流行病学,筛检课件

筛检

Screening山西医科大学流行病学教研室魏俊妮1

概述

评价设计

筛检试验的评价

提高筛检试验效率的策略2（一）筛检（screening）的定义：通过快速的试验、检查、或其他方法，在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。它是早期发现可疑病人的一种措施,达到对病人早期发现、早期诊断、早期治疗的目的（即二级预防）。它可发现某些疾病的高危个体，以减缓发病，达到一级预防的目的。概述3诊断试验（diagnostictest）指应用各种实验、医疗仪器等手段对病人进行检查，以对疾病作出诊断的试验。即将就诊者分为患者和非患者，并对患者进行治疗。56

筛检试验与诊断试验的区别筛检试验诊断试验对象不同健康人或无症状的病人病人目的不同把病人及可疑病人与无病者区分开来

病人与可疑有病但实际无病的人区分开来

要求不同快速、简便、高灵敏度科学性、准确性费用不同简单、廉价

一般花费较高

处理不同阳性者须进一步作诊断试验以便确诊

结果阳性者要随之以治疗

7实施筛检试验的原则

1.筛查疾病或状态是该地区当前的重大公共卫生问题2.筛查疾病或状态经确诊后有可行的治疗方法3.被筛查疾病或状态应有可识别的早期症状和体征4.对疾病的自然史有比较清楚的了解5.筛检试验必须快速、经济、有效,筛检技术易为群众接受6.筛检阳性者有保证提供进一步的诊断和治疗7.必须考虑整个筛检、诊断与治疗的成本与效益问题8.筛检计划是一连续过程，应定期进行，不是查完了事。8（三）筛检的分类◆按对象范围

◈整群筛检(massscreening)：对一定范围内人群的全体对象开展普遍筛查，也称普查。◈选择性筛检(selectivescreening)：根据流行病学特征选择高危人群进行筛检。◆按项目多少

◈单项筛检（singlescreening)：用一种筛检试验检查某一疾病。◈多项筛检（multiplescreening)：同时使用多项筛检试验方法筛查多个疾病。10（一）确定“金标准”

“金标准”Goldstandard是指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法。也称为标准诊断。通常包括：活检、手术发现、微生物培养、尸检、特殊检查和影像诊断，以及长期随访的结果。

12（三）估计样本含量

影响样本大小的因素１．显著性水平α：２．容许误差δ：３．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。

14病例组样本量：

n=(Uα/δ)2×(1—灵敏度）×灵敏度对照组样本量：

n=(Uα/δ)2×(1—特异度）×特异度公式法15例：一项以静脉造影为“金标准”评价腿部扫描筛检下肢深部静脉栓塞的研究，据查阅文献腿部扫描方法的灵敏度为50%，特异度为90%，规定α＝0.05，δ=0.05，估计病例组和非病例组的样本含量。病例组样本量：n=(1.96/0.05)2×(1—50﹪）×0.50=384.16

非病例组样本量：n=(1.96/0.05)2×（1—90﹪）×0.90=138.30即在此项研究中需静脉造影确诊的下肢静脉栓塞患者（病例组）384名，非该病患者（非病例组）138名。筛检的样本含量的估计也可以通过查阅下表获得，在δ＝0.050，ｐ＝0.50相交处，得ｎ＝384；在δ＝0.050，ｐ＝0.90相交处，得ｎ＝138，与公式计算所得两组样本量结果一致。16

p

0.50

0.450.400.350.300.250.200.150.100.050.500.550.600.650.700.750.800.850.90

0.950.200242423222018150.180302928272522190.160383736343228240.14049494745413731250.12067666461565043340.10096959287817261490.090119117114108100897660430.0801501491441371261139677540.070196194188178165147125106710.060267264256243224200171136960.050384

380369350323288246196

138

730.04547447045543239835630424217190对率作抽样调查时所需样本大小n(a=0.05)查表法17（四）确定观察指标及判断标准观察指标

