第七章诊断试验的评价课件.ppt

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1、第七章 诊断试验评价,内容 概述诊断试验的评价提高诊断试验效率的方法诊断试验评价的设计,第一节 概述,临床诊断疾病的方法与指标不断更新，并被医生大量应用于各种各样的患者。患者交费、等待、楼上楼下地跑来跑去，伴随着疾病带来的痛苦，作为医生是否清楚哪些检查才是对诊断疾病有用的？,第一节 概述,诊断试验（diagnostic test）的概念 是指应用各种实验、医疗仪器等手段对病人进行检查，以确定或排除疾病的试验方法。,诊断试验的范畴,各种实验室检查病史和体检获得的临床资料X线、B超、核素等影像学检查各种临床公认的诊断标准,诊断试验评价的意义,1、对诊断试验的应用价值进行科学评价。2、为临床医生合理

2、选用诊断试验并正确解释其结果提供科学依据。临床和科研工作中怎样选择诊断试验?诊断疾病：灵敏度和特异度高诊断无症状患者：简便、经济、安全易接受疾病随访：重复性好,影响因素少,诊断试验的目的:是把病人与可疑有病、但实际无病的人区别开来，以便对确诊的病人给予相应的治疗。,为什么要评价诊断试验新的诊断试验方法不断被提出现有诊断方法缺陷需要新的方法对诊断结果的解释（指导临床实践）阳性结果 阴性结果 是否受患病率的影响,上海医科大学临床流行病学中心调查结果,抽查了有关诊断试验评价的论著112篇 1985、1995年在5种中华医学会系列杂志发表结果：90%以上的论著设计不合理 缺乏金标准：18篇进行评价 仅

3、有阳性率：40篇（无敏感度、特异度等评价 指标）用LR（似然比）和AUCROC（ROC曲线下面积）：0,多数论著的设计：选择一组病例，一组对照(其他病人或健康人)，再应用新的诊断试验进行测定，然后两组比较了解其诊断价值。临床流行病学对诊断试验评价的研究设计方法尚不普及，许多临床医师对评价指标尚不了解，要提高我国诊断试验评价的研究水平还需要做不少工作。,第二节 诊断试验的评价,诊断实验的评价主要包括：,真实性（validity）可靠性(reliability)实用性,图2 筛检/诊断试验的评价程序,表1 诊断试验评价整理表,整理评价结果,1、真实性（validity）诊断试验所获得的测量值与实际

4、值相符合的程度,亦称效度，又称准确性。,1、灵敏度与假阴性率 灵敏度(sensitivity)(真阳性率)即实际有病而按该诊断试验被正确地判为有病的百分比。反映诊断试验发现病人的能力。,假阴性率(false negative rate)(漏诊率)即实际有病而被该诊断试验错误地判段为无病的百分比。反映的是诊断试验漏诊病人的情况。,2、特异度与假阳性率 特异度(specificity、Sp)(真阴性率)实际无病按该诊断试验被正确地判为无病的百分比。反映诊断试验确定非病人的能力。,假阳性率(false positive rate、FP)(误诊率)即实际无病，但根据该诊断试验被定为有病的百分比。反映的

5、是诊断试验误诊病人的情况。,3、约登指数（Youdens index，YI）又叫正确指数，反映诊断试验发现病人与非病人的总能力。YI=Se+Sp-1（灵敏度特异度）1 1（假阳性率假阴性率）r值范围在01之间 r越大，准确性越高，与实际越符合,真阳性率,真阴性率,4 符合率（agreement rate）,概念：是指诊断试验中真阳性和真阴性之和占受检人数的比例，也是诊断试验结果与金标准结果的符合程度。反映正确诊断患者与排除非患者的能力。计算：符合率=（a+d）/N,5、预测值,反映诊断试验结果与实际结果符合的概率阳性预测值（positive predictive value,+PV）阴性预测值

