1-诊断试验的临床效能评价2014-10-29医学PPT课件.ppt

诊断试验的诊断试验的临床效能评价临床效能评价第十七章第十七章P2842014-10-29诊断试验诊断试验(diagnostictest)筛检试验筛检试验(screeningtest)指应用实验、仪器设备等手段对指应用实验、仪器设备等手段对疾病进行诊断的一切检测方法。疾病进行诊断的一切检测方法。1诊断试验临床评价的意义、内容和原则诊断试验临床评价的意义、内容和原则癌胚抗原（癌胚抗原（CEA）结肠癌结肠癌 (+)其他癌症其他癌症 (+)20%未患癌症未患癌症的吸烟者的吸烟者 CA724检验结果检验结果8.9U/ml说明了什么？说明了什么？35U/ml呢？呢？150U/ml呢？仅仅知道参考范围行吗？呢？仅仅知道参考范围行吗？CA724（+）、）、CEA（-）、）、CA199（+）、胃镜）、胃镜（提示炎症）、钡餐（提示炎症）、钡餐（-），怎样向病人解释？），怎样向病人解释？CA724、CEA、CA199、胃镜、钡餐等等对胃癌、胃镜、钡餐等等对胃癌的诊断效率如何？的诊断效率如何？胃癌的诊断、鉴别、筛查应该申请哪些检查？胃癌的诊断、鉴别、筛查应该申请哪些检查？内容概要内容概要2真实性评价的研究设计真实性评价的研究设计3真实性评价方法真实性评价方法4可靠性和实用性评价可靠性和实用性评价5提高诊断试验效率的方法提高诊断试验效率的方法6参考区间和医学决定水平参考区间和医学决定水平1意义、内容和原则意义、内容和原则 指导临床使用高效能项目指导临床使用高效能项目 正确理解和应用诊断试验的测量结果正确理解和应用诊断试验的测量结果 便于数据挖掘和知识发现便于数据挖掘和知识发现 有利于检验医学咨询工作的开展有利于检验医学咨询工作的开展一、效能评价意义一、效能评价意义二、效能评价内容二、效能评价内容 可靠性（可靠性（reliability）实用性（实用性（practicability）真实性（真实性（validity）三、效能评价原则三、效能评价原则1.遵循循证医学遵循循证医学2.以金标准为依据以金标准为依据3.选择恰当的研究对象选择恰当的研究对象4.避免偏移避免偏移避免偏移避免偏移 在相同的条件下以在相同的条件下以盲法同步盲法同步地地用被研究、评价的试验方法测试所用被研究、评价的试验方法测试所有研究对象，以避免信息偏移。有研究对象，以避免信息偏移。例如，评价心电图运动试验诊断冠心病的价例如，评价心电图运动试验诊断冠心病的价值，采用冠状动脉造影主干狭窄值，采用冠状动脉造影主干狭窄75作为作为诊断冠心病的诊断冠心病的“金金”标准，考虑到冠状动脉标准，考虑到冠状动脉造影检查的创伤性和患者的依从性，凡心电造影检查的创伤性和患者的依从性，凡心电图运动试验阳性，都被送去做冠状动脉造影，图运动试验阳性，都被送去做冠状动脉造影，而心电图运动试验阴性者只抽出而心电图运动试验阴性者只抽出l/10病例去做病例去做冠状动脉造影。冠状动脉造影。结果夸大了心电固运动试验的敏感度，造成偏倚结果夸大了心电固运动试验的敏感度，造成偏倚 诊断的准确性诊断的准确性 灵敏度灵敏度Sen特异度特异度Spe2真实性评价的研究设计真实性评价的研究设计上海医科大学临床流行病学中心调查结果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抽查了有关诊断试验评价的论著112篇篇(19851995年在年在5种中华医学会系列杂志发表种中华医学会系列杂志发表)结果：结果：90%以上的论著设计不合理以上的论著设计不合理缺乏金标准缺乏金标准：18篇篇仅有阳性率仅有阳性率：40篇篇（无敏感度、特异度等评价指标）（无敏感度、特异度等评价指标）用用LR（似然比）和（似然比）和AUCROC（ROC曲线下面积）：曲线下面积）：0 用金标准确诊区分某病的病人用金标准确诊区分某病的病人和非病人，再应用待评价的诊断试和非病人，再应用待评价的诊断试验同步、盲法测定这些研究对象，验同步、盲法测定这些研究对象，用某些指标对诊断试验的真实性、用某些指标对诊断试验的真实性、稳定性和实用性进行评价。