预防医学 - 第18章筛检试验与诊断试验ppt课件

1、第十八章第十八章 筛检实验筛检实验与诊断实验与诊断实验 福建医科大学公共卫生学院福建医科大学公共卫生学院何保昌何保昌引言引言随着医学科学的开展和对疾病认识的不断深随着医学科学的开展和对疾病认识的不断深化，新的诊断实验不断出现并替代旧的诊化，新的诊断实验不断出现并替代旧的诊断实验运用于临床。科学地研讨诊断实验断实验运用于临床。科学地研讨诊断实验的诊断价值可为临床合理选用诊断实验提的诊断价值可为临床合理选用诊断实验提供科学根据。供科学根据。诊断实验的研讨是流行病学的重要组成内容诊断实验的研讨是流行病学的重要组成内容之一，运用流行病学的方法对新的诊断实之一，运用流行病学的方法对新的诊断实验进展评价研

2、讨，将有助于临床医师正确验进展评价研讨，将有助于临床医师正确选用各种诊断实验，科学地解释诊断实验选用各种诊断实验，科学地解释诊断实验各种结果，从而提高诊断程度。各种结果，从而提高诊断程度。 本章主要内容第一节第一节 概念和特点概念和特点第二节第二节 实验的评价设计实验的评价设计第三节第三节 实验的评价目的实验的评价目的第四节第四节 提高实验效率的方法提高实验效率的方法第五节第五节 实验的察看目的及界值实验的察看目的及界值第六节第六节 常见偏倚常见偏倚第一节第一节 概念和特点概念和特点一、概念一、概念一筛检实验一筛检实验screening是运用快速是运用快速简便的实验、检查或其他方简便的实验、检

3、查或其他方法，在普通人群中将外表上法，在普通人群中将外表上安康但患有或可疑患有某疾安康但患有或可疑患有某疾病的人鉴别出来，以便进一病的人鉴别出来，以便进一步诊断和治疗的一种方法。步诊断和治疗的一种方法。筛检实验的目的筛检实验的目的:早期发现病早期发现病人，早期治疗病人人，早期治疗病人二、诊断实验二、诊断实验 诊断实验诊断实验diagnostic testdiagnostic test: :是指运用实验、医疗仪器设备等手段对疾病进展检查，以是指运用实验、医疗仪器设备等手段对疾病进展检查，以对疾病做出诊断的实验。对疾病做出诊断的实验。包括各种实验室检查生物化学、免疫学、微生物学、病理学等、影像诊断

4、超声波、包括各种实验室检查生物化学、免疫学、微生物学、病理学等、影像诊断超声波、CTCT、X X线、核磁共振等、仪器检查心电图、脑电图、核素扫描、内窥镜等，还包括病史线、核磁共振等、仪器检查心电图、脑电图、核素扫描、内窥镜等，还包括病史讯问、体格检查等。讯问、体格检查等。诊断实验的目的诊断实验的目的: : 是把病人与可疑有病的人区别开来，以便对确诊的病人给予相应的治疗。是把病人与可疑有病的人区别开来，以便对确诊的病人给予相应的治疗。二、特点二、特点筛检试验筛检试验诊断试验诊断试验对象对象 健康人或无症状的健康人或无症状的病人病人病人病人目的目的 发现可疑病人发现可疑病人对病人进行确诊对病人进行

5、确诊要求要求 快速、简便、安全，快速、简便、安全，高灵敏度高灵敏度 复杂、准确性和特异度复杂、准确性和特异度高高 费用费用 经济、廉价经济、廉价花费较高花费较高 处理处理 用诊断试验确诊用诊断试验确诊 严密观察和及时治疗严密观察和及时治疗 一、金规范确实定一、金规范确实定二、研讨对象的选择二、研讨对象的选择三、样本含量的估计三、样本含量的估计四、评价结果的整理四、评价结果的整理第二节第二节 实验的评价设计实验的评价设计l新的筛检或诊断实验方法不断出现新的筛检或诊断实验方法不断出现l现有筛检或诊断方法缺陷需求新的方法现有筛检或诊断方法缺陷需求新的方法l对诊断结果的解释指点临床实际对诊断结果的解释

