医学科研设计-医学诊断试验设计.ppt

诊断试验研究诊断试验研究卫生统计学教研室卫生统计学教研室2021/10/101诊断试验研究设计诊断试验研究设计 v诊断试验的意义诊断试验的意义 v诊断实验（试验）研究的基本方法诊断实验（试验）研究的基本方法 v诊断试验研究的步骤诊断试验研究的步骤 v诊断试验研究的评价指标诊断试验研究的评价指标 v诊断试验研究的评价诊断试验研究的评价 2021/10/102诊断试验的意义诊断试验的意义v诊断性实验是指临床医生用物理学、诊断性实验是指临床医生用物理学、生物化学、血清免疫学、影像学的生物化学、血清免疫学、影像学的检查以及临床检查。检查以及临床检查。v诊断试验研究是指采用金标准对诊诊断试验研究是指采用金标准对诊断试验方法进行比较评价的研究。断试验方法进行比较评价的研究。2021/10/103诊断试验研究的基本方法诊断试验研究的基本方法v依据诊断某病的金标准作盲法和同步依据诊断某病的金标准作盲法和同步试验的比较。试验的比较。v评价的主要内容是这种方法的准确度，评价的主要内容是这种方法的准确度，精密度和实用性。精密度和实用性。v理想的诊断试验应该是准确、精密度理想的诊断试验应该是准确、精密度高，安全，无不适感，作用迅速、简高，安全，无不适感，作用迅速、简便易行且价格低廉。其中准确度是最便易行且价格低廉。其中准确度是最重要的指标重要的指标。2021/10/104诊断试验研究的步骤诊断试验研究的步骤 v确定金标准确定金标准 v选择研究对象选择研究对象 v同步测试同步测试 v计算评价指标计算评价指标2021/10/105确定金标准确定金标准 金标准是用来与新的诊断方法相比较的，金标准是用来与新的诊断方法相比较的，是评价新诊断试验的参照物，是当前医是评价新诊断试验的参照物，是当前医学界公认的最可靠、准确度相当高的诊学界公认的最可靠、准确度相当高的诊断方法。断方法。诊断试验中常用的金标准有：病理学检诊断试验中常用的金标准有：病理学检查（活检、尸解）；手术或诊断性操作查（活检、尸解）；手术或诊断性操作中所见；高科技精密仪器（中所见；高科技精密仪器（CT,BCT,B超，超，MRIMRI等）的诊断；长期随访临床观察所得的等）的诊断；长期随访临床观察所得的结论。结论。2021/10/106选择研究对象选择研究对象 经金标准确定的阳性组（患病经金标准确定的阳性组（患病组）：阳性组应具有反应该病的组）：阳性组应具有反应该病的全部特征全部特征 ;经金标准确定无该病的阴性组经金标准确定无该病的阴性组（患者或参照人群）：无该病的（患者或参照人群）：无该病的患者是指可能患有其他疾病的病患者是指可能患有其他疾病的病人。人。2021/10/107同步测试同步测试 应用新的诊断试验方应用新的诊断试验方法对阳性组和阴性组作盲法对阳性组和阴性组作盲法同步测试法同步测试 2021/10/108诊断试验研究的评价指标诊断试验研究的评价指标 诊断试验与金标准相互比较数诊断试验与金标准相互比较数据的据的2*22*2四格表四格表 敏感性和特异性敏感性和特异性 评价诊断试验效率的统计学指评价诊断试验效率的统计学指标标2021/10/109诊断试验与金标准相互比较数据的诊断试验与金标准相互比较数据的2*22*2四格表四格表 2021/10/1010敏感性和特异性敏感性和特异性适适用用于于临临床床诊诊断断的的任任何何试试验验，都都必必须具备敏感性和特异性两个基本特征：须具备敏感性和特异性两个基本特征：l敏敏感感性性：按按照照金金标标准准，本本试试验验方方法法可以检出本病的效能。可以检出本病的效能。l特异性：按照金标准，本试验方法特异性：按照金标准，本试验方法可以检出非本病的效能。可以检出非本病的效能。2021/10/1011敏感度敏感度(sensitivity,Pa)l定定义义：反反映映诊诊断断试试验验敏敏感感性性的的指指标标，即即金金标标准准确确诊诊有有病病，而而本本次次试试验验检检查查结结果果也也是是阳阳性性的的频频率，又称真阳性率。率，又称真阳性率。