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1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2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3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4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?)5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6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7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8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22)1(ppn计算公式：9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。10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。11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12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+DN13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100%CAA灵敏度＝灵敏度与特异度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。100%DBD特异度＝灵敏度与特异度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＝假阴性率＝1100%CAC灵敏度与特异度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。－特异度＝假阳性率＝1100%BBD灵敏度与特异度17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%18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(%)70809010011012013014015016017018019020098.697.194.388.685.771.464.357.150.047.142.938.634.327.18.825.547.669.884.192.596.999.499.699.8100.0100.0100.0100.019受试者操作特性工作曲线20完美诊断试验0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPR无用诊断试验0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPR完美与无用的ROC曲线假阳性率即1－特异度机率线(chanceline)(diagonalreferenceline)21诊断准确度较低（0.7）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝0.664诊断准确度中等（0.7~0.9）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝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＝0.93822受试者操作特性工作曲线23受试者操作特性工作曲线24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。25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。%100BAA阳性预测值＝%100DCD阴性预测值＝26预测值影响预测值的因素：1.灵敏度Se特异度Sp2.患病率P－特异度－患病率灵敏度患病率灵敏度患病率阳性预测值＝11－灵敏度患病率特异度－患病率特异度－患病率阴性预测值＝11127预测值与患病率的关系患病率（%）+PV（%）-PV（%）9995908070605040302010510.199.999.799.499.098.097.095.093.089.083.068.050.016.02.016.050.068.083.089.093.095.097.098.099.099.499.999.999.928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+DN29似然比举例：监护病房CK诊断心梗(CK80=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=0.07Total230130360+LR=93.48/12.31=7.6-LR=6.52/87.69=0.0730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)31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％32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(-)=5000100%7%1.10=1000092%43%1.60.19=1500065%77%2.80.45=2000038%92%4.80.67=2500023%97%7.70.7933似然比应用举例病人比率非病人比率似然比(+)5000070/7=05000-100008368/36=0.2210000-15000273427/34=0.7915000-20000271527/15=1.820000-2500015515/5=3=2500023323/3=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%34似然比应用35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36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%37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38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39Kappa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%=0.5540Kappa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=6