流行病学诊断试验

流行病学诊断试验第1页，共54页，2023年，2月20日，星期日(二）筛检试验1、定义

1975年美国慢性疾病委员会定义：“应用快速的试验、检查或其他方法对未被识别的疾病或缺陷作出推测性鉴定。筛检试验是从可能无患某病者中查出外表健康而可能患病者。筛检试验不是诊断性的，阳性者或可疑阳性者应当指定就医，进一步诊断和必要的治疗。”有普通筛检和选择筛检两种第2页，共54页，2023年，2月20日，星期日2、筛检的目的（1）主要目的是早期发现和早期确诊例如用检查尿糖筛检糖尿病，尿糖阳性者再进一步检查血糖以确定诊断，达到早期诊断、早期治疗的目的；（2）研究疾病的自然史，或开展流行病学监测。例如筛检乙型肝炎表面抗原携带者；第3页，共54页，2023年，2月20日，星期日（3）近年来筛检较多地应用于及时发现某病的高危人群，以减缓发病如筛检高血压以预防脑卒中，筛检高胆固醇血症以预防冠心病等。（4）开展流行病学监测第4页，共54页，2023年，2月20日，星期日

3、筛检的实施原则（1）被筛检的疾病是当前重大的公共卫生问题。（2）被筛检的疾病应有恰当的治疗方法。（3）被筛检的疾病，应有可识别的早期客观指征。（4）有合适的筛检方法，易为群众接受，筛检试验必须具有快速、经济、有效等特点。第5页，共54页，2023年，2月20日，星期日（5）对被筛检出的疾病应提供进一步确诊的条件。（6）对确诊的病例，应提供治疗，并有统一的治疗方案和标准。（7）必须考虑筛检、诊断与治疗等的经济效益。（8）筛检工作是按计划定期进行的连续过程，而不是查完了事。每次筛检的间隙长短，应根据各种疾病的自然史特点决定。第6页，共54页，2023年，2月20日，星期日CriteriaforscreeningassessmentACCORDINGTOWILSON&JUNGREN,1968ACCORDINGTOMUIRGRAY1997:

▶importanthealthproblem▶ifthereisnoRCTbasedintention-to-▶acceptedtreatmentforpatientswithtreatevidenceforeffectiveness:dorecognizeddiseasenotscreen.▶FacilitiesforDiagnosisandTreatment▶Ifthereisthefollowingquestionsavailableshouldbeaddressed:▶recognizablelatentorearlysymptomatic▰NumberNNT?AndifwewereatstagetheextremesoftheCI?▶suitabletest▰Howmanywillbenegatively▶acceptabletestaffected?Andifwewereatthe▶understandingofnaturalhistoryoftheextremesoftheCI?condition▰Whatarethecostsofthe▶policyonwhomtotreataspatientsprogram?Whatbenefitswould▶acceptablecostofcase-findingbeobtainediftheresourceswere▶Case-findingshouldnotbean‘onceandallocatedtootherprogramsorforall’projectbutacontinuousactivityservices?第7页，共54页，2023年，2月20日，星期日二、诊断（筛检）试验的研究方法

1.确定金标准（goldstandard）与标准诊断方法进行盲法比较。金标准是指可靠、公认的诊断方法，它能正确区分有病和无病，如病理学检查、尸检、CT等。

2.选择研究对象被检查病例要具有代表性，选择对照均衡性好，应包括健康人和未患该病的其他病例，说明病例（对照）的来源。

3.样本大小

4.同步评价

5.确定正常值，阳性临界点确定第8页，共54页，2023年，2月20日，星期日三、评价诊断（筛检）试验的指标

1.真实性（validity）表示一种试验方法能达到其测量目的程度，即试验结果能真实反映实际情况的程度2.可靠性（reliability）指在相同情况下，多次独立测量所得结果的稳定程度3.预测值（predicativevalue)第9页，共54页，2023年，2月20日，星期日（一）评价真实性的指标

病例非病例合计诊断+a(真阳性)b(假阳性)a+b试验-c(假阴性)d(真阴性)c+d合计a+cb+da+b+c+d第10页，共54页，2023年，2月20日，星期日（1）敏感度(sensitivity)正确识别病人的能力。又称真阳性率。

（2）特异度(specificity)正确识别无病的人的能力。又称真阴性率。第11页，共54页，2023年，2月20日，星期日

敏感度高和特异度高表示该项诊断不仅对于疾病的识别能力强，遗漏的病例少，而且对有病和无病的鉴别能力较强，很少误诊。第12页，共54页，2023年，2月20日，星期日

（3）

（4）

（5）Youden指数正确指数=（a/a+c+d/b+d）100%

第13页，共54页，2023年，2月20日，星期日（6）似然比阳性似然比（positivelikelihoodratio)

阳性似然比=真阳性率/假阳性率

=敏感度/1-特异度阴性似然比(negativelikelihoodratio)

阴性似然比=假阴性率/真阴性率

=1-敏感度/特异度第14页，共54页，2023年，2月20日，星期日

例：敏感度=27/37×100%=73%特异度=77/112×100%=69%假阴性率=1-0.73=27%假阳性率=1-0.69=31%Youden指数=42%阳性似然比=2.34阴性似然比=0.39