l公式为公式为 Pa=a/(a+c)Pa=a/(a+c)l敏感度反映本次试验能够正确识别本病的能力，敏感度反映本次试验能够正确识别本病的能力，敏感度与漏诊率的和为敏感度与漏诊率的和为1 1（100%100%）。研究者应）。研究者应选敏感度高的诊断方法，避免漏诊。选敏感度高的诊断方法，避免漏诊。2021/10/1012特异度（特异度（specificity，Pd）特特异异度度是是反反映映诊诊断断试试验验特特异异性性的的指指标标，即即金金标标准准确确诊诊未未患患该该病病而而本本次次试试验验检检查查结结果果为为阴阴性性的的频率，又称真阴性率。频率，又称真阴性率。公式为公式为 Pd=d/(c+d)Pd=d/(c+d)特特异异度度反反映映本本次次试试验验能能够够正正确确鉴鉴别别未未患患本本病病的的效效能能。特特异异度度与与误误诊诊率率之之和和为为1 1（100%100%）。研研究者应选用特异度高的指标，避免误诊。究者应选用特异度高的指标，避免误诊。2021/10/1013假阴性率假阴性率&假阳性率假阳性率假假阴阴性性率率（PcPc）:经经金金标标准准确确诊诊为为患患有有本本病病的的患患者者而而在在本本次次试试验验中中检检查查结结果果为为阴阴性性的的频频率率，又称漏诊率。计算公式又称漏诊率。计算公式Pc=c/(a+c)=1-PaPc=c/(a+c)=1-Pa假假阳阳性性率率（PdPd）:经经金金标标准准去去诊诊未未患患该该病病的的人人群群而而本本次次试试验验检检查查结结果果为为阳阳性性的的频频率率。计计算算公公式：式：Pb=b/(b+d)=1-PdPb=b/(b+d)=1-Pd2021/10/1014阳性预测值阳性预测值&阴性预测值阴性预测值l阳阳性性预预测测值值（predictive predictive value value+）：经经本本次次试试验验为为阳阳性性结结果果的的人人群群中中，真真正正患患病病的的频频率率（概概率率）。预预测测值值是是在在诊诊断断试试验验结结果果（阳阳性性和和阴阴性性）的的条条件件下下，证证实实有有无无患患病病的的频频率率。阳阳性性预预测测值值的的计计算算公式公式 P Pv v+=a/(a+b)+=a/(a+b)l阴阴性性预预测测值值（predictive predictive value value-）：经经本本次次试试验验为为阴阴性性结结果果的的人人群群中中，真真正正未未患患病病的的频频率率（概概率）。阴性预测值的计算公式率）。阴性预测值的计算公式 P Pv v-=d/(c+d)-=d/(c+d)2021/10/1015阳性似然比&阴性似然比阳阳性性似似然然比比（likelihood likelihood ratio ratio+，L LR R+）：是是指指本本次次诊诊断断是是严严重重真真阳阳性性率率与与假假阳阳性性率率之之比比。计计算算公公式式为为L LR R+=+=a/(a+c)/b/(b+d)=Pa/Pb a/(a+c)/b/(b+d)=Pa/Pb阴性似然比（阴性似然比（likelihood ratio-likelihood ratio-，L LR R-）：是指本次）：是指本次诊断试验中假阴性率与真阴性率的比，公式为：诊断试验中假阴性率与真阴性率的比，公式为：L LR R-=-=c/(a+c)/d/(b+d)=Pc/Pd c/(a+c)/d/(b+d)=Pc/Pd依据两个比值判断试验结果的可靠程度。依据两个比值判断试验结果的可靠程度。L LR R+越大，越大，L LR R-越小，诊断价值越高。越小，诊断价值越高。2021/10/1016准确度（准确度（accuracy CAaccuracy CA）l准准确确度度（accuracy accuracy CACA）:又又称称总总一一致致性性，是是指指诊诊断断试试验验中中的的真真阳阳性性数数与与真真阴阴性性数数之之和和占占总总检检查查人人数数的的比比例例。在在一一定定程程度度上上反反映映诊诊断断试试验验的的效效能能，这这种种效效能能是是敏敏感性与特异性的综合表现。计算公式为：感性与特异性的综合表现。