《流行病学》课件-8筛检与诊断试验的评价（23健康管理）

1.实验流行病学概念和特点（随机分组、设立对照、人为施以干预措施、前瞻性）2.实验流行病学研究的主要类型包括临床试验、现场试验和社区干预试验。3.实验流行病学设计与实施。4.实验流行病学常见的偏倚：失访、干扰、沾染5.实验流行病学优点和局限性《道德经》第六十四章其安易持，其未兆易谋；其脆易泮，其微易散；为之于未有，制治于未乱；合抱之木，生于毫末…筛检2022课程内容思维导图第一节概述第二节设计与实施第三节筛检试验的评价第四节提高筛检试验效率的方法第五节常见偏倚学习目标熟悉掌握了解筛检的概念、目的和实施原则；筛检与诊断试验评价的真实性指标，预测值及其与真实性指标、现患率的关系筛检试验的评价设计与实施的步骤，确定连续性测量指标的阳性截断值的方法；收益及生物学效果评价指标筛检的分类，筛检的卫生经济学评价，筛检与诊断试验效果评价中的偏倚。

疾病自然史与筛检开始暴露临床前可检查期

诊断治疗如果疾病在临床前期出现一些可以识别的异常特征，如肿瘤的早期标识物（biomarkers）、血压升高、血脂升高等，则可使用一种或多种方法将其查出，并对其做进一步的诊断和治疗，则可延缓疾病的发展，改善其预后。易感期临床前期临床期残疾、死亡

康复疾病发生出现症状筛检可查出疾病

筛检（screening）是运用快速、简便的检验、检查或其他措施在健康人群中将那些可能有病或有缺陷但表面健康的人同那些真正无病的人区别开来。

诊断（diagnosis）是指医务人员通过详尽的检查及调查等方法收集信息，经过整理加工后对患者病情的基本认识和判断，诊断是把病人与可疑有病但实际无病者区别开来。一、概念外表健康的人群（即健康者和虽患病但尚未予诊断的人）接受筛检试验人群患病或具备危险因素阴性者（即那些可能未患某病的人）各种诊断方法阳性者（即可能患某病或将来有患病危险的人）治疗或预防性干预筛检试验未患病或不具备危险因素定期再筛检定期再筛检定期再筛检

筛检试验阴性筛检试验阳性但未患病筛检试验阳性且目前已患病一、概念筛筛检试验诊断试验目的区别无症状的早期病人及病人与健康人区别病人与可疑有病但实际无病的人对象健康或表面健康的人患者或可疑患者为要求快速、简便、灵敏度高复杂、准确、特异性高费用一般应使用简便、价廉的方法一般在医院内进行，花费较高结果处理阳性者须作进一步的诊断或干预阳性者要给予治疗筛检试验和诊断试验的区别一、概念二、筛检的分类和实施的原则（一）筛检的分类

1.根据筛检对象的范围不同可分为（1）人群筛检：对一般人群进行筛检，找出其中可疑患某病的人，然后对其进一步进行诊断及治疗。（2）目标筛检：

高危人群筛检，对有某种暴露的人群或高危人群等进行定期健康检查，以早期发现病人，及时给予治疗。

2.根据筛检方法的数量多少，筛检也可分为（1）单项筛检（singlescreening）（2）多项筛选（multiplescreening）二、筛检的分类和实施的原则所有的筛检项目是否都应该被推广？（二）筛检实施原则1.

筛检项目应该是公认确实需要的：重大公共卫生问题，患病率不能很低2.

筛检之初一定要明确筛检的目的：筛检属于几级预防？3.

筛检的目标人群应该明确4.

有筛检项目有效的科学证据5.

筛检项目应该与教育、检测、临床服务及项目管理相结合（二）筛检实施原则6.

筛检项目有质量保证，使筛检的潜在风险降低至最小7.

筛检项目应该做的知情同意，保护隐私，并尊重筛检对象的自主选择权利8.

筛检应该促进整个筛检目标人群的公平性和可及性9.

项目伊始就应该规划项目的评价10.

筛检的总体益处应该大于危害（三）筛检目的和用途1.

早发现早诊断早治疗2.

高危人群预防3.

揭示疾病冰山现象4.

指导卫生资源的分配PART02设计与实施

金标准（goldenstandard）又称为标准诊断、标准试验，是指目前医学界公认的诊断某种疾病最准确的方法。

临床常用的金标准包括组织病理学检查、外科手术所见、特殊的影像学检查、尸体解剖等。一、确定金标准

研究对象应该能够代表筛检试验可能应用的目标人群金标准确定阳性组纳入各种类型的病人。金标准诊断阴性组选择非病人，年龄、性别与阳性者可比；根据需要选择需要与研究疾病鉴别的其他病人。二、研究对象

