2014第六章-诊断试验

第六章

诊断试验2014年11月2日贾改珍滨州医学院公共卫生与管理学院jiagzh221@163.com

临床诊断疾病的方法与指标不断更新，并被医生大量应用于各种各样的患者。患者交费、等待、楼上楼下地跑来跑去，伴随着疾病带来的痛苦，作为医生是否清楚哪些检查才是对诊断疾病有用的？引言主要内容概述诊断试验评价的设计诊断试验的评价提高诊断试验效率的方法滨州医学院流行病学教研室诊断试验（diagnostictest）的概念

是指应用各种实验、医疗仪器等手段对病人进行检查，以确定或排除疾病的试验方法。概述诊断试验的范畴各种实验室检查病史和体检获得的临床资料X线、B超、核素等影像学检查各种临床公认的诊断标准诊断试验评价的意义1、对诊断试验的应用价值进行科学评价。2、为临床医生合理选用诊断试验并正确解释其结果提供科学依据。临床和科研工作中怎样选择诊断试验?诊断疾病：灵敏度和特异度高诊断无症状患者：简便、经济、安全易接受疾病随访：重复性好,影响因素少判定疾病的严重程度；估计疾病的临床过程及其预后；估计对治疗的反应；

诊断试验评价的设计滨州医学院流行病学教研室实施步骤确立金标准（标准诊断）研究对象的选择样本含量列出四格表，计算评价指标滨州医学院流行病学教研室一、确定金标准

金标准（Goldstandard）：是指当前医学界公认的诊断或排除某病最可靠的诊断方法。这种公认的、可靠的、准确的诊断方法，在诊断试验中称之为。ThebestavailabletestthatisusedascomparisoniscalledtheGOLDSTANDARD

如病理检查(活检、尸检)、手术探查、病原体的分离及抗体检测、特殊影象学检查等。有些疾病尚无特异性诊断标准，则以专家制订、得到公认的临床诊断标准为依据。目的：将研究人群准确地分为有病和无病两组滨州医学院流行病学教研室冠心病: 冠状动脉造影肿瘤: 病理学检查肾结石: 手术发现例：

金标准具有创伤性，因此探求一些新的诊断方法（诊断试验），并比较其与金标准的差别、得失及推广价值有现实意义。滨州医学院流行病学教研室二、研究对象的选择诊断试验的研究对象应是临床上所见到的病人，包括两类人群：一类是用金标准确诊的“有病”的病人，一类是用金标准证实为“无病”的对照人群病例组应包括各种临床类型的病例；滨州医学院流行病学教研室病例的代表性：临床各型(轻、中、重)

临床各期(早、中、晚)

有无并发症对照：*健康人未患该病而患其他疾病的病人总之，要与病例组具有可比性

滨州医学院流行病学教研室必须遵循随机化的原则。而且病例组和对照组应该同时进入研究，同时接受“金标准”的检测。滨州医学院流行病学教研室三、样本含量的估计待评价筛检试验的灵敏度待评价筛检试验的特异度α容许误差δ滨州医学院流行病学教研室当灵敏度和特异度均接近50%时，可用近似公式1计算样本量。

当灵敏度或特异度小于20%或大于80%时，可用公式2计算样本量。

滨州医学院流行病学教研室例6-1肿瘤标志物CA19-9是临床上用来诊断胰腺癌的指标之一，其对诊断胰腺癌的灵敏度估计为77.3％，特异度估计为73.9％，若设定容许误差δ=0.08，检验水准

=0.05（u

/2＝1.96），试问需要多大的样本量才能具有统计学意义?滨州医学院流行病学教研室样本含量估计病例组的样本量估计对照组样本量估计滨州医学院流行病学教研室

四、盲法判定和比较试验结果五、评价指标的统计分析和结果报告滨州医学院流行病学教研室为什么要评价诊断试验新的诊断试验方法不断被提出现有诊断方法缺陷需要新的方法对诊断结果的解释（指导临床实践）阳性结果阴性结果是否受患病率的影响上海医科大学临床流行病学中心调查结果抽查了有关诊断试验评价的论著112篇

1985、1995年在5种中华医学会系列杂志发表结果：90%以上的论著设计不合理

缺乏金标准：18篇进行评价仅有阳性率：40篇（无敏感度、特异度等评价指标）用LR（似然比）和AUCROC（ROC曲线下面积）：0/

第三节观察指标以及判断标准的确定一、观察指标客观指标：可用客观的仪器或试剂进行测量或测定，很少依赖医生的主观判断和患者的主诉。如体温、血压、血糖浓度、心电图、血与尿常规检查结果等。主观指标：主要是患者的主诉，如疼痛、不舒服、失眠等。半主观指标：主要凭借临床医生的主观感觉或判断，如判断肿块的硬度或大小等21二、观察指标判断标准的确定