稳定性和实用性进行评价。诊断试验评价的基本方法诊断试验评价的基本方法一、确定研究目标一、确定研究目标 评价的试验是什么评价的试验是什么 试验观察的内容试验观察的内容 该研究的临床实际意义该研究的临床实际意义 新应用或已应用成熟试验新应用或已应用成熟试验 已有类似或可与之竞争的试验已有类似或可与之竞争的试验 试验在研究期间可能发生的变化试验在研究期间可能发生的变化二、选择二、选择金标准金标准(goldstandard)指被公认的诊断疾病指被公认的诊断疾病最可靠最可靠的方法，的方法，金标准能正确地区分受试者患病与否。金标准能正确地区分受试者患病与否。如：冠心病如：冠心病-冠脉造影；肾炎冠脉造影；肾炎-肾组织活检；肾组织活检；胆结石胆结石-手术所见；心肌病手术所见；心肌病-心内膜下活检；心内膜下活检；肿瘤肿瘤-病理活检；病理活检；肝纤维化肝纤维化-肝穿刺活检肝穿刺活检金标准选择缺陷实例金标准选择缺陷实例 该文以免疫荧光技术为金标准，评价该文以免疫荧光技术为金标准，评价PCR技术检测患者宫颈管细技术检测患者宫颈管细胞碎片中沙眼衣原体的敏感性。试验对象为妇产科门诊就诊、患有胞碎片中沙眼衣原体的敏感性。试验对象为妇产科门诊就诊、患有不同程度的宫颈感染或不孕症患者共不同程度的宫颈感染或不孕症患者共77例。结果：免疫荧光技术阳例。结果：免疫荧光技术阳性性7例，且这例，且这7例阳性标本的例阳性标本的PCR检测结果亦为阳性，据此认为检测结果亦为阳性，据此认为PCR方法敏感性为方法敏感性为100。例例1用用PCR技术检测沙眼衣原体主要外膜蛋白基因序列技术检测沙眼衣原体主要外膜蛋白基因序列摘自摘自上海医学检验杂志上海医学检验杂志，1995年第年第l0卷卷82页页)诊断衣原体的诊断衣原体的“金标准金标准”是从细胞培养中分离衣原体。是从细胞培养中分离衣原体。免疫荧光技术为新方法，特异性好，但敏感性较细胞培养技术差免疫荧光技术为新方法，特异性好，但敏感性较细胞培养技术差背景背景以不可靠的诊断方法作为金标准以不可靠的诊断方法作为金标准 评析评析 金标准选择缺陷实例金标准选择缺陷实例 例例2糖尿病患者尿液转铁蛋白检测的临床意义糖尿病患者尿液转铁蛋白检测的临床意义中华内科杂志中华内科杂志，l997年第年第36卷第卷第3期期165页页)该研究对非胰岛素依赖型糖尿病患者进行了尿液转铁蛋白测定，该研究对非胰岛素依赖型糖尿病患者进行了尿液转铁蛋白测定，并与其他诊断糖尿病肾病的其他早期诊断指标并与其他诊断糖尿病肾病的其他早期诊断指标尿微量白蛋白、尿微量白蛋白、2微球蛋白、微球蛋白、N-乙酰乙酰-P-D-氨基葡糖苷酶等进行比较，以期探讨氨基葡糖苷酶等进行比较，以期探讨尿液微量尿液转铁蛋白测定在糖尿病肾病早期诊断中的临床意义。尿液微量尿液转铁蛋白测定在糖尿病肾病早期诊断中的临床意义。背景背景诊断糖尿病肾病的金标准为肾活检诊断糖尿病肾病的金标准为肾活检尿微量白蛋白、尿微量白蛋白、2微球蛋白、微球蛋白、N-乙酰乙酰-P-D-氨基葡糖苷酶等早期氨基葡糖苷酶等早期诊断指标不能反映糖尿病肾病的肾脏损伤情况。诊断指标不能反映糖尿病肾病的肾脏损伤情况。