譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價課件

1、譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 概概 念念 診斷試驗診斷試驗是應(yīng)用各種實驗、是應(yīng)用各種實驗、醫(yī)療儀器等手段對病人進(jìn)行檢查，醫(yī)療儀器等手段對病人進(jìn)行檢查，以確定或排除疾病的試驗方法。以確定或排除疾病的試驗方法。診斷試驗診斷試驗譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價對診斷試驗的應(yīng)用價值進(jìn)行科學(xué)評估對診斷試驗的應(yīng)用價值進(jìn)行科學(xué)評估為臨床醫(yī)生合理選用診斷試驗并解釋其結(jié)果提為臨床醫(yī)生合理選用診斷試驗并解釋其結(jié)果提供科學(xué)依據(jù)供科學(xué)依據(jù)譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 評價新的診斷試驗，首先必須確立一個科學(xué)可評價新的診斷試驗，首先必須確立一個科學(xué)可靠的對比標(biāo)準(zhǔn)，即靠的對比標(biāo)準(zhǔn)，即“金標(biāo)準(zhǔn)金標(biāo)準(zhǔn)”； 其次

2、是選擇研究對象，用金標(biāo)準(zhǔn)將這些對象劃分其次是選擇研究對象，用金標(biāo)準(zhǔn)將這些對象劃分“有?。ú±M）有?。ú±M）”與與“無?。▽φ战M）無?。▽φ战M）”； 第三，用待評價的診斷試驗采用盲法同步地測試第三，用待評價的診斷試驗采用盲法同步地測試這些研究對象，將獲得的結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)的診斷比較，這些研究對象，將獲得的結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)的診斷比較，應(yīng)用相應(yīng)的指標(biāo)來評價該試驗的診斷價值。應(yīng)用相應(yīng)的指標(biāo)來評價該試驗的診斷價值。譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價病人病人非病非病人人待評價的待評價的診斷試驗診斷試驗譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 診斷試驗的診斷試驗的評價評價就是將待評價的診斷試就是將待評價的診斷試驗與診斷目標(biāo)疾病的標(biāo)準(zhǔn)

3、方法驗與診斷目標(biāo)疾病的標(biāo)準(zhǔn)方法即即“金標(biāo)金標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)”( (gold standard) )進(jìn)行同步盲法比較，進(jìn)行同步盲法比較，判定該方法對疾病判定該方法對疾病“診斷診斷”的真實性和價值。的真實性和價值。 二、二、 診斷試驗的評價診斷試驗的評價譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 “金標(biāo)準(zhǔn)金標(biāo)準(zhǔn)”指當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的診指當(dāng)前臨床醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的診斷疾病的最可靠的方法，也稱為標(biāo)準(zhǔn)診斷斷疾病的最可靠的方法，也稱為標(biāo)準(zhǔn)診斷金金標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 活活/ /尸檢尸檢 手術(shù)發(fā)現(xiàn)手術(shù)發(fā)現(xiàn) 微生物培養(yǎng)微生物培養(yǎng) 特殊檢查特殊檢查 影像診斷影像診斷 長期隨訪的結(jié)果長期隨訪的結(jié)果譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價病例組病例組 用金標(biāo)準(zhǔn)確診用金標(biāo)

4、準(zhǔn)確診有病有病的病例，應(yīng)包含典的病例，應(yīng)包含典型的、不典型病例，早、中、晚期病例，輕、型的、不典型病例，早、中、晚期病例，輕、中、重病例、有和無并發(fā)癥的患者中、重病例、有和無并發(fā)癥的患者對照組對照組 用金標(biāo)準(zhǔn)證實沒有目標(biāo)疾病的其他病例，用金標(biāo)準(zhǔn)證實沒有目標(biāo)疾病的其他病例，特別是與該病容易混淆的病例特別是與該病容易混淆的病例正常人一般不宜納入對照組正常人一般不宜納入對照組譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價待評試驗的靈敏度待評試驗的靈敏度待評試驗的特異度待評試驗的特異度顯著性檢驗水平顯著性檢驗水平，一般為，一般為0.050.05容許誤差容許誤差，一般為，一般為0.050.050.10 0.10 當(dāng)靈敏度和

5、特異度均接近當(dāng)靈敏度和特異度均接近50%50%時，可用近似公式時，可用近似公式 21znpp待評價診斷方法的靈待評價診斷方法的靈敏度或特異度敏度或特異度正態(tài)分布中累積概率正態(tài)分布中累積概率等于等于2 2時的時的值值譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 待評價的篩檢試驗的估計靈敏度為待評價的篩檢試驗的估計靈敏度為75%75%，特異度，特異度55%55%，計算病例和對照組的樣本量，計算病例和對照組的樣本量設(shè)設(shè) = 0.05= 0.05， = 0.08= 0.08，則：，則：n n1 1 = (1.96/0.08) = (1.96/0.08)2 2(1-0.75)(1-0.75)0.75=112.51130.