客观指标主观指标半主观指标18ROC曲线示意图

ROC曲线越向左上偏，曲线下面积越大，筛检试验识别病人和非病人的能力越强20五、质量控制采用盲法判断试验结果避免或减少偏差。试验所用的仪器型号、试验条件、试验步骤、试剂质量等要统一、标准化。试验所涉及的方法须反复测试。观察指标要客观、特异，判断结果的标准要明确具体。严格培训调查的研究者。21筛检试验的评价

真实性

validity

可靠性

reliability

收益

yield23真实性（validity）真实性亦称效度，指测量值与实际值相符合的程度,故又称准确性（accuracy）。

243.特异度（specificity）又称真阴性率（truenegativerate），即在全部非病人中筛检结果阴性者所占的比例，反映该筛检方法确定非病人的能力。

特异度=d/（b+d）×100%4.假阳性率(falsepositiverate)，又称误诊率，即全部非病人中筛检结果阳性者所占的比例，反映该筛检方法误诊病人的情况。

假阳性率=b/（b+d）×100%假阳性率=1-特异度265.约登指数（Youden’sindex）

又称正确诊断指数

约登指数=灵敏度+特异度-1

在筛检试验结果得到正确解释的前提下，灵敏度与特异度之和不会小于1，故约登指数取值范围在0～1之间，其值越接近1，筛检试验的真实性越好。

27

6.受试者工作特征曲线（receiveroperatingcharacteristiccurve,ROCcurve）

在上述指标中，灵敏度、特异度分别从不同的侧面来评价筛检试验的真实性，而约登指数则被用以对真实性进行综合评价，但这些指标都与筛检方法的界值选取有关。为了更全面地评价诊断方法的真实性，必须考虑不同界值下筛检试验的真实性，这时就需要进行ROC曲线分析。28

ROC曲线常用来决定最佳临界点，通常最接近左上角那一点，可定为最佳临界点。30

ROC曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验的诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择。31受试者工作特征曲线

receiveroperatingcharacteristiccurve,ROC

1

0.8

0.6

0.40.200.20.40.60.81Se1-Sp完全无价值的筛检试验其ROC曲线与机会线重合，而ROC曲线越偏离机会线，ROC曲线下面积就越大，则筛检试验的真实性也就越好。32

ROC曲线下面积（记为Az）的取值范围为0.5～1,即完全无价值的诊断Az=0.5，完全理想的诊断Az=1。一般认为Az在0.50～0.70之间，表示筛检价值较低；在0.70～0.90之间，表示筛检价值中等；高于0.90表示筛检价值较高。

33

7.似然比（likelihoodratio，LR）

阳性似然比=灵敏度/（1-特异度）=真阳性率/假阳性率

意义

表示正确判断为阳性的概率是错判为阳性概率的倍数，表明试验结果呈阳性时患病与不患病机会的比例，比值越大，患病的可能性越大。

34

阴性似然比=（1-灵敏度）/特异度=假阴性率/真阴性率意义

表示错判为阴性的概率是正确判为阴性概率的倍数，表明试验结果呈阴性时患病与不患病机会的比例。比值越小，筛检试验价值越高。358．一致性（符合率）

分为粗一致性（crudeagreement）和调整一致性(adjustedagreement)粗一致性=A+DA+B+C+D×100﹪调整一致性=14（AA+B+AA+C+DB+D+DC+D

粗一致性和调整一致性说明筛检试验阳性与阴性结果均正确的百分比。它表示筛检试验的真实性。)×100﹪36例１７０例糖尿病患者及５１０例正常人在口服葡萄糖２小时后进行血糖试验，若以血糖≥7.2mmol/L为阳性标准，其检测结果如下表，用上述指标对此试验的真实性进行评价。

糖尿病的筛检试验

试验（血糖测定）金标准合计糖尿病病人正常人阳性６２１６２２２４（≥7.2mmol/L）（真阳性）（假阳性）阴性８３４８３５６（＜7.2mmol/L）（假阴性）（真阴性）