1.当待评价筛检或诊断试验的灵敏度和特异度均接近50％，其计算公式为三、样本量

n

:所需样本量。：为容许误差，一般定为0.05或0.1。p：为待评价诊断试验的灵敏度或特异度的估计值，计算金标准诊断阳性组样本量时p为灵敏度，计算对照组样本量p为特异度。α：为第一类错误的概率，一般取0.05。uα：为标准正态分布中下侧累计概率等于α/2时的界值。2.当待评价筛检或诊断试验的的灵敏度/特异度小于20%或大于80%，其计算公式为三、样本量

四、确定筛检试验界值

糖尿病病人理性的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布人数血糖正常人四、确定诊断试验的界值现实的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布人数血糖糖尿病病人重叠正常人四、确定诊断试验的界值四、确定筛检试验界值

（一）确定界值的原则1.预后差，漏诊可能后果严重，早期诊断可以获得较好的治疗效果→高灵敏度2.预后不严重，而现有诊疗方法不甚理想，但误诊一个非病人为病人时后果严重→高特异度3.当假阳性和假阴性的重要性相等时→病人与非病人分布的交界处，或正确诊断指数最大处四、确定诊断试验的界值（三）确定诊断试验界值的方法1.统计分析方法

正态分布法均数±1.96标准差百分位数法

ROC曲线法

2.依据临床需要确定界值

四、确定诊断试验的界值PART03筛检试验的评价评价内容1、真实性：诊断试验能在多大程度上进行正确诊断，反映出真实的情况2、可靠性：重复进行诊断试验的稳定性3、收益：应用诊断试验后，判断正确的可能性；新确诊病例的数量及预后状况；卫生经济学评价一、真实性的评价筛检试验(screening)金标准(goldstandard)合计(total)患者(patient)非患者(non-patient)阳性(positive)真阳性(TP)

A假阳性(FP)

BR1阴性(negative)假阴性(FN)

C真阴性(TN)

DR2合计(total)C1C2N真实性（validity）有效性、效度、准确性，是指诊断试验所获得的测量值与实际值的符合程度

诊断试验检测结果与金标准诊断结果的比较灵敏度（sensitivity）假阴性率（falsenegativerate）漏诊率一、真实性的评价

诊断试验检测结果与金标准诊断结果的比较筛检试验(screening)金标准(goldstandard)合计(total)患者(patient)非患者(non-patient)阳性(positive)真阳性(TP)

A假阳性(FP)

BR1阴性(negative)假阴性(FN)

C真阴性(TN)

DR2合计(total)C1C2N

特异度（specificity）假阳性率（falsepositiverate）误诊率一、真实性的评价灵敏度（sensitivity）假阴性率（falsenegativerate）

特异度（specificity）假阳性率（falsepositiverate）一、真实性的评价案例：中国人群中糖化血红蛋白（HbA1c）对糖尿病的诊断作用糖耐量试验一、真实性的评价案例：中国人群中糖化血红蛋白（HbA1c）对糖尿病的诊断作用糖耐量试验灵敏度最高误差最小特异度最高正常人糖尿病病人血糖阳性界值的高低对灵敏度、特异度的影响人数血糖水平四、确定诊断试验的界值灵敏度最高正常人糖尿病病人血糖阳性界值的高低对灵敏度、特异度的影响人数血糖水平假阳性（误诊）四、确定诊断试验的界值正常人特异度最高糖尿病病人血糖阳性界值的高低对灵敏度、特异度的影响人数血糖水平假阴性（漏诊）流行病学（第9版）血糖测定诊断糖尿病的ROC曲线截断点CutoffpointROCcurvefordiagnosisofdiabetesusingbloodglucose横轴表示假阳性率(1-特异度)纵轴表示真阳性率(灵敏度)点代表筛检试验的特定阳性标准值相对应的灵敏度和特异度对子四、确定诊断试验的界值一、真实性的评价

诊断试验结果与金标准诊断结果比较诊断试验金标准合计阳性者阴性者阳性真阳性

A假阳性

BR1阴性假阴性

C真阴性

DR2合计C1C2N约登指数（Youden’sindex）

＝（特异度＋灵敏度）－1＝1－（假阳性率＋假阴性率）

阳性似然比(positivelikelihoodratio，＋LR）阴性似然比(negativelikelihoodratio，－LR）

其他指标：ROC曲线一致率和

Kappa分析等一、真实性的评价案例：中国人群中糖化血红蛋白（HbA1c）对糖尿病的诊断作用糖耐量试验一、真实性的评价案例：中国人群中糖化血红蛋白（HbA1c）对糖尿病的诊断作用糖耐量试验二、可靠性的评价可靠性（reliability）是指在相同条件下，诊断试验对同一研究对象重复检测结果的稳定程度。（一）

评价指标

1.定量指标标准差、变异系数、t检验

2.定性指标（1）符合率(agreementrate）又称一致率、准确度(accuracy）一致率test2test1TotalPositiveNegativePositiveABR1NegativeCDR2TotalC1C2N二、可靠性的评价test2test1TotalPositiveNegativePositiveABR1NegativeCDR2TotalC1C2N（2）一致性检验（Kappa检验）是评价不同地点或不同操作者对同一试验结果一致性的指标，它考虑了机遇因素对一致性的影响并且加以校正，从而提高了判断的有效性。取值范围：-1和＋1之间Kappa值

