預(yù)防醫(yī)學(xué)課件：診斷與篩檢試驗(yàn)及其評(píng)價(jià)

1、第二十八章 診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)本章重點(diǎn) 篩檢的概念、目的、實(shí)施原則； 診斷、篩檢試驗(yàn)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)（真實(shí) 性、可靠性、效益）的計(jì)算、意義； 診斷分界點(diǎn)的變化與靈敏度及特異度的 關(guān)系； 并聯(lián)試驗(yàn)、串聯(lián)試驗(yàn)的意義。 第一節(jié) 診斷試驗(yàn)與篩檢試驗(yàn)的定義與應(yīng)用原則一、篩檢試驗(yàn)（一）定義 篩檢是指通過快速檢驗(yàn)、檢查或其他措施，將可能有病但表面健康者，同可能無病者區(qū)別開來。用于篩檢的各種檢查方法稱為篩檢試驗(yàn)。 （二）分類（1）按篩檢對(duì)象 整群篩檢、選擇性篩檢（2）按篩檢方法 單項(xiàng)篩檢、多項(xiàng)篩檢（3）按篩檢項(xiàng)目 治療性篩檢、預(yù)防性篩檢（三）目的（1）二級(jí)預(yù)防（2）篩檢高危，一級(jí)預(yù)防（3）了解疾病自然史，識(shí)別早

2、期病人 外表上健康并接受篩檢試驗(yàn)的人群 （即健康者和雖患病但尚未確診的人） 治療性干預(yù)篩檢試驗(yàn)陰性者陽性者診斷方法有病無病 定期再篩檢定期再篩檢二、診斷試驗(yàn)正確區(qū)分病人或非病人的方法。用于診斷的試驗(yàn)稱為診斷試驗(yàn)。各種實(shí)驗(yàn)室檢查、醫(yī)療儀器檢驗(yàn)或其他檢查。診斷試驗(yàn)的目的 疾病的診斷 疾病隨訪、預(yù)后估計(jì)、療效判斷、 藥物毒副作用的監(jiān)測等。 三、實(shí)施原則該疾病是影響當(dāng)?shù)鼐用窠】档闹饕残l(wèi)生問題;該疾病有可識(shí)別的早期癥狀和體征；對(duì)篩檢陽性的人群有進(jìn)一步有效的診斷和治療措施;有簡便、快速且易被群眾接受的檢測方法;該疾病的自然史明確;考慮當(dāng)?shù)匦l(wèi)生事業(yè)經(jīng)費(fèi)情況，應(yīng)對(duì)成本和效益進(jìn)行評(píng)價(jià)；疾病篩檢是一項(xiàng)連續(xù)過程

3、，應(yīng)進(jìn)行定期復(fù)檢；篩檢疾病或狀態(tài)在當(dāng)?shù)赜休^高流行率，切對(duì)預(yù)防效果及副作用有充分認(rèn)識(shí)。篩檢試驗(yàn)和診斷試驗(yàn)的區(qū)別 項(xiàng)目 篩檢試驗(yàn) 診斷試驗(yàn)對(duì)象 健康人或無癥狀病人 病人或篩檢陽性者目的 把可能患病個(gè)體與可能 進(jìn)一步把病人和可疑有病 無病者區(qū)分開 但實(shí)際無病者區(qū)分開要求 快速、簡便、高靈敏度 準(zhǔn)確性和特異性高，真實(shí) 盡可能發(fā)現(xiàn)所有可疑病人 可靠，結(jié)果有權(quán)威性費(fèi)用 低廉 較高處理 篩檢陽性者須進(jìn)一步診 陽性者需進(jìn)行嚴(yán)格觀察和 斷以確診 及時(shí)治療一、診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)（一）“金標(biāo)準(zhǔn)” 的選擇金標(biāo)準(zhǔn)（gold standard）即標(biāo)準(zhǔn)診斷方法，是指當(dāng)前可靠的、臨床公認(rèn)的能正確地將有病和無病區(qū)分開的診斷方法

