流行病预防学-08筛检与诊断实验的评价ppt课件

1、1 吉林省精品课程申报课程吉林省精品课程申报课程Preventive Medicine)Preventive Medicine)预防医学系预防医学系吉林大学公共卫生学院吉林大学公共卫生学院/yfyx.html2 2 Preventive Medicine预防医学第二篇第二篇 预防保健预防保健策略与措施策略与措施 筛检与诊断试验的评价筛检与诊断试验的评价第七章第七章 外表健康的人群外表健康的人群筛检试验筛检试验阴性者阴性者（那些未患某病的人）（那些未患某病的人） 阳性者阳性者(患某病或有危险患某病的人患某病或有危险患某病的人) 阳性者阳性者（患病或具备危险因素）（患病或具备危

2、险因素）治疗性干预治疗性干预 阴性者阴性者（未患病或不具备危险因素）（未患病或不具备危险因素）诊断试验诊断试验（健康者和虽患病但尚未予以诊断的人）（健康者和虽患病但尚未予以诊断的人）主要内容主要内容概述诊断试验的评价过程诊断试验的评价指标提高诊断试验效率的方法一、筛检一、筛检 筛检筛检 (screening): 在大量表面上无病的人群中通过快速简便在大量表面上无病的人群中通过快速简便的试验、检查和其他方法，去发现那些未被的试验、检查和其他方法，去发现那些未被识别的、可疑的病人或有缺陷的人。识别的、可疑的病人或有缺陷的人。一、筛检一、筛检 通过快速的试验、检查、或其他方法，在通过快速的试验、检查

3、、或其他方法，在健康人群中将那些可能有病但表面健康的健康人群中将那些可能有病但表面健康的人，同那些可能无病的人鉴别开来人，同那些可能无病的人鉴别开来早期发现可疑病人的一种措施早期发现可疑病人的一种措施发现高危个体，减缓发病，达到一级预防发现高危个体，减缓发病，达到一级预防一、筛检一、筛检 筛检试验筛检试验(screening test)(screening test)识别健康人群中未被发现的某病患者或可疑患者，或高危识别健康人群中未被发现的某病患者或可疑患者，或高危个体个体问卷、常规体格检查、物理学检查、实验室检验、高级分问卷、常规体格检查、物理学检查、实验室检验、高级分子生物学技术子生物学技

4、术简单、廉价、快速、平安、易于被群众接受及良好的可靠简单、廉价、快速、平安、易于被群众接受及良好的可靠性与精确性性与精确性二、诊断二、诊断 诊断诊断 (diagnosis) (diagnosis)：应用各种实验、医疗仪器等手段对病：应用各种实验、医疗仪器等手段对病 人进行检查，以确定或排除疾病。人进行检查，以确定或排除疾病。诊断试验诊断试验diagnosis test):diagnosis test):诊断过程所采用的方法诊断过程所采用的方法实验室检查生化、血液学、细菌学、免疫学等）实验室检查生化、血液学、细菌学、免疫学等）仪器诊断心电、彩超、影像学等）仪器诊断心电、彩超、影像学等）病史、体检

5、等资料。病史、体检等资料。三、筛检试验与诊断试验的区别三、筛检试验与诊断试验的区别 筛检试验筛检试验 诊断试验诊断试验 健康人或无症状的病人健康人或无症状的病人 要求不同要求不同 快速、简便、高灵敏度快速、简便、高灵敏度 科学性、准确性科学性、准确性 对象不同对象不同 病人病人 目的不同目的不同 把病人及可疑病人与无把病人及可疑病人与无病者区分开来病者区分开来 病人与可疑有病但实际无病人与可疑有病但实际无病的人区分开来病的人区分开来 费用不同费用不同 简单、廉价简单、廉价 一般花费较贵一般花费较贵 处理不同处理不同 阳性者须进一步作诊阳性者须进一步作诊断试验以便确诊断试验以便确诊 结果阳性者要

