第六章：诊断试验及其评价

流行病学工作组流行病与卫生统计学教研室诊断试验及其评价2021/3/29星期一0主要内容诊断的意义诊断性研究的基本过程诊断性试验的评价诊断性研究的评价与应用2021/3/29星期一1诊断的概念“诊断”（diagnosis）的词义是将一个事物与另一个事物区分开来。疾病的诊断是将有病者和无病者区分开的标准。诊断性试验可用于：诊断疾病筛查无症状的病人疾病的随访判断病情的严重性估计疾病的临床过程及预后估计对治疗的反应测定目前对治疗的反应2021/3/29星期一2疾病诊断的方法病因诊断病理组织学诊断病理生理学诊断临床的症状体征诊断流行病学诊断2021/3/29星期一3例如脑肿瘤的诊断哪样是最好的诊断方法?颅骨照片or脑血管造影or颅部CTor颅部MIR……不孕症的检查那一种是最佳诊断方法?输卵管碘油造影输卵管通液术输卵管通气术宫腔镜配合腹腔镜镜下通液(该让病人交四次钱呢,还是交一次费?)2021/3/29星期一4评价诊断性试验的临床意义提供临床上最好的诊断方法.提高临床效益：早期正确诊断、早期治疗增加经济效益：减少住院时间、节约卫生资源开展“循证实验医学”的必要条件:生化检验、细菌免疫、影像学、核医学2021/3/29星期一5诊断性试验研究的基本过程确定诊断试验的金标准；定义：金标准（goldstandard）方法：活体病理组织检查手术探查尸体解剖特殊的影像学诊断感染部位微生物检测抗原及抗体检测2021/3/29星期一6诊断性试验研究的基本过程选择试验对象；病例组选择：各型病人：典型与不典型病情严重程度不同不同病程阶段有无治疗史有无并发症对照组选择：考虑可比性年龄性别重要的生理状态2021/3/29星期一7诊断性试验研究的基本过程样本含量的确定；影响样本含量因素：灵敏度（假阴性率）特异度（假阳性率）允许误差计算公式：2021/3/29星期一8诊断性试验研究的基本过程盲法判定和比较试验结果；要求判断试验结果的人预告不知道病例被金标准划分为“有病”或“无病”的情况；可以减少人为的主观偏差，保证比较结果的真实性；如不使用盲法，在遇到可疑结果时，病人的可能判定为阳性，非病人的就可能判定为阴性。2021/3/29星期一9诊断性试验研究的基本过程评价指标的统计学分析与报告比较分析待评价诊断试验与金标准的结果差异可以用t检验与χ2检验；更重要的是全面分析、评价和报告诊断试验的真实性、可靠性和收益；报告试验中难以解释的现象；可能存在的偏倚。2021/3/29星期一10诊断性试验的评价真实性灵敏度和特异度受试者操作特性工作曲线预测值似然比可靠性：

CV及Kappa实用性2021/3/29星期一11诊断试验检查结果诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN2021/3/29星期一12诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN灵敏度（sensitivity）：又称为敏感性或真阳性率，即实际有病而被诊断试验判定为有病的百分率。

意义：灵敏度反映诊断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与特异度2021/3/29星期一13诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN特异度（specificity）：又称为真阴性率，即实际无病而被该诊断试验判定为无病的百分率。意义：特异度反映诊断试验能排除非病人的能力。其值愈大，则误诊的可能性愈小。

灵敏度与特异度2021/3/29星期一14诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN假阴性率（漏诊率）：即实际有病，而被该诊断试验错判为无病的百分率。意义：诊断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。

灵敏度与特异度2021/3/29星期一15诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN假阳性率（误诊率）：即实际无病，而被该诊断试验错判为有病的百分率。意义：诊断试验的假阳率愈大，则误诊者愈多；由于误诊率和特异度互补，所以误诊率愈小，则该诊断试验的特异度愈高。