4、。通常，一種疾病有一個(gè)國際或國內(nèi)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)的診斷方法，是能夠肯定或排除某種疾病的最可靠的診斷方法。 第二節(jié) 診斷試驗(yàn)與篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià) 病理學(xué)檢查、手術(shù)探查、尸體解剖、特殊的影像學(xué)診斷以及微生物學(xué)培養(yǎng)、抗原、抗體檢測、生物學(xué)標(biāo)志物檢測等是普遍意義的金標(biāo)準(zhǔn)。 冠心病 冠狀動(dòng)脈造影 腫瘤 病理學(xué)檢查研究對(duì)象包括經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)確診的兩組人群： 病例組：金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)的患研究疾病的病例 對(duì)照組：金標(biāo)準(zhǔn)證實(shí)未患所研究疾病外，其它因素或特征上應(yīng)與病例組可比 樣本應(yīng)能代表各自的總體。病例應(yīng)包括臨床各型、各期及有無并發(fā)癥的患者；正常人一般不宜納入對(duì)照組。（二）研究對(duì)象的選擇（三）確定樣本含量容許誤差；待評(píng)價(jià)試驗(yàn)的靈敏度或

5、特異度；例28-1 預(yù)計(jì)待評(píng)價(jià)的診斷試驗(yàn)靈敏度為70%、特異度60%，設(shè)檢驗(yàn)水準(zhǔn)a=0.05，容許誤差為0.05，若想評(píng)價(jià)該試驗(yàn)臨床價(jià)值，需病例組和對(duì)照組樣本量各多少？ 當(dāng)待評(píng)價(jià)試驗(yàn)的靈敏度或特異度小于20%或大于80%時(shí)，樣本資料呈偏態(tài)分布，需對(duì)率進(jìn)行平方根反正弦轉(zhuǎn)換，公式如下： 表28-2 診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b（n2） c（假陰性） d（真陰性） c+d（n2） 合 計(jì) a+c（m1） b+d（m2） n試驗(yàn)結(jié)果合 計(jì)（四）資料整理分析二、診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià)真實(shí)性(validity)可靠性（reliability）效益性

6、（預(yù)測值） （一）真實(shí)性(validity) 又稱準(zhǔn)確度（accuracy）或效度，是指診斷試驗(yàn)所獲得的測量值與實(shí)際情況的符合程度?；痉椒ㄊ菍⒋u(píng)試驗(yàn)與金標(biāo)準(zhǔn)比較，金標(biāo)準(zhǔn)即公認(rèn)的最可靠的診斷方法。 表28-2 診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b（n2） c（假陰性） d（真陰性） c+d（n2） 合 計(jì) a+c（m1） b+d（m2） n試驗(yàn)結(jié)果合 計(jì) 表 診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a+c b+d N診斷試驗(yàn)合 計(jì)1靈敏度（sensitivity，S

7、e）又稱真陽性率 ，反映了篩檢試驗(yàn)檢出病例的能力。 表 診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a+c b+d N診斷試驗(yàn)合 計(jì) 假陰性率（false negative rate，F(xiàn)N），又稱 漏診率 表 診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a+c b+d N診斷試驗(yàn)合 計(jì)2特異度（specificity，Sp）又稱真陰性率，反映了篩檢試驗(yàn)排除非病例的能力。 表 診斷試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a

8、+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a+c b+d N診斷試驗(yàn)合 計(jì) 假陽性率（false positive rate，F(xiàn)P），又稱 誤診率 3. 約登指數(shù)（Youdens index，YI），又稱 正確指數(shù)，反映了篩檢試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)病人與非病 人的總能力。4. 似然比（Likelihood ratio，LR）陽性似然比越大，試驗(yàn)的診斷價(jià)值越高。陰性似然比越小，試驗(yàn)的診斷價(jià)值越高。例28-2 評(píng)價(jià)某診斷試驗(yàn)對(duì)某疾病的診斷價(jià)值，收集70例病例和120例非病例，計(jì)算診斷試驗(yàn)真實(shí)性各項(xiàng)指標(biāo)。 表28-3 某人群某病診斷試驗(yàn)結(jié)果 金標(biāo)準(zhǔn) 患者 非患者 陽性 60（a） 30（b） 90 陰性

