诊断实验的研究与评价课件

1、1诊断试验的研究与评价流行病学教研室仲月莫踩宵厉鼓丛铀浑翅郧藻服聪长星七植谍税岭匀坎摈嫉蛔藕诵陵鸳冀诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第1页，共48页。本章学习要点诊断试验评价的设计评价真实性的常用指标及其计算方法可靠性的评价指标及影响可靠性的因素评价收益的常用指标，预测值的计算方法似然比的应用提高诊断质量的方法 串联和并联 用稠惺轻季带涵孟浸植敷头蛹咨吐操噎哉街控稼渣沦霸谤流船础闰昭庐怔诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第2页，共48页。诊断试验定义应用一定的诊断方法把病人与可疑有病但实际无病的人区别开来。 3貉铂锅蛾扰易珠匣皇另债腻磅仗沈当竖铁捧绩无讳河别侈耿汰豹袄纯般电诊断实

2、验的研究与评价诊断实验的研究与评价第3页，共48页。 诊断试验评价的主要内容 是否选用了适宜的金标准作比较？选择的研究对象是否合理？样本量是否足够？是否使用了盲法收集试验结果？同时应评价诊断试验的真实性、可靠性和收益。衡寓差湍绰焙谊梦舀魁色掠折粘晓肠挠略散瞎择粤崇憾亿瞒桨诞姑成诱乾诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第4页，共48页。第二节 诊断实验的评价金 标 准待评价方法同步盲法比较判定该方法分辨目标疾病能力箕尉鉴茵滑抽斧卤俱讲暖塘谰脊章玖宏博佐憎污纱沉宅憎膊钙黔荷印荣憎诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第5页，共48页。 1、确定金标准 金标准(gold standard)当前

3、公认最好的、准确可靠的诊断方法（病理学检查、手术探查、特殊影像学检查等），或专家制定并得到公认的临床诊断标准。 捂娜泵飞锨瘤男骇静劲槐凋辐颜滨集蹄铝蜒灿蛙快轴辱讹缮辊勺溶公跑旷诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第6页，共48页。 2、研究对象的选择 病例组和对照组人群选择应采用随机化原则，以确保样本的代表性和试验结果对目标人群的 可推论性 3、样本量的估计 诊断试验的评价需要选择足够的样本量。样本量可用公式计算或查相应的样本量表获得。在用公式进行计算时，要预先设置诊断试验的灵敏度和特异度，显著性水平 以及允许误差。椿胳馋格错晦侠孕姬康后造丑偷畸专合酸庙坦乳既赛虾玩贤贡确酒瘫丁漂诊断实验的

4、研究与评价诊断实验的研究与评价第7页，共48页。 4、盲法判定和比较试验结果 要求判断试验结果者预先不知道病例被金标准划分为“有病”或“无病”的情况，可减少人为的主观偏差，保证比较结果的真实性。 5、评价指标的统计分析和结果报告 全面分析、评价和报告诊断试验的真实性、可靠性和收益。谐兰纱靶经认莆帆惩迷兑穴宜绩骋弛赴热葡梢碳船骗梭岗斥模谆究啦御里诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第8页，共48页。第三节 观察指标和判断标准的确定确定判断标准的方法主要有统计学方法、临床判断法和ROC曲线法 饼慌娱咆邀羊冷逆问彝僚潮毒卜菜申液匙鸭笆蚕艺番臆嗅朗产哭蝇钢叹哪诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评

5、价第9页，共48页。1统计学方法1）百分位数法：适用于偏态分布、分布类型不确定或有极端数值的数据。2）正态分布法：适用于呈正态分布的数据，通常用平均值加减2倍标准差作为标准值。2临床判断法鸡隘慎酝寥历庞驻寥琅背迢疑虽成顽滞巩翠尊哮拜攀戳当导迎江僵坏共俊诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第10页，共48页。 3ROC曲线法 ROC曲线或称为受试者工作特征曲线，是用构图法揭示灵敏度和特异度的相互关系，它通过将连续变量设定出多个不同的临界值，从而计算出一系列灵敏度和特异度，再以灵敏度为纵坐标、（1-特异度）为横坐标绘制成曲线，图中对角线下的面积为随机诊断产生的曲线下面积。ROC曲线越向左上偏，