6、指点临床实际l 阳性结果阳性结果l 阴性结果阴性结果l 能否受患病率的影响能否受患病率的影响筛检或诊断实验研讨与评价的实际根据正确地认识重叠制定合制定合理的诊理的诊断规范断规范A AB CB C 正常人和病人之间分布上的重叠是正常人和病人之间分布上的重叠是研讨诊断实验的实际根据。对诊断实研讨诊断实验的实际根据。对诊断实验研讨的目的在于正确认识重叠，制验研讨的目的在于正确认识重叠，制定合理的诊断规范，正确区分正常和定合理的诊断规范，正确区分正常和异常，做出疾病的正确诊断。异常，做出疾病的正确诊断。 金规范金规范gold standard:当前医学界公认的，诊断某病最可当前医学界公认的，诊断某病最

7、可靠、最权威的诊断方法或手段。靠、最权威的诊断方法或手段。金规范能正确区分研讨对象能否患病金规范能正确区分研讨对象能否患病病理学检查、手术、尸体解剖、特殊的影像学诊断以及微生物病理学检查、手术、尸体解剖、特殊的影像学诊断以及微生物学培育、生物学标志检测、长期随访是普遍意义的金规范。学培育、生物学标志检测、长期随访是普遍意义的金规范。一、确定金规范一、确定金规范二二. 研讨对象的选择研讨对象的选择原那么：代表性原那么：代表性 病例组：按金规范确诊为病例组：按金规范确诊为“有有病的病例病的病例 对照组：按金规范确诊为无目对照组：按金规范确诊为无目的疾病的其他病例。正常人普通的疾病的其他病例。正常人

8、普通不宜纳入对照组。不宜纳入对照组。病例应包括各种不同临床类型病例应包括各种不同临床类型和病期的病例，以便使诊断实验和病期的病例，以便使诊断实验的结果能代表该病患者的总体。的结果能代表该病患者的总体。对照组应包括在临床表现上与对照组应包括在临床表现上与该病容易混淆的疾病的病例，有该病容易混淆的疾病的病例，有利于临床鉴别诊断。利于临床鉴别诊断。足够的样本含量是排除时机的干扰，照实反映筛检或诊断实验准确性的保证。影响样本大小的要素显著性程度允许误差灵敏度或特异度的估计值：病例组样本含量由灵敏度估计，对照组样本含量由特异度估计。三三. 样本含量的估计样本含量的估计样本含量的计算样本含量的计算 样本含

9、量的估计可以采用率的抽样本含量的估计可以采用率的抽样调查时的样本含量估计的公式，即样调查时的样本含量估计的公式，即ppun)1()(2 p 为待评价方法的灵敏度或特异度的估计值，在估算病例组的样本含量时，公式中的p 值代表灵敏度的估计值，在估算对照组的样本含量时，公式中的p 值是特异度的估计值。例：一项以静脉造影为例：一项以静脉造影为“金规金规范评价腿部扫描诊断下肢深范评价腿部扫描诊断下肢深部静脉栓塞的研讨，据查阅文部静脉栓塞的研讨，据查阅文献腿部扫描方法的灵敏度为献腿部扫描方法的灵敏度为50%，特异度为，特异度为90%，规定，规定0.05，=0.05，估计病例组，估计病例组和对照组的样本含量

