预防医学课件：诊断与筛检试验及其评价

1、第二十八章 诊断试验和筛检试验本章重点 筛检的概念、目的、实施原则； 诊断、筛检试验的主要评价指标（真实 性、可靠性、效益）的计算、意义； 诊断分界点的变化与灵敏度及特异度的 关系； 并联试验、串联试验的意义。 第一节 诊断试验与筛检试验的定义与应用原则一、筛检试验（一）定义 筛检是指通过快速检验、检查或其他措施，将可能有病但表面健康者，同可能无病者区别开来。用于筛检的各种检查方法称为筛检试验。 （二）分类（1）按筛检对象 整群筛检、选择性筛检（2）按筛检方法 单项筛检、多项筛检（3）按筛检项目 治疗性筛检、预防性筛检（三）目的（1）二级预防（2）筛检高危，一级预防（3）了解疾病自然史，识别早

2、期病人 外表上健康并接受筛检试验的人群 （即健康者和虽患病但尚未确诊的人） 治疗性干预筛检试验阴性者阳性者诊断方法有病无病 定期再筛检定期再筛检二、诊断试验正确区分病人或非病人的方法。用于诊断的试验称为诊断试验。各种实验室检查、医疗仪器检验或其他检查。诊断试验的目的 疾病的诊断 疾病随访、预后估计、疗效判断、 药物毒副作用的监测等。 三、实施原则该疾病是影响当地居民健康的主要公共卫生问题;该疾病有可识别的早期症状和体征；对筛检阳性的人群有进一步有效的诊断和治疗措施;有简便、快速且易被群众接受的检测方法;该疾病的自然史明确;考虑当地卫生事业经费情况，应对成本和效益进行评价；疾病筛检是一项连续过程

3、，应进行定期复检；筛检疾病或状态在当地有较高流行率，切对预防效果及副作用有充分认识。筛检试验和诊断试验的区别 项目 筛检试验 诊断试验对象 健康人或无症状病人 病人或筛检阳性者目的 把可能患病个体与可能 进一步把病人和可疑有病 无病者区分开 但实际无病者区分开要求 快速、简便、高灵敏度 准确性和特异性高，真实 尽可能发现所有可疑病人 可靠，结果有权威性费用 低廉 较高处理 筛检阳性者须进一步诊 阳性者需进行严格观察和 断以确诊 及时治疗一、诊断试验评价的设计（一）“金标准” 的选择金标准（gold standard）即标准诊断方法，是指当前可靠的、临床公认的能正确地将有病和无病区分开的诊断方法

4、。通常，一种疾病有一个国际或国内公认的标准的诊断方法，是能够肯定或排除某种疾病的最可靠的诊断方法。 第二节 诊断试验与筛检试验的评价 病理学检查、手术探查、尸体解剖、特殊的影像学诊断以及微生物学培养、抗原、抗体检测、生物学标志物检测等是普遍意义的金标准。 冠心病 冠状动脉造影 肿瘤 病理学检查研究对象包括经金标准确诊的两组人群： 病例组：金标准证实的患研究疾病的病例 对照组：金标准证实未患所研究疾病外，其它因素或特征上应与病例组可比 样本应能代表各自的总体。病例应包括临床各型、各期及有无并发症的患者；正常人一般不宜纳入对照组。（二）研究对象的选择（三）确定样本含量容许误差；待评价试验的灵敏度或

5、特异度；例28-1 预计待评价的诊断试验灵敏度为70%、特异度60%，设检验水准a=0.05，容许误差为0.05，若想评价该试验临床价值，需病例组和对照组样本量各多少？ 当待评价试验的灵敏度或特异度小于20%或大于80%时，样本资料呈偏态分布，需对率进行平方根反正弦转换，公式如下： 表28-2 诊断试验或筛检试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b（n2） c（假阴性） d（真阴性） c+d（n2） 合 计 a+c（m1） b+d（m2） n试验结果合 计（四）资料整理分析二、诊断试验或筛检试验的评价真实性(validity)可靠性（reliability）效益性