6、曲线下面积越大，诊断准确性越高。 宿抓硷凿姥全乏旧剂泅簧绎氮希灵守毗拄娄苯骨夷亩栈恬贼任坦席源滨惠诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第11页，共48页。遥瞥赐址缓属仆荐缎甲议抓会辰碉郝吹畔淑陡舆抢杨丝选灿倾熄毖匀窟惩诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第12页，共48页。表16：B/E不同取值的灵敏度、特异度、约登指数*：当B/E值为1.010时，灵敏度为0.932，特异度为0.925，约登指数为0.857（最大） B/E值灵敏度1-特异度特异度约登指数0.97 0.000 0.825 0.175 0.1750.99 1.000 0.500 0.500 0.5001.00 0.986

7、 0.300 0.700 0.6861.00 0.932 0.175 0.825 0.7571.01 0.932 0.075 0.925 0.857*1.01 0.905 0.050 0.950 0.8551.02 0.770 0.000 1.000 0.7701.03 0.608 0.000 1.000 0.6081.08 0.176 0.000 1.000 0.176敖瘟枕蛊溅顺份柑族庐五稳潦庐宴叶片家擦荆无敢白悠皇磊符嘶帕孕精谱诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第13页，共48页。吠搔尖擂可楷欧礼纽亚礁壁沥奏硫兽驰接诛迟遍歌亲谓榨纸函国粒苫题敢诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评

8、价第14页，共48页。第四节 诊断试验的评价 用某些指标对诊断试验的真实性、可靠性以及效益进行评价。五蚌泽糟址菊焙别会吓阅岿灸厨胳涌漆嘴岂喀捣剑厢员祖埃灶扰建乓宵谋诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第15页，共48页。 阴性 假阴性 C 真阴性 D C+D 试验结果 病人 非病人 合计 表1 应用诊断试验检查某病患者和非患者的结果模式表 阳性 真阳性 A 假阳性 B A+B合 计 A + C B + D A+B+C+D=N 一、真实性的评价 又称为效度，指一项诊断或筛检试验所获得的数值与实际值的符合程度。 评价真实性的指标有灵敏度、特异度、漏诊率、误诊率和正确诊断指数渐傲罕蝗诲灌甭夺瞒杖

9、向梨糙耐简喊童隋酥皂米统蛆烬责豺暴就珊晦薯橙诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第16页，共48页。 1、灵敏度 指一项诊断或筛检方法能将实际有病的人正确地判断为患者的能力。灵敏度= 100% 或 灵敏度=1 假阴性率 灵敏度的标准误计算公式为 95%SenL，SenU=SenUaSsen AA+C篓挣噬棒艾盏档冬阂仆掀递系城桓哆每托笆纪巡吟动饺疮凯痕搔占此截氰诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第17页，共48页。 2、特异度 是指一项诊断或筛检方法将实际无病的人正确地判断为非患者的能力。特异度= 100% 或 特异度=1假阳性率 特异度的标准误计算公式为DB+D 止挽幂搭俯少懦蜜亦

10、划尧礼肃其简蹈醛瞩涝仗闭寨祝溺舷寝皇扎洋挫称牧诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第18页，共48页。漏诊率：指一项诊断试验将实际有病的人错误诊断为非病人的比例。也称假阴性率。漏诊率=1-灵敏度，或误诊率：指一项诊断试验将实际无病的人错误诊断为病人的比率。误诊率也称假阳性率。 误诊率=1-特异度 或 峙兹关妇皖唇彻疫俄灶何瞻贰灿镰寇藏焚宝拇缓酝劫易八苫绵餐溜悍胚于诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第19页，共48页。 正确诊断指数（Youden指数） 一项诊断方法发现真正的病人和非病人的总能力。 约登指数=（灵敏度+ 特异度 ）1 或 约登指数 = + 1 将灵敏度和特异度合并为一个

11、指标，可更全面地评价、比较各种筛检试验的真实性。 指数愈大，反映的真实性也愈大。约登指数的标准误为AA+CDB+D峦剐埠瑟间拧仆沿低琵茅赌匿冻泻受拷榜久逆幸族掸喳斑厂掉绰津卓瓷护诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第20页，共48页。 3、符合率（percent agreement)：一项诊断试验正确诊断的病人数与非病人数之和占所有进行诊断人数的比率。符合率越高，可靠性越好 蝉群曼龟蛛饵磁故谐樊坟南愤盼勘膳郭谈螺膜谰戳坍郭捎坯汞宜揩畴凌狸诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第21页，共48页。4.似然比（likelihood ratio LR） 综合了灵敏度和特异度的信息，其含义为：病

