流行病第四军医大学诊断试验.ppt

诊断试验诊断试验（diagnostic test）第四第四军医大学流行病学教研室医大学流行病学教研室第四军医大学流行病学教研室2研究研究对象：象：35至至55岁的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病 史的史的9373名上海市民。名上海市民。研究研究时间：1993.01-2019.12筛检方法：方法：每每6个月作一次甲胎蛋白（个月作一次甲胎蛋白（AFP）（）（ELISA法）法）和和实时超声超声检查（Tosbee 240-A)。若阴性，若阴性，6个月后在复个月后在复查1次。次。病例病例诊断：断：病理病理诊断或断或长期随期随访。研究研究结果：果：5年中共年中共检查了了20294人次，人次，查出肝癌出肝癌51例，例，其中小肝癌（其中小肝癌（肿瘤直径瘤直径 5cm）36例。例。研究研究实例例 AFP联合合实时超声超声检查筛查肝癌的肝癌的评价价张博恒，等张博恒，等.中华医学杂志，中华医学杂志，2019，79（11）：）：844-845第四军医大学流行病学教研室3AFP、实时超声超声检查筛检肝癌的肝癌的结果果试验结果果 肝癌（小肝癌）肝癌（小肝癌）非肝癌非肝癌AFP实时超声超声31（21）104 4（4）91512（11）500 4（0）18724合合计 51（36）20243第四军医大学流行病学教研室4筛检试验的灵敏度、特异度的灵敏度、特异度筛检试验灵敏度灵敏度(%)特异度特异度(%)AFP68.695.0实时超声超声AFP实时超声超声84.392.297.192.5第四军医大学流行病学教研室5诊断断试验（diagnostic test）：）：包括：包括：临床床检验（微生物学、生物化学、血清学、免疫学等）（微生物学、生物化学、血清学、免疫学等）仪器器检查（X线、心、心电图、核素、核素扫描、内描、内镜等）等）影像影像诊断（断（B超、超、CT、MRI 等）。等）。标准：准：真真实、可靠、快速、安全、无、可靠、快速、安全、无损害、害、费用低、有利于用低、有利于 早期早期诊断。断。第四军医大学流行病学教研室6（三）诊断试验评价的目的及意义（三）诊断试验评价的目的及意义p评评价价新新方方法法的的检检验验效效能能p优优选选出出最最好好的的诊诊断断方方法法二、诊断试验评价的设计（一）确定金标准（一）确定金标准 （二）选择研究对象（二）选择研究对象（三）样本量估计（三）样本量估计 （四）选择截断点（四）选择截断点（五）控制偏倚（五）控制偏倚 （六）资料整理（六）资料整理第四军医大学流行病学教研室8基本方法基本方法：用待评价的诊断试验和标准诊断方法（金标准）用待评价的诊断试验和标准诊断方法（金标准）盲法检测相同的受试对象，并进行比较。盲法检测相同的受试对象，并进行比较。试验评价的四种可能的价的四种可能的结果果诊断断试验金金标准准诊断断合合计患某病患某病未患某病未患某病阳性阳性aba+b阴性阴性cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室9（一）确定金标准（一）确定金标准(gold standard)金标准：金标准：可以明确肯定或排除某种疾病的最可可以明确肯定或排除某种疾病的最可 靠的诊断方法。靠的诊断方法。包括：活检、手术、尸解、影像学诊断、长期随包括：活检、手术、尸解、影像学诊断、长期随 访的结果等。访的结果等。目的：将目标人群准确区分为有病和无病两组目的：将目标人群准确区分为有病和无病两组 第四军医大学流行病学教研室10病例病例组:应当包括当包括该病的各种病的各种临床床类型。型。如：不同病情如：不同病情严重程度（重程度（轻、中、重）、中、重）不同病程不同病程阶段（早、中、晚）段（早、中、晚）不同症状和体征（典型、不典型）不同症状和体征（典型、不典型）经过治治疗与未与未经治治疗的的有或无并有或无并发症的病例等。症的病例等。