10、。和对照组的样本含量。v据知条件，用公式计算。据知条件，用公式计算。v病例组样本量：病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 n=(1.96/0.05)2 (1-50(1-500.50=384.16 0.50=384.16 v对照组样本量：对照组样本量：n=(1.96/0.05)2 n=(1.96/0.05)2 1-90 1-90 0.90=.300.90=.30v即在此项研讨中需静脉造影确诊的即在此项研讨中需静脉造影确诊的下肢静脉栓塞患者病例组下肢静脉栓塞患者病例组384384名，名，非该病患者对照组名。非该病患者对照组名。四、评价结果的整理四、评价结果的整理对确定的每个研讨对象，用金规范

11、对确定的每个研讨对象，用金规范和被评价的实验同时进展测度。和被评价的实验同时进展测度。 假设新方法实验所得的结果假设新方法实验所得的结果与金规范实验所得结果符合程度越与金规范实验所得结果符合程度越高，这个新方法的诊断价值就越高，高，这个新方法的诊断价值就越高，反之亦然。反之亦然。 金标准金标准 诊断试验诊断试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性真阳性真阳性a假阳性假阳性ba+b阴性阴性假阴性假阴性c真阴性真阴性dc+d合计合计a+cb+dN表表1 1 诊断实验评价整理表诊断实验评价整理表四、评价结果的整理四、评价结果的整理第三节第三节 实验的评价目的实验的评价目的一、真实性评价一、真实性

12、评价二、可靠性评价二、可靠性评价三、收益评价三、收益评价一、真实性评价一、真实性评价1.真实性真实性(Validity)： 真实性又称有效性或准确度真实性又称有效性或准确度(Accuracy )，是指实验所获得的，是指实验所获得的丈量值与实践值丈量值与实践值“金规范金规范的的符合程度。符合程度。 真实性目的：灵敏度，特异度，假真实性目的：灵敏度，特异度，假阳性率误诊率阳性率误诊率,假阴性率漏假阴性率漏诊率诊率,约登指数正确指数约登指数正确指数.真实性真实性(Validity)：金标准 合计诊断试验病人非病人阳性aba+b阴性cdc+d合计a+cb+da+b+c+d灵敏度灵敏度 = a/(a+c

13、)灵敏度灵敏度(Sensitivity )：也称敏感性，是实验发现病：也称敏感性，是实验发现病人的才干，即实践金规范诊断为人的才干，即实践金规范诊断为“有有病的病病的病例中，诊断性实验检测为阳性例数的比例。亦称实例中，诊断性实验检测为阳性例数的比例。亦称实验的真阳性率。验的真阳性率。 真实性真实性(Validity)：诊断试验金标准 病人非病人合计阳性aba+b阴性cdc+d合计a+cb+da+b+c+d灵敏度灵敏度= a/(a+c)= a/(a+c)特异度特异度= d/(b+d)= d/(b+d)特异度特异度Specificity ：也称特异性，是将非病人：也称特异性，是将非病人判别为非病人

14、才干，即实践金规范无病的判别为非病人才干，即实践金规范无病的例数中，诊断实验结果为阴性的比例。亦称真例数中，诊断实验结果为阴性的比例。亦称真阴性率。阴性率。真实性真实性(Validity)：诊断试验金标准 病人非病人合计阳性aba+b阴性cdc+d合计a+cb+da+b+c+dSensitivity = a/(a+c)Specificity= d/(b+d)False negative = c/(a+c)假阴性率：在金规范方法已确诊患某病组中，新假阴性率：在金规范方法已确诊患某病组中，新实验方法错判为阴性的比例，即假阴性所占的百实验方法错判为阴性的比例，即假阴性所占的百分率。也叫漏诊率，漏诊率

15、与灵敏度互补。分率。也叫漏诊率，漏诊率与灵敏度互补。灵敏度灵敏度=1-漏诊率漏诊率真实性真实性(Validity)：诊断试验金标准 病人非病人合计阳性aba+b阴性cdc+d合计a+cb+da+b+c+dSensitivity = a/(a+c)Specificity= d/(b+d)False positive = b/(b+d)假阳性率：在金规范方法已确诊未患某病组中，假阳性率：在金规范方法已确诊未患某病组中，用新方法实验将其错误断定为阳性，即假阳性用新方法实验将其错误断定为阳性，即假阳性部分所占的百分率。也叫误诊率。部分所占的百分率。也叫误诊率。特异度特异度=1-误诊率误诊率 正确指数正