适宜的诊断标准的确定是要求达到最小的误诊率和漏诊率。

确定诊断标准的方法1、统计学法

百分位数法：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、临床判断法主要是通过大量的临床观察和研究，或按研究者意愿人为规定的数值。以疾病预后的严重性规定的数值3、ROC曲线法22ROC曲线法

ReceiverOperatorCharacteristicCurve,

受试者工作特征曲线ROC曲线是用真阳性率(灵敏度)和假阳性率(1-特异度)作图所得曲线；表示灵敏度和特异度之间的关系。滨州医学院流行病学教研室例1、CK试验诊断心肌梗死(灵敏度和特异度)心肌梗死组 CK水平 无心肌梗死组 35 480 0 8 440 0 7 400 0 15 360 0 19 320 0 13 97(42%)

280

1 1 18 133

240 129(99%) 1 19 200 1 21 160 0 30 120 5 30 215(93%)

80

16 8 13 15

40 114(88%) 26 2 0 88 230 130滨州医学院流行病学教研室CK诊断心梗的ROC曲线

假阳性率

真阳性率（灵敏度）截断点滨州医学院流行病学教研室CK和EKG诊断心梗ROC曲线比较假阳性率真阳性率（灵敏度）滨州医学院流行病学教研室ROC曲线的用途用于最佳的诊断试验分界值的选择;比较两种或两种以上诊断试验的价值.滨州医学院流行病学教研室ROC曲线的优点与局限性优点简单、直观；综合反映灵敏度与特异度；与人群患病率无关局限性不反映样本量；不直接显示判断值。诊断试验的评价滨州医学院流行病学教研室诊断实验的评价主要包括：

真实性（validity）可靠性(reliability)收益滨州医学院流行病学教研室特定人群金标准病人非病人待评价诊断方法阳性阴性阴性阳性图2

诊断试验的评价程序滨州医学院流行病学教研室金标准

诊断试验

有病无病合计

阳性真阳性a假阳性ba+b阴性假阴性c真阴性dc+d合计a+cb+dN表1

诊断试验评价整理表

整理评价结果滨州医学院流行病学教研室1、真实性（validity）诊断试验所获得的测量值与实际值相符合的程度,亦称效度，又称准确性。滨州医学院流行病学教研室1、灵敏度与假阴性率

灵敏度

(sensitivity)

(真阳性率)

即实际有病而按该诊断试验被正确地判为有病的百分比。反映诊断试验发现病人的能力。

滨州医学院流行病学教研室

假阴性率

(falsenegativerate)(漏诊率)

即实际有病而被该诊断试验错误地判段为无病的百分比。反映的是诊断试验漏诊病人的情况。滨州医学院流行病学教研室2、特异度与假阳性率

特异度

(specificity、Sp)

(真阴性率)

实际无病按该诊断试验被正确地判为无病的百分比。反映诊断试验确定非病人的能力。

滨州医学院流行病学教研室

假阳性率

(falsepositiverate、FP)

(误诊率)

即实际无病，但根据该诊断试验被定为有病的百分比。反映的是诊断试验误诊病人的情况。

滨州医学院流行病学教研室3、约登指数（Youden’sindex，YI）又叫正确指数

，反映诊断试验发现病人与非病人的总能力。YI=Se+Sp-1＝（灵敏度＋特异度）－1

＝1－（假阳性率＋假阴性率）

r值范围在0~1之间r越大，准确性越高，与实际越符合滨州医学院流行病学教研室

诊断试验的真实性诊断试验真实性的指标主要是灵敏度和特异度，这两个指标是评价一项诊断试验最基本、最重要和稳定的客观指标。若发现这些指标的数值都很大，如超过95%，则认为所评价的试验是一个很好的试验。

Youden指数综合了灵敏度和特异度的信息，一般认为该指数应该大于0.70，否则诊断试验毫无临床应用价值

39滨州医学院流行病学教研室4、诊断指数(diagnosticindex,DI)即灵敏度与特异度之和，其值越大，诊断试验的诊断效能越好。诊断指数=Sen+Spe滨州医学院流行病学教研室5.似然比(likelihoodratio,LR)诊断试验阳性或阴性的结果分别在患者中出现的概率与非患者中出现的概率之比。是一个相对稳定的综合性评价指标，不受患病率影响。滨州医学院流行病学教研室

阳性似然比

诊断试验结果的真阳性率与假阳性率之比。正确判断阳性的可能性是错判阳性的可能性倍数滨州医学院流行病学教研室

阴性似然比

诊断试验结果的假阴性率与真阴性率之比。错判阴性的可能性是正确判断阴性的可能性的倍数。比值越小诊断价值越高。滨州医学院流行病学教研室

利用似然比求出诊断试验结果阳性（异常）时有病的概率，对患者作出诊断。计算方法如下：验前比（pre-testodds）=验前概率/（1-验前概率）验后比(post-testodds)=验前比×LR验后概率(post-testprobability)=验后比/（验后比+1）44