对照照组:需要与研究疾病需要与研究疾病鉴别的其他疾病病例的其他疾病病例（二）（二）选择研究研究对象象第四军医大学流行病学教研室113.估估计样本量本量与下列参数有关：与下列参数有关：值；容容许误差差；灵敏度或特异度灵敏度或特异度p的估的估计值v查表法：附表表法：附表10-1v公式法：公式法：第四军医大学流行病学教研室12当灵敏度和特异度均接近当灵敏度和特异度均接近50%时：当灵敏度或特异度小于当灵敏度或特异度小于20%或大于或大于80%时：第四军医大学流行病学教研室13第四军医大学流行病学教研室144.选择截断点截断点截断点截断点(cut off point):是将定量是将定量资料划分料划分为两部分或若两部分或若干部分的数干部分的数值。方法：方法：v统计学方法学方法v受受试者工作曲者工作曲线v两两组测量量值分布交叉分布交叉对应之点之点v尤登指数最大尤登指数最大值对应之点之点第四军医大学流行病学教研室15(1-特异度）受受试者工作曲者工作曲线（ROC）第四军医大学流行病学教研室165.控制偏倚控制偏倚选择偏倚、偏倚、错误分分类偏倚和偏倚和测量偏倚量偏倚6.资料的整理料的整理两两组测量量值分布交叉分布交叉对应之点之点第四军医大学流行病学教研室175.控制偏倚控制偏倚测量偏倚测量偏倚错分偏倚错分偏倚6.6.资料的整理资料的整理：诊断断试验金金标准准诊断断合合计病人病人非病人非病人阳性阳性aba+b阴性阴性cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d三、评价指标及其意义（一）真实性指标（一）真实性指标 （二）可靠性指标（二）可靠性指标（三）收益指标（三）收益指标 （四）指标间的相互关系（四）指标间的相互关系第四军医大学流行病学教研室19（一）真实性指标（一）真实性指标 真实性是测量值与实际值符合的程度，真实性是测量值与实际值符合的程度，即反映客观事物的正确程度。即反映客观事物的正确程度。第四军医大学流行病学教研室20（1）灵敏度和）灵敏度和漏漏诊率率v灵敏度灵敏度（sensitivity，Se）：）：患者被患者被诊断断试验判判为阳性的概率。反映阳性的概率。反映检出患者能力。出患者能力。灵敏度灵敏度（Se）=a/(a+c)v漏漏诊率率（假阴性率假阴性率，）：）：实际患病者被患病者被诊断断试验判判为阴性的概率。阴性的概率。漏漏诊率率=c/（a+c）金金标准准合合计病人病人非病人非病人待待评+aba+b-cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室21（2）特异度和特异度和误诊率率v特异度特异度（specificity,Sp）：）：即非患者被即非患者被诊断断试验判判为阴性的概率。阴性的概率。反映反映鉴别非患者能力非患者能力.特异度特异度（Sp）=d/(b+d)v误诊率（率（假阳性率，假阳性率，）：实际未患病而被未患病而被诊断断试验判判为阳性的概率。阳性的概率。误诊率率=b/（b+d）金金标准准合合计病人病人非病人非病人待待评+aba+b-cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室22（3）准确度（）准确度（accuracy）（）（总符合率）符合率）：观察察值与与标准准值或真或真实值的符合程度。反映正确的符合程度。反映正确诊断患者与非患者的能力，准确度高真断患者与非患者的能力，准确度高真实性好。性好。计算公式：算公式：AC （a+d）/（a+b+c+d）金金标准准合合计病人病人非病人非病人待待评+aba+b-cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室23（4）尤登指数）尤登指数(Youden index，YI)：尤登指数尤登指数（YI）SeSp-1 尤登指数尤登指数值于于01之之间变动，其其值愈大，愈大，诊断断试验的真的真实性愈好。