诊断试验评价实用教案

1、会计学1诊断诊断(zhndun)试验评价试验评价第一页，共59页。2第1页/共59页第二页，共59页。3第2页/共59页第三页，共59页。4一、诊断试验研究与评价的理论依据一、诊断试验研究与评价的理论依据 就大多数诊断指标就大多数诊断指标(zhbio)而言，在正常人而言，在正常人中符合正态分布，在病人中也符合正态分布，但中符合正态分布，在病人中也符合正态分布，但病人病人和正常人之间有部分重叠。和正常人之间有部分重叠。 如图如图19-1所示，所示，A、B之间既有病人又有正常之间既有病人又有正常人，人，A为病人的最低值，为病人的最低值，B为正常人的最高值。如为正常人的最高值。如果我们把诊断标准定在

2、果我们把诊断标准定在A上，则有一部分正常人被上，则有一部分正常人被判为病人如果把诊断标准定在判为病人如果把诊断标准定在B上，则有一部分病上，则有一部分病人被判作正常人人被判作正常人;如果诊断标准定在如果诊断标准定在C上则既有病上则既有病人被判作正常人，又有正常人被判作病人。人被判作正常人，又有正常人被判作病人。 这就是临床上的漏诊和误诊问题。这就是临床上的漏诊和误诊问题。第3页/共59页第四页，共59页。5第4页/共59页第五页，共59页。6 例如，以舒张压为诊断指标在病人与正常人群中检查。如果将诊断标准定为例如，以舒张压为诊断指标在病人与正常人群中检查。如果将诊断标准定为90mmHgl2kP

3、a)，则有部分本是正常人，但按此标准被判为高血压病人。亦有部分本是高血压患者但按诊断标准，则有部分本是正常人，但按此标准被判为高血压病人。亦有部分本是高血压患者但按诊断标准被判为正常人。即有些人舒张压虽未超过被判为正常人。即有些人舒张压虽未超过90mmHg(l2kPa)，但是高血压患者。降低诊断标准，使正常，但是高血压患者。降低诊断标准，使正常人被判为高血压的比例增加人被判为高血压的比例增加;提高诊断标准，使病人被判为正常人的比例增加。提高诊断标准，使病人被判为正常人的比例增加。 这种分布上的重叠是由于机体这种分布上的重叠是由于机体(jt)的个体差异所造成的。由于重叠使得临床疾病的诊断较为复杂

4、。的个体差异所造成的。由于重叠使得临床疾病的诊断较为复杂。也由于分布的重叠，使得对诊断试验的研究和诊断标准的把握成为临床工作之必需。也由于分布的重叠，使得对诊断试验的研究和诊断标准的把握成为临床工作之必需。第5页/共59页第六页，共59页。7第6页/共59页第七页，共59页。8第7页/共59页第八页，共59页。9 正常人与病人间分布上的重叠是研究诊断试正常人与病人间分布上的重叠是研究诊断试验的理论依据。对诊断试验研究的目的在于正确验的理论依据。对诊断试验研究的目的在于正确地认识重叠，制定合理的诊断标准，正确区分正地认识重叠，制定合理的诊断标准，正确区分正常与异常，做出疾病的准确诊断。常与异常，

5、做出疾病的准确诊断。 对一种诊断试验的研究与评价包括三方面对一种诊断试验的研究与评价包括三方面(fngmin)内容内容:确定医学参考值范围（正常值范确定医学参考值范围（正常值范围）围）;对诊断试验进行评价；确定诊断标准。对诊断试验进行评价；确定诊断标准。第8页/共59页第九页，共59页。10第9页/共59页第十页，共59页。11金标准金标准(biozhn)（gold standard）第10页/共59页第十一页，共59页。12研究研究(ynji)对象对象样本样本(yngbn)大小大小p为试验的预期特异性或灵敏度，为容许误差，为第一类误差的概率，U值由U界值表可查得。第11页/共59页第十二页，

6、共59页。133 同步(tngb)测试 对确定的每个受试对象，用金标准和被评价的诊断试验同时进行测试。 可以理解，将受试对象用金标准诊断分为病人与非病人，而用待评价的诊断试验测试，在真正病人中有的将被判为病人 (阳性)，有的将被判为非病人 (阴性)，即将其分为两部分。在真正非病人中待评价的诊断试验也将其判为两部分，病人 (阳性)与非病人 (阴性) 。第12页/共59页第十三页，共59页。14第13页/共59页第十四页，共59页。15被被 评评 价价试验结果试验结果金金 标标 准准有有 病病无无 病病合合 计计阳阳 性性A (A (真阳性真阳性) )B (B (假阳性假阳性) )A+BA+B阴阴