9、10（c） 90（d） 100 合 計(jì) 70 120 190診斷試驗(yàn)合 計(jì)真實(shí)性指標(biāo)計(jì)算結(jié)果：靈敏度 = 60 / 70100% = 85.7%漏診率 = 1 - 靈敏度 = 1 85.7% = 14.3%特異度 = 90 / 120100% = 75.0% 誤診率 = 1 - 特異度 = 1 75.0% = 25.0% 約登指數(shù) = 0.857 + 0.75 1 = 0.6陽性似然比 = 85.7%/25.0% = 3.4陰性似然比 = 14.3%/75.0% = 0.2（二）可靠性(reliability) 又稱可重復(fù)性 (repeatability) 或精確度 (precision)，即

10、信度。 是指在完全相同的條件下，重復(fù)進(jìn)行某項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)獲得相同結(jié)果的穩(wěn)定程度。可靠性評(píng)價(jià)指標(biāo)： 1. 標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù) 2. 符合率（一致率） 3. Kappa值 第二次試驗(yàn) a b a+b c d c+d 合 計(jì) a+c b+d N第一次試驗(yàn)合 計(jì)可靠性評(píng)價(jià)計(jì)算表例：采用尿糖試驗(yàn)篩檢糖尿病，150名受試者每人分別進(jìn)行兩次試驗(yàn)，結(jié)果見表，試評(píng)價(jià)可靠性。 表 150名受試者兩次尿糖試驗(yàn)結(jié)果表 第二次試驗(yàn) 75 2 77 4 69 73 合 計(jì) 79 71 150第一次試驗(yàn)合 計(jì) Kappa值是實(shí)際符合率和最大可能符合率之比，用來做兩種診斷方法或同一種診斷方法的兩次診斷結(jié)果一致性比較分析，考慮了隨機(jī)因

11、素帶來的影響。 Kappa值-1到+1間，一般認(rèn)為取值越大一致性越高。K0 觀察一致率大于機(jī)遇一致率，K= 1表明兩 種方法判斷結(jié)果完全一致。在臨床實(shí)踐工作中K 0.75 一致性極好。 例28-3 以冠心病為例，甲醫(yī)生用金標(biāo)準(zhǔn)，乙醫(yī)生用待評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)對(duì)同一人群患病情況作出診斷，試計(jì)算兩名醫(yī)生檢測結(jié)果的符合率和K值。 表28-3 甲乙兩醫(yī)生對(duì)某人群冠心病診斷情況 甲醫(yī)生（金標(biāo)準(zhǔn)） 患病 未患病 患病 87（a） 14（b） 101(n1) 未患病 16（c） 362（d） 378(n2) 合 計(jì) 103(m1) 376(m2) 479(n)乙醫(yī)生 合 計(jì)影響可靠性的因素： 1. 受試對(duì)象生物學(xué)變

12、異 2. 觀察者變異 3. 試驗(yàn)方法或?qū)嶒?yàn)室條件差異五、診斷試驗(yàn)效益性評(píng)價(jià)（一）預(yù)測值 (predictive value，PV) 又稱診斷價(jià)值，是根據(jù)診斷試驗(yàn)的結(jié)果來估計(jì)真正患病可能性大小的指標(biāo)。包括陽性和陰性兩種預(yù)測值 ：陽性預(yù)測值 (positive predictive value，+PV) 指試驗(yàn)結(jié)果為陽性者中，真正有病者所占比例； 陰性預(yù)測值 (negative predictive value，-PV)指試驗(yàn)結(jié)果為陰性者中，真正無病者所占比例。 表 診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a