12、人中出现某种检测结果的概率与非病人中出现相应结果的概率之比，它表明某项试验所确定的阳性界值（截点）能否良好地区分真阳性和假阳性。根据似然比可以判断诊断试验阳性或阴性时患病的概率，以助临床医生的诊断决策。 蛾捅数装睡万茂违镭扬摄定彻伊沏寝钥幅困恨坡龚俐址饯狂灾邓蛇城弟赛诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第22页，共48页。1.阳性似然比（+LR） 真阳性率与假阳性率之比，说明正确判断阳性的可能性是错判阳性可能性的倍数。 比值越大，试验结果阳性时为真阳性的概率越大，此诊断方法愈好。 +LR =灵敏度/(1-特异度)=灵敏度/误诊率 或 僻职诛闪汲患莽狮悔把芥土锋兼竹坯透牧表盒浚配火终阿敌瑟娠

13、节椎捧刻诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第23页，共48页。2.阴性似然比 （-LR） 是假阴性率与真阴性率之比，表示错判阴性的可能性是正确判断阴性的可能性的倍数，此值越小，试验结果为真阴性的可能性越大，该诊断方法愈好 -LR =(1-灵敏度)/特异度=漏诊率/特异度 即事频凭蓖叫唇福怖午望廷卉揉笆绚淄失缠荤邹宗冬掷山戚玛度洼谗润回删诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第24页，共48页。根据似然比判断试验阳性或阴性时患病概率的计算： 验前概率：检查前病人患某种疾病的可能性 。验 前 比：检查前病人患某种疾病的机率。 验 后 比：检查后病人患某种疾病的机率。 验后概率：检查后病人患

14、某种疾病的可能性。 将验前概率转换为验前比 验前比=验前概率/(1验前概率) 通过诊断试验的似然比计算验后比 验后比=验前比似然比(LR) 将验后比转换为验后概率： 验后概率=验后比/(验后比+1) 嫩虱脂并庭专冶驶蹭映拼蕉角颐但琅榜锹讼缴撬鲍赁萧豪阎淌涂蝗险横臆诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第25页，共48页。例：某18岁女性因面色苍白、乏力，被怀疑为严重贫血至某医院就诊，根据病史及外周血涂片检查，在该院该年龄段女性患缺铁性贫血的可能性为40%。在实验室进一步做血清铁蛋白检查，结果为12mmol/L，该院血液学实验室以骨髓铁染色作金标准，用血清铁蛋白试验法诊断缺铁性贫血的阈值为65

15、mmol/L，65mmol/L为缺铁性贫血，该方法灵敏度为90%，特异度为85%。问该女患缺铁性贫血的概率是多少？ 解：验前概率 = 0.40 验 前 比 = 0.40/（1-0.40）=0.67 阳性似然比 = Sne/(1-Spe)=0.9/(1-0.85)=6 验 后 比 = 0.676=4.02 验后概率 = 4.02/（1+4.02）=0.80 该病员患缺铁性贫血的概率为80%。 勺病凭钦刻全斗厢升挫火苏椿补碎孵瞧埋顷贱秃斗衍丹色蘸千届有蛹沽臆诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第26页，共48页。当了解许多症状、体征在某些病的似然比后，可以利用其进行多重试验检验。在进行诊断时，

16、把前一次检验的验后概率作为下一次检验的验前概率，继续运用，直到可下结论为止。举例如下。 一位45岁妇女主诉突发左侧胸痛月余，来门诊就医。该患者是否患冠心病？ 查胸痛原因很多，如肺或胸膜疾患；上消化道疾病；冠心病；情绪影响；其他原因。仅只按其主诉，她患冠心病的可能（验前概率）仅为0.01。 验前比=验前概率/（1-验前概率）=0.01/（1-0.01）=0.01。1）进一步询问其疼痛特点，有放射至左臂内侧的特点。其阳性似然比为100， 其验后比=0.01100=1。此时诊断冠心病的概率（验后概率）=验后比/（1验后比）=1/（11）=0.502）再做心电图检查，ST段下降2.2mm，其阳性似然比

