临床科研设计-诊断课件

1、研究生课程临床科研设计张 焜 和南昌大学第一附属医院江西省消化疾病研究所临床科研设计诊断1研究生课程临床科研设计张 焜 和南昌大学第一附属医院主讲内容第一讲 临床研究概述第二讲 临床研究设计第三讲 临床研究质控第四讲 诊断研究第五讲 治疗研究第六讲 病因研究第七讲 预后研究临床科研设计诊断2主讲内容第一讲 临床研究概述临床科研设计诊断2主讲内容第一讲 临床研究概述第二讲 临床研究设计第三讲 临床研究质控第四讲 诊断研究第五讲 治疗研究第六讲 病因研究第七讲 预后研究临床科研设计诊断3主讲内容第一讲 临床研究概述临床科研设计诊断3诊断研究的重要性诊断研究：建立诊断新方法，评价现有诊断方法是正确认

2、识诊断试验临床价值的基础如：CEA初期认为结肠癌特异，后证实并非如此是临床上正确选择诊断试验的依据诊断疾病：排除用高灵敏试验，肯定用高特异试验判断轻重：既能判有无，又能判轻重筛查疾病：灵敏而特异，且简单易行判断疗效：易重复对比随访疾病：重复性好，即精密度高估计预后：与预后密切相关临床科研设计诊断4诊断研究的重要性诊断研究：建立诊断新方法，评价现有诊断方法临63篇论文没有回答好一个问题临床科研设计诊断563篇论文没有回答好一个问题临床科研设计诊断5诊断试验研究设计模式研究对象试验组（有病）对照组（无病）诊断金标准诊断试验诊断试验有病无病无病有病临床科研设计诊断6诊断试验研究设计模式研究对象试验组

3、（有病）对照组（无病）诊断诊断研究：研究对象病例组应具代表性，包括该病的各种临床状态：轻、中、重型早、中、晚期典型与非典型治疗与未治疗并发病有或无对照组应确无该病的其他病例，且包括易与该病混淆的疾病研究对象应为同期连续样本，或随机抽样，不能由研究者随意选择临床科研设计诊断7诊断研究：研究对象病例组应具代表性，包括该病的各种临床状态：诊断研究：诊断金标准选择当前公认的最可靠的诊断方法为参照标准病理诊断（组织学、尸检）手术诊断公认的临床诊断标准（如急性风湿热的Jones标准）诊治指南（共识意见）临床随访得出的肯定诊断不同的研究应选不同的标准，如肿瘤应选病理诊断金标准选择不当，将分组错误导致错分偏倚

4、临床科研设计诊断8诊断研究：诊断金标准选择当前公认的最可靠的诊断方法为参照标准诊断研究：样本估算要达到有统计学意义的最小样本，按公式计算 n：所需样本大小 ua：正态分布中累积概率为a/2的值（u0.05=1.96） ：允许误差，一般定在0.050.10 p：灵敏度(计算病例组样本)或特异度(计算对照组样本)临床科研设计诊断9诊断研究：样本估算要达到有统计学意义的最小样本，按公式计算临诊断研究：进行试验获取诊断试验相关的定量或定性数据盲法判定结果：要求判定试验结果者不知道研究对象被金标准判分为“有病”或“无病” 可以减少人为的主观偏差，保证结果的真实性如不使用盲法，在遇到可疑结果时，“有病”者

5、可能判为阳性，“无病”者可能判为阴性临床科研设计诊断10诊断研究：进行试验获取诊断试验相关的定量或定性数据临床科研设正常参考值的确定1、均数加减标准差法凡超出平均值加减2个标准差范围者为异常要求数据为正态分布，分布两侧的2.5%为异常2、百分位数法取95%的测定值为正常范围：2.5%97.5%、5%100%、095%不要求数据正态分布，但误差较大，样本应 120例3、ROC曲线法绘制ROC曲线确定最佳临界值临床科研设计诊断11正常参考值的确定1、均数加减标准差法临床科研设计诊断11诊断试验：评价指标根据试验结果列出四格表，计算诊断试验评价指标灵敏度=a/(a+c) ；特异度=d/(b+d)；准