性愈好。第四军医大学流行病学教研室24（5）似然比（）似然比（likelihood ratio,LR)：诊断断试验的的结果在患者中出果在患者中出现的概率与非患者中的概率与非患者中出出现概率之比。概率之比。阳性似然比阳性似然比(+LR)真阳性率真阳性率/假阳性率假阳性率a/(a+c)/b/(b+d)=Se/阴性似然比阴性似然比(-LR)假阴性率假阴性率/真阴性率真阴性率c/(a+c)/d/(b+d)=/Sp金金标准准合合计病人病人非病人非病人待待评+aba+b-cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室25（二）可靠性（二）可靠性评价指价指标 可靠性可靠性，又称重复性，是，又称重复性，是诊断断试验在完全相同条在完全相同条件下，件下，进行重复操作行重复操作获得相同得相同结果的果的稳定程度。定程度。1.影响可靠性的因素影响可靠性的因素 （1）试剂、仪器和器和实验条件；条件；（2）观察者；察者；（3）调查对象的象的变异异第四军医大学流行病学教研室262.评价可靠性指价可靠性指标 （1）计量量资料料 （2）计数数资料：符合率或卡帕料：符合率或卡帕值第四军医大学流行病学教研室27卡帕值（卡帕值（Kappa value):是是评价价观察符合程度的常用指察符合程度的常用指标，是是实际符合率与最大可能符合率之比符合率与最大可能符合率之比 2（ad-bc)Kappa=(a+b)(b+d)+(a+c)(c+d)Kappa值的意的意义:0.751.00 很好符合很好符合 0.400.74 一般符合一般符合 0.010.39 缺乏符合缺乏符合 第四军医大学流行病学教研室28两名眼科医生两名眼科医生对100张眼底眼底图的的诊断断结果果-符合率符合率符合率符合率B医医师A医医师轻或无或无视网膜病网膜病中或重度中或重度视网膜病网膜病合合计轻或无或无视网膜病网膜病46(a)10(b)56中或重度中或重度视网膜病网膜病12(c)32(d)44合合计5842100 46+32观察符合率察符合率=78 100 第四军医大学流行病学教研室29（1）预告告值（predictive value,PV）指指诊断断试验结果与果与实际符合的概率。符合的概率。q阳性阳性预告告值（+PV）：）：阳性阳性试验结果中果中实际患者的百分率，患者的百分率，即即诊断断试验阳性者患病的概率。阳性者患病的概率。PV a/（a+b）q阴性阴性预告告值（-PV）：阴性：阴性试验结果中果中实际未患病者的百分率，未患病者的百分率，即即诊断断试验阴性者未患病的概率。阴性者未患病的概率。PV d/（c+d）金金标准准合合计病人病人非病人非病人待待评+aba+b-cdc+d合合计a+cb+da+b+c+d（三）（三）评价收益的指价收益的指标第四军医大学流行病学教研室30（2）生物学效果评价生物学效果评价 n检出新病例的数量。出新病例的数量。检出的新病例越多，出的新病例越多，试验的效果越好。的效果越好。n早期早期发现、早期、早期诊断、早期治断、早期治疗的病例比自的病例比自发就医的病例就医的病例预后有不同程度的改善。后有不同程度的改善。n高危人群的疾病防制效果。高危人群的疾病防制效果。第四军医大学流行病学教研室31（3）社会社会经济效益效益v成本效益分析成本效益分析（cost-benefit analysis）v成本效果分析（成本效果分析（cost-effectiveness analysis）v成本效用分析成本效用分析（cost-utility analysis）第四军医大学流行病学教研室32 真阳性 假阳性 a+b 假阴性 真阴性 c+d a+c b+d a+b+c+dabdc阳性阴性患病非患病灵敏度灵敏度 Se=a/（a+c）特异度特异度 Sp=d/（d+b）假阴性率假阴性率 =c/（a+c）假阳性率假阳性率=b/（d+b）+PV=a/(a+b)+LR=(a/(a+c)/(b/(b+d)-PV=d/(c+d)-LR=(c/(a+c)/(d/(b+d)患病率患病率=(a+c)/(a+b+c+d)准确度准确度=（a+d)/(a+b+c+d)约登指数登指数（Y1）=Se+Sp-1 =1-诊断试验的评价指标诊断试验的评价指标第四军医大学流行病学教研室33 210例心肌梗死患者和例心肌梗死患者和810例非心肌梗死患者血清肌酸例非心肌梗死患者血清肌酸激激酶（CK试验），），结果如下表：果如下表：请计算灵敏度、特异度、阳性算灵敏度、特异度、阳性预告告值、阴性、阴性预告告值、阳、阳性似然比、阴性似然比性似然比、阴性似然比CK试验心肌梗死心肌梗死合合计有有无无阳性阳性16580245阴性阴性45730775合合计2108101020第四军医大学流行病学教研室34（四）（四）评价指价指标间的关系的关系 灵敏度与特异度灵敏度与特异度理想的理想的诊断断试验是灵敏度和特异度都高的方法，是灵敏度和特异度都高的方法，灵敏度或特异度可以通灵敏度或特异度可以通过调整截断点来提高整截断点来提高.一般而言，二者不能同一般而言，二者不能同时提高，提高其中一个，提高，提高其中一个，另一个必然降低。另一个必然降低。诊断标准定于诊断标准定于*点最好点最好？第四军医大学流行病学教研室35CK试验不同截断点不同截断点诊断心肌梗死的断心肌梗死的评价指价指标截断点截断点(IU)灵敏度灵敏度(%)特异度特异度(%)尤登指数尤登指数32037425058678093991001009998989894886800.370.410.480.560.650.740.810.670.0028024020016012080401第四军医大学流行病学教研室36临床工作中如何床工作中如何权衡衡Se和和Sp的的问题：采取采取Se高高的方法的方法:以以筛检、初、初诊和排除和排除诊断断为目的，或漏目的，或漏诊会造成会造成严重后果的疾病。重后果的疾病。采取采取Sp高高的方法：的方法：以确以确诊为目的，或目的，或误诊会会导致病人致病人严重重负担，甚至因采取一些不恰当的担，甚至因采取一些不恰当的诊治措施，有可治措施，有可能造成能造成严重并重并发病或毒副作用者。病或毒副作用者。第四军医大学流行病学教研室37预告告值与患病率、灵敏度和特异度与患病率、灵敏度和特异度患病率患病率对预告告值的影响更的影响更为明明显。当患病率固定不当患病率固定不变时，特异度的改，特异度的改变对阳性阳性预告告值的影响的影响较灵敏度改灵敏度改变引起的影响要大。特异引起的影响要大。特异度愈高，阳性度愈高，阳性预告告值愈高。愈高。第四军医大学流行病学教研室38特异度特异度(%)灵敏度（）灵敏度（）50607080909599502.02.42.83.23.53.73.9602.53.03.43.94.44.64.8703.33.94.55.25.86.16.3804.85.86.77.68.48.89.2909.210.912.514.015.516.216.89517.019.722.224.626.927.928.89950.555.058.862.064.766.066.9患病率患病率为2%时,不同灵敏度、特异度的阳性不同灵敏度、特异度的阳性预告告值(%)第四军医大学流行病学教研室39患病率（患病率（%）预告告值（%）预告告值与患病率的关系与患病率的关系当灵敏度和特异度固定不变时，人群患病率越低，试验的阳性预告值愈低，阴性预告值愈高；反之，患病率越高，阳性预告值愈高，阴性预告值愈低。PVPV第四军医大学流行病学教研室40第四军医大学流行病学教研室41依据依据贝叶斯（叶斯（Bayes）定理，）定理，结合某人群患病率，合某人群患病率，计算某算某人有无疾病的概率。人有无疾病的概率。