第七章 診斷試驗

1、第七章第七章 診斷試驗診斷試驗Diagnostic test2 掌握掌握 診斷試驗的概念；診斷試驗的真實性、可靠診斷試驗的概念；診斷試驗的真實性、可靠 性的評價；聯合試驗的概念。性的評價；聯合試驗的概念。 熟悉熟悉 提高試驗效率的方法提高試驗效率的方法;診斷試驗效益的評價，診斷試驗效益的評價，篩檢的目的及應用原則。篩檢的目的及應用原則。 了解了解 診斷試驗的設計診斷試驗的設計，樣本大小的估計。，樣本大小的估計。 教學目標教學目標3第二節(jié)第二節(jié) 診斷試驗的評價診斷試驗的評價第三節(jié)第三節(jié) 提高診斷試驗效率方法提高診斷試驗效率方法第四節(jié)第四節(jié) 診斷試驗評價的設計診斷試驗評價的設計教學內容教學內容4

2、1 1、診斷（診斷（diagnosis) ) 利用各種臨床資料和診利用各種臨床資料和診斷標準對疾病和健康做出確切的結論。斷標準對疾病和健康做出確切的結論。 2 2、診斷試驗的評價、診斷試驗的評價 將待評價的診斷試驗與診將待評價的診斷試驗與診斷目標疾病的標準方法斷目標疾病的標準方法即即“金標準金標準” 進行進行同步盲法比較，判定該方法對疾病同步盲法比較，判定該方法對疾病“診斷診斷”的的真實性和價值。真實性和價值。研研究究對對象象患者患者非患非患者者待評價診待評價診斷試驗斷試驗評價指標評價指標61 1、科學評價診斷試驗的應用價值。、科學評價診斷試驗的應用價值。2 2、為醫(yī)生正確選擇診斷試驗提供依據

3、。、為醫(yī)生正確選擇診斷試驗提供依據。3 3、提高診斷效率，減少診斷成本。、提高診斷效率，減少診斷成本。7第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 診斷試驗的評價診斷試驗的評價第三節(jié)第三節(jié) 提高診斷試驗效率方法提高診斷試驗效率方法第四節(jié)第四節(jié) 診斷試驗評價的設計診斷試驗評價的設計內內 容容81 1、確定、確定“金標準金標準” 指當前臨床醫(yī)學界公認的診斷疾病最可靠的指當前臨床醫(yī)學界公認的診斷疾病最可靠的方法，也稱為標準診斷。方法，也稱為標準診斷。 金標準金標準 活活/ /尸檢尸檢 手術發(fā)現手術發(fā)現 微生物培養(yǎng)微生物培養(yǎng) 影像診斷影像診斷 長期隨訪的結果長期隨訪的結果92 2、樣本大小的計算、樣本大小的計

4、算n待評試驗的靈敏度待評試驗的靈敏度n待評試驗的特異度待評試驗的特異度n顯著性檢驗水平顯著性檢驗水平，一般為，一般為0.050.05n容許誤差容許誤差，一般為，一般為0.050.050.10.1n當靈敏度和特異度均接近當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: :n 21znpp待評價篩檢方法的靈待評價篩檢方法的靈敏度或特異度敏度或特異度正態(tài)分布中累積概正態(tài)分布中累積概率等于率等于2 2時的時的值值10 估計靈敏度為估計靈敏度為75%75%，特異度，特異度55%55%，計算病例和對，計算病例和對照照 組的樣本量組的樣本量設設 = 0.05= 0.05， = 0.08= 0

5、.08，則：，則：n n1 1=(1.96/0.08)=(1.96/0.08)2 2(1-0.75)(1-0.75)0.75=112.51130.75=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病例組為病例組為113113例，對照組為例，對照組為149149例例2 2、樣本大小的計算、樣本大小的計算113 3、選擇研究對象（分組）、選擇研究對象（分組）n病例組病例組 n 用金標準確診用金標準確診 “有病有病” ” 的病例，應包的病例，應包含典型和不典型、病程（早、中、晚）