6、75=112.5113n n2 2 = (1.96/0.08) = (1.96/0.08)2 2(1-0.55)(1-0.55)0.55=148.61490.55=148.6149評價該試驗，病例組為評價該試驗，病例組為113113例，對照組為例，對照組為149149例例譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價表表7-1 7-1 診斷試驗評價診斷試驗評價譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價真實性真實性 可靠性可靠性 收益收益譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價指測量值與實際值相符合的程度，故又稱準(zhǔn)確性指測量值與實際值相符合的程度，故又稱準(zhǔn)確性靈敏度靈敏度(sensitivity)與假陰性率與假陰性率(false negativ

7、e rate)特異度特異度(specificity)與假陽性率與假陽性率(false positive rate)正確指數(shù)正確指數(shù)（youdens index ）似然比似然比（likelihood ratio , lr ） 陽性似然比陽性似然比（positive likelihood ratio,lr） 陰性似然比陰性似然比（negative likelihood ratio, - lr）譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價靈敏度靈敏度 即實際有病而按該診斷試驗的標(biāo)準(zhǔn)被正確地判為即實際有病而按該診斷試驗的標(biāo)準(zhǔn)被正確地判為有病的百分比有病的百分比 反映診斷試驗發(fā)現(xiàn)病人的能力反映診斷試驗發(fā)現(xiàn)病人的能力特異度

8、特異度 即實際無病按該診斷標(biāo)準(zhǔn)被正確地判為無病的即實際無病按該診斷標(biāo)準(zhǔn)被正確地判為無病的百分比百分比 反映診斷試驗確定非病人的能力反映診斷試驗確定非病人的能力100%aac靈靈敏敏度度%100dbd特異度譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價假陰性率假陰性率 又稱漏診率或第又稱漏診率或第類錯誤類錯誤 指實際有病，根據(jù)診斷試驗被確定為無病的百分比指實際有病，根據(jù)診斷試驗被確定為無病的百分比 反映的是診斷試驗漏診病人的情況反映的是診斷試驗漏診病人的情況假陽性率假陽性率 又稱誤診率或第又稱誤診率或第類錯誤類錯誤 即實際無病，但根據(jù)診斷被判為有病的百分比即實際無病，但根據(jù)診斷被判為有病的百分比 反映的是診斷試驗誤

9、診病人的情況反映的是診斷試驗誤診病人的情況正確指數(shù)正確指數(shù) 也稱約登指數(shù)也稱約登指數(shù) 是靈敏度與特異度之和減去是靈敏度與特異度之和減去1 1 表示診斷方法發(fā)現(xiàn)真正病人與非病人的總能力表示診斷方法發(fā)現(xiàn)真正病人與非病人的總能力 范圍在范圍在0 01 1之間之間 指數(shù)越大，其真實性越高指數(shù)越大，其真實性越高譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價似然比似然比 屬于同時反映靈敏度和特異度的復(fù)合指標(biāo)，即有病者中得出某屬于同時反映靈敏度和特異度的復(fù)合指標(biāo)，即有病者中得出某一診斷試驗結(jié)果的概率與無病者得出這一概率的比值一診斷試驗結(jié)果的概率與無病者得出這一概率的比值 該指標(biāo)全面反映了診斷試驗的診斷價值，非常穩(wěn)定該指標(biāo)全面反

10、映了診斷試驗的診斷價值，非常穩(wěn)定 計算只涉及靈敏度與特異度，不受患病率的影響計算只涉及靈敏度與特異度，不受患病率的影響 陽性似然比陽性似然比 是診斷結(jié)果的真陽性率與假陽性率之比是診斷結(jié)果的真陽性率與假陽性率之比 該指標(biāo)反映了診斷試驗正確判斷陽性的可能性是錯誤判斷陽性該指標(biāo)反映了診斷試驗正確判斷陽性的可能性是錯誤判斷陽性可能性的倍數(shù)可能性的倍數(shù) 比值越大，試驗結(jié)果陽性時為真陽性的概率越大比值越大，試驗結(jié)果陽性時為真陽性的概率越大 陰性似然比陰性似然比 診斷結(jié)果的假陰性率與真陰性率之比診斷結(jié)果的假陰性率與真陰性率之比 該指標(biāo)表示錯誤判斷陰性的可能性是正確判斷陰性可能性的倍數(shù)該指標(biāo)表示錯誤判斷陰性的