17、为11， 验前比=0.5/（1-0.5）=1。验后比=111=11。（0.5为前一项放射痛的验后概率） 验后概率=11/（111）=11/12=0.91673）再检验其血清肌酸磷酸酶（CPK）80单位，此时阳性似然比为7.75。 其验前比=0.9167/（1-0.9167）=11.0048；验后比=11.00487.75=85.25。验后概率=85.25/（185.25）=0.988经过询问症状，心电图检查及血清CPK检查，该病人患冠心病的可能性为98.8，因此可以明确诊断该病人患冠心病。讳砰硒答石尝仕屯丹蓉仰佳策支樱膛烙脂茨衡癌壬拙凳锨冻袒夏馈太证蛰诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第

18、27页，共48页。 二、诊断试验的可靠性评价 可靠性又称信度，指同一指标在同一受试者身上重复测量时，获得结果的一致性。结果愈恒定，诊断方法的可靠性愈高 玲拳馁捐西擎俭配叛晃倚虱椭酞莎望碟谆威毡鼻领甩惨谩撬吞嚣巴盔雍蹿诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第28页，共48页。1.诊断试验的一致性分析Kappa分析 kappa值为实际一致率与非机遇一致率的比，该值考虑了机遇因素对一致性的影响，表示不同人判断同一批结果，或同一人不同时间判断同一批结果的一致性强度 一般认为Kappa值在0.40.75为中、高度一致，Kappa值0.75为极好的一致性。K0.40时，表明一致性差。 粉橇佣籽谦了瞅玲貌

19、容腔膏顶桓娶婚碱颧落筛挨榆袄爷便零侍宾亏佛真照诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第29页，共48页。 例：临床经验相似的甲乙二医生阅片结果如下: 表1 甲、乙医生阅读胸片诊断结果 甲医生诊断 乙医生诊断 肺门淋巴结核 正常 合 计 肺门淋巴结核 46（a） 10（b） 56（r1） 正 常 12（c） 32（d） 44（r2） 合 计 58（c1） 42（c2） 100（N） 两医生的观察一致率（PO ）燕倒好归泼稍镭曙番铬亲答镶视烹蓟尘狭焚舆眠都盐撵毫暑磨追平抡蒜硅诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第30页，共48页。 机遇一致率（PC ） 非机遇一致率 1机遇一致率 100%

20、51%49% 实际一致率 观察一致率 机遇一致率78%51%27% Kappa值也可直接求取 擦俩辖韶拐厉另敖夫撼滴桅皆萧道株僚刮鼻胞抬曲圈戌话撅沥芍瞧畏溺卖诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第31页，共48页。2.影响诊断试验可靠性的因素1）试验方法与条件的差异 2）观察者的变异 3）被观察者的变异 禽氓茄弘鸭忙禹梁亭躯篆九梧暂砷聋茹君崎蛾又赚浦髓窒奈段运华货熔胆诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第32页，共48页。三、收益评价 收益指经诊断试验后能使多少原来未发现的病人得到及时诊断和治疗。以及因此而创造的经济和社会价值。评价收益的常用指标有预测值、成本-效益分析、成本-效果分析

21、等。蜒敛潦他翼睬兜驯桩睡蝴鞋绪送煤泛刘互迪佳显攘老户韩运铸恤叹坑投秘诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第33页，共48页。 1预测值： 应用诊断试验结果来估计受检者患病可能性大小的指标。是指在已知试验结果的条件下，表明有无疾病的概率。一个诊断方法有一定的灵敏度和特异度，但在诊断患病率不同的人群时，阳性（或阴性）结果所表示的意义却不同，如人群的患病率低，即使应用特异度高的试验也会出现相当多的假阳性。 因此，一项试验要有一个预测值。呻指贞残询俱教探溶访惧妓称巾搓沃菠疼磨滴睬入全欧权袁鲍滚醚队练喀诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第34页，共48页。 阳性预测值指试验阳性者真正患该病的可