6、、病情含典型和不典型、病程（早、中、晚）、病情（輕、中、重）以及有無并發(fā)癥和有無治療史（輕、中、重）以及有無并發(fā)癥和有無治療史的患者。的患者。n對照組對照組 n 用金標準證實沒有目標疾病的其他病例。用金標準證實沒有目標疾病的其他病例。n - -注意年齡、性別等的可比性注意年齡、性別等的可比性124 4、確定分界值、確定分界值n 正態(tài)分布法（正態(tài)分布法（均數加減標準差均數加減標準差法法）n 百分位數法百分位數法n 臨床判斷法臨床判斷法n ROCROC曲線法曲線法13n 同步：同時、同地區(qū)、同人同步：同時、同地區(qū)、同人群群n 盲法：實施者和研究對象不盲法：實施者和研究對象不知道知道n 分組情況分組

7、情況14內內 容容15 一批成年男性運動后體格檢查。其中一批成年男性運動后體格檢查。其中195195例曾有心前例曾有心前區(qū)疼痛史。冠脈造影及心電圖運動試驗檢查結果：在區(qū)疼痛史。冠脈造影及心電圖運動試驗檢查結果：在104104例顯示冠脈狹窄（例顯示冠脈狹窄（=75%)=75%)者中者中, ,運動試驗陽性運動試驗陽性5555例例, ,陰性陰性4949例例. .未顯示冠脈狹窄的未顯示冠脈狹窄的9191例中例中 , ,運動試驗陽性運動試驗陽性7 7例例, ,陰性陰性8484例例. .請說明心電圖對診斷冠狀動脈狹窄的意義。請說明心電圖對診斷冠狀動脈狹窄的意義。案案 例例 1 1有病有病 無病無病陽性陽性

8、陰性陰性554978462133合計合計 104 91 195 試驗試驗 金標準金標準 合計合計17n真實性真實性(validity) ：指測量值與實際值的符合指測量值與實際值的符合程度。程度。 評價指標：評價指標： 靈敏度靈敏度、假陰性率、特異度、假陽性率、假陰性率、特異度、假陽性率、 正確指數、陽性似然比、陰性似然比正確指數、陽性似然比、陰性似然比n可靠性可靠性(realiability) 評價指標：評價指標： 符合率、符合率、kappakappa值、變異系數值、變異系數18有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d N 試驗試驗 金標準金標準 合計合計

9、1 1、靈敏度靈敏度（Sensitivity):):指將實際有病的人正指將實際有病的人正確地判斷為患者的能力。又稱真陽性率確地判斷為患者的能力。又稱真陽性率 a a靈敏度靈敏度= = 100% 100% a+c a+c真實性評價真實性評價有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d N 試驗試驗 金標準金標準 合計合計真實性評價真實性評價3 3、假陰性率假陰性率( (false negative rate,FN):):指實際指實際有病者而被判斷為非病者的百分率。又稱為漏有病者而被判斷為非病者的百分率。又稱為漏診率診率 c c漏診率漏診率= = 100% 100

10、% a+c a+c有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d N 試驗試驗 金標準金標準 合計合計真實性評價真實性評價2 2、特異度、特異度（Specificity):):指將實際未患某病的指將實際未患某病的人正確地判斷為未患某病的能力。又稱為真陰人正確地判斷為未患某病的能力。又稱為真陰性率性率 d d特異度特異度= = 100% 100% b+d b+d有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d N 試驗試驗 金標準金標準 合計合計真實性評價真實性評價4 4、假陽性率假陽性率( (false positive rate)

11、:):指實際無病指實際無病者而被判斷為有病的百分率。又稱為誤診率者而被判斷為有病的百分率。又稱為誤診率 b b誤診率誤診率= = 100% 100% b+d b+d235 5、約登指數、約登指數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表示篩檢方法發(fā)現真正病人與非病人的總能力表示篩檢方法發(fā)現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 指數越大，其真實性越高指數越大，其真實性越高正確指數正確指數 = (= (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) ) 真實性評價真實性評價有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性5

12、549 784 62133合計合計 104 91 195 試驗試驗 金標準金標準 合計合計 a靈敏度靈敏度= 100% =55/104=52 .9% a+c d特異度特異度= 100% =841/91=92.3% b+d c漏診率漏診率= 100% =49/104=47.1% a+c b誤診率誤診率= 100%=7/91=7.7% b+dr=（靈敏度（靈敏度+特異度）特異度）-1=(0.529+0.923)-1=0.452 案例案例1 1 真實性評價結果真實性評價結果25二、評價指標相互關系及其應用二、評價指標相互關系及其應用1 1、靈敏度和特異度的關系、靈敏度和特異度的關系 理想的靈敏度、特