在诊断试验中，如果患病率为验前概率，那么阳性预测值即为验后概率。例：某男性、60岁有胸痛症状，已知心绞痛的验前概率为0.60，则:验前比=0.60/(1-0.60)=1.5:1；若LR+=4.4，则：验后比=1.5:1×4.4=6.6:1验后概率=6.6/(6.6+1)=86.84%

即患者检查结果为阳性时，目前心绞痛发生的可能性增加到86.84%。45例题计算酶联吸附法（ELISA）检查科萨奇病毒B感染与微量中和法（金标准）结果比较：Elisa法微量中和法合计CoxB阳性CoxB阴性CoxB阳性(a)85(b)40125CoxB阴(c)15(d)160175合计100200300滨州医学院流行病学教研室各种真实性评价指标的关系受检眼数

141618202224262830323436384042mmHg无青光眼青光眼1.灵敏度和特异度的关系（二）各种真实性评价标的关系受检眼数

141618202224262830323436384042mmHg无青光眼青光眼灵敏度重要特异度重要同样重要选择诊断标准的原则如下：

1)选择高灵敏度诊断试验，目的是尽可能发现可疑病人，避免漏诊。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，漏诊将会造成严重后果。滨州医学院流行病学教研室２）选择高特异度诊断试验，避免误诊。

①误诊将会对病人造成严重的心理、生理和经济上的影响。

②对某种疾病的诊断持怀疑态度，需确定诊断。３）选择灵敏度和特异度均较高的诊断试验

如果某种疾病漏诊和误诊同等重要，应将诊断试验阳性界值定在灵敏度和特异度均较高的位置或在正确诊断指数最大处。滨州医学院流行病学教研室（二）评价可靠性的指标符合率

(agreementrate,oraccuracy)诊断试验一致性分析（kappa值)计量指标的一致性分析—组内相关系数(intra-classcorrelationcoefficient,ICC)

滨州医学院流行病学教研室1符合率

（agreementrateoraccuracy）概念：又称准确度

定性测定中，同一批研究对象两次实验结果均为阳性与均为阴性的人数占所有进行实验人数的比率。符合率=（a+d）/(a+b+c+d)×100%调整一致率滨州医学院流行病学教研室2、诊断试验一致性分析Kappa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

46a10b

56(r1)正常

12c32d

44(r2)

58(c1)

42(c2)100N

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-pc）

Kappa值=27%/49%=0.55Kappa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-pc

）Kappa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

69a11b

80(r1)正常

1c19d

20(r2)

70(c1)

30(c2)100（N）Kappa值计算简化公式

N(a+d)-(r1c1+r2c2)Kappa=N2-(r1c1+r2c2)Kappa值判断标准

Kanidis和Koch提出判断标准

Kappa值一致性强度1完全一致-1完全不一致0完全由机遇所致

0.4~0.75中度、高度一致

>0.75极好的一致性

≤0.40一致性差计量指标的一致性分析—组内相关系数((intra-classcorrelationcoefficient,ICC))

ICC表示测量对象个体差异的方差占总方差的比例。ICC越接近1，说明个体差异对总方差的影响越大，测量误差对总方差的影响越小。ICC越接近0，个体差异对总方差的影响越小，测量误差对总方差的影响越大。诊断试验的绩效（performance）的指标：

1、预测值(predictivevalue)2、正确分类率58三、诊断试验的收益评价1、预测值反映诊断试验结果与实际结果符合的概率阳性预测值（positivepredictivevalue,+PV）阴性预测值（negativepredictivevalue,-PV）

阳性预测值（+PV）：是指诊断试验阳性结果中真正有病的概率。

阴性预测值（-PV）：是指诊断试验阴性结果中真正无病的概率。

例阳性预测值的计算AFP诊断肝癌，灵敏度＝80％，特异度＝90％患病率＝10/10万人

肝癌 非肝癌AFP+ 8 9999 10007 +PV=0.08%AFP- 2 89991 89993Total 10 99990 100000 Pre=10/10万

2、预测值与灵敏度、

特异度、患病率的关系影响预测值的因素：（1）疾病的患病率（2）灵敏度（3）特异度预测值、患病率、特异度、灵敏度之间的关系P：患病率Se:灵敏度Sp:特异度预测值与患病率

感染率受检人数实际感染未感染真阳性假阳性+PV1/万10000010999909.910000.009910/万10000010099900999990.09021%1000001000990009909900.500010%1000001000009000099909000.9167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，施侣元，1986)

表2灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果1008060402020406080100预测值

%患病率（%）-pv+pv

与预测值有关的因素：患病率：

患病率越高，阳性预测值越高患病率不变时，灵敏度越高，阴性预测值越高；特异度越高，阳性预测值越高。灵敏度与特异度不变，患病率与阳性预测值成正比,与阴性预测值成反比。

二、可靠性(reliability)的评价

指诊断试验在相同条件下进行重复操作获得相同结果的稳定程度。又称信度、精确度或可重复性。可靠性的评价主要是检验测量变异的大心。（一）影响可靠性的因素：1.受试对象生物学变异个体内变异和个体间变