7、 性性C (C (假阴性假阴性) )D (D (真阴性真阴性) )C+DC+D合合 计计A+CA+CB+DB+DN N试验方法评价试验方法评价(pngji)的结果的结果第14页/共59页第十五页，共59页。16第15页/共59页第十六页，共59页。17表示(biosh)两种试验的结果的一致性的程度Kappa值值被被 评评 价价试验结果试验结果金金 标标 准准 有有 病病无无 病病合合 计计阳阳 性性A (A (真阳性真阳性) )B (B (假阳性假阳性) )A+BA+B阴阴 性性C (C (假阴性假阴性) )D (D (真阴性真阴性) )C+DC+D合合 计计A+CA+CB+DB+DN N第1

8、6页/共59页第十七页，共59页。18Kappa值在-11之间。Kappa观察一致(yzh)性；Kappa= -1说明两个结果完全不一致(yzh)；Kappa=0表示观察一致(yzh)率完全由机遇所致；Kappa0说明观察一致(yzh)性大于因机遇所致的一致(yzh)程度；Kappa=1说明两个结果完全一致(yzh)；Kappa值越高表示一致(yzh)性程度越好。一般认为，Kappa值在0.751之间为一致(yzh)性高；0.40.74 为一般；小于0.39以下为一致(yzh)性差。第17页/共59页第十八页，共59页。19甲、乙二医生阅读甲、乙二医生阅读(yud)胸部胸部X线片诊断结果线片诊

9、断结果 甲医生诊断 乙医生诊断 合计 肺门淋巴结结核 正常 肺门淋巴结结核46（） 10（b） 56（r1） 正常12（c） 32（d） 44（r2） 合计58（c1） 42（c2） 100（）观察(gunch)一致率= （4632）/10078机遇一致率（5856）/100（4244）/100/100=51%Kappa=(78%-51%)/(1-51%)=0.55第18页/共59页第十九页，共59页。20第19页/共59页第二十页，共59页。21第20页/共59页第二十一页，共59页。22%1001cac假阴性真阳性假阴性灵敏度假阴性率漏诊率灵敏度表示试验方法对疾病的检出能力。灵敏度越高，灵

10、敏度表示试验方法对疾病的检出能力。灵敏度越高，说明试验方法对疾病检出能力越强，病人说明试验方法对疾病检出能力越强，病人(bngrn)(bngrn)漏漏诊机会越少。诊机会越少。 %100%100)(caaSe假阴性真阳性真阳性灵敏度第21页/共59页第二十二页，共59页。232、特异、特异(ty)度（度（specificity，Sp ) 特异度是指在无病的人中试验结果阴性的百分率，特异度是指在无病的人中试验结果阴性的百分率，即真阴性率。特异度表示试验方法对无病的检出能力。即真阴性率。特异度表示试验方法对无病的检出能力。特异度越高，说明对无病的判断能力越强，无病的人误特异度越高，说明对无病的判断能

11、力越强，无病的人误诊诊(w zhn)(w zhn)机会越少。机会越少。 %100%100)(dbdSp假阳性真阴性真阴性特异度%100%1001dbb真阴性假阳性假阳性特异度假阳性率误诊率第22页/共59页第二十三页，共59页。24似然比（似然比（likelihood ratio, LR） 假阳性率真阳性率LR一项诊断价值高的试验，应当是真阳性率（灵敏度一项诊断价值高的试验，应当是真阳性率（灵敏度）高而假阳性率低。两者的比值）高而假阳性率低。两者的比值(bzh)(bzh)称为诊断称为诊断试验的似然比。试验的似然比。 第23页/共59页第二十四页，共59页。25也称正确指数。灵敏度和特异度是反映

12、一项诊断试验(shyn)的两个基本指标，两者之和减去1，即为约登指数。 约登指数约登指数(zhsh)（Youdens Index）误诊率漏诊率特异度灵敏度指数111dbdcaaYouden第24页/共59页第二十五页，共59页。26一致性（一致性（agreement） 粗一致性粗一致性(crude agreement)或或符合率符合率 调整调整(tiozhng)一致性一致性(adjusted agreement)%100dcbada受试总人数真阴性真阳性粗一致性%10041dcdbaadbdcaa调整一致性第25页/共59页第二十六页，共59页。27患病率100dcbaca患病率患病率 表示表