灵敏度与特异度2021/3/29星期一16诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN符合率(agreementrate)：是指诊断试验判定正确的结果与规范的诊断标准相比较，两者相同的百分率。符合率也可用于比较两个医师诊断同一组病人或同一个医师两次诊断同一组病人的结果。符合率%=(A+D)/N×100%2021/3/29星期一17灵敏度与特异度的关系饭后2小时的血糖（㎎/100ml）灵敏度(%)特异度(%)70809010011012013014015016017018019020098.697.194.388.685.771.464.357.150.047.142.938.634.327.18.825.547.669.884.192.596.999.499.699.8100.0100.0100.0100.02021/3/29星期一18受试者操作特性工作曲线2021/3/29星期一19完美与无用的ROC曲线假阳性率即1－特异度机率线(chanceline)

(diagonalreferenceline)2021/3/29星期一20诊断准确度较低（<0.7）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝0.664A＝0.830ROC曲线下面积（Area）与诊断准确度高低高0.90-1.00=excellent(A)中0.80-0.90=good(B)0.70-0.80=fair(C)低0.60-0.70=poor(D)0.50-0.60=fail(F)诊断准确度较高（>0.9）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝0.9382021/3/29星期一21受试者操作特性工作曲线2021/3/29星期一22受试者操作特性工作曲线2021/3/29星期一23预测值预测值（predictivevalue）：即指在已知试验结果的条件下，表明有或无该病的概率。预测值又为分阳性预测值和阴性预测值两种。2021/3/29星期一24预测值诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN阳性预测值（positivepredictivevalue）：又称预测阳性结果正确率，即在诊断试验阳性结果的人中，有该病的概率，也是真阳性占阳性结果总数和百分率。阴性预测值（negtivepredictivevalue）：又称预测阴性结果正确率，即在诊断试验阴性结果的人中，无该病的概率，也是真阴性占阴性结果总数和百分率。2021/3/29星期一25预测值影响预测值的因素：灵敏度Se特异度Sp2.患病率P

2021/3/29星期一26预测值与患病率的关系患病率（%）+PV（%）-PV（%）9995908070605040302010510.199.999.799.499.098.097.095.093.089.083.068.050.016.02.016.050.068.083.089.093.095.097.098.099.099.499.999.999.92021/3/29星期一27似然比似然比（Likelihood，LR）：是同时反映灵敏度和特异度的复合指标，即有病者中得出某一诊断结果的概率与无病者得出这一概率的比值。阳性似然比=灵敏度/假阳性率阴性似然比=假阴性率/特异度意义：全面反映诊断试验的诊断价值，非常稳定。诊断试验病人非病人合计阳性ABA+B阴性CDC+D合计A+CB+DN2021/3/29星期一28似然比举例：监护病房CK诊断心梗(CK<80=CK-)

心梗

无心梗CK+ 215(93.48%) 16(12.31%) 231 +LR=7.6CK- 15(6.52%) 114(87.69%) 129 -LR=0.07Total 230 130 360 +LR=93.48/12.31=7.6-LR=6.52/87.69=0.072021/3/29星期一29比灵敏度和特异度更稳定，不受患病率的影响；用于估计疾病概率。更科学地描述诊断试验似然比的特点和应用验前概率＝病人/(病人＋非病人)验前比＝验前概率/(1-验前概率)验前概率＝验前比/(1＋验前比)验后比＝验前比×似然比 验后概率＝验后比/(1＋验后比) 2021/3/29星期一30似然比应用举例某患者女性45岁，胸痛就诊，患冠心病概率为多少？文献资料，患病率1％若患者有典型心绞痛，其似然比=100验前比＝0.01/(1-0.01)＝0.01验后比＝0.01×100＝1验后概率＝1/(1+1)＝0.5＝50%若患者心电图检查ST段压低2.2mm，其似然比＝11验后比＝验前比×似然比＝1×11＝11验后概率＝11/(1＋11)＝91％2021/3/29星期一31似然比应用举例一小孩发热39.30C以上，并有上呼吸道感染症状，诊为病毒感染，但WBC计数为22000。问患者患隐匿性菌血症的概率？文献提供患隐匿性菌血症WBC资料： 灵敏度特异度似然比(+)似然比(-)>=5000 100% 7% 1.1 0>=10000 92% 43% 1.6 0.19 >=15000 65% 77% 2.8 0.45 >=20000 38% 92% 4.8 0.67 >=25000 23% 97% 7.7 0.79 2021/3/29星期一32似然比应用举例