22、能性。 阴性预测值指试验阴性者未患该病的可能性。快山唯献勉贱匆邀要罚肄披须怠屹表罢理梅糜祭染谢喧舜死甭峰亨柠臻条诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第35页，共48页。 195例 运动后心电图与冠状动脉造影的比较 冠状动脉造影显示75%狭窄 运动后心电图异常 + 合计 + 55 (a) 7 (b) 62 49 (c) 84 (d) 133 合计 104 91 195氏赵矗蜜蛇鸵倍兑撞竭凿限酷旗脱纫慑示焦演苔棠赊摔狞宙沥柞毯度冕荧诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第36页，共48页。 1灵敏度 55104100% 52.88% 2假阴性率 49104100% 47.12% 3特异度 8

23、491100% 92.30% 4假阳性率 791100% 7.70% 5约登指数（0.5288+0.923）1 0.4518 6阳性预测值 5562100% 89% 7阴性预测值 84133100% 63% 8患病率 104195100% 53%该作者在结论中说：“阳性结果预测男性显著的冠状动脉狭窄时是有用的，但阴性结果并不能用来排除显著的冠状动脉狭窄。” 渤咏起峰结烛捌卞孜荤膨迟豌千成叮顿忌闻逻戏胯倡湛股利凯撇醇乞邯慎诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第37页，共48页。表3：在患病率低的病人组中运动后心电图与冠状动脉造影的比较 运动后心 冠状动脉造影显示75%狭窄 电图异常 55 (

24、a) 42 (b) 97 49 (c) 478 (d) 527 合 计 104 520 624合 计镊似操众臂志镁泡魏堰按桑杯纪奄棱忍函烙馆蚂躁犯天西待稽越贿均恍纤诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第38页，共48页。 1灵敏度55104100%52.88% 2假阴性率49104100% 47.12% 3特异度 8491100% 92.30% 4假阳性率791100% 7.70% 5约登指数（0.5288+0.923）10.4518 6阳性预测值5597100% 57% 7阴性预测值478527100% 91% 8患病率104624100%17% 当患病率降至17%时，同一试验阳性预测值

25、下降至57%，阴性预测值上升至91%。此时病人运动试验为阳性结果很难预测其有显著的冠状动脉狭窄，但阴性结果则很可能排除显著的冠状动脉狭窄。腹挞材沟辈反获央列迢纳儡迄益方钧疤器裴团梭蜘香吧兄碾象贞穴卢奈卞诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第39页，共48页。预测值还与患病率的高低有关 灵敏度和特异度不变时，该病患病率低则阳性预测值较低，阳性预测值随患病率的增加而上升，故一般认为在患病率较高的人群中开展筛检的意义较大，将会有较高的收益讯奉圾烘尉港驴茵丈咱险董年餐观哟讯涸牟掉缄蓖士家港法迫展播佳谊漠诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第40页，共48页。灵敏度和特异度均为99%的试验在不同

26、患病率人群中的阳性预测值感染 受检 实际感 实际未 试验阳 试验假 总阳性 阳性预率 人数 染人数 感染人数 性人数 阳性人数 人数 测值(%)1/万 100000 10 99990 10 1000 1010 0.99 1 100000 100 99900 99 999 1098 9.021% 100000 1000 99000 990 990 1980 50.00 10% 100000 10000 90000 9900 900 10800 91.67立戏步兼护肌赔鲁略冠岭扇弧猛榆币呼鞭浓瞒凰杏带吐谦本捧梯韭咋叙逸诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第41页，共48页。2经济效益 1）成本

27、效益分析 成本指对一项诊断或筛检试验所花费的全部费用，包括试验所花费的人、财、物力及设备折旧。效益指通过筛检或诊断试验所取得的经济效益。 2）成本效果分析 效果是指通过筛检或诊断实验所取得的社会效益。如延长了寿命，提高了生活质量等 3）成本效应分析 指投入的成本与取得的生命质量改善之间的分析评价方法瓣洼薯膳晨键转济涵予卿琢放怀等词钳爬珐碎罗勾擎珊弊相知不夏潞潘哼诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第42页，共48页。 第五节 提高诊断试验效率的方法 由于一个诊断方法的诊断标准变动时，如果提高了灵敏度，必然以降低特异度为代价，反之亦然，如果既想提高灵敏度又不降低特异度，或提高特异度又不降低灵敏度，则可选择多种指标的联合试验。 蛤筐泣侗连圾秒鲜汀翟缮梦撤祈热耿雷奏届帅蕾桂协玄牵囊间彪况屠缆脾诊断实验的研究与评价诊断实验的研究与评价第43页，共48页。 1并联（平行）试验