计算公式为：CA=(a+d)/N CA=(a+d)/N 2021/10/1017患病率（患病率（prevalence rate）l患病率（患病率（prevalence rateprevalence rate）：）：检查总人数中经金标准确诊检查总人数中经金标准确诊患病的强度。计算公式为：患病的强度。计算公式为：P Pr r=(a+c)/N=(a+c)/N 2021/10/1018调整一致性调整一致性l调整一致性：对总一致性进行数值调整一致性：对总一致性进行数值的技术性处理，使评价的真实性更的技术性处理，使评价的真实性更高。计算公式为：高。计算公式为：2021/10/1019Youden指数lYoudenYouden指数（指数（Youden index,YYouden index,Yi i）：是指）：是指诊断试验中的真阳性率和真阴性率之和诊断试验中的真阳性率和真阴性率之和减去基数（减去基数（1 1或或100%100%）。计算公式为：）。计算公式为：2021/10/1020 研究胎甲球筛检诊断原发性肝癌的价值，以肝穿刺活检组研究胎甲球筛检诊断原发性肝癌的价值，以肝穿刺活检组织病理诊断作为金标准，结果见表。计算胎甲球筛检诊断方法织病理诊断作为金标准，结果见表。计算胎甲球筛检诊断方法的评价指标的评价指标 2021/10/10212021/10/10222021/10/1023诊断试验的设计原则诊断试验的设计原则l确定合适的金标准确定合适的金标准l选择合适的实验对象选择合适的实验对象l诊断试验的可靠性（可重复性）诊断试验的可靠性（可重复性）l盲法判定试验结果盲法判定试验结果l如实报告试验结果如实报告试验结果l样本含量的确定样本含量的确定l确定诊断试验的阈值确定诊断试验的阈值2021/10/1024样本含量的确定l配对计数资料样本含量计算l根据代评价诊断试验的敏感度和特异度，总体率样本含量计算法2021/10/1025诊断试验的设计原则诊断试验的设计原则l确定合适的金标准确定合适的金标准l选择合适的实验对象选择合适的实验对象l诊断试验的可靠性（可重复性）诊断试验的可靠性（可重复性）l盲法判定试验结果盲法判定试验结果l如实报告试验结果如实报告试验结果l样本含量的确定样本含量的确定l确定诊断试验的阈值确定诊断试验的阈值2021/10/1026确定诊断试验的阈值确定诊断试验的阈值l均数加减标准差法均数加减标准差法l百分位数法百分位数法lROC曲线法曲线法2021/10/1027ROC曲线曲线 ROC ROC曲线是反映此敏感性和特异性连续曲线是反映此敏感性和特异性连续变量的综合指标。变量的综合指标。ROCROC曲线真阳性率为纵坐曲线真阳性率为纵坐标标,假阳性率为横坐标假阳性率为横坐标,在坐标上由无数个在坐标上由无数个临界值求出的无数对真阳性率和假阳性率临界值求出的无数对真阳性率和假阳性率作图构成作图构成,计算计算ROCROC曲线下面积曲线下面积AUCROCAUCROC来评来评价诊断效率。价诊断效率。2021/10/1028诊断试验研究的评价诊断试验研究的评价 金标准的纯度如何金标准的纯度如何?是否将诊断试验与金标推进行了是否将诊断试验与金标推进行了比较比较?是否应用了盲法是否应用了盲法?研究对象的代表性如何研究对象的代表性如何?2021/10/1029诊断试验研究的评价诊断试验研究的评价样本量的含量是否足够样本量的含量是否足够?是否说明研究对象的来源是否说明研究对象的来源?正常值的确定是否合理可靠正常值的确定是否合理可靠?诊断试验的评价指标是否得到正确诊断试验的评价指标是否得到正确计算和合理的解释计算和合理的解释?2021/10/1030诊断试验研究的评价诊断试验研究的评价诊断试验的重复性及测量变异如何诊断试验的重复性及测量变异如何?（可靠性）（可靠性）是否交待诊断试验的具体步骤是否交待诊断试验的具体步骤?是否对诊断试验的临床实用性做了是否对诊断试验的临床实用性做了实事求是的评判实事求是的评判?对联合试验的评价是否得当对联合试验的评价是否得当?2021/10/1031