13、異度均應接近理想的靈敏度、特異度均應接近100%100%。但在實。但在實際工作中很難達到，往往表現為靈敏度際工作中很難達到，往往表現為靈敏度則特則特異度異度。 兩者高低的轉換與確定診斷試驗陽性結果的兩者高低的轉換與確定診斷試驗陽性結果的 截斷值截斷值( (cut off point) )或臨界點的選擇密切相關?；蚺R界點的選擇密切相關。26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2728糖尿病血糖試驗不同血糖水平靈敏度和糖尿病血糖試驗不同血糖水平靈敏度和特異度分布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.

14、125.59094.347.610088.669.811085.784.112071.492.513064.396.914057.199.415050.099.616047.199.817042.9100.018038.6100.019034.3100.020027.1100.030選擇診斷標準原則選擇診斷標準原則1 1、選擇高靈敏度、選擇高靈敏度 當疾病早期或及時診斷有利于病人治療和康當疾病早期或及時診斷有利于病人治療和康復，漏診會造成嚴重后果，而且現有治療方法。復，漏診會造成嚴重后果，而且現有治療方法。2 2、選擇高特異度、選擇高特異度 對于一些治療效果不理想疾病，誤診會造成對于一些治療效

15、果不理想疾病，誤診會造成病人嚴重心理、生理和經濟影響。病人嚴重心理、生理和經濟影響。313 3、靈敏度和特異度均較高、靈敏度和特異度均較高 如果漏診和誤診同等重要如果漏診和誤診同等重要選擇診斷標準原則選擇診斷標準原則321 1、定義、定義: : 用靈敏度和假陽性率作圖得出的曲線，可用靈敏度和假陽性率作圖得出的曲線，可反映靈敏度和特異度的關系。反映靈敏度和特異度的關系。2 2、應用：、應用： （1 1）最佳診斷試驗分界值選擇）最佳診斷試驗分界值選擇 (2) (2) 比較兩種及以上診斷試驗的診斷價值比較兩種及以上診斷試驗的診斷價值 受試者工作特性曲線受試者工作特性曲線 ( (Receiver op

16、erator characteristic curve, ROC ) )33糖尿病血糖試驗的糖尿病血糖試驗的ROCROC曲線曲線橫軸表示假陽性率(1-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) )點代表篩檢試點代表篩檢試驗的特定陽性驗的特定陽性標準值相對應標準值相對應的靈敏度和特的靈敏度和特異度異度最佳診斷分界值最佳診斷分界值 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。36 可靠性可靠性(realiability) ：診斷試驗在相同條件下進行診斷試

17、驗在相同條件下進行重復操作獲得相同結果的穩(wěn)定程度。重復操作獲得相同結果的穩(wěn)定程度。 影響可靠性的因素：影響可靠性的因素： 1 1、受試對象生物學變異、受試對象生物學變異 2 2、觀察者變異、觀察者變異 3 3、試驗方法差異、試驗方法差異診斷試驗可靠性評價指標診斷試驗可靠性評價指標37可靠性評價可靠性評價1 1、變異系數、變異系數2 2、符合率、符合率3 3、診斷試驗的一致性分析、診斷試驗的一致性分析381 1、變異系數、變異系數變異系數（變異系數（CV)=CV)=（標準差（標準差/ /算術均數）算術均數）100%100%變異系數的值越小，可靠性越好。變異系數的值越小，可靠性越好。39（agre

18、ement/consistency rate） 定義：定義：診斷試驗判定結果與金標準診斷結果相診斷試驗判定結果與金標準診斷結果相同人數占總受檢人數的比例。一致率大于同人數占總受檢人數的比例。一致率大于70%70%。 KappaKappa值值= =實際一致性實際一致性/ /非機遇一致性非機遇一致性%100dcbada一致率)()()(221122211crcrncrcrdanKappa40 Kappa Kappa值取值范圍：值取值范圍：-1-1+1+1一致性一致性0.40.4差差0.4 0.4 中中好好A專家判斷專家判斷病情結果病情結果B專家判斷病情結果專家判斷病情結果合計合計無無輕輕中中重重無