6、随之以结果阳性者要随之以治疗治疗 四、诊断试验评价的意义四、诊断试验评价的意义 n 对诊断试验的应用价值进行科学的评价：对诊断试验的应用价值进行科学的评价：n 缺乏评价可能导致误用，如癌胚抗原缺乏评价可能导致误用，如癌胚抗原CEA）n 淘汰差的诊断方法淘汰差的诊断方法n 应用之前必需经过科学的评价应用之前必需经过科学的评价n 为临床医生合理选用诊断试验并正确解释其结果提供为临床医生合理选用诊断试验并正确解释其结果提供科学依据：科学依据：n 诊断的特异性；多种诊断的方法的综合运用；缩短确诊断的特异性；多种诊断的方法的综合运用；缩短确认时间；降低医疗费用等。认时间；降低医疗费用等。主要内容主要内容

7、概述诊断试验的评价过程诊断试验的评价指标提高诊断试验效率的方法诊断试验评价的基本思想诊断试验评价的基本思想首先选定一个科学可靠的对比标准金标准），选择首先选定一个科学可靠的对比标准金标准），选择适宜条件的、具有代表性的和适当样本含量的研究对适宜条件的、具有代表性的和适当样本含量的研究对象，并进行分组，然后利用待评价的诊断试验同步盲象，并进行分组，然后利用待评价的诊断试验同步盲法测试这些研究对象并比较结果。法测试这些研究对象并比较结果。金标准金标准 (gold standard): 指当前临床医学界公认的诊指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法。也称标准诊断。断疾病的最可靠的方法。也称标准

8、诊断。活检活检 手术发现手术发现 微生物培养微生物培养尸检尸检 特殊检查和影像诊断特殊检查和影像诊断抗原抗体检测抗原抗体检测长期随访的结果长期随访的结果一、确定金标准一、确定金标准 原则：代表性原则：代表性 病例组：按金标准确诊为病例组：按金标准确诊为“有病的病例有病的病例 对照组：按金标准确诊为无目标疾病的其他病例，对照组：按金标准确诊为无目标疾病的其他病例，特别是与该病容易混淆的病例。正常人一般不宜特别是与该病容易混淆的病例。正常人一般不宜纳入对照组。注意年龄、性别等因素与病例组的纳入对照组。注意年龄、性别等因素与病例组的可比性。可比性。二、研究对象的选择二、研究对象的选择样本量有关的因素

9、样本量有关的因素 灵敏度灵敏度 特异度特异度 容许误差容许误差 三、样本含量的估计三、样本含量的估计 三、样本含量的估计三、样本含量的估计 三、样本含量的估计三、样本含量的估计比较金标准和待评价方法的检查结果，一般选择检查比较金标准和待评价方法的检查结果，一般选择检查结果最接近金标准判断结果的界值作为正常值标准。结果最接近金标准判断结果的界值作为正常值标准。常用的确定正常值的统计学方法有：常用的确定正常值的统计学方法有：标准正态分布法标准正态分布法百分位数法百分位数法ROCROC曲线法曲线法 四、分界值的确定四、分界值的确定盲法测量：盲法测量：同一研究对象采用两种方法进行测量，测量者不知道同一

10、研究对象采用两种方法进行测量，测量者不知道研究对象的分组情况。研究对象的分组情况。同步测量：同步测量：两种方法同时间、同地区、同人群中进行检测两种方法同时间、同地区、同人群中进行检测五、与金标准同步进行盲法比较五、与金标准同步进行盲法比较主要内容主要内容概述诊断试验的评价过程诊断试验的评价指标提高诊断试验效率的方法诊断试验的评价诊断试验的评价诊断诊断金标准金标准 试验试验 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+c b+dn试验评价试验评价一、真实性一、真实性 (validity)真实性又称有效性，是指筛检

11、试验或诊断试验所获得的真实性又称有效性，是指筛检试验或诊断试验所获得的测量值与实际情况的符合程度，亦称准确性或效度。包括：测量值与实际情况的符合程度，亦称准确性或效度。包括：灵敏度与假阴性率灵敏度与假阴性率特异度与假阳性率特异度与假阳性率似然比似然比正确诊断指数正确诊断指数ACDB病人病人非病人非病人ACDB阳性阳性阴性阴性诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD1. 1.灵敏度灵敏度sensitivitysensitivity） 又称为敏感性或