13、示(biosh)受试人群中患有研究疾病的受试人群中患有研究疾病的率。率。 需要说明的是，此处的患病率是指到该医院心内科因疑需要说明的是，此处的患病率是指到该医院心内科因疑似心肌梗死而就诊人群患心肌梗死的频率，与通常似心肌梗死而就诊人群患心肌梗死的频率，与通常(tngchng)所说的某人群的患病率表示不同的含意。所说的某人群的患病率表示不同的含意。 第26页/共59页第二十七页，共59页。28评价甲胎蛋白诊断肝癌的价值，以肝穿刺作为金标准(biozhn)，试验结果如下表 。甲胎蛋白甲胎蛋白试验结果试验结果肝穿刺结果肝穿刺结果合合 计计肝肝 癌癌非肝癌非肝癌异异 常常205205（a a）3131

14、（b b）236236正正 常常2929（c c）3737（d d）6666合合 计计2342346868302302（N N）第27页/共59页第二十八页，共59页。29第28页/共59页第二十九页，共59页。30 诊断试验研究为一个样本研究，所得灵敏度、特诊断试验研究为一个样本研究，所得灵敏度、特异性、异性、YoudenYouden指数指数(zhsh)(zhsh)均为样本值，因此存在抽均为样本值，因此存在抽样误差。从样本值来推断总体值，须进行统计推断。样误差。从样本值来推断总体值，须进行统计推断。不同方法的比较应排除抽样误差，进行统计学检验。不同方法的比较应排除抽样误差，进行统计学检验。

15、诊断试验诊断试验(shyn)评价的统计学推断评价的统计学推断第29页/共59页第三十页，共59页。3133333/dbbdcaacSNcbbaSdbbdScaacSYICAspse样本指标样本指标标准误标准误可信区间可信区间灵敏度（灵敏度（Se） 特异性（特异性（Sp） 粗一致性粗一致性 Youden指数指数 SeU Sse SpU Ssp CAU SCA YIU SYI 诊断诊断(zhndun)性试验指标的性试验指标的参数估计参数估计 第30页/共59页第三十一页，共59页。32诊断性试验诊断性试验(shyn)研究的假设研究的假设检验检验 2221212121,CACACACACACASSS

16、SCACAUSSYIYIYIYIYIYISSYIYIU2221212121,适用情况适用情况检验假设（检验假设（Ho） 计算公式计算公式两个试验的总一致性比较两个试验的总一致性比较 两个试验的两个试验的Youden指数比较指数比较两方法总体粗一致性相等两方法总体粗一致性相等 两方法总体的两方法总体的YI值相等值相等 第31页/共59页第三十二页，共59页。33如应用血清铁蛋白（SF）和血清原卜啉（ZPP）试验法进行铁缺乏症的临床诊断。以骨髓涂片铁染色检查作为诊断缺铁的金标准，确诊为缺铁性贫血50例，非缺铁性贫血(pnxu)78例。结果如表18-6，试比较两试验的Youden指数的优劣。 SF和

17、ZPP法诊断缺铁性贫血(pnxu)的结果 金 标 准合 计缺 铁非缺铁SF(ng/ml)30473503037578ZPP(ng/Ghb)1428103814226890合 计5078128第32页/共59页第三十三页，共59页。34SF法：灵敏度=(4750)100%=94% 特异度=(7578)100%=96% Youden指数=94%+96%1=0.90ZPP法：灵敏度=(2850)100%=56% 特异度=(6878)100%=87% Youden指数=56%+87%1=0.43从Youden指数看，SF法要高于ZPP法。但这是两个样本值的差别，是由于两方法的总体(zngt)Youde

18、n指数不同，还是由于抽样误差所引起？需进行假设检验。 H0：SF法的总体Youden指数(zhsh)与ZPP法相同。=0.05，并根据公式计算如下：SF法的Youden指数(zhsh)方差同理，ZPP法的方差： S2YI2=0.006361 查z 临界值表，z0.05=1.96，zz0.05，P0.05，按0.05水准拒绝H0，即SF法与ZPP法总体Youden指数(zhsh)不同，SF法较优。001602. 0753753347347332YI1S17. 5089. 044. 090. 0089. 0006361. 0001602. 0YI2YI1212YI22YI1YI2YI1SYIYIz

