、率、灵敏感染率受检人数（1）实际感染人数（2）实际未感染人数（3）试验阳性人数（4）=20.99试验假阳性人数（5）=3（1-0.99）总阳性人数（6）=（4）+（5）阳性预测值（%）（7）=（4）/（6）1/万10000010999909.910999.910001010 0.99110000010099900999991098 9.021%100000100099000990990198050.0010%100000100009000099009001080091.67表5-8 灵敏度和特异度均为99%的试验在不同患病率人群中的阳性预测值感染率受检实际感实际未试验阳试验假总阳性阳性预测值（

22、%）1/(二)经济效益经济学评价方法: 成本效益分析(cost-benefit analysis，CBA) 成本效果分析(cost-effect analysis，CEA) 成本效用分析(cost-utility analysis，CUA) (二)经济效益经济学评价方法:(三)影响试验效益的主要因素1.疾病的患病率2.早期发现病例对预后的改善程度 3.灵敏度和特异度 (三)影响试验效益的主要因素1.疾病的患病率四、诊断试验评价的统计推断四、诊断试验评价的统计推断筛检试验与诊断试验课件第五节 提高诊断试验效率的方法一、提高患病率（验前概率）二、联合试验三、联合试验的多元分析第五节 提高诊断试验效

23、率的方法一、提高患病率（验前概率一、提高患病率（验前概率）询问病史筛查高危人群、职业人群和特殊暴露人群设立专科门诊对疑难病例的转诊或会诊一、提高患病率（验前概率）询问病史二、联合试验 应用多个试验对同一疾病的诊断，通常采用2个或2个以上的诊断试验，根据每个试验的结果来综合判断最后诊断的结果。二、联合试验 应用多个试验对同一疾病的诊断，通常采用(一) 平行(并联)试验(parallel test)即几个试验中只要有一个试验呈现阳性即诊断为阳性。优点是灵敏度增高，漏诊率降低；缺点是特异度降低，误诊率增高。应用：迅速对疾病做出诊断、漏掉一个病人后果严重、再进行诊断花费昂贵、目前尚缺乏灵敏度高的试验时

24、。(一) 平行(并联)试验(parallel test)即几个(二) 系列(串联)试验(series test)即几个试验中有一个阴性即诊断为阴性，全部阳性才能判为阳性。其优点是特异度增高，误诊率降低；缺点为灵敏度降低，漏诊率增高。应用：慢性病诊断、误诊能造成严重后果时。(二) 系列(串联)试验(series test)即几个试验试验A试验B判断结果并联试验+-+-+-串联试验+-不必做-表5-11 联合试验的方式试验A试验B判断结果并联试验+-+-+-串联试验试验结果糖尿病病人非糖尿病病人尿糖血糖+300 10+- 40 20-+ 80 30- 805940合计5006000表5-12 糖尿

25、病联合诊断试验结果试验结果糖尿病病人非糖尿病病人尿糖血糖+300 10+-灵敏度=（300+40）/500=68%特异度=（30+5940）/6000=99.5%灵敏度=（300+80）/500=76%特异度=（20+5940）/6000=99.3%灵敏度=（300+40+80）/500=84%特异度=5940/6000=99%灵敏度=300/500=60%特异度=（20+30+5940）/6000=99.8%尿糖试验：血糖试验：并联试验：串联试验：灵敏度=（300+40）/500=68%灵敏度=（300+8 式中P(AG)为事前概率，比较计算所得的P(AfSlS2Sm)值，若P(AfSlS2

26、Sm)最大，则判断为Af病种，其值为判定Af 病种的事后概率。三、联合试验的多元分析 式中P(AG)为事前概率，比较计算所得的P(AfSl例题：尿路感染的诊断，由于尿路感染的33.5可无症状，诊断主要依靠实验室检查，如尿细菌学检查，包括尿白细胞镜检，白细胞排泄率等。某医院尿路感染检查结果如表5-13。例题：尿路感染的诊断，由于尿路感染的33.5可无症状，诊断 若某病人X1X6的结果分别为。试用Bayes概率法进行定位诊断。 验前概率的计算： 肾盂肾炎P(A1)：88160=55.00 膀胱炎P(A2)：72160=45.00 再用前面的公式计算P(A1SlS2S6)的分子，得 A=0.550.

27、70450.50.31820.9091 0.7273 0.3409=0.013895同理可求得P(A1SlS2S6)的分子：B=0.450.750.69440.08330.22220.38890.6667=0.001125 若某病人X1X6的结果分别为。P(A1SlS2S6) =A(A+B)=0.013895(0.013895+0.001125) =0.9251=92.51 ；P(A2SlS2S6)=B(A+B)=0.001125(0.013895+0.001125)=0.0749=7.49 由于P(A1SlS2S6)大，故诊断为肾盂肾炎，其验后概率为92.51，即该病人有92.51%的可能性

28、是肾盂肾炎。P(A1SlS2S6) 筛检试验与诊断试验课件第六节 诊断试验的评价原则一、与金标准进行同步盲法比较二、观察对象的代表性三、样本量的大小四、诊断试验的重复性五、观察指标的判断标准的合理性六、诊断试验的真实性七、联合试验的评价八、诊断试验的具体步骤九、诊断试验的实用性第六节 诊断试验的评价原则一、与金标准进行同步盲法比较第七节 诊断试验实例分析一、方法学与结果描述和分析1题目 血清CAl25、SA联合诊断卵巢恶性肿瘤的研究2作者 李访亲3来源 原湖南医科大学研究生论文4研究方法 4.1 病例来源：原湖南医科大学附属医院 4.2 对象分组：病例(卵巢恶性肿瘤)组 50例 对照组：女性健

29、康鲜血员组 49例 妇科良性疾病组 59例 其他恶性肿瘤组 9例第七节 诊断试验实例分析一、方法学与结果描述和分析第七节 诊断试验实例分析4.3 诊断标准： 经手术和病理切片确诊，肿瘤分类按WHO（1973）标准4.3 诊断方法： 免疫放射分析技术（IRMA）法测定CA125 （A法） 间苯二酚-盐酸法测定SA （B法） 界值的判断方法采用正态分布法，以95上限为界， CA125 正常上限为65Ku/L，SA为700mg/L。5主要结果 5.1 病例组的CAl25、SA均高于三个对照组。 5.2 诊断试验真实性结果，见表5-14。 5.3 绘制ROC曲线，图略。第七节 诊断试验实例分析4.3 诊断标准：界值（Ku/L）A法界值（mg/L）B法灵敏度特异度灵敏度特异度 3594%65.8%50070%75.6% 6592%82.9%70066%88.9%10078%88.6%80052%91.0%20064%94.9%90040%96.5%40040%98.2%100032%99.1%表5-14 5个不同界值CAl25和SA值的灵敏度与特异度界值A法界值B法灵敏度特异度灵敏度特异度 3594%65.8单独A法单独B法联合试验并联串联灵敏度(%)92.066.094.064.0特异度(%)82.988.973.59