11、可能性是正確判斷陰性可能性的倍數(shù) 比值越小，試驗結(jié)果陰性時為真陰性的可能性越大比值越小，試驗結(jié)果陰性時為真陰性的可能性越大譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價100%cac假假陰陰性性率率%dbb100假陽性率正確指數(shù)正確指數(shù) = (= (靈敏度靈敏度 + + 特異度特異度) ) 1 1 =1 =1 ( (假陰性假陰性 + + 假陽性假陽性) ) 特異度靈敏度假陽性率真陽性率1lr特異度靈敏度真陰性率假陰性率1lr譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 反映應(yīng)用診斷結(jié)果來估計受檢者患病和不患反映應(yīng)用診斷結(jié)果來估計受檢者患病和不患病可能性的大小的指標(biāo)病可能性的大小的指標(biāo)陽性預(yù)測值陽性預(yù)測值(positive pred

12、ictive value, ppv)陰性預(yù)測值陰性預(yù)測值(negative predictive value, npv) 譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 ppv 指試驗陽性結(jié)果中真正患病指試驗陽性結(jié)果中真正患病( (真陽性真陽性) )的比例的比例 npv 指診斷試驗陰性者不患目標(biāo)疾病的可能性指診斷試驗陰性者不患目標(biāo)疾病的可能性 %100dcd陰性預(yù)測值%100baa陽性預(yù)測值譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 也稱信度、精確度也稱信度、精確度(precision)或或可重復(fù)性可重復(fù)性(repeatability) 指在相同條件下用同一診斷試驗對同一受指在相同條件下用同一診斷試驗對同一受試者重復(fù)操作時獲得相

13、同結(jié)果的穩(wěn)定程度試者重復(fù)操作時獲得相同結(jié)果的穩(wěn)定程度 標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)(cv) 符合率符合率(agreement/consistency rate)與與kappa值值 譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的值標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)的值，表示可重復(fù)性，表示可重復(fù)性，精密度精密度變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與算術(shù)均數(shù)之比變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與算術(shù)均數(shù)之比 變異系數(shù)變異系數(shù)= =（標(biāo)準(zhǔn)差（標(biāo)準(zhǔn)差/ /算術(shù)均數(shù)）算術(shù)均數(shù)）100%100% 譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價符合率符合率 又稱一致率又稱一致率 是診斷試驗判定的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)診斷的結(jié)果相同的是診斷試驗判定的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)診斷的結(jié)果相同的數(shù)占總受檢人數(shù)的比

14、例數(shù)占總受檢人數(shù)的比例kappa值值 kappa值值= =實際一致性實際一致性/ /非機(jī)遇一致性非機(jī)遇一致性%100dcbada一致率)()()(221122211crcrncrcrdankappa譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價受試對象生物學(xué)變異受試對象生物學(xué)變異 觀察者觀察者實驗室條件實驗室條件 譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價例例1 人群某病患病狀況與診斷結(jié)果的關(guān)系人群某病患病狀況與診斷結(jié)果的關(guān)系 80 245 80 245 730 775 730 775 210 810 1020210 810 1020靈敏度靈敏度sesea/(a+c)=78.6a/(a+c)=78.6特異度特異度spspd/(d

15、+b)=90.1d/(d+b)=90.1假陽性率假陽性率=b/b+d=b/b+d9.99.9假陰性率假陰性率c/(a+c)=21.4c/(a+c)=21.4一致率一致率= =（a+da+d）/(a+b+c+d)/(a+b+c+d)87.787.7正確指數(shù)正確指數(shù)(se+sp)-(se+sp)-1=0.691=0.69陰性似然比陰性似然比=(1-=(1-se)/spse)/sp0.240.24陽性似然比陽性似然比=se/(1-=se/(1-sp)sp)7.947.94陰性預(yù)測值陰性預(yù)測值d/(c+d)=94.2d/(c+d)=94.2陽性預(yù)測值陽性預(yù)測值a/(a+b)=67.3a/(a+b)=6

16、7.3kappa=0.65譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值與患病率、靈敏度陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值與患病率、靈敏度和特異度的關(guān)系和特異度的關(guān)系，根據(jù)根據(jù)bayesbayes定理可用以下公式定理可用以下公式)1)(1 (特異度患病率患病率靈敏度患病率靈敏度陽性預(yù)測值患病率靈敏度患病率特異度患病率特異度陰性預(yù)測值)1 ()1 ()1 (譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 理想的診斷試驗靈敏度、特異度均應(yīng)理想的診斷試驗靈敏度、特異度均應(yīng)接近接近100%100%。 但在實際工作中很難達(dá)到，往往表但在實際工作中很難達(dá)到，往往表現(xiàn)為靈敏度現(xiàn)為靈敏度則特異度則特異度。 兩者