患病率患病率 灵敏度灵敏度 阳性阳性预告告值=患病率患病率灵敏度灵敏度+(1-患病率患病率)(1-特异度特异度)(1-患病率患病率)特异度特异度 阴性阴性预告告值=(1-患病率患病率)特异度特异度+患病率患病率(1-灵敏度灵敏度)第四军医大学流行病学教研室42（1）结合本医院、本研究人群患病率，合本医院、本研究人群患病率，计算人群算人群预告告值前列腺酸性磷酸前列腺酸性磷酸酶对前列腺癌的阳性前列腺癌的阳性预告告值（Se=70%,Sp=94%）受受检对象象患病率患病率(1/10万万)阳性阳性预告告值(%)一般人群一般人群350.475岁以上男性以上男性5005.6临床上可疑的前列腺床上可疑的前列腺结节5000093.0第四军医大学流行病学教研室43不同年不同年龄、性、性别、症状的人群冠心病的患病率、症状的人群冠心病的患病率年年龄组（岁）非心非心绞痛性胸痛痛性胸痛非典型心非典型心绞痛痛典型心典型心绞痛痛男男女女男男女女男男女女30-5.20.80.8 0.321.8 2.44.2 1.369.7 3.225.8 6.640-14.1 1.32.8 0.746.1 1.813.3 2.987.3 1.055.2 6.550-21.5 1.78.4 1.268.9 1.532.4 3.092.0 0.679.4 2.460-6928.1 1.918.6 1.967.1 1.354.4 2.494.3 0.490.6 1.0第四军医大学流行病学教研室44一个一个4545岁男性患者，岁男性患者，有不典有不典型心绞痛病史型心绞痛病史，作，作CKCK试验得阳试验得阳性结果，已知性结果，已知CKCK试验试验Se=93%Se=93%，Sp=88%Sp=88%，请问该患者的患病概，请问该患者的患病概率？率？第四军医大学流行病学教研室45依据依据贝叶斯（叶斯（Bayes）定理，）定理，结合某人群患病率，合某人群患病率，计算某算某人有无疾病的概率。人有无疾病的概率。患病率患病率 灵敏度灵敏度 阳性阳性预告告值=患病率患病率灵敏度灵敏度+(1-患病率患病率)(1-特异度特异度)(1-患病率患病率)特异度特异度 阴性阴性预告告值=(1-患病率患病率)特异度特异度+患病率患病率(1-灵敏度灵敏度)第四军医大学流行病学教研室46查上表得上表得P=46%代入代入Bayes公式公式0.460.93+PV=87 0.46 0.93+（1-0.46）（）（1-0.88）该病例患病概率为该病例患病概率为8787，基本可以明确，基本可以明确冠心病诊断冠心病诊断第四军医大学流行病学教研室47预告告值与似然比与似然比 都都显示示试验的的检验效能，反映效能，反映检验结果的正确率，但：果的正确率，但：v预告告值表示表示较客客观、但不、但不稳定，易受患病率的影响；定，易受患病率的影响；v似然比似然比虽然不直然不直观，但比，但比较稳定，可用于不同定，可用于不同试验 的比的比较。第四军医大学流行病学教研室48似然比的应用似然比的应用（1）已知某病某症状或体征、已知某病某症状或体征、验前概率，运用前概率，运用Bayes 公式公式计算算验后概率。后概率。验后概率后概率在已知某种在已知某种临床特征或床特征或临床床试验结果之后，估果之后，估计 的患病概率。的患病概率。验前概率前概率似然比似然比验后概率后概率=1+验前概率前概率（似然比（似然比-1）第四军医大学流行病学教研室49例如某患者因急腹痛例如某患者因急腹痛8h入院，据其特点有入院，据其特点有50可能可能为急性急性阑尾炎，尾炎，进一步一步检查发现马氏氏压痛点有痛点有压痛与反跳痛，已知痛与反跳痛，已知该项阳性似然比阳性似然比为4，求，求该患者患者验后概率？后概率？验前概率前概率似然比似然比0.5 4验后概率后概率=0.8 1+验前概率前概率(似然比似然比-1)1+0.5（4-1）该患者患急性患者患急性阑尾炎可能性尾炎可能性为80.第四军医大学流行病学教研室50（2）当了解当了解许多症状、体征在某些病的似然比多症状、体征在某些病的似然比后，可以用其后，可以用其进行多重行多重检验。例如某女性例如某女性4545岁，主诉突发左侧胸痛月余，来院就医，岁，主诉突发左侧胸痛月余，来院就医，该患者是否患冠心病？