13、+c b+d n診斷試驗(yàn)合 計(jì)陽性預(yù)測值(positive predictive value，+PV) 表 診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)評(píng)價(jià)四格表 金標(biāo)準(zhǔn) 有病 無病 a（真陽性） b（假陽性） a+b c（假陰性） d（真陰性） c+d 合 計(jì) a+c b+d n診斷試驗(yàn)合 計(jì)陰性預(yù)測值(negative predictive value，-PV) 預(yù)測值與靈敏度、特異度、患病率的關(guān)系（1）當(dāng)靈敏度和特異度不變時(shí)，預(yù)測值受患病率的影響較大。（2）當(dāng)患病率不變且不低時(shí)，靈敏度愈高，則陰性預(yù)測值愈大，臨床醫(yī)師更有把握判斷陰性結(jié)果為非病人；特異度愈高，則陽性預(yù)測值愈大，臨床醫(yī)師越有理由判斷陽性結(jié)果為病人。

14、表28-5 不同患病率時(shí)心電圖運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的預(yù)測值 患病率 陽性預(yù)測值 陰性預(yù)測值 90 97 29 80 92 48 70 88 61 60 82 71 50 75 79 40 67 85 30 57 90 20 43 94 10 2 97患病率與預(yù)測值的關(guān)系20 40 60 80 1000 80 60 40 20 0陰性預(yù)測值陽性預(yù)測值10預(yù)測值（%）患病率（%）預(yù)測值與靈敏度、特異度、患病率的數(shù)量關(guān)系為：例28-4 現(xiàn)收治470例疑似心肌梗死病人，經(jīng)過心電圖等檢查手段確診260例，再用肌酸磷酸激酶含量測定法對(duì)這批可疑心肌梗死病人進(jìn)行測定。求預(yù)測值？ 表28-6 CPK含量測定法的試驗(yàn)結(jié)果 C

15、PK含量結(jié)果 患者 非患者 合計(jì) 陽性(80U) 245（a） 20（b） 265 陰性(80U) 15（c） 190（d） 205 合計(jì) 260 210 470 成本效果分析 分析篩檢或診斷試驗(yàn)投入成本及取得的生物學(xué)效果； 成本效益分析 分析篩檢或診斷試驗(yàn)投入成本和取得的經(jīng)濟(jì)效益； 成本效用分析 分析篩檢或診斷試驗(yàn)投入成本和取得生命質(zhì)量改善。（二）衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)效果分析六、截?cái)嘀档倪x擇 截?cái)嘀担╟ut off value）即確定試驗(yàn)陽性與陰性的界限。 不同判斷界值對(duì)靈敏度、特異度的影響 理想情況實(shí)際情況不同血糖標(biāo)準(zhǔn)時(shí)血糖實(shí)驗(yàn)的靈敏度、特異度血糖水平（）靈敏度（）特異度（）.青光眼病人和正常人眼內(nèi)壓

16、分布圖 受檢人數(shù)正常人患者14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 眼內(nèi)壓（mmHg）重疊區(qū)若將眼內(nèi)壓的陽性診斷標(biāo)準(zhǔn)定為22mmHg，所有患者均被判為陽性，診斷的靈敏度為100%。但是，眼內(nèi)壓在22-26mmHg之間的正常人被誤判為陽性(假陽性)，造成誤診。若將眼內(nèi)壓的陽性診斷標(biāo)準(zhǔn)定為26mmHg，所有健康人均被判為陰性，診斷的特異度為100%。但是，眼內(nèi)壓在22-26mmHg之間的患者被誤判為陰性(假陰性)，造成漏診。（1）早期療效較好，漏診會(huì)造成嚴(yán)重后果，診斷標(biāo)準(zhǔn)定在高靈敏度的水平，盡量檢測出病人。（2）療效不理想，誤診會(huì)造成病人嚴(yán)重的心理、生理負(fù)擔(dān)，診

17、斷標(biāo)準(zhǔn)定在高特異度的水平，盡量排除非病人。（3）若漏診和誤診同等重要，一般可把診斷標(biāo)準(zhǔn)定在曲線交界處。1. 臨界點(diǎn)選擇的原則：2. 截?cái)嘀蹬卸ǚ椒ǎ?）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 正態(tài)分布法、