12、真阳性率，即实际有病而被筛检试验判定为有病的百分率。又称为敏感性或真阳性率，即实际有病而被筛检试验判定为有病的百分率。 100% CAA灵敏度灵敏度反映筛检试验检出病人的能力，其值愈大，则漏诊的可能性愈小灵敏度反映筛检试验检出病人的能力，其值愈大，则漏诊的可能性愈小 意义：意义：诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 2. 2.特异度特异度specificityspecificity） 又称为真阴性率，即实际无病而

13、被该筛检试验判定为无病的百分率。又称为真阴性率，即实际无病而被该筛检试验判定为无病的百分率。 100%DBD特异度特异度反映筛检试验能排除非病人的能力。其值愈大，则误诊的可能性愈小。特异度反映筛检试验能排除非病人的能力。其值愈大，则误诊的可能性愈小。 意义：意义：诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 3. 3.假阴性率漏诊率）假阴性率漏诊率） 即实际有病，而被该筛检试验错判为无病的百分率。即实际有病，而被该筛检试

14、验错判为无病的百分率。 灵敏度假阴性率1100%CAC筛检试验的假阴性率愈大，则漏诊者愈多；由于漏诊率和灵敏度互补，筛检试验的假阴性率愈大，则漏诊者愈多；由于漏诊率和灵敏度互补，所以漏诊率愈大，则灵敏度愈低。所以漏诊率愈大，则灵敏度愈低。 意义：意义：诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 4. 4.假阳性率误诊率）假阳性率误诊率） 即实际无病，而被该筛检试验错判为有病的百分率。即实际无病，而被该筛检试验错判为有病

15、的百分率。 特异度假阳性率1100%BB D筛检试验的假阳率愈大，则误诊者愈多；由于误诊率和特异度互补，筛检试验的假阳率愈大，则误诊者愈多；由于误诊率和特异度互补，所以误诊率愈小，则该筛检试验的特异度愈高。所以误诊率愈小，则该筛检试验的特异度愈高。 意义：意义：诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 5. 5.正确诊断指数正确诊断指数Youdens indexYoudens index） 又称正确指数，是指灵敏度和

16、特异度之和减去又称正确指数，是指灵敏度和特异度之和减去1 综合评价真实性的指标，理想的试验应为综合评价真实性的指标，理想的试验应为1 意义：意义：约登指数SeSp1诊断诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 6. 6.预测值预测值Predictive value, PVPredictive value, PV） 又称预告值，是已知试验结果时，表明有或无该病的概率。又称预告值，是已知试验结果时，表明有或无该病的概率。诊断

17、诊断金标准金标准 试验试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性A（真阳性）真阳性）B（假阳性）假阳性）AB阴性阴性C（假阴性）假阴性）D（真阴性）真阴性）CD合计合计ACBDABCD真实性真实性validity） 100%AABPV 试验结果为阳性者中真正有病的概率；试验结果为阳性者中真正有病的概率；意义：意义：100%CDDPV 试验结果为阴性者中真正无病的概率试验结果为阴性者中真正无病的概率7. 7. 似然比似然比(likelihood ratio, LR)(likelihood ratio, LR)病人中出现某种试验结果的概率与非病人中出现相应结果的概率之比，说明病人出现该结果的机会

18、是非病人的多少倍。意义：是同时反映灵敏度和特异度的复合指标，不受患病率的影响，应选择阳性似然比较高的诊断方法。包括:阳性似然比阳性似然比 (positive likelihood ratio,+LR)阴性似然比阴性似然比 (negative likelihood ratio,-LR) 阳性似然比： 真阳性率与假阳性率之比 阴性似然比 假阴性率与真阴性率之比dbdcacLR真阴性率假阴性率dbbcaaLR假阳性率真阳性率意义：说明病人中某种试验出现阳性结果的机会是非病人的多少倍；意义：说明病人中某种试验出现阳性结果的机会是非病人的多少倍；比值越大说明患病的概率越大，试验结果的诊断价值越高。比值越