缺乏金标准缺乏金标准 评析评析 三、选择恰当的研究对象三、选择恰当的研究对象对照组对照组病例组病例组健康者健康者其他疾病其他疾病的患者的患者金标准证实的患者金标准证实的患者临床类型临床类型:轻、中、重型轻、中、重型 早、中、晚期早、中、晚期 可按照估计总体率的样本含量估可按照估计总体率的样本含量估算方法，分别计算算方法，分别计算“病例组病例组”样本含量样本含量n1及及“对照组对照组”样本含量样本含量n2。Z2Sen(1Sen)n1=2Z2Spe(1Spe)2n2=估算样本量估算样本量四、数字的提取和数字化四、数字的提取和数字化临床效能评价最好利用工作中既往临床效能评价最好利用工作中既往测量结果测量结果为方便统计软件的使用，各种资料为方便统计软件的使用，各种资料必有数字化必有数字化五、诊断分界点五、诊断分界点理想的诊断试验理想的诊断试验正常群体与患者正常群体与患者群体分布曲线群体分布曲线 实际的诊断试验实际的诊断试验正常群体与患者正常群体与患者群体分布曲线群体分布曲线 D右移动，假阳性右移动，假阳性，假阴性，假阴性，灵敏度，灵敏度，特异度，特异度；D左移动，假阳性左移动，假阳性，假阴性，假阴性，灵敏度，灵敏度，特异度，特异度血糖试验血糖试验不同血糖水平阳性界值的灵敏度和特异度不同血糖水平阳性界值的灵敏度和特异度血糖水平血糖水平灵敏度灵敏度特异度特异度血糖水平血糖水平灵敏度灵敏度特异度特异度（mg/100ml）（）（）（mg/100ml）（）（）80100.01.215064.396.19098.67.316055.798.610097.125.317052.999.611092.948.418050.099.812088.668.219044.399.813081.482.420037.1100.014074.391.2灵敏度与特异度之间的关系灵敏度与特异度之间的关系当其中一个升高时，另一个必然降低当其中一个升高时，另一个必然降低3真实性评价方法真实性评价方法金金标标准准患某病患某病未患某病未患某病 合计合计诊诊断断试试验验阳性阳性真阳性真阳性（a）假阳性假阳性（b）a+b阴性阴性假阴性假阴性（c）真阴性真阴性（d）c+da+cb+dN四格表四格表一、一、灵敏度（灵敏度（sensitivity,Sen）又称又称真阳性率真阳性率（truepositiverate,TPR）即患者被判为阳性的概率即患者被判为阳性的概率,反映检出反映检出患者的能力。患者的能力。Sen=a/(a+c)abcd假阴性率假阴性率,即即漏诊率漏诊率FNR=c/(a+c)=1Sen假阳性率假阳性率,即即误诊率误诊率FPR=b/(b+d)=1Spe二、特异度二、特异度(specificity,Spe)又称又称真阴性率真阴性率（truenegativerate,TNR）Spe=d/(b+d)abcd三、尤登指数三、尤登指数（Youdensindex）又称又称正确指数正确指数指指灵灵敏敏度度和和特特异异度度之之和和减减去去1，是是综综合合评评价价真真实实性性的的指指标标。理理想想的的试验应为试验应为1。其计算公式为：。其计算公式为：尤登指数尤登指数=(Sen+Spe)1四、准确度四、准确度(accuracy，Acc)也称也称效率效率（efficiency）用真阳性与真阴性人数用真阳性与真阴性人数之和占受试人数的百分率表之和占受试人数的百分率表示。理想的试验应为示。理想的试验应为100%。其计算公式为：其计算公式为：Acc=(a+d)/N100abcd五、似然比五、似然比likelihoodratio，LR指患病人群中试指患病人群中试验结果的概率与无验结果的概率与无病人群中试验结果病人群中试验结果概率之比。