6、（预测值） （一）真实性(validity) 又称准确度（accuracy）或效度，是指诊断试验所获得的测量值与实际情况的符合程度。基本方法是将待评试验与金标准比较，金标准即公认的最可靠的诊断方法。 表28-2 诊断试验或筛检试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b（n2） c（假阴性） d（真阴性） c+d（n2） 合 计 a+c（m1） b+d（m2） n试验结果合 计 表 诊断试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a+c b+d N诊断试验合 计1灵敏度（sensitivity，S

7、e）又称真阳性率 ，反映了筛检试验检出病例的能力。 表 诊断试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a+c b+d N诊断试验合 计 假阴性率（false negative rate，FN），又称 漏诊率 表 诊断试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a+c b+d N诊断试验合 计2特异度（specificity，Sp）又称真阴性率，反映了筛检试验排除非病例的能力。 表 诊断试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a

8、+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a+c b+d N诊断试验合 计 假阳性率（false positive rate，FP），又称 误诊率 3. 约登指数（Youdens index，YI），又称 正确指数，反映了筛检试验发现病人与非病 人的总能力。4. 似然比（Likelihood ratio，LR）阳性似然比越大，试验的诊断价值越高。阴性似然比越小，试验的诊断价值越高。例28-2 评价某诊断试验对某疾病的诊断价值，收集70例病例和120例非病例，计算诊断试验真实性各项指标。 表28-3 某人群某病诊断试验结果 金标准 患者 非患者 阳性 60（a） 30（b） 90 阴性

9、10（c） 90（d） 100 合 计 70 120 190诊断试验合 计真实性指标计算结果：灵敏度 = 60 / 70100% = 85.7%漏诊率 = 1 - 灵敏度 = 1 85.7% = 14.3%特异度 = 90 / 120100% = 75.0% 误诊率 = 1 - 特异度 = 1 75.0% = 25.0% 约登指数 = 0.857 + 0.75 1 = 0.6阳性似然比 = 85.7%/25.0% = 3.4阴性似然比 = 14.3%/75.0% = 0.2（二）可靠性(reliability) 又称可重复性 (repeatability) 或精确度 (precision)，即

10、信度。 是指在完全相同的条件下，重复进行某项试验时获得相同结果的稳定程度。可靠性评价指标： 1. 标准差和变异系数 2. 符合率（一致率） 3. Kappa值 第二次试验 a b a+b c d c+d 合 计 a+c b+d N第一次试验合 计可靠性评价计算表例：采用尿糖试验筛检糖尿病，150名受试者每人分别进行两次试验，结果见表，试评价可靠性。 表 150名受试者两次尿糖试验结果表 第二次试验 75 2 77 4 69 73 合 计 79 71 150第一次试验合 计 Kappa值是实际符合率和最大可能符合率之比，用来做两种诊断方法或同一种诊断方法的两次诊断结果一致性比较分析，考虑了随机因

11、素带来的影响。 Kappa值-1到+1间，一般认为取值越大一致性越高。K0 观察一致率大于机遇一致率，K= 1表明两 种方法判断结果完全一致。在临床实践工作中K 0.75 一致性极好。 例28-3 以冠心病为例，甲医生用金标准，乙医生用待评价诊断试验对同一人群患病情况作出诊断，试计算两名医生检测结果的符合率和K值。 表28-3 甲乙两医生对某人群冠心病诊断情况 甲医生（金标准） 患病 未患病 患病 87（a） 14（b） 101(n1) 未患病 16（c） 362（d） 378(n2) 合 计 103(m1) 376(m2) 479(n)乙医生 合 计影响可靠性的因素： 1. 受试对象生物学变

12、异 2. 观察者变异 3. 试验方法或实验室条件差异五、诊断试验效益性评价（一）预测值 (predictive value，PV) 又称诊断价值，是根据诊断试验的结果来估计真正患病可能性大小的指标。包括阳性和阴性两种预测值 ：阳性预测值 (positive predictive value，+PV) 指试验结果为阳性者中，真正有病者所占比例； 阴性预测值 (negative predictive value，-PV)指试验结果为阴性者中，真正无病者所占比例。 表 诊断试验或筛检试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a