合计７０５１０５８０37灵敏度＝62/(62+8)×100%＝88.57%确诊的糖尿病病人中血糖试验阳性或异常人数所占的比例为88.57%特异度＝348/（162+348）×100%＝68.24%正常人中血糖试验阴性或正常人数所占的比例为68.24%假阴性率＝8/（62+8）×100%＝11.43%确诊的糖尿病病人中血糖试验为阴性或正常的人数所占的比例为１１．４３％假阳性率＝162／（162+348）×100%＝31.76%正常人中血糖试验阳性或异常的人数所占的比例为31.76%约登指数＝88.57%＋68.24%－1＝0.5738粗一致性＝(62+348)/（62+162+8+348）×100%＝80.39%调整一致性＝1/4[62/（62+162）+62/（62+8）+348/（8+348）+348/（162+348）×100﹪=70.56﹪粗一致性说明血糖筛检试验阳性与阴性结果均正确的百分比为80.39%。经调整得70.56%。阳性似然比＝88.57%/31.76%=2.79说明糖尿病病人中出现血糖检测结果阳性的概率是正常人的2.79倍。阴性似然比＝11.43%/68.24%=0.17说明糖尿病病人中出现血糖检测结果阴性的概率是正常人的0.17倍。39上述分析可见，该血糖测试的真实性有待改善，受特异度偏低的影响较大。从各项指标来看，灵敏度较好，但特异度较低，假阳性率较高（误诊率较高），约登指数、一致性和阳性似然比偏低，阴性似然比略高。40可靠性(reliability)

又称信度，指某一筛检方法在相同条件下重复测量同一受试者时，所或结果的一致性。

影响可靠性的因素：◈受试对象生物学变异◈观察者◈实验室条件

41评价指标

符合率（agreement，consistency）指一项筛检试验正确诊断的病人和非病人占全部诊断对象的比例，也叫粗一致性。符合率=（a+d）/（a+b+c+d）×100%

变异系数（variationcoefficient，CV）42Kappa值

用于测量分类变量可靠性的指标。该值考虑了机遇因素对一致性的影响。

Kappa值=实际一致性/非机遇一致性

实际一致性=观察一致性－机遇一致性观察一致性=粗一致性机遇一致性=（Ea+Ed）/（a+b+c+d）非机遇一致性=1-机遇一致性有病无病

筛检+ab

试验-cd43Kappa值范围：-1~+1。K=-1表示两观察者的判断完全不一致K=+1表示两观察者的判断完全一致K=0表示观察一致性完全由机遇造成K>0表示观察一致性大于机遇一致

一般认为Kappa值在0.4～0.75为有中、高度一致性，≥0.75为有极好的一致性。4445收益收益（yield）也称收获量，指经筛检后能使多少原来未发现的病人得到诊断和治疗。

筛检试验效果的评价46

生物学效果评价

个体生物学效果评价社区生物学效果评价

社会经济效益评价

成本效果分析成本效益分析成本效用分析471.个体受益的生物学效果

对受试者的筛检试验结果进行解释。即对于试验阳性者，应说明其患病的概率，对于试验阴性者，应说明其无病的概率。对此可采用预测值（predictivevalue）来对试验结果的临床意义做出估计。

预测值分为阳性预测值和阴性预测值。筛检试验的生物学效果48

阳性预测值（positivepredictivevalue）：指筛检试验阳性者患病的概率。其值为在试验阳性的受试者中，病人所占的比例。

PV(+)=a/(a+b)×100%

阴性预测值（negativepredictivevalue）：指诊断试验阴性者未患病的概率。其值为在试验阴性的受试者中，非病人所占的比例。

PV(-)=d/(c+d)×100%49阳性预测值=67.35%阴性预测值=94.19%筛检试验

患病状况

合计患者非患者阳性16580245阴性45730775合计210810102050筛检试验的灵敏度越高，阴性预测值越高；筛检试验的特异度越高，阳性预测值越高；预测值还与受检人群目标疾病患病率（P）的高低密切相关。

51在灵敏度、特异度和患病率不同水平时某人群糖尿病筛检的结果

患病率(%)灵敏度(%)特异度(%)筛检结果诊断

合计

阳性预测值(%)阴性预测值(%)糖尿病非糖尿病1.522.999.8＋34205463.0

－11698309946

98.8

合计150985010000

1.544.399.0＋669816440.2

－8497529836

99.1

合计150985010000

2.544.399.0＋1119720853.3

－1399653979298.6合计250975010000摘自(《流行病学进展》第4卷，施吕元，1986)