喉拭培养（金标准）

阳性阴性合计临床+27a35b62诊断-10c77d87合计37112149第15页，共54页，2023年，2月20日，星期日影响敏感度和特异度的因素

----试验的阳性分界点最理想的阳性分界点应该使得在此分界点上诊断试验的灵敏度和特异度都达到100%，一般这种情况是很难达到的，因为病人和健康人的测定值往往不是完全没有重叠的，如糖尿病患者和正常人的糖耐量指标就有部分重叠。第16页，共54页，2023年，2月20日，星期日例:血糖试验诊断糖尿病A:以血糖水平为110mg/dl为阳性分界点血糖病人正常人≥11065263<1105247合计70510第17页，共54页，2023年，2月20日，星期日

B:以130mg/dl为阳性分界点灵敏度=57/70×100%=85.7%特异度=420/510×100%=82.4%血糖病人正常人≥1305790<13013420合计

70510第18页，共54页，2023年，2月20日，星期日C:以150mg/dl为阳性分界点血糖病人正常人≥1504520<15025490合计

70510灵敏度=45/70×100%=64.3%特异度=490/510×100%=96.1%第19页，共54页，2023年，2月20日，星期日血糖水平mg/d敏感度%特异度%801001.29098.67.310097.125.311092.948.412088.668.213085.782.414074.391.215064.396.116055.798.6

阳性分界点改变,敏感度、特异度也改变。分界点越高，敏感度越低，特异度越高。第20页，共54页，2023年，2月20日，星期日第21页，共54页，2023年，2月20日，星期日（7）受试者工作特征曲线

(receiveoperatorcharacteristiccurve,ROC曲线）反映灵敏度与特异度之间相互的一种方法：同一种实验方法中以ROC曲线中最接近图左上方的点可定为诊断临界点。对两种方法进行比较时，可用ROC曲线下面积的大小直观比较诊断方法好坏。第22页，共54页，2023年，2月20日，星期日例：眼内压诊断青光眼2.9kPa敏感度达100%，能查出所有病人3.5kPa特异度达100%,能排除所有病人2.9~3.5kPa假阳性率、假阴性率两方面考虑阳性分界点确定：

i)如病死率高，漏诊会带来严重后果或早期检出可以明显改善预后，则应降低分界点，提高敏感度

ii)如假阳性导致病人身心或经济损失较大，宜提高特异度第23页，共54页，2023年，2月20日，星期日分界点确定原则：1.假阳性率、假阴性率同等重要2.确诊试验费用：高减少灵敏度3.遗漏可能病例的后果：严重提高灵敏度4.检查间隔周期：短可减少灵敏度5.患病率：高应提高灵敏度6.治疗需要：会过度应减少灵敏度第24页，共54页，2023年，2月20日，星期日（二）可靠性评价在计量资料用标准差或变异系数第25页，共54页，2023年，2月20日，星期日影响可靠性的因素1.实验方法本身或仪器的变异2.观察者测量变异3.调查对象的生物学（个体）变异在计数资料用符合率评价可靠性第26页，共54页，2023年，2月20日，星期日（三）预测值表示试验结果的实际临床意义

1.阳性预测值PPV

试验阳性者属于真病例的概率

PPV=a/a+b×100%2.阴性预测值NPV

试验阴性者属于非病例的概率

NPV=d/c+d×100%

第27页，共54页，2023年，2月20日，星期日3.影响因素敏感度愈高，假阴性↓，-PV高特异度愈高，假阳性↓，+PV高患病率愈高，+PV愈高病例非病例合计诊断+a(真阳性)b(假阳性)a+b试验-c(假阴性)d(真阴性)c+d合计a+cb+da+b+c+d第28页，共54页，2023年，2月20日，星期日例:酸性磷酸酶诊断前列腺癌敏感度=70%特异度=90%

患病率1/10万+PV%一般人群350.4男性,>75岁5005.6临床触及前列腺结5000093.0

第29页，共54页，2023年，2月20日，星期日DuringasevenyearfollowupProgrammeAreducedtherateofdeathsfrombreastcancerby33%ProgrammeBproducedanabsolutereductionindeathsfrombreastcancerof0.06%ProgrammeCincreasedtherateofpatientssurvivingbreastcancerfrom99.82%to99.88%ProgrammeDmeantthat1592womenneededtobescreenedtopreventondeathfrombreastcancer.第30页，共54页，2023年，2月20日，星期日Interpretingtheinformation

Incidencewithouttreatment(InoT)Incidencewithtreatment(IwthT)RRR=(Inot-IwthT)/InoTARR=InoT-IwthTNNT=1/ARR9.6%2.8%71%6.8%14.796%28%71%68%1.470.096%0.028%71%0.068%1470第31页，共54页，2023年，2月20日，星期日Interpretingtheinformation(2)