6、确度=(a+d)/N；阳性预测值=a/(a+b)；阴性预测值=d/(c+d) ；患病率=(a+c)/N；阳性似然比=a/(a+c)/b/(b+d)；阴性似然比=c/(a+c)/d/(b+d)标准诊断方法合计病例组对照组诊断试验a (真阳性)b (假阳性)a+bc (假阴性)d (真阴性)c+d合计a+cb+dN临床科研设计诊断12诊断试验：评价指标根据试验结果列出四格表，计算诊断试验评价指诊断试验评价指标的意义诊断试验真实性的评价指标灵敏度（Sensitivity）特异度（Specificity）预测值（Predictive value）似然比（Likelihood ratio）诊断试验精确性

7、的评价指标标准差（Standard deviation）变异系数（Coefficient of variability）观察符合率与卡帕值（Kappa）临床科研设计诊断13诊断试验评价指标的意义诊断试验真实性的评价指标临床科研设计评价指标的意义：灵敏度诊断试验在病例组的阳性率（真阳性率）漏诊率 = 假阴性率 = 1 灵敏度越灵敏的试验漏诊越少高灵敏度试验适用于：漏诊可能造成严重后果者为了排除某项诊断（阴性结果时）筛选无症状的早期病人临床科研设计诊断14评价指标的意义：灵敏度诊断试验在病例组的阳性率（真阳性率）临评价指标的意义：特异度诊断试验在对照组的阴性率（真阴性率）误诊率 = 假阳性率 =

8、1 特异度越特异的试验误诊越少高特异度试验适用于：误诊会导致患者精神或肉体严重损害时为了肯定某项诊断（阳性结果时）临床科研设计诊断15评价指标的意义：特异度诊断试验在对照组的阴性率（真阴性率）临灵敏度和特异度的关系理想的诊断试验：灵敏度和特异度均100%灵敏度100%：一个不漏（不漏诊一个病人）特异度100%：一个不错（不误诊一个病人）实际的诊断试验：灵敏度和特异度反向变化dcabC2C1C30 AFP（实际）肝癌非肝癌C1肝癌非肝癌0 AFP（理想）临床科研设计诊断16灵敏度和特异度的关系理想的诊断试验：灵敏度和特异度均100%不同阳性界值时的灵敏度和特异度不同CPK水平为阳性界值时诊断心梗

9、的灵敏度和特异度不同CPK水平的临界点=280 IU=80 IU=40 IU=1 IU心梗非心梗心梗非心梗心梗非心梗心梗非心梗97121516228422301301331291511428800a/(a+c)= 42%a/(a+c)= 93%a/(a+c)= 99%a/(a+c)= 100%d/(b+d)= 99%d/(b+d)= 88%d/(b+d)= 68%d/(b+d)= 0%临床科研设计诊断17不同阳性界值时的灵敏度和特异度不同CPK水平为阳性界值时诊断选择最佳阳性界值：ROC曲线受试者工作特性曲线（ROC曲线）(Receiver operator characteristic cu

10、rve)真阳性率和假阳性率作图所得的曲线表示灵敏度和特异度的关系最佳阳性界值：最靠近左上角的一点假阴性和假阳性之和最小准确度最高错判最少临床科研设计诊断18选择最佳阳性界值：ROC曲线受试者工作特性曲线（ROC曲线）CPK受试者工作特性曲线1.00.90.80.70.60.50.40.30.20.101.00.90.80.70.60.50.40.30.20.10灵敏度特异度临床科研设计诊断19CPK受试者工作特性曲线1.00.90.80.70.60.5ROC曲线对诊断试验的评估价值ROC曲线是一种全面、准确评价诊断试验的非常有效方法，可用来比较两种或两种以上的诊断试验的诊断效率：直观法曲线下面

11、积（Area under curve, AUC）AUC与诊断准确度高低高：0.90-1.00=excellent (A)中：0.80-0.89=good (B) ；0.70-0.79=fair (C)低：0.60-0.69=poor (D) ；0.50-0.59=fail (E)临床科研设计诊断20ROC曲线对诊断试验的评估价值ROC曲线是一种全面、准确评价ROC曲线评价诊断试验AUCDBIL: 0.801TBIL: 0.594DBILTBIL临床科研设计诊断21ROC曲线评价诊断试验AUCDBILTBIL临床科研设计ROC曲线评价诊断试验CUT OFF POINTS9.65（0.787，0.