19、SSS第33页/共59页第三十四页，共59页。355.受试者工作特征曲线（receive operator characteristic curve, ROC曲线） ROC曲线以灵敏度为纵坐标，假阳性率（1特异度）为横坐标作图所得的曲线。该曲线反映灵敏度与特异度之间相互关系的一种(y zhn)方法。 第34页/共59页第三十五页，共59页。36第35页/共59页第三十六页，共59页。37不同诊断水平不同诊断水平(shupng)对灵敏度、特异对灵敏度、特异性的影响性的影响 第36页/共59页第三十七页，共59页。38 不同(b tn)血糖标准时血糖试验的灵敏度、特异度 第37页/共59页第三十八

20、页，共59页。39血糖水平血糖水平mg/100ml灵敏度灵敏度%特异度特异度%80100.01.29098.67.310097.125.311092.948.412088.668.213081.482.414074.391.215064.396.116055.798.617052.999.618050.099.819044.399.820037.1100.0 不同血糖不同血糖(xutng)标准时血糖标准时血糖(xutng)试验的灵敏度试验的灵敏度、特异度、特异度 第38页/共59页第三十九页，共59页。40四、临床四、临床(ln chun)参考值（参考值（reference value）的确定

21、）的确定参考值是指正常人体在解剖(jipu)、生理、生化上的正常水平以及人体对各种试验的正常反应值。这里的正常人是指没有得所检查疾病的人.确定参考值的方法主要有： 1.统计学方法: 人为、无生物学基础 如数据呈正态分布： 如数据呈偏态分布： 双侧：P2.5P97.5 单侧： 0P95， 或 P5第39页/共59页第四十页，共59页。412危险度决定法（临床界限）：按疾病的各种危险因素的危险度决定正常值范围。如根据调查发现，尿酸在7mg/dl或以下不会发生痛风，超过这一数值发生痛风的危险性上升，如超过9.0mg/dl，则无一幸免。因此最有意义的界限值应为8.09.0mg/dl（相当于99%位数）

22、。危险度决定法在足够样本量的前瞻性队列研究基础上，能够(nnggu)较确切地反映该地区人群某种指标的正常值范围。 3预后界限：如血压的标准4实用界限：满足灵敏度、特异度和正确指数的要求第40页/共59页第四十一页，共59页。42预测值（预测值（predicative value, PV） %100%100baa试验结果阳性人数真阳性阳性预测值3baabSPPV表示试验结果阳性者可能表示试验结果阳性者可能(knng)(knng)有该病的概率，阳性预测有该病的概率，阳性预测值越高，诊断价值越高。值越高，诊断价值越高。 第41页/共59页第四十二页，共59页。43影响阳性影响阳性(yngxng)预测

23、预测值的因素值的因素 1、试验(shyn)方法的灵敏度和特异度 患病率为2%时，不同(b tn)灵敏度，特异度的阳性预测值（%） 特异度特异度（%）灵敏度（灵敏度（%）50607080909599506070809095992.02.53.34.89.217.050.52.43.03.95.810.919.755.02.83.44.56.712.522.258.83.23.95.27.614.024.662.03.54.45.88.415.526.964.73.74.66.18.816.227.966.03.94.86.39.216.828.866.9第42页/共59页第四十三页，共59页。4

24、42、患病率对预测值的影响、患病率对预测值的影响(yngxing) 灵敏度为99%、特异度为95%的诊断试验在不同患病率的人群(1%、2、10检查的阳性(yngxng)预测值是多少？第43页/共59页第四十四页，共59页。45灵敏度为99%、特异度为95%的诊断试验在不同 患病率的人群检查(jinch)的阳性预测值 患病率患病率 1%2%10%（1）试验人数）试验人数100010001000（2）确实有病人数）确实有病人数1020100（3）确实无病人数）确实无病人数990980900（4）试验阳性（）试验阳性（2）0.9910（应为（应为9.9）20（19.8）99（5）试验假阳性）试验假阳

25、性 （3）（1-0.95）50（应为（应为49.5）4945（6）总阳性数（）总阳性数（4）+（5）6069144（7）阳性预测值（）阳性预测值（4）/（6）10/60=17%20/69=29%99/144=68.8%第44页/共59页第四十五页，共59页。46第45页/共59页第四十六页，共59页。47第46页/共59页第四十七页，共59页。48 提高诊断试验的效率有两个途径提高诊断试验的效率有两个途径: 1、提高诊断试验的灵敏度与特异度、提高诊断试验的灵敏度与特异度 2、合理使用诊断试验、合理使用诊断试验 提高诊断试验的灵敏度与特异度主要靠新的诊提高诊断试验的灵敏度与特异度主要靠新的诊断方