6、（negative predictive value,-PV）,阳性预测值（+PV）：是指诊断试验阳性结果中真正有病的概率。,阴性预测值（-PV）：是指诊断试验阴性结果中真正无病的概率。,例 阳性预测值的计算,AFP诊断肝癌，灵敏度80，特异度90患病率10/10万人肝癌非肝癌AFP+8 9999 10007+PV=0.08%AFP-289991 89993Total1099990100000Pre=10/10万,6.似然比(likelihood ratio,LR),诊断试验阳性或阴性的结果分别在患者中出现的概率与非患者中出现的概率之比。是一个相对稳定的综合性评价指标，不受患病率影响。,阳性似

7、然比 诊断试验结果的真阳性率与假阳性率之比。比值越大诊断价值越高。,阴性似然比 诊断试验结果的假阴性率与真阴性率之比。比值越小诊断价值越高。,例题 计算,酶联吸附法（ELISA）检查科萨奇病毒B感染与微量中和法（金标准）结果比较：,评价Elisa法诊断萨奇病毒B感染的真实性的几个指标,灵敏度和假阴性率（85%、15%）特异度和假阳性率（80%、20%）约登指数（65%）符合率（81.67%）预测值（阳性和阴性）（阳性68%、阴性91.43%）似然比（阳性和阴性）（阳性4.25、阴性0.19）,（二）有关真实性评价指标的关系及其应用,1、灵敏度和特异度的关系：两个指标是评价一项诊断试验真实性的基

8、本指标。理想化的诊断试验二者应均为100%，现实不大 可能。,（二）各种真实性评价标的关系,受检眼数,对大多数诊断试验而言，患者与非患者检查结果的分布总有不同程度的重叠。当试验方法和阳性标准固定时，灵敏度和特异度是恒定的。两个指标会随着诊断试验标准的改变而改变。,选择诊断标准的原则如下：,1)选择高灵敏度诊断试验，目的是尽可能发现可疑病人，避免漏诊。某种疾病的早期发现、早期诊断将使病人获得有效治疗和康复，漏诊将会造成严重后果。,）选择高特异度诊断试验，避免误诊。误诊将会对病人造成严重的心理、生理和经济上的影响。对某种疾病的诊断持怀疑态度，需确定诊断。）选择灵敏度和特异度均较高的诊断试验如果某种

9、疾病漏诊和误诊同等重要，应将诊断试验阳性界值定在灵敏度和特异度均较高的位置或在正确诊断指数最大处。,2、预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系,影响预测值的因素：（1）疾病的患病率：灵敏度和特异度不变时，阳性预测值随患病率上升而上升，阴性预测值随患病率的上升而下降，患病率对阳性预测值的影响更明显。（2）灵敏度：患病率不变时，灵敏度越高的试验，阴性预测值越高。（3）特异度：患病率不变时，特异性越高的试验，阳性预测值越高。,预测值、患病率、特异度、灵敏度之间的关系,P：患病率 Se:灵敏度Sp:特异度,预测值与患病率,备注：阳性预测值随患病率上升而上升。,摘自(流行病学进展第4卷，施侣元，1986)

10、,表2患病率相同，灵敏度、特异度不同时糖尿病筛检结果,备注：患病率不变时，灵敏度越高的试验，阴性预测值越高。患病率不变时，特异性越高的试验，阳性预测值越高。,备注：灵敏度和特异度不变时，阳性预测值随患病率上升而上升，阴性预测值随患病率的上升而下降，患病率对阳性预测值的影响更明显。,预测值%,患病率（%）,与预测值有关的因素：患病率：患病率越高，阳性预测值越高患病率不变时，灵敏度越高，阴性预测值越高；特异度越高，阳性预测值越高。灵敏度与特异度不变，患病率与阳性预测值成正比,与阴性预测值成反比。,（三）ROC曲线法Receiver Operator Characteristic Curve,ROC