19、大说明患病的概率越大，试验结果的诊断价值越高。意义：说明病人中某种试验出现阴性结果的机会是非病人的多少倍；意义：说明病人中某种试验出现阴性结果的机会是非病人的多少倍；比值越小，试验诊断的价值越高。比值越小，试验诊断的价值越高。1. 1.灵敏度与特异度的关系：一般而言，当试验的条件与方法确定，灵敏度与特异度的关系：一般而言，当试验的条件与方法确定，随着诊断标准的改变，灵敏度与特异度之间呈互为消长的关系。随着诊断标准的改变，灵敏度与特异度之间呈互为消长的关系。 各指标间的关系各指标间的关系应选择灵敏度高的标准：应选择灵敏度高的标准：严重疾病，早期诊断可获得较好的治疗效果，漏掉一个严重疾病，早期诊断

20、可获得较好的治疗效果，漏掉一个可能的病例后果严重。可能的病例后果严重。应选择特异度高的标准：应选择特异度高的标准：治疗效果不理想，确诊及治疗费用昂贵；误诊后果严重，治疗效果不理想，确诊及治疗费用昂贵；误诊后果严重，形成形成 严重的精神负担。严重的精神负担。灵敏度灵敏度=特异度特异度假阳性和假阴性的重要性相等，选择灵敏度和特异度相假阳性和假阴性的重要性相等，选择灵敏度和特异度相等或正确诊断指数最大的分界值作为标准。等或正确诊断指数最大的分界值作为标准。ROC曲线：又称受试者工作特征曲线，是曲线：又称受试者工作特征曲线，是用真阳性率和假阳性率作图得出的曲线，它用真阳性率和假阳性率作图得出的曲线，它

21、可表示灵敏度和特异度之间的关系。可表示灵敏度和特异度之间的关系。糖尿病血糖试验的糖尿病血糖试验的ROC曲线曲线(李立明李立明 2019) ROC曲线常用来决定最佳临界点，通常最接近左上角的截断点，可定为最佳临界点，作为诊断标准，此时诊断的灵敏度和特异度均较好，且误诊率和漏诊率最小。ROCROC曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验的诊断价曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验的诊断价值，帮助临床医师作出最佳选择。通过分别计算各个试值，帮助临床医师作出最佳选择。通过分别计算各个试验的验的ROCROC曲线下面积进行比较，哪一试验的面积最大，则曲线下面积进行比较，哪一试验的面积最大，则哪一试验的诊断

22、价值最佳。哪一试验的诊断价值最佳。2. 2.预测值和灵敏度、特异度、患病率的关系：预测值和灵敏度、特异度、患病率的关系：各指标间的关系各指标间的关系Bayes 条件概率公式：条件概率公式：患病率患病率(%)(%)灵敏度灵敏度(%)(%)特异度特异度(%)(%)筛检筛检结果结果诊断诊断 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1.522.999.834205463.0 11698309946 98.8 合计合计150985010000 1.544.399.0669816440.2 8497529836 99.1 合计合计1509850

23、10000 2.544.399.01119720853.3 1399653979298.6合计合计250975010000摘自摘自( (流行病学进展流行病学进展 第第4 4卷，施侣元，卷，施侣元，1986) 1986) 灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果2. 2.预测值和灵敏度、特异度、患病率的关系：预测值和灵敏度、特异度、患病率的关系：各指标间的关系各指标间的关系q当当Se SpSe Sp一定时，一定时，P P增大，阳性预测值增大，阴性预测值减小增大，阳性预测值增大，阴性预测值减小q当当P P一定时，一定时，SeSe增大，增大，SpSp减小，