26、法的发明与应用、诊断技术的改进、专业人员断方法的发明与应用、诊断技术的改进、专业人员诊断水平的提高等。这对于临床诊断水平的提高等。这对于临床(ln chun)医生来医生来讲是无能为力的。因此重点是合理使用诊断试验，讲是无能为力的。因此重点是合理使用诊断试验，选择合适的诊断指标和诊断标准等。选择合适的诊断指标和诊断标准等。第47页/共59页第四十八页，共59页。49(一一)依据就诊者选择诊断试验依据就诊者选择诊断试验 尽管一种疾病可采用多种诊断试验，尽管一种疾病可采用多种诊断试验，但是每一种诊断试验对不同疾病诊断的准但是每一种诊断试验对不同疾病诊断的准确度是不同的，因此临床医生确度是不同的，因此

27、临床医生(yshng)在对具体患者做诊断检查时要注意以下几在对具体患者做诊断检查时要注意以下几方面：方面：第48页/共59页第四十九页，共59页。50 1、根据症状体征所表现出可能的疾病，选择、根据症状体征所表现出可能的疾病，选择诊断诊断(zhndun)该病最准确的方法，即在了解病该病最准确的方法，即在了解病史及作体格检查后再考虑使用何种检查手段。决史及作体格检查后再考虑使用何种检查手段。决不能对就诊者一律作某些检查后考虑患什么病，不能对就诊者一律作某些检查后考虑患什么病， 也不能对所有患者将医院具有的各种诊断也不能对所有患者将医院具有的各种诊断(zhndun)手段通通查一遍。手段通通查一遍。

28、 2、同样情况下选择简便易行、费用低、出结、同样情况下选择简便易行、费用低、出结果快的诊断果快的诊断(zhndun)试验，不要一味求先进。试验，不要一味求先进。 3、对疾病的诊断、对疾病的诊断(zhndun)过程要有一个过程要有一个明确思路，首先选什么诊断明确思路，首先选什么诊断(zhndun)试验，在试验，在其结果阳性时再用什么诊断其结果阳性时再用什么诊断(zhndun)试验，阴试验，阴性结果时、鉴别诊断性结果时、鉴别诊断(zhndun)时、待确诊的病时、待确诊的病确诊时该用什么诊断确诊时该用什么诊断(zhndun)试验。试验。第49页/共59页第五十页，共59页。51(二二)根据临床目的选

29、择诊断试验根据临床目的选择诊断试验 临床目的可分为三个方面临床目的可分为三个方面: 1、发现疾病、发现疾病 其目的是在无明显临床表现的人群中发现其目的是在无明显临床表现的人群中发现疾病或疾病早期。见于疾病或疾病早期。见于(jiny)两种情两种情 况况:一种是疾病筛查一种是疾病筛查 (screening);另一种是对某些到医院就诊者，另一种是对某些到医院就诊者， 希望受检者只希望受检者只要有病，就能够被检出，因而要求这种试验具有较高的灵敏要有病，就能够被检出，因而要求这种试验具有较高的灵敏度。度。 2、排除疾病、排除疾病 排除疾病是一种鉴别诊断。目的在于有效排除疾病是一种鉴别诊断。目的在于有效排

30、除一种或几种可疑的疾病，所以该类试验是费用较高、相排除一种或几种可疑的疾病，所以该类试验是费用较高、相对复杂、准确性较好的试验。对复杂、准确性较好的试验。 3、证实疾病、证实疾病 证实疾病的诊断试验是在采用发现疾病与证实疾病的诊断试验是在采用发现疾病与排除疾病的诊断试验后对高度怀疑患某病者做出确实诊断，排除疾病的诊断试验后对高度怀疑患某病者做出确实诊断，因此应尽可能使假阳性率降低，即选择特异度高的诊断试验因此应尽可能使假阳性率降低，即选择特异度高的诊断试验。第50页/共59页第五十一页，共59页。52 (三三)选择患病率高的人群选择患病率高的人群 从前面所述的预测值与患病率之间的关系可从前面所述的预测值与患病率之间的关系可以看出，患病率越高，阳性预测值越高，因而选以看出，患病率越高，阳性预测值越高，因而选择患病率高的人群应用诊断试验择