13、+c b+d n诊断试验合 计阳性预测值(positive predictive value，+PV) 表 诊断试验或筛检试验评价四格表 金标准 有病 无病 a（真阳性） b（假阳性） a+b c（假阴性） d（真阴性） c+d 合 计 a+c b+d n诊断试验合 计阴性预测值(negative predictive value，-PV) 预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系（1）当灵敏度和特异度不变时，预测值受患病率的影响较大。（2）当患病率不变且不低时，灵敏度愈高，则阴性预测值愈大，临床医师更有把握判断阴性结果为非病人；特异度愈高，则阳性预测值愈大，临床医师越有理由判断阳性结果为病人。

14、表28-5 不同患病率时心电图运动试验的预测值 患病率 阳性预测值 阴性预测值 90 97 29 80 92 48 70 88 61 60 82 71 50 75 79 40 67 85 30 57 90 20 43 94 10 2 97患病率与预测值的关系20 40 60 80 1000 80 60 40 20 0阴性预测值阳性预测值10预测值（%）患病率（%）预测值与灵敏度、特异度、患病率的数量关系为：例28-4 现收治470例疑似心肌梗死病人，经过心电图等检查手段确诊260例，再用肌酸磷酸激酶含量测定法对这批可疑心肌梗死病人进行测定。求预测值？ 表28-6 CPK含量测定法的试验结果 C

15、PK含量结果 患者 非患者 合计 阳性(80U) 245（a） 20（b） 265 阴性(80U) 15（c） 190（d） 205 合计 260 210 470 成本效果分析 分析筛检或诊断试验投入成本及取得的生物学效果； 成本效益分析 分析筛检或诊断试验投入成本和取得的经济效益； 成本效用分析 分析筛检或诊断试验投入成本和取得生命质量改善。（二）卫生经济效果分析六、截断值的选择 截断值（cut off value）即确定试验阳性与阴性的界限。 不同判断界值对灵敏度、特异度的影响 理想情况实际情况不同血糖标准时血糖实验的灵敏度、特异度血糖水平（）灵敏度（）特异度（）.青光眼病人和正常人眼内压

16、分布图 受检人数正常人患者14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 眼内压（mmHg）重叠区若将眼内压的阳性诊断标准定为22mmHg，所有患者均被判为阳性，诊断的灵敏度为100%。但是，眼内压在22-26mmHg之间的正常人被误判为阳性(假阳性)，造成误诊。若将眼内压的阳性诊断标准定为26mmHg，所有健康人均被判为阴性，诊断的特异度为100%。但是，眼内压在22-26mmHg之间的患者被误判为阴性(假阴性)，造成漏诊。（1）早期疗效较好，漏诊会造成严重后果，诊断标准定在高灵敏度的水平，尽量检测出病人。（2）疗效不理想，误诊会造成病人严重的心理、生理负担，诊

17、断标准定在高特异度的水平，尽量排除非病人。（3）若漏诊和误诊同等重要，一般可把诊断标准定在曲线交界处。1. 临界点选择的原则：2. 截断值判定方法（1）统计学方法 正态分布法、百分位数法（偏态分布） （2）ROC（受试者工作特征）曲线法 最常用、准确、有效的方法，临床上常用。CPK诊断心梗的ROC曲线 假阳性率 真阳性率（灵敏度） 选择偏倚 测量偏倚 错分偏倚七、偏倚及控制 选择合适的方法和指标 选择客观指标，对指标的测量采用标准化的方法， 对计量数据选择恰当的截值点； 选择患病率较高的人群进行检查 可获得较高的阳性预测值； 联合实验八、提高实验效率的方法1 、并联试验( parallel test ) 指同时做几个试验时，只要有一个试验结果为阳性，即判断为阳性的试验方法。 优点：试验的灵敏度、阴性预测值提高，减 少了漏诊率。 缺点：试验的特异度、阳性预测值下降，增 加了误诊率。联合试验并联试验诊断糖尿病的结果 试验结果 尿糖血糖 117 21 14 10 33 11 35 7599 合 计 199 7641糖尿病人非糖尿病人2、串联试验( serial test ) 指依次顺序地做几项试验，全部试验结果均为阳性时才判断为阳性的方法。 优点：试验的特异度、阳性预测值提高，减 少了误诊率。 缺点：试验的灵敏度、阴性预测值下