16、确指数也称约登指数也称约登指数Youdens indexYoudens index, ,是灵敏度和特异度之和减去是灵敏度和特异度之和减去1 1。它表。它表示实验方法发现真正的病人与非病示实验方法发现真正的病人与非病人的总的才干。人的总的才干。 正确指数正确指数 l l( (假阳性率十假阴假阳性率十假阴性率性率) )( (灵敏度十特异度灵敏度十特异度) )1 1 几个综合评价目的：几个综合评价目的：Kappa分析似然比阳性似然比阴性似然比ROC曲线似然比似然比似然比属于同时反映灵敏度和特似然比属于同时反映灵敏度和特异度的复合目的，即有病者中得异度的复合目的，即有病者中得出某一筛检实验结果的概率与

17、无出某一筛检实验结果的概率与无病者得出这一概率的比值。该目病者得出这一概率的比值。该目的全面反映了筛检实验的诊断价的全面反映了筛检实验的诊断价值，非常稳定。它不受患病率的值，非常稳定。它不受患病率的影响。影响。阳性似然比阳性似然比阳性似然比是筛检结果的真阳性率阳性似然比是筛检结果的真阳性率与假阳性率之比。该目的反映了筛与假阳性率之比。该目的反映了筛检实验正确判别阳性的能够性是错检实验正确判别阳性的能够性是错误判别阳性能够性的倍数。比值越误判别阳性能够性的倍数。比值越大，实验结果阳性时为真阳性的概大，实验结果阳性时为真阳性的概率越大。率越大。阴性似然比阴性似然比阴性似然比是筛检结果的假阴性率阴性

18、似然比是筛检结果的假阴性率与真阴性率之比。该目的表示错误与真阴性率之比。该目的表示错误判别阴性的能够性是正确判别阴性判别阴性的能够性是正确判别阴性能够性的倍数。比值越小，实验结能够性的倍数。比值越小，实验结果阴性时为真阴性的能够性越大。果阴性时为真阴性的能够性越大。灵敏度真阳性率灵敏度真阳性率= =215/230215/230100%=93.48%100%=93.48%特异度真阴性率特异度真阴性率= =114/130114/130100%=87.69%100%=87.69%误诊率假阳性率误诊率假阳性率= =16/13016/130100%=12.31%100%=12.31%，漏诊率假阴性率漏诊

19、率假阴性率= =15/23015/230100%=6.52%100%=6.52%，约登指数约登指数= =93.48%+87.69%93.48%+87.69%-1=0.8117-1=0.8117例例18.1 某医院心血管内科共接诊了某医院心血管内科共接诊了360名心肌梗死名心肌梗死疑似者，经疑似者，经“金规范诊断金规范诊断230名为心肌梗死患者，名为心肌梗死患者，130例不患心肌梗死，为了评价血清肌酸磷酸激酶例不患心肌梗死，为了评价血清肌酸磷酸激酶CPK诊断心肌梗死的准确性，对每个就诊者同诊断心肌梗死的准确性，对每个就诊者同时做了时做了CPK测试，结果见下表测试，结果见下表例例糖尿病患者及例例糖

20、尿病患者及510例正常人在口服葡例正常人在口服葡萄糖小时后进展血糖实验，假设以血糖萄糖小时后进展血糖实验，假设以血糖7.2mmol/L为阳性规范，其检测结果如下表，用为阳性规范，其检测结果如下表，用上述目的对此诊断实验的真实性进展评价。上述目的对此诊断实验的真实性进展评价。 糖尿病的诊断实验糖尿病的诊断实验 诊断试验诊断试验（血糖测定）（血糖测定） 金标准金标准合计合计 糖尿病病人糖尿病病人 正常人正常人 阳性阳性 62 162 224 阴性阴性 8 348 356 合计合计 70 510 580灵敏度灵敏度62/(62+8)62/(62+8)100%100%88.57%88.57%确诊的糖尿