52当筛检试验的灵敏度和特异度保持不变时，患病率越高，阳性预测值越高，而阴性预测值越低；当患病率保持不变时，筛检试验的灵敏度和特异度越高，阳性预测值越高，阴性预测值也越高。对于同一项筛检试验而言，灵敏度和特异度不可能同时提高，由于阳性预测值在一般情况下对特异度的变化更敏感，故表现为与特异度同向变化，而阴性预测值则一般表现为灵敏度同向变化。532.社区收益的生物学效果：从筛检试验人群的角度对筛检试验的生物学效果进行评价时，可用病死率、死亡率和生存率等指标进行评价。在以生存率为评价指标时，也应注意是否存在领先时间偏倚和病程长短偏倚的影响。54筛检试验的社会经济效益评价从公共卫生的角度而言，诊断试验计划的效果最终还是应以其产生的经济效益来评价。对试验效果经济效益可用以下三个指标进行评价。55筛检的卫生经济学效果评价◈成本效果分析(cost-effectivenessanalysis)◈成本效益分析(cost-benefitanalysis)◈成本效用分析(cost-utilityanalysis)

561.成本效果分析(cost-effectivenessanalysis)

是对诊断试验投入的费用及所获得的生物学效果的分析。可估计平均每个病例试验成本（包括直接和间接成本），及在健康改善、延长寿命方面取得的效果，并以此计算成本效果的比率（如每延长一年生存期所消耗的成本）。572.成本效益分析(cost-benefitanalysis)

是对诊断试验投入的费用及所获得的经济效益的分析。即将诊断试验所取得的生物学效果转换为以货币单位衡量的经济效益。两个基本指标：①净效益，效益货币值－成本货币值②效益成本比，效益/成本一般评价的原则是净效益>0，效益成本比>1583.成本效用分析(cost-utilityanalysis)

是对诊断试验投入的费用与所取得的生命质量的改善之间的分析。生命质量包括生理、心理和社会幸福感等健康状况，及有关经济、家庭和工作等对社会环境状况的满意程度，以评分法进行定量测量。常用的效用单位是：质量调整寿命年qualityadjustedlifeyears,QALY病残调整寿命年disabilityadjustedlifeyears,DALY59提高诊断试验工作效率的策略

选择患病率高的人群界值的选择

联合试验

多重试验60提高筛检效益的方法：1.选择患病率高的人群（即高危人群）中展开筛检612.界值的选择

当筛检试验的指标为连续性变量时，在实际工作中常出现该指标的正常人分布范围与病人的分布范围相重叠。62

Ａ．理想的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布Ｂ．现实的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布63采用不同血糖阳性界值所致假阳性和假阴性

64人数血糖正常正常人糖尿病糖尿病病人误差最小假阳性假阴性65

血糖试验不同血糖水平阳性界值的灵敏度和特异度

血糖水平灵敏度特异度血糖水平灵敏度特异度（mg/100ml）（﹪）（﹪）（mg/100ml）（﹪）（﹪）

80100.01.215064.396.19098.67.316055.798.610097.125.317052.999.611092.948.418050.099.812088.668.219044.399.813081.482.420037.1100.014074.391.2降低降低增加增加66（１）选择高灵敏度筛检试验，目的是尽可能发现可疑病人。某种疾病的早期发现、早期诊断将使病人获得有效治疗和康复，漏诊或延误诊断将会造成严重后果。（２）选择高特异度筛检试验，避免误诊。误诊将会对病人造成严重的心理、生理和经济上的影响。（3）一般选择灵敏度与特异度均比较高的界值选择原则673.联合试验

串联（inseries）指所有的筛检结果均为阳性才判定为阳性，凡有一项结果阴性者即判定为阴性。串联试验可以提高筛检试验的特异度。

并联（inparallel）指凡有一项结果阳性即判定为阳性，而所有筛检结果均为阴性才判定为阴性。并联试验可以提高筛检试验的灵敏度。68

联合试验检查糖尿病的结果

试验结果串联试验并联试验尿糖血糖糖尿病病人非病人结果结果

＋－1410－＋