病人比率 非病人比率 似然比(+) <5000 0 7 0/7=0 5000-10000 8 36 8/36=0.22 10000-15000 27 34 27/34=0.79 15000-20000 27 15 27/15=1.8 20000-25000 15 5 15/5=3 >=25000 23 3 23/3=7.7 验前概率＝50％，验前比＝0.5/(1-0.5)=1验后比＝验前比×似然比＝1×3＝3验后概率＝3/(1+3)=75%2021/3/29星期一33似然比应用2021/3/29星期一34处理综合试验结果验后比

＝验前比×试验1似然比×试验2似然比2021/3/29星期一35综合试验结果处理举例35岁无症状女性体检发现运动试验阳性(ST压低>=1mm)，应激试验同样阳性，该女性患冠心病概率为多少？文献资料：30-39女性冠心病概率0.3%，ST段压低，LR1=5.9，应激试验阳性LR2=5.7验前概率＝0.3％，验前比1＝3/997验后比1＝验前比1×LR1＝(3/997)×5.9＝验前比2验后比2＝验前比2×LR2＝验前比1×LR1×LR2

＝(3/997)×5.9×55.7=0.1验后概率＝0.1/(1+0.1)=9%2021/3/29星期一36可靠性（repestsbility）又称精确性(precision)，是指诊断试验在完全相同的条件下，进行重复操作获得相同结果的稳定程度。影响可靠性的因素观察变异测量仪器、试剂等实验条件所致的变异个体本身的变异2021/3/29星期一37评价可靠性的指标计量资料用标准差异及变异系数来表示

CV=SD/M计数资料用观察符合率与卡帕（Kappa）值表示

–

Kappa值是排除了机遇一致率后的观察一致率2021/3/29星期一38Kappa值计算

甲、乙医生阅读同样100张胸部X线片的诊断一致性

甲医生肺门淋巴结核正常乙医生肺门淋巴结核46ab1056(r1)正常12cd3244(r2)58(c1)42(c2)观察一致率(po)=a+d/Npo=46+32/100=78%

机遇一致率(pc)=((r1

c1)/N+(r2

c2)/N)/Npc=((56

58)/100+(44

42)/100)/100=51%非机遇一致率=1-pc非机遇一致率=100%-51%=49%实际一致率=po-pc实际一致率=78%-51%=27%Kappa值=po-pc/1-pcKappa值=27%/49%=0.552021/3/29星期一39Kappa值计算

甲医生两次阅读同样100张胸部X线片的一致率观察一致率(po)=a+d/Npo=69+19/100=88%机遇一致率(pc)=((r1

c1)/N+(r2

c2)/N)/Npc=((80

70)/100+(20

30)/100)/100=62%非机遇一致率=1-pc非机遇一致率=100%-62%=38%实际一致率=po-pc实际一致率=88%-62%=26%Kappa值=po-pc/1-pcKappa值=26%/38%=0.68

第1次肺门淋巴结核正常第2次肺门淋巴结核69ab1180(r1)正常1cd1920(r2)70(c1)30(c2)100（N）2021/3/29星期一40Kappa值计算简化公式

N(a+d)-(r1c1+r2c2)Kappa=N2-(r1c1+r2c2)

100（69+19）-（80*70+20*30）

=1002-

（80*70+20*30）

=0.682021/3/29星期一41Kappa值判断标准

Kanidis和Koch提出判断标准

Kappa值一致性强度

0弱

0~0.2轻

0.21~0.40尚好

0.41~0.60中度

0.61~0.80高度

0.81~1.00最强2021/3/29星期一42提高诊断收益的方法选择患病率高的人群选用高灵敏度的诊断试验联合试验平行试验系列试验2021/3/29星期一43提高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断疾病。分为两种：

1并联试验（paralleltest）：也叫平行试验。同时做几个试验结果判定：一项为阳即为阳，全部为阴才为阴。效果：Se增大Sp减小阳性预测值减小阴性预测值增大。应用：可能尽可能地发现病人时，多项的诊断试验者不够敏感时，可采用。2串联试验（serialtest）：也叫纵向相继试验。依次做几项试验结果判定：一项为阴即为阴，全部为阳才为阳。效果：Se减小Sp增大阳性预测值增大阴性预测值减小应用：当现有试验的特异度都达不到要求时，可采用此法。2021/3/29星期一44