11、曲线,受试者工作特征曲线ROC曲线是用真阳性率(灵敏度)和假阳性率(1-特异度)作图所得曲线；表示灵敏度和特异度之间的关系。,例1、CK试验诊断心肌梗死(灵敏度和特异度),心肌梗死组 CK水平无心肌梗死组354800 84400 740001536001932001397(42%)2801118133240129(99%)119200121160030120530215(93%)80168131540114(88%)26 2 088230130,CK诊断心梗的ROC曲线,假阳性率,真阳性率（灵敏度）,截断点：灵敏度和特异度相对较高,特异度,CK和EKG诊断心梗ROC曲线比较,假阳性率,真阳性率

12、（灵敏度）,曲线顶点与纵坐标更接近者，属于更好的诊断试验,ROC曲线的用途,用于最佳的诊断试验分界值的选择;比较两种或两种以上诊断试验的价值.,ROC曲线的优点与局限性,优点简单、直观；综合反映灵敏度与特异度；与人群患病率无关,局限性不反映样本量；不直接显示判断值。,休息一下,二、诊断试验可靠性(reliability)的评价 指诊断试验在相同条件下进行重复操作获得相同结果的稳定程度。又称信度、精确度或可重复性。可靠性的评价主要是检验测量变异的大小。,（一）影响可靠性的因素：1.受试对象生物学变异 个体内变异（同一指标在同一受试者身上重复测量，时间、地点、生理、情绪影响，结果不同）和个体间变异

13、2.观察变异：指观察者对测量结果判断的不一致而导致的差异，不同的观察者技术熟练不同，同一观察者不同时间不同地点结果不同。3.试验方法的差异：方法不稳定，仪器、试剂、温度等条件和环境变化，结果出现误差。,（二）评价可靠性的指标,变异系数（coefficient of variance,CV)符合率(agreement rate,or accuracy)诊断试验一致性分析（kappa值),当某试验做定量测定时，可用变异系数来表示可靠性。变异系数是所测指标的标准差和均数之比。比值越小，可靠性越好。变异系数（CV）=测定值均数的标准差/测定值均数,1 变异系数,2 符合率,概念：又称准确度。定性测定中

14、，同一批研究对象两次实验结果均为阳性与均为阴性的人数占所有进行实验人数的比率。可用于两个医师诊断同一组病人，或者同一医师两次诊断同一组病人的结果。,符合率=（a+d）/(a+b+c+d)100%,调整一致率,3.诊断试验一致性分析 Kappa值计算,衡量临床医生的诊断水平如何，他们之间对同一人群的诊断结果是否存在差异，可采用Kappa值分析。Kappa值表示不同操作者对同一试验结果，或同一操作者不同时间判断同一批结果的一致性强度的指标。Kappa值考虑了机遇因素对一致性的影响并加以校正，从而提高了判断的有效性。,3.诊断试验一致性分析 Kappa值计算,甲、乙医生阅读同样100张胸部X线片的诊

15、断一致性,观察一致率(po)=（a+d）/N po=46+32/100=78%机遇一致率(pc)=(r1 c1)/N+(r2 c2)/N/N pc=(5658)/100+(4442)/100)/100=51%非机遇一致率=1-pc 非机遇一致率=100%-51%=49%实际一致率=po-pc 实际一致率=78%-51%=27%Kappa值=（po-pc/（1-p c）Kappa值=27%/49%=0.55,Kappa值计算,甲医生两次阅读同样100张胸部X线片的一致率,观察一致率(po)=（a+d）/N po=69+19/100=88%机遇一致率(pc)=(r1 c1)/N+(r2c2)/N)

16、/N pc=(8070)/100+(2030)/100)/100=62%非机遇一致率=1-pc 非机遇一致率=100%-62%=38%实际一致率=po-pc 实际一致率=88%-62%=26%Kappa值=（po-pc）/（1-pc）Kappa值=26%/38%=0.68,Kappa值判断标准,Kappa值 一致性强度 1 完全一致-1 完全不一致 0 完全由机遇所致 0.40.75 中度、高度一致 0.75 极好的一致性 0.40 一致性差,三、诊断试验的实用性评价,简单实用？迅速用于临床？步骤、方法、仪器设备、试剂。注意事项？病人和患者接受？-伦理、创伤性成本:社会效益、经济效益、成本效益