17、高低的轉(zhuǎn)換與確定診斷試驗陽兩者高低的轉(zhuǎn)換與確定診斷試驗陽性結(jié)果的截斷值性結(jié)果的截斷值( (cut off point) )或臨界點或臨界點的選擇密切相關(guān)。的選擇密切相關(guān)。譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價圖圖7 73 3 病人與非病人觀測值分布類型病人與非病人觀測值分布類型譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價定義定義 用真陽性率和假陽性率作圖得用真陽性率和假陽性率作圖得出的曲線，出的曲線，可反映可反映靈敏度和特異度的靈敏度和特異度的關(guān)系關(guān)系 受試者工作特性曲線受試者工作特性曲線 ( receiver operator characteristic curve, roc )譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價圖圖7 74

18、4 糖尿病血糖試驗的糖尿病血糖試驗的roc曲線曲線橫軸表示假陽橫軸表示假陽性率性率(1-(1-特異度特異度) )縱軸表示真陽縱軸表示真陽性率性率( (靈敏度靈敏度) )點代表診斷試驗的特定陽性標(biāo)準(zhǔn)點代表診斷試驗的特定陽性標(biāo)準(zhǔn)值相對應(yīng)的靈敏度和特異度對子值相對應(yīng)的靈敏度和特異度對子譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價表表7 73 3 糖尿病血糖試驗不同血糖水平糖尿病血糖試驗不同血糖水平的靈敏度和特異度分布的靈敏度和特異度分布餐后餐后2小時血糖小時血糖mg/100ml）靈敏度（）靈敏度（）特異度（）特異度（）7098.68.88097.125.59094.347.610088.669.811085.784.

19、112071.492.513064.396.914057.199.415050.099.616047.199.817042.9100.018038.6100.019034.3100.020027.1100.0譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價 rocroc曲線也可用來比較兩種和兩種以上診斷試驗曲線也可用來比較兩種和兩種以上診斷試驗的診斷價值，從而幫助臨床醫(yī)師作出最佳選擇的診斷價值，從而幫助臨床醫(yī)師作出最佳選擇圖圖7 75 5 ct和放射性核素腦掃描診斷腦瘤的和放射性核素腦掃描診斷腦瘤的roc曲線曲線譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價33選擇患病率高的人群選擇患病率高的人群 當(dāng)診斷試驗的靈敏度和特異度不變時，患

20、病率與當(dāng)診斷試驗的靈敏度和特異度不變時，患病率與診斷試驗的陽性預(yù)測值成正比，選擇患病率高的診斷試驗的陽性預(yù)測值成正比，選擇患病率高的人群，診斷試驗可以較好地達(dá)到確診或排除某病人群，診斷試驗可以較好地達(dá)到確診或排除某病的目的，診斷效率提高。的目的，診斷效率提高。采取聯(lián)合試驗采取聯(lián)合試驗 平行（并聯(lián)）試驗（平行（并聯(lián)）試驗（parallel testparallel test） 系列（串聯(lián)）試驗（系列（串聯(lián)）試驗（serial testserial test）譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價34 聯(lián)合試驗是指采用多個篩檢試驗檢測一種疾病，聯(lián)合試驗是指采用多個篩檢試驗檢測一種疾病， 達(dá)到提高篩檢試驗靈敏度

21、或特異度的目的，以滿足提高達(dá)到提高篩檢試驗靈敏度或特異度的目的，以滿足提高篩檢試驗真實性的需要。篩檢試驗真實性的需要。) )平行（并聯(lián)）試驗（平行（并聯(lián)）試驗（parallel testparallel test）是指采用幾）是指采用幾種篩檢方法檢測疾病，凡有一項檢測為種篩檢方法檢測疾病，凡有一項檢測為陽性者陽性者即判為陽即判為陽性，所有檢測均為陰性才判為陰性性，所有檢測均為陰性才判為陰性。) )系列（串聯(lián)）試驗（系列（串聯(lián)）試驗（serial testserial test）是指采用幾種）是指采用幾種篩檢方法檢測疾病，只有篩檢方法檢測疾病，只有全部檢測均為陽性者全部檢測均為陽性者才判為陽才判為陽性，凡有一項檢測結(jié)果為陰性即判為陰性。性，凡有一項檢測結(jié)果為陰性即判為陰性。譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價35 聯(lián)合試驗篩檢糖尿病的結(jié)果聯(lián)合試驗篩檢糖尿病的結(jié)果 試驗結(jié)果試驗結(jié)果 串聯(lián)試驗串聯(lián)試驗 并聯(lián)試驗并聯(lián)試驗 尿糖血糖尿糖血糖 糖尿病病人非病人糖尿病病人非病人 結(jié)果結(jié)果 結(jié)果結(jié)果 14 10 33 11 117 21 35 7599 合計合計 199 7641 譚姣流行病學(xué)7診斷試驗評價36 篩檢篩檢 試驗試驗 糖尿病糖尿病 非病人非病人 靈敏度靈敏度 特異度特異