该患者是否患冠心病？只按主诉，患冠心病概率（验前概率）仅只按主诉，患冠心病概率（验前概率）仅0.010.01 进一步问其痛疼特点，有放射至左臂内侧特点，其进一步问其痛疼特点，有放射至左臂内侧特点，其阳性似然比为阳性似然比为100100 诊断为冠心病概率（验后概率）：诊断为冠心病概率（验后概率）：0.01100 0.01100 验后概率验后概率=0.5025=0.5025 0.01+1 0.01+1（100-1100-1）第四军医大学流行病学教研室51当再当再给其心其心电图检查，ST段下降段下降2.2mm，其阳性似然比，其阳性似然比为11.0.502511 验后概率后概率=0.9174 0.5025+1（11-1）再做再做CK检查，阳性似然比，阳性似然比为7.75 0.91747.75 验后概率后概率=0.9885 0.9174+1（7.75-1）该患者患冠心病可能性患者患冠心病可能性为98.85，可以确，可以确诊为冠心病冠心病第四军医大学流行病学教研室52（五）真（五）真实性与可靠性的关系性与可靠性的关系A 真真实和可靠和可靠B 真真实但不可靠但不可靠C 不真不真实，但可靠，但可靠D 既不真既不真实，也不可靠，也不可靠四、联合试验的评价（一）平行试验（一）平行试验 （二）串联试验（二）串联试验第四军医大学流行病学教研室54提高灵敏度与特异度的方法：提高灵敏度与特异度的方法：v联合合试验v探索新的探索新的试验方法方法 v选择患病率高的人群患病率高的人群第四军医大学流行病学教研室55联合合试验方式：方式：试验试验1 1试验试验2 2试验试验3 3试验试验1 1试验试验2 2试验试验3 3平行平行试验（并（并联）系列系列试验（串（串联）第四军医大学流行病学教研室56联合合试验方式方式结果果判断判断结果果试验1试验2平行平行试验系列系列试验不必做不必做联合合试验的判断方法的判断方法平行试验：平行试验：有阳有阳则阳，全阴阳，全阴则阴（提高灵敏度）阴（提高灵敏度）系列试验：系列试验：全阳全阳则阳，有阴阳，有阴则阴（提高特异度）阴（提高特异度）第四军医大学流行病学教研室57试验结果果 糖尿病糖尿病非糖尿病非糖尿病尿糖尿糖血糖血糖5020703040010806 940合合计6007 000某某镇居民血糖及尿糖居民血糖及尿糖测定定结果果第四军医大学流行病学教研室58血糖血糖试验：尿糖尿糖试验：第四军医大学流行病学教研室59平行平行试验：系列系列试验：第四军医大学流行病学教研室60实验方法实验方法灵敏度（灵敏度（%）特异度（特异度（%）血糖血糖试验 78.3399.43尿糖尿糖试验 75.0099.57平行平行试验 86.6799.14系列系列试验 66.6799.86单项试验与与联合合试验筛检糖尿病的糖尿病的结果果五、诊断试验的评价原则第四军医大学流行病学教研室62（一）意义：（一）意义：一、是指诊断试验用于临床前的科学评价，一、是指诊断试验用于临床前的科学评价，以利推广；以利推广；二、是对杂志上发表的诊断试验论文进行审二、是对杂志上发表的诊断试验论文进行审 核评价。核评价。（二）评价内容：（二）评价内容：设计是否合理、测试是否可靠、设计是否合理、测试是否可靠、偏倚是否避免、定量指标评价等。偏倚是否避免、定量指标评价等。第四军医大学流行病学教研室63（三）（三）评价要点：价要点：1.金金标准准,盲法盲法对比比2.研究研究对象象代表性代表性。3.样本量本量的含量的含量第四军医大学流行病学教研室644.截断点截断点是否合理；是否合理；5.真真实性、可靠性性、可靠性评价；价；6.偏倚控制偏倚控制；7.诊断断试验实用性用性；第四军医大学流行病学教研室65小小 结结v 如何做如何做诊断断试验评价：价：金金标准、盲法、四格表准、盲法、四格表v 真真实性、可靠性和收益指性、可靠性和收益指标v 评价原价原则备注：明天请带上实习指导！备注：明天请带上实习指导！