两种方法诊断乳腺癌的结果问题1：根据上表提供的数据，通过计算完成下表问题2：请总结一下并联试验和串联试验的效应。问题3：用联合试验在妇女中诊断乳腺癌，你认为应该采用并联试验还是串联试验？为什么？2021/3/29星期一45

两种方法诊断乳腺癌的结果

并联试验：Se增大Sp减小阳性预测值减小阴性预测值增大串联试验：Se减小Sp增大阳性预测值增大阴性预测值减小2021/3/29星期一46诊断性研究证据的评价标准

是否是与金标准进行盲法比较诊断性试验必须与金标准比较，才能确定是否可靠，金标准的选择要根据具体临床情况。不采用盲法，可能会影响试验结果的客观性。例如，已经发现患者CT片上有肺部病变，往往能从X光片上看出以前读片时没有看到的阴影。除强调盲法外，每个受检者都应经过金标准试验检查。2021/3/29星期一47诊断性研究证据的评价标准

研究对象是否包括了各种类型的病人和需要鉴别诊断的疾病的病人选择的研究对象应与临床实践的情况相似，诊断试验结果才具有意义。选择病例组时应包括各型病例：典型和不典型的病例,早、中、晚期的病例等。例如：癌胚抗原（CEA）可以准确区别晚期结肠癌或直肠癌患者与正常人，但是如果选择较早期的结肠癌或直肠癌患者、其他癌症患者或有胃肠疾病者为研究对象，CEA的鉴别诊断能力就明显降低。因此，CEA已不再用于直肠、结肠癌的诊断和筛查。诊断性试验不能只在有病组进行。如对腰背痛患者进行MRI检查，发现许多患者有椎间盘突出，但后来对没有腰背痛的人进行MRI检查，也有2/3的人有椎间盘突出。2021/3/29星期一48诊断性研究证据的评价标准

是否清楚地交待了研究对象的来源病例来源不同，对诊断性试验评价也有一定的影响。例如：专科门诊开展肾动脉造影检查青年高血压病，或血红蛋白电泳检查长期贫血患者，则阳性率较高，价值较大。上述试验用于基层医院，检查一般的高血压及贫血病人，则阳性率很低，开展后使用价值不大。病人来源不同，验前概率不同，如三级医院、专科医院某些疾病的验前概率远远高于基层医院。2021/3/29星期一49诊断性研究证据的评价标准

是否报告了诊断试验的重复性重复性（Reproducibility）又称精密性（Precision）或可靠性（Reliability）。如多次测定同一标本结果接近，说明测定数值稳定，表明仪器性能好，操作技术熟练，方法可靠。可通过实验室质控、人员培训来保证重复性。正常参考值的确定是否合理正常值的含义不同，可直接影响正常值的数据。正态分布的正常值，可用Ⅹ±2SD表示，它包括正常值的95%非正态分布的正常值用中位数、正常范围或95%百分位法表示。2021/3/29星期一50诊断性研究证据的评价标准

要评价每个试验在总的诊断价值中所占比例大小样本大小问题是否详细地介绍试验方法和注意事项研究的操作步骤、仪器设备、试剂、试验条件等试验的实用性如何诊断试验的临床意义、应用前景、可能的收益与安全性等。2021/3/29星期一51诊断性研究证据的评价标准

研究结果是否具有真实性（valid）？1.是否和金标准进行独立盲法对照？2.纳入的患者是否包括临床上常见、病情轻重不同、特别是容易混淆的病例？3.是否所有患者都进行了金标准确诊？诊断性试验结果是否具有重要性？ （即能否将患者与非患者区分开来）该诊断性试验能否用于你的病人？1.该试验能否在你的医院开展？准确性如何？负担得起吗？2.你能否比较准确的估计验前概率？（根据临床实践、个人经验、文献资料等进行估计）3.验后概率能否改变患者的处理措施并对患者有所帮助？（能否跨过试验－治疗阈值？病人是否愿意合作？）4.试验结果对病人有帮助吗？2021/3/29星期一52诊断性试验证据的分级A级:A1.同质性为一级(level1)的诊断性试验系统评价.A2.选用的病例具有适当的病谱,并使用连续病例的盲法试验,每例均有诊断性试验及参考标准的结果.B级:B1.同质性二级或二级以上的诊断性试验系统评价.B2.病谱选择不当或者未用连续病例作盲法对照试验