21、病病人中血糖实验阳性或异常人数所确诊的糖尿病病人中血糖实验阳性或异常人数所占的比例为占的比例为88.57%88.57%特异度特异度348/(162+348)348/(162+348)100%100%68.24%68.24%正常人中血糖实验阴性或正常人数所占的比例为正常人中血糖实验阴性或正常人数所占的比例为68.24%68.24%假阴性率假阴性率8/(62+88/(62+8100%100%11.43%11.43%确诊的糖尿病病人中血糖实验为阴性或正常的人确诊的糖尿病病人中血糖实验为阴性或正常的人数所占的比例为数所占的比例为11.4311.43假阳性率假阳性率162162(162 + 348)(1

22、62 + 348)100%100%31.76%31.76%正常人中血糖实验阳性或异常的人数所占的比例正常人中血糖实验阳性或异常的人数所占的比例为为31.76%31.76%约登指数约登指数88.57%88.57%68.24%68.24%1 10.570.57二二. .可靠性评价可靠性评价亦称信度亦称信度, ,指某一实验方法在一样指某一实验方法在一样条件下反复丈量同一受试者时，条件下反复丈量同一受试者时，所获结果的一致性。所获结果的一致性。目的：目的：1.1.变异系数变异系数2.2.相关系数相关系数3.3.符合率符合率4.Kappa4.Kappa值值 影响要素影响要素 受试者的生物学变异受试者的生

23、物学变异 实验方法与条件的变异实验方法与条件的变异 察看者的变异察看者的变异 三、收益评价三、收益评价一预测值一预测值Predictive Predictive values PVsvalues PVsl评价某诊断实验的准确性及根据不同临床目评价某诊断实验的准确性及根据不同临床目的选择诊断方法时，主要参考灵敏度和特异的选择诊断方法时，主要参考灵敏度和特异度，但当诊断实验详细运用到临床实际后，度，但当诊断实验详细运用到临床实际后，灵敏度和特异度本身不能协助临床医生。灵敏度和特异度本身不能协助临床医生。l临床医生想知道假设诊断实验阳性临床医生想知道假设诊断实验阳性(+PV) (+PV) 或或阴性，

24、实验本身是正确的概率。阴性，实验本身是正确的概率。 由诊断实验检出的全部阳性例数中，真正患该病的比例。即从阳性结果中能预测真正患病的比例。可以了解为当受检者诊断实验阳性时，患病的概率。 %100baa阳性预测值PPV阳性预测值阳性预测值NPV阴性预测值阴性预测值由诊断实验检出的全部阴性例由诊断实验检出的全部阴性例数中，真正没有患该病的比数中，真正没有患该病的比例。即从阴性结果中能排除例。即从阴性结果中能排除疾病的比例。可以了解为当疾病的比例。可以了解为当受检者得到阴性结果时排除受检者得到阴性结果时排除患病的概率。患病的概率。%100dcd阴性预测值l %37.88124/114%100%07.

25、93231/215%100DCD阴BAA性预测值阳性预测值1.1.预测值与患病率的关系预测值与患病率的关系 在诊断实验的灵敏度和特异度不变的情况下在诊断实验的灵敏度和特异度不变的情况下:诊断实验的阳诊断实验的阳性预测值随着诊断人群患病率的升高而升高性预测值随着诊断人群患病率的升高而升高; 阴性预测值随患病阴性预测值随患病率的升高而降低率的升高而降低二预测值与灵敏度、特二预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系异度、患病率的关系例例 Sketch取了取了195个受试者。动脉造影个受试者。动脉造影以动脉狭窄以动脉狭窄75%做为异常，而运动实做为异常，而运动实验以心电图判别，结果见表验以心电图判别，结果