19、無2452031輕輕4182125中中1318224重重1251220合計合計30282715100例如，兩位眼科醫(yī)師同時分別檢查例如，兩位眼科醫(yī)師同時分別檢查100例視網膜炎病人，按病例視網膜炎病人，按病情輕重分別登記，結果兩人判斷的符合率為情輕重分別登記，結果兩人判斷的符合率為72% 。例如一位細胞學專家兩次重復檢查肺癌細胞涂片例如一位細胞學專家兩次重復檢查肺癌細胞涂片100張，兩次張，兩次結果的符合率僅結果的符合率僅49% 第一次結果第一次結果第二次結果第二次結果合合計計不滿意不滿意陰性陰性模棱兩可模棱兩可疑似癌細胞疑似癌細胞陽性陽性不滿意不滿意211004陰性陰性726191053模棱

20、兩可模棱兩可42115325疑似癌細胞疑似癌細胞0016613陽性陽性100045合計合計1429321213100 80 24580 245 730 775 730 775 210 810 1020210 810 1020篩檢篩檢試驗試驗 金標準金標準 合合計計 患者患者非患者非患者陽性陽性a ab br r1 1陰性陰性c cd dr r2 2合計合計c c1 1c c2 2n n一致率87.7Kappa=0.6544 應用診斷試驗結果來估計受檢者患病和不患病可能應用診斷試驗結果來估計受檢者患病和不患病可能性的大小的指標。性的大小的指標。n陽性預測值陽性預測值( (positive pre

21、dictive value, PPV) )陰性預測值陰性預測值( (negative predictive value, NPV) ) 效益效益（yield）評價評價45有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d Nn試驗試驗 金標準金標準 合計合計指診斷試驗陽性結果中真正患病指診斷試驗陽性結果中真正患病(真陽性真陽性)的比例的比例 a陽性預測值陽性預測值 = 100% a+b效益評價效益評價46有病有病 無病無病陽性陽性陰性陰性acbda+bc+d合計合計 a+c b+d Nn試驗試驗 金標準金標準 合計合計指診斷試驗陰性者不患目標疾病的可能性指診斷試驗陰

22、性者不患目標疾病的可能性 d陰性預測值陰性預測值 = 100% c+d效益評價效益評價47預測值與靈敏度、特異度、患病率的關系 陽性預測值、陰性預測值與患病率、靈敏度陽性預測值、陰性預測值與患病率、靈敏度和特異度的關系和特異度的關系，根據根據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測值患病率靈敏度患病率特異度患病率特異度陰性預測值)1 ()1 ()1 (48酸性磷酸酶診斷前列腺癌酸性磷酸酶診斷前列腺癌 一般人群一般人群 35 0.435 0.4男性男性7575歲以上歲以上 500 5.6500 5.6臨床觸及臨床觸及前列腺結節(jié)

23、前列腺結節(jié) 50000 93.0 患病率（患病率（1/101/10萬）萬） 陽性預測值陽性預測值49患病率一定時患病率一定時： 靈敏度越高，陰性預測值越高靈敏度越高，陰性預測值越高 特異度越高，陽性預測值越高特異度越高，陽性預測值越高靈敏度與特異度一定時：靈敏度與特異度一定時： 患病率越高，陽性預測值越高患病率越高，陽性預測值越高 患病率越高，陰性預測值越低患病率越高，陰性預測值越低預測值與靈敏度、特異度、患病率的關系預測值與靈敏度、特異度、患病率的關系50第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 診斷試驗的評價診斷試驗的評價第三節(jié)第三節(jié) 提高診斷試驗效率方法提高診斷試驗效率方法第四節(jié)第四節(jié) 診斷試驗評價的設計診斷試驗評價的設計教學內容教學內容51 試驗效率試驗效率 提高診斷試驗效率方法提高診斷試驗效率方法52 定義：定義：在實施篩檢時，可采用多項診斷在實施篩檢時，可采用多項診斷試驗檢測同一受試對象，增加靈敏度或特試驗檢測同一受試對象，增加靈敏度或特異度，提高診斷效率，這種方式稱為聯合異度，提高診斷效率，這種方式稱為聯合試驗。試驗。 并聯試驗并聯試驗（parallel test） （平行）平行） 串聯試驗串