24、阳性预测值减小，阴性预测值增大减小，阳性预测值减小，阴性预测值增大二、可靠性二、可靠性 (reliability) 可靠性又称信度，指相同条件下同一试验对相同人群重可靠性又称信度，指相同条件下同一试验对相同人群重复试验获得相同结果的稳定程度。可靠性高，说明试验结复试验获得相同结果的稳定程度。可靠性高，说明试验结果受随机误差的影响不大。评价指标包括：果受随机误差的影响不大。评价指标包括：变异系数变异系数(coefficient of variance,CV)(coefficient of variance,CV)符合率符合率(agreement rate)(agreement rate)诊断试验

25、的一致性分析诊断试验的一致性分析当某试验是作定量测定时，可用变异系数来表示可靠性。即所测平当某试验是作定量测定时，可用变异系数来表示可靠性。即所测平均数的标准差与测定的均数之比；比值越小，可靠性越好。均数的标准差与测定的均数之比；比值越小，可靠性越好。%100测定值均数测定值均数的标准差变异系数用处：用处：CVCV常用于比较度量衡单位不同或均数相差悬殊常用于比较度量衡单位不同或均数相差悬殊的资料之间的变异度。的资料之间的变异度。 二、可靠性二、可靠性 (reliability) 变异系数变异系数%100符合率dcbada二、可靠性二、可靠性 (reliability) 符合率符合率又称准确度，

26、当某试验做定性测定时，同一批研究对象两次诊断结果均为阳性与均为阴性的人数之和占所有进行诊断试验人数的比率。用处：可用于比较两个医师诊断同一组病人或同一医用处：可用于比较两个医师诊断同一组病人或同一医师两次诊断同一组病人的结果。师两次诊断同一组病人的结果。 二、可靠性二、可靠性 (reliability) 诊断试验的一致性分析诊断试验的一致性分析用处：若要衡量临床医生的诊断水平如何，他们对同一人群用处：若要衡量临床医生的诊断水平如何，他们对同一人群的诊断结果是否存在差异，可采用的诊断结果是否存在差异，可采用KappaKappa分析。分析。评价不同地点或不同操作者对同一试验结果一致性的指标，该值考

27、评价不同地点或不同操作者对同一试验结果一致性的指标，该值考虑了机遇因素对一致性的影响并加以校正，提高了判断的有效性。虑了机遇因素对一致性的影响并加以校正，提高了判断的有效性。KappaKappa值值= =实际一致性实际一致性/ /非机遇一致性非机遇一致性二、可靠性二、可靠性 (reliability) 诊断试验的一致性分析诊断试验的一致性分析乙检验师甲检验师合计aba+b(r1 )cdc+d(r2 )合计a+c(c1)b+d(c2)a+b+c+d(n)二、可靠性二、可靠性 (reliability) %100, ndaPoagreementobserved观察一致性nncrncrPcchanc

28、eofagreement2211, 机遇一致性Pcchancebeyondagreementpotential1 非机遇一致性PcPochancebeyondagreementactual 实际一致性PcPcPokappa1非机遇一致性实际一致性值Kappa值值 一致性强度一致性强度 0弱弱00.2轻轻0.210.40尚好尚好 0.410.60中度中度 0.610.80高度高度0.811最强最强 Kappa值判断标准值判断标准 二、可靠性二、可靠性 (reliability) 影影响响因因素素 实验条件和实验环境所致变异实验条件和实验环境所致变异个体本身的变异个体本身的变异 观察变异观察变异二

29、、可靠性二、可靠性 (reliability) 三、实用性评价三、实用性评价诊断方法是否简单实用？诊断方法是否简单实用？能否迅速地应用于临床？能否迅速地应用于临床？试验步骤、操作方法、使用及试剂规格、检测对象与注试验步骤、操作方法、使用及试剂规格、检测对象与注意事项是否具体明确？意事项是否具体明确？病人和医护人员是否容易接受？病人和医护人员是否容易接受？经济效益如何？经济效益如何？对病人有无损伤？对病人有无损伤？有无临床推广应用价值？有无临床推广应用价值？主要内容主要内容概述诊断试验的评价过程诊断试验的评价指标提高诊断试验效率的方法联合试验：是指同时应用两种或两种以上的方法来筛检或诊断疾病。联合试验：是指同时应用两种或