17、,第三节 提高诊断试验效率的方法,一、选择患病率高的人群,灵敏度与特异度不变，患病率与阳性预测值成正比,二、联合试验,串联：系列试验：A和B,只有全部试验皆为阳性，才认为是阳性（有病）增加了特异度；但降低了灵敏度和增大了漏诊。,串联试验适用于：1、虽然有几项试验方法，但是单项试验特异度不高2、慢性病，不一定需要迅速作出诊断，但需要增加正确性3、诊断某冰的某项试验危险昂贵，可先选择简单安全的试验串联。串联试验的灵敏度=A试验的灵敏度 B试验的灵敏度串联试验的特异度=A试验的特异度+B试验的特异度（1-A试验的特异度）原则：先用特异度高的试验再用灵敏度高的试验，减少成本，提高效率。,并联：平行试验

18、：A或B,只要有一个试验为阳性，就判定为阳性（有病）提高了灵敏度，但特异度下降和增大了误诊。,并联试验适用于：1、疾病对人群影响很大，目前尚未找到一种高灵敏的试验有效确诊，但已有几项现存的不太灵敏的试验2、对于住院或急症病人、复诊困难的病人、医疗条件不足的病人，急需做诊断。并联试验的灵敏度=A试验的灵敏度+B试验的灵敏度（1-A试验的灵敏度）并联试验的特异度=A试验的特异度 B试验的特异度,第四节 诊断试验评价的设计,基本方法,确定金标准研究对象和选择和分组同步盲法测试研究对象并比较考虑样本含量和代表性,一、确定金标准,金标准（Gold standard）：是指当前医学界公认的诊断或排除某病最

19、可靠的诊断方法。这种公认的、可靠的、准确的诊断方法，在诊断试验中称之为。The best available test that is used as comparison is called the GOLD STANDARD 如病理检查(活检、尸检)、手术探查、病原体的分离及抗体检测、特殊影象学检查等。有些疾病尚无特异性诊断标准，则以专家制订、得到公认的临床诊断标准为依据。目的：将研究人群准确地分为有病和无病两组,冠心病:冠状动脉造影肿瘤:病理学检查肾结石:手术发现,例：,金标准具有创伤性，因此探求一些新的诊断方法（诊断试验），并比较其与金标准的差别、得失及推广价值有现实意义。,二、研究对

20、象的选择诊断试验的研究对象应是临床上所见到的病人，包括两类人群：一类是用金标准确诊的“有病”的病人，一类是用金标准证实为“无病”的对照人群病例组应包括各种临床类型的病例；,病例的代表性：临床各型(轻、中、重)临床各期(早、中、晚)有无并发症,对照：,在临床表现上与目标病例容易混淆的病例，这样的对照具有鉴别诊断的价值；正常人一般不纳入对照组选择对照组在年龄、性别及某些重要的生理状态方面与病例组具有可比性,必须遵循随机化的原则。而且病例组和对照组应该同时进入研究，同时接受“金标准”的检测。,三、样本含量的估计预先设置待评价筛检试验的灵敏度待评价筛检试验的特异度容许误差,当灵敏度和特异度均接近50%时，可用近似公式如下计算样本量。当灵敏度或特异度小于20%或大于80%时，资料呈偏态分布，可用公式如下计算样本量。,四、确定诊断试验的分界值（截断点、阈值、临界点）：,均数加减标准差法（正态分布）百分位数法（偏态或类型不确定）临床判断法ROC曲线法,五、与金标准同步进行盲法比较,用金标准将研究对象分为病人和非病人两组，用待评价的诊断方法对研究对象同步盲法测量，并将两次测量结果进行比较，并用评价指标评价诊断试验的诊断价值。同步：同时间、同地区、同人群盲法：测量者不了解其他情况。,思 考 题,1、一项诊断试验可以从哪几个方面进行评价？2、如何提高诊断试验的效率？,谢谢,！,