RRRifyouwanttosellaninterventionARandNNTifyouhavetodecideonpurchasinganintervention第32页，共54页，2023年，2月20日，星期日Stepsinbuilding2×2tables1.PutaN(100;10,000or100,100)inbottomrightcell2.UseprevalencetocalculateD+total,andbysubtractionD-total3.UsesensitivitytofillD+T+cell4.UsespecificitytofillD-T-cell5.Computeothercells&totals6.CalculatePPVandNPV7.Interpret第33页，共54页，2023年，2月20日，星期日‘Screenfor’gonorrhoeainthreedifferentclinicswithdifferentprevalencePreval(%)

PPV

NPV

Pos

LR

Neq

LR0.54.60%100.00%9.50.1533.30%99.70%9.50.15090.50%94.70%9.50.1第34页，共54页，2023年，2月20日，星期日Systematicscreeningvs.diagnosisDoyouknowmanyGPswhowouldsystematically‘screen’forgonorrhoea?Inclinical,‘diagnostic’decisionmaking(anexerciseinconfirmationandexclusionofhypotheses,basedonsuggestivesymptoms),Se,SpecandLRareequally(ifnotmore)usefulas/thanPV(theprevalenceofGamongpatientswithurethralDischargeprobablyisquitehigh!)第35页，共54页，2023年，2月20日，星期日Alternativeto2×2tablesBayes’theoremPV=P(D+)×P(T+/D+)P(D+)×P(T+/D+)+P(D-)×P(T+/D-)=Pr×SsPr×Ss+(1–Pr)×(1–Sp)Decisiontrees*0.72cured

=0.2412*0.1die=0.0094*0.9survive=0.0844*0.28notcured*0.67completetreatment*0.05heal*0.1die*0.85survive=0.0082=0.0165=0.1402*0.33incompletetreatment0.5detected*0.05heal*0.2die*0.75survive=0.0250=0.1000=0.37500.5notdetectedNCases第36页，共54页，2023年，2月20日，星期日Disease+-+184058Test-2940942

209801000

Se:0.9Spe:0.959Prev:0.02=>PPV:0.310*

Test+0.9(18)0.018*Dis+0.02(18)*Test–0.1(2)0.002*Test–0.959(940)0.940*Dis–0.98(980)*Test+0.41(40)0.040Pop1.0(1000)TotalTest+:(0.018+0.040)=0.058TotalTest+1Dis+:0.018PPV=0.018/0.058=0.310第37页，共54页，2023年，2月20日，星期日（四）提高实验效率的方法1、选择合适的方法和指标2、选择患病率较高人群进行建查3、联合实验可提高敏感度或特异度第38页，共54页，2023年，2月20日，星期日

i)平行试验（并联试验）同时做几种试验来诊断疾病，其中有一个阳性结果就诊断为阳性，可提高敏感度例：静脉照影（金标准）

+-抗体和描记图+811091纤维蛋白原扫描-510410986114200

敏感度=94%特异度=91%第39页，共54页，2023年，2月20日，星期日ii)系列试验（串联试验）同时用几种方法来诊断疾病，只要有一项为阴性结果就诊断为阴性，只有所有试验均阳性才作出阳性诊断，可提高特异度。如：血清酶诊断心肌梗塞敏感度%特异度%CPK试验9657SGOT试验9174LDH试验8791CPK+SGOT+LDH7895第40页，共54页，2023年，2月20日，星期日联合试验判断方法试验1试验2判断结果平行试验++++-+-++---系列试验++-+---不必做-第41页，共54页，2023年，2月20日，星期日四、筛检效果的评价（一）生物学效果评价1.新发现的病例数如果早期发现一例病人所获得的效益一定，则新发现的病例数量将与试验的效益成正相关（故一般尽量将试验用于患病率高的人群）2.早期发现病例对预后的改善程度一项试验如果能显著改善疾病预后，降低发病率、死亡率、合并症等，其社会、经济效益同步增长

第42页，共54页，2023年，2月20日，星期日（二）社会经济学评价1.经济效益评价（1）成本效果分析（cost-effectivenessanalysis）指实施筛检计划投入的费用及其获得的生物学效果的分析。成本包括各种筛检试验的花费，所需人力及设备折算。通常可估计平均每个病例的筛查成本及其在健康改善方面取得的效果（如临床指标的改善和生存期的延长等），并以此计算成本效果的比率，如每延长一年生存期所消耗的成本。第43页，共54页，2023年，2月20日，星期日（2）成本效益分析成本效益分析（cost-benefitanalysis）指筛检计划所投入的费用及所获经济效益的比值。经济效益可以用货币单位进行衡量，可用直接和间接投入的成本和直接和间接获得的效益进行比较。效益除以成本，可计算出单位成本上所获得的收益大小，供卫生当局考虑是否进行该筛检。

第44页，共54页，2023年，2月20日，星期日3）成本效用分析成本效用分析（cost-utilityanalysis）指筛检所投入的成本与取得的效用值（如生命质量、失能调整生命年等）的改善情况之间的分析评价方法。第45页，共54页，2023年，2月20日，星期日2.社会效益评价筛检的社会效益是指筛检给社会、人群的精神和健康所带来的益处。对于某些疾病，除经济效益外必须考虑社会效益，考虑其对社会环境和人群健康造成的严重危害，如艾滋病、麻风病等