=实际一致性/非机遇一致性观察一致性机遇一致性非机遇一致性实际一致性Kappa值判断标准Kappa值一致性强度＜0弱0～0.2轻0.21～0.40尚好0.41～0.60中度0.61～0.80高度0.81～1最强（二）影响可靠性的因素1.受试者生物学变异，生理、精神状态和生物节律等；

2.实验室因素实验所用的仪器、设备、试剂、时间和温度等；

3.观察者同一观察者或不同观察者对相同受试者的同一指标测量时，其结果会不一致。

二、可靠性的评价（一）预测值（predictivevalue，PV）1.定义预测值是应用诊断试验结果来估计受检者患病与否及其可能性大小的指标。阳性预测值（positivepredictivevalue，PV＋）是筛检试验结果为阳性的对象中真正是“病人”（金标准阳性）的概率。对于一项诊断试验来说，阳性预测值越大越好。阴性预测值（negativepredictivevalue，PV-）是筛检试验为阴性结果中真正无病（金标准阴性）的概率。该值也是越大越好。三、收益筛检金标准TotalPositiveNegativePositiveABR1NegativeCDR2TotalC1C2N2.预测值计算方法（1）直接计算法当基于横断面设计的筛检试验的评价（包括在社区开展的和在医院以连续“病人”为研究对象）时

三、收益筛检金标准TotalPositiveNegativePositiveABR1NegativeCDR2TotalC1C2N案例：中国人群中糖化血红蛋白（HbA1c）对糖尿病的诊断作用糖耐量试验三、收益2.预测值计算方法（2）间接计算法基于病例-非病例设计的筛检试验的评价，金标准判断为阳性的“病例组”和金标准判断为阴性的“非病例组”的构成不能代表目标人群患病和非患病的自然状况下的比例。三、收益test2test1TotalPositiveNegativePositiveABR1NegativeCDR2TotalC1C2N3.灵敏度、特异度和疾病的现患率与预测值的关系

（1）灵敏度、特异度一般来说，患病率相同时，筛检试验的灵敏度越高，则阴性预测值越高，医生更有把握判断阴性结果的受试者为非病人；反之情况相反。三、收益3.灵敏度、特异度和疾病的现患率与预测值的关系

（1）灵敏度、特异度一般来说，患病率相同时，筛检试验的灵敏度越高，则阴性预测值越高，医生更有把握判断阴性结果的受试者为非病人；反之情况相反。（2）疾病的患病率当一项筛检试验的灵敏度和特异度确定后，阳性预测值和患病率成正比，阴性预测值和患病率成反比。三、收益

患病率(%)

灵敏度(%)

特异度(%)

试验结果金标准诊断合计

阳性预测值(%)阴性预测值(%)阳性阴性1.522.999.8＋34205463.0

－11698309946

98.8

合计150985010000

1.544.399.0＋669816440.2

－8497529836

99.1

合计150985010000

2.544.399.0＋1119720853.3

/p>

98.6

合计250975010000

患病率、灵敏度、特异度与预测值的关系三、收益（二）

生物学效果

灵敏度越高，发现的（新）病例相应越多，漏诊率也就越低并且早发现、早诊断、早治疗带来的治愈率、阴转率和生存率等相应越高，病死率相应越低。

病死率、死亡率、生存率

筛检组未筛检组比较三、收益

（三）卫生经济学评价

1.成本效益分析狭义的成本只包括用于筛检试验的直接费用，而广义的成本应包进行试验所花费的全部费用；

2.成本效果分析效果是指通过筛检试验所取得的生物学效果，包括延长寿命，提高生存率等；

3.成本效用分析效用是指生活质量改善等，可用质量调整寿命年的增加，伤残调整寿命年的减少等指标来表示。三、收益练习在一项52000人群社区大肠癌筛查的过程中，首先采用问卷调查筛选出高危人群156人。对这156人均开展便潜血试验和结肠镜检查（“金标准”）。其中便潜血阳性的99名中，结肠镜检查出72例为大肠癌；便潜血阴性的57名中，结肠镜检查出9例为大肠癌。(1)便潜血方法筛检大肠癌的灵敏度和特异度为多少？(2)高危人群中便潜血方法检查结果为阳性者，患大肠癌的可能性分别有多大？高危人群为阴性者，不患大肠癌的百分比有多少？(3)问卷筛出的高危人群的大肠癌的患病率是多少？PART04提高筛检试验效率的方法一、选择患病率高的人群

选择患病率高的人群进行诊断试验是提高预测值的手段

二、采用联合试验

1.并联试验（paralleltest）也叫平行试验，即同时应用多个诊断试验进行诊断，只要有任何一项试验结果为阳性就可定为阳性，只有全部试验结果均为阴性才将最终结