26、见表19-4当患病率为当患病率为53%时时当患病率为当患病率为17%时时2.2.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的情况下：患病率不变的情况下：特异度与阳性预测值成正比特异度与阳性预测值成正比灵敏度与阴性预测值成正比灵敏度与阴性预测值成正比以以19.1为例，例题规范为为例，例题规范为80IU，见表，见表19-2；假设将规范改为假设将规范改为160IU，得到表，得到表19-6结果结果同一批受试者，患病率一样。提高诊同一批受试者，患病率一样。提高诊断规范从断规范从80IU到到160IU，灵敏度，灵敏度降低，特异度升高，阳性预测值升高；降低，特异度升高，阳性预测值升高

27、；相反在灵敏度升高，阴性预测值升高。相反在灵敏度升高，阴性预测值升高。结果阐明，当运用灵敏度较高的诊断结果阐明，当运用灵敏度较高的诊断实验，而实验结果为阴性时，医生就实验，而实验结果为阴性时，医生就有较大把握以为就诊者不患所诊断的有较大把握以为就诊者不患所诊断的疾病。当采用特异度高的诊断实验时，疾病。当采用特异度高的诊断实验时，而得到阳性结果时，医生就有较大的而得到阳性结果时，医生就有较大的把握以为就诊者患有所诊断的疾病。把握以为就诊者患有所诊断的疾病。3.3.预测值与灵敏度、特异度、预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系患病率的关系)1)(1 (特异度患病率患病率灵敏度患病率灵敏度阳性预测值患

28、病率灵敏度患病率特异度患病率特异度阴性预测值)1 ()1 ()1 (三影响实验效益的主要要素三影响实验效益的主要要素1.疾病的患病率疾病的患病率2.实验的灵敏度和特异度实验的灵敏度和特异度3.检出新病例的预后检出新病例的预后第四节第四节 提高实验效率的方法提高实验效率的方法一、选择高危人群一、选择高危人群二、结合实验二、结合实验一、选择高危人群选择患病率高的人群：患病率越高，阳选择患病率高的人群：患病率越高，阳性预测值越高。性预测值越高。常见高患病率人群常见高患病率人群:转诊患者、高危人群、转诊患者、高危人群、有临床病症人群。有临床病症人群。二、结合实验二、结合实验结合实验是指采用多个实验检结

29、合实验是指采用多个实验检测一种疾病，到达提高实验测一种疾病，到达提高实验灵敏度或特异度的目的，以灵敏度或特异度的目的，以满足提高实验真实性的需求。满足提高实验真实性的需求。1.并联实验并联实验2.串联实验串联实验1 1并联实验并联实验parallel testparallel test也称平也称平行实验，是指采用几种实验方法检测疾病，行实验，是指采用几种实验方法检测疾病，凡有一项检测为阳性者即判为阳性，一切凡有一项检测为阳性者即判为阳性，一切检测均为阴性才判为阴性。检测均为阴性才判为阴性。2 2串联实验串联实验serial testserial test 也称系列也称系列实验，是指采用几种实验方法检测疾病，实验，是指采用几种实验方法检测疾病，只需全部检测均为阳性者才判为阳性，凡只需全部检测均为阳性者才判为阳性，凡有一项检测结果为阴性即判为阴性。有一项检测结果为阴性即判为阴性。试验结果试验结果 尿糖尿糖血糖血糖糖尿病病人糖尿病病人非糖尿病病人非糖尿病病人1410331111721357599合计合计 1997641结合实验诊断糖尿病的结果串联：全阳为阳，否那么为阴串联：全阳为阳，否那么为阴并联：一阳即阳，全阴才阴并联：一阳即阳，全阴才阴串联实验可提高特异度，但降低灵敏度。串联实验可提高特异度，但降低灵敏度。并联实验