概率之比。阴性似然比阴性似然比阳性似然比阳性似然比FPRTPR+LR=bb+daa+c/Sen1-Spe=abcd 阳性似然比（阳性似然比（+LR）用以描述诊断性试验阳性时，患病用以描述诊断性试验阳性时，患病与不患病的机会比。若该比值越大，患与不患病的机会比。若该比值越大，患病的概率也越大。病的概率也越大。阴性似然比（阴性似然比（-LR）TNRFNR-LR=db+dca+c/1-SenSpe=abcd 用以描述诊断性试验阴性时，患病用以描述诊断性试验阴性时，患病与不患病的机会比。若该比值越小，患与不患病的机会比。若该比值越小，患病的概率也越小。病的概率也越小。六、预测值六、预测值（predictivevalue，PV）亦称亦称预告值预告值 表示试验表示试验能做出正确判能做出正确判断的概率。断的概率。阴性预测值阴性预测值阳性预测值阳性预测值 阳性预测值阳性预测值（PPV）abcd指指真真阳阳性性人人数数占占试试验验结结果果阳阳性性人人数数的的百百分分比比，表表示示试试验验结结果果阳阳性者属于真病例的概率。性者属于真病例的概率。PPV=a/(a+b)100 阴性预测值阴性预测值（NPV）abcd指指真真阴阴性性人人数数占占试试验验结结果果阴阴性性人人数数的的百百分分比比，表表示示试试验验结结果果阴性者属于非病例的概率。阴性者属于非病例的概率。NPV=d/(c+d)100灵敏度灵敏度，阴性预测值，阴性预测值特异度特异度，阳性预测值，阳性预测值预测值与灵敏度、特异度的关系预测值与灵敏度、特异度的关系患病率不变患病率不变诊断试验的灵敏度和特异度并不能完全决定诊断试验的灵敏度和特异度并不能完全决定试验的阳性预测值，在很大程度上与人群某试验的阳性预测值，在很大程度上与人群某病的病的患病率患病率有关。有关。阳性预测值阳性预测值=患病率患病率灵敏度灵敏度患病率患病率灵敏度灵敏度+（1 1患病率）患病率）（1 1特异度）特异度）阴性预测值阴性预测值=（1-1-患病率患病率)特异度特异度（1 1患病率）患病率）特异度特异度+（1 1灵敏度）灵敏度）患病率患病率预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系指经诊断性试验检测的全部病例中指经诊断性试验检测的全部病例中真正有病患者所占的比例。真正有病患者所占的比例。在级别不同的医院中，某种疾病的在级别不同的医院中，某种疾病的患者集中程度不同，故患病率差别大，患者集中程度不同，故患病率差别大，从而影响阳性及阴性预测值的结果。从而影响阳性及阴性预测值的结果。患病率（患病率（Prev）Prev=abcd患病率患病率(%)灵敏度灵敏度(%)特异度特异度(%)诊断诊断结果结果诊诊断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摘自摘自(流行病学进展流行病学进展第第4卷，施侣元，卷，施侣元，1986)灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病诊断结果灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病诊断结果患病率：当患病率：当Sen、Spe不变时，不同患病率的人不变时，不同患病率的人群中，预测值不同。患病率群中，预测值不同。患病率低时低时，PV（+）下下降降；患病率；患病率高时高时，PV（+）上升上升。在患病率稳定时，在患病率稳定时，Sen升高升高，PV（+）下降下降。在患病率稳定时，在患病率稳定时，Spe升高升高，PV（+）上升上升。