12、769）临床科研设计诊断22ROC曲线评价诊断试验CUT OFF POINTS临床科研设评价指标的意义：预测值阳性预测值（Positive predictive value）：阳性结果时患病的概率阴性预测值（ Negative predictive value）：阴性结果时无病的概率灵敏度越高，阴性预测值越高特异度越高，阳性预测值越高患病率对预测值的影响比灵敏度和特异度更明显临床科研设计诊断23评价指标的意义：预测值阳性预测值（Positive pred患病率对预测值的影响酸性磷酸酶诊断前列腺癌的灵敏度70%，特异度90%，在不同人群的阳性预测值差别很大一般人群（发病率1/10万）：0.4%7

13、5岁以上男性（发病率500/10万）：5.6%有前列腺结节者（发病率50 000/10万）：93.0%一项诊断试验临床应用满意，用于普查就不满意高特异度试验（高阳性预测值）用于低发病人群，将有大量假阳性高灵敏度试验（高阴性预测值）用于高发病人群，将有大量假阴性临床科研设计诊断24患病率对预测值的影响酸性磷酸酶诊断前列腺癌的灵敏度70%，特评价指标的意义：似然比阳性似然比：病例组阳性率（真阳性率）与对照组阳性率（假阳性率）之比公式： a / (a+c) / b / (b+d) 含义：阳性结果时判对是判错的多少倍阴性似然比：病例组阴性率（假阴性率）与对照组阴性率（真阴性率）之比公式： c / (a

14、+c) / d / (b+d) 含义：阴性结果时判错是判对的多少倍临床科研设计诊断25评价指标的意义：似然比阳性似然比：病例组阳性率（真阳性率）与似然比的价值与特点同时反映灵敏度和特异度的复合指标非常稳定，不受患病率的影响连续数据可分段计算似然比，避免简单的定为阳性或阴性应用时需将似然比转换成率可用于计算某一个体患者患病的可能性工作中要选择阳性似然比高的诊断试验临床科研设计诊断26似然比的价值与特点同时反映灵敏度和特异度的复合指标临床科研设似然比的应用举例某女性患者，45岁，因典型的心绞痛样胸痛就诊，问患冠心病的可能性有多大？查文献得知，45岁女性的冠心患病率为1%；典型心绞痛来自冠心病的似然

15、比为100验前比 = 验前概率/（1-验前概率）=0.01/(1-0.01)=0.01验后比 = 验前比似然比=0.01 100 = 1验后概率 = 验后比/（1+验后比）=1/（1+1）= 50%患者因提供了典型心绞痛病史后，患冠心的概率从1%上升到50%临床科研设计诊断27似然比的应用举例某女性患者，45岁，因典型的心绞痛样胸痛就诊似然比的应用举例该患者接着做心电图运动试验，ST段压低2.2 mm，问患冠心病的可能性又有多大？查文献得知， ST段压低2.2 mm 的似然比为 11验前比 = 验前概率/(1-验前概率)=0.5/(1-0.5) = 1验后比 = 验前比似然比 = 1 11 =

16、 11验后概率 = 验后比/(1+验后比)=11 /(1+11)= 91%患者做心电图运动试验后，患冠心的概率从50%升到91%临床科研设计诊断28似然比的应用举例该患者接着做心电图运动试验，ST段压低2.2似然比的应用步骤从文献中找出某一症状、体征、诊断试验或联合检测的似然比，并确定其可行性从文献查阅或估计病人的验前概率（患病的可能性，即患病率）依次按公式计算验前比验后比验后概率前一个诊断试验的验后概率是后一个诊断试验的验前概率重复上述过程，直到最后一个诊断试验的验后概率，即为病人患该病的最后概率临床科研设计诊断29似然比的应用步骤从文献中找出某一症状、体征、诊断试验或联合检似然比的应用举例