预测值的影响因素预测值的影响因素七、七、验前概率和验后概率验前概率和验后概率1.验前概率验前概率(pretestprobability)指指在在诊诊断断试试验验前前被被检检者者可可能能患患病病的的概概率率，同同患患病病率率就就诊诊率率拟拟诊率诊率2.验后概率验后概率(posteriorprobability)是是拟拟得得到到的的某某一一事事件件发发生生的的概概率率，可可通过验前概率修正的阳性预测值求得通过验前概率修正的阳性预测值求得验后概率验后概率=验前概率验前概率灵敏度灵敏度验前概率验前概率灵敏度灵敏度+（1 1验前概率）验前概率）（1 1特异度）特异度）思考题思考题1 1：某社区的人口为某社区的人口为5万人，现拟用血糖试验来万人，现拟用血糖试验来筛检糖尿病。不同的筛检标准及其准确性筛检糖尿病。不同的筛检标准及其准确性见下表：见下表：筛检标准筛检标准（mg/dl）灵敏度灵敏度特异度特异度13081.482.418050.099.8血糖试验不同筛检标准的准确性血糖试验不同筛检标准的准确性按下面按下面3种情况，分别列出四格表，通过计种情况，分别列出四格表，通过计算填入相应数字，并计算预测值。算填入相应数字，并计算预测值。（1）社区患病率为）社区患病率为1.0%，筛检标准为，筛检标准为130mg/dl（2）社区患病率为）社区患病率为1.0%，筛检标准为，筛检标准为180mg/dl（3）社区患病率为）社区患病率为2.0%，筛检标准为，筛检标准为180mg/dl问题问题1 1：通过本题的学习，试总结各项通过本题的学习，试总结各项指标间的相互关系。指标间的相互关系。问题问题2：患病率患病率筛检筛检标准标准试验试验结果结果糖尿病糖尿病非病人非病人合计合计阳性阳性预测值预测值阴性阴性预测值预测值1.0%130mg/dl阳性阳性407871291194.46%99.77%Sen81.4阴性阴性934078840881Spe82.4合计合计50049500500001.0%180mg/dl阳性阳性2509934971.63%99.50%Sen50.0阴性阴性2504940149651Spe99.8合计合计50049500500002.0%180mg/dl阳性阳性5009859883.61%98.99%阴性阴性5004890249402合计合计10004900050000答案答案1 1：(1)灵敏度和特异度反映试验本身的特性，与患病灵敏度和特异度反映试验本身的特性，与患病率无关；但对于同一筛检试验，当筛检标准发率无关；但对于同一筛检试验，当筛检标准发生改变时，提高灵敏度，特异度下降；提高特生改变时，提高灵敏度，特异度下降；提高特异度，灵敏度下降。异度，灵敏度下降。(2)在患病率一定时，试验的特异度越高，阳性预在患病率一定时，试验的特异度越高，阳性预测值越高。测值越高。(3)在筛检标准一定时，患病率越高，阳性预测值在筛检标准一定时，患病率越高，阳性预测值越高。越高。答案答案2：小结小结1评价原则评价原则遵循循证医学遵循循证医学选择恰当的研究对象选择恰当的研究对象金标准金标准避免偏移避免偏移2评价指标评价指标灵敏度、特异性灵敏度、特异性漏诊率漏诊率、误诊率误诊率尤登指数尤登指数、准确度准确度预测值、似然比预测值、似然比验前后概率验前后概率3诊断分界点诊断分界点请阅读以下请阅读以下3篇文献篇文献应用应用ROC曲线探讨曲线探讨UF-1000i尿沉渣分析尿沉渣分析仪在快速筛检泌尿系统感染中的应用仪在快速筛检泌尿系统感染中的应用ROC曲线分析孕妇血液学指标筛查曲线分析孕妇血液学指标筛查地中海贫血的价值地中海贫血的价值利用利用ROC曲线分析曲线分析HBsAg试验性能试验性能