17、18岁女性，病史及血常规示缺铁性贫血的可能性为20%，测血清铁蛋白为40g/L。患缺铁性贫血的可能性多少？以12g/L临界点，诊断缺铁性贫血为灵敏度为65%，特异度为99%阴性似然比 =（1-灵敏度）/ 特异度）= 0.35/0.99 = 0.35验前概率 = 20%，验前比 = 20/80 = 0.25验后比 = 验前比似然比 = 0.25 0.35 =0.0875验后概率 = 验后比 /（1+ 验后比）= 0.875 / 1.875 = 8%按血清铁蛋白分段计算似然比，3544g/L段似然比为 2，最后计算验后概率为 33%临床科研设计诊断30似然比的应用举例18岁女性，病史及血常规示缺铁

18、性贫血的可能性精确性评价指标：Kappa值观察一致率（po）：如甲乙两个医生阅读100张胸片，诊断结果有多少是一致的。机遇一致率（pc）：其中甲医生不读片，采用掷钱币的方法确定胸片的诊断，也有部分诊断与乙医生相符。非机遇一致率：100%机遇一致率（%）实际一致率：观察一致率机遇一致率Kappa值：实际一致率 / 非机遇一致率临床科研设计诊断31精确性评价指标：Kappa值观察一致率（po）：如甲乙两个医Kappa值计算举例甲医生肺门淋巴结核正常乙医生肺门淋巴结核46 (a)10 (b)56 (r1)正常12 (c)32 (d)44 (r2)58 (c1)42 (c2)100 (N)观察一致率（

19、po）(a+d)/N=(46+32)/100=78%机遇一致率（pc）(r1c1/N)+(c2r2/N)/N=51%非机遇一致率100%机遇一致率=100%-51%=49%实际一致率观察一致率机遇一致率=78%-51%=27%Kappa值实际一致率/非机遇一致率=27%/49%=0.55甲乙两医生阅读同样100张胸片的诊断结果及其一致性分析临床科研设计诊断32Kappa值计算举例甲医生肺门淋巴结核正常乙医生肺门淋巴结核Kappa值与一致性强度Kappa值一致性强度1完全一致-1完全不一致0等于机遇一致率0好于机遇一致率，越大越好0.75一致性相当满意临床科研设计诊断33Kappa值与一致性强度

20、Kappa值一致性强度1完全一致-1如何提高诊断试验的效率选择高危人群应用诊断试验患病率越高，阳性预测值越高采用联合检测试验平行试验（Parallel tests）：同时做几项诊断试验，只要一项阳性即判为阳性，均为阴性才判为阴性系列试验（Serial tests）：同时做几项诊断试验，均为阳性判为阳性，否则为阴性临床科研设计诊断34如何提高诊断试验的效率选择高危人群应用诊断试验临床科研设计平行联合检测试验可提高诊断的灵敏度适用于下列情况：急需作出诊断：如急诊、外地门诊病人现有单项检测灵敏度都不高需要降低漏诊率需要排除某项诊断（无一阳性）会降低特异度，可能增加假阳性率临床科研设计诊断35平行联合

21、检测试验可提高诊断的灵敏度临床科研设计诊断35系列联合检测试验可提高诊断的特异度适用于下列情况：需要增加诊断的正确性现有的单项检测特异度都不高需要降低误诊率需要肯定某项诊断（都是阳性）会降低灵敏度，可能增加假阴性率临床科研设计诊断36系列联合检测试验可提高诊断的特异度临床科研设计诊断36诊断试验中常见的偏倚工作偏倚（work-up bias）：对试验呈阳性结果的病人才进一步用金标准加以确诊，而阴性结果的病人不再作进一步检查。例如：评价心导管检查诊断心脏病的价值：偏倚：门诊病人1030例有阳性症状体征168例心导管检查：灵敏度74%，特异度84%合理：门诊病人1030例心导管检查：灵敏度53%，特异度93%19901993年世界主要期刊有关诊断试验的论文有38%的研究有这种偏倚临床科研设计诊断37诊断试验中常见的偏倚工作偏倚（work-up bias）：对诊断试验中常见的偏倚无对照偏倚：只以病人为研究对象，没有非病人群的信息。例如：偏倚：腰背痛患者MRI 多有腰椎间盘突出腰背痛主要由腰椎间盘突出引起无偏倚：再做98例无腰背痛者MRI 腰椎间盘突出略少于腰背痛者，无统计学差异否认腰背痛主要由腰椎间盘突出引起临床科研设计诊断38诊断试验中常见的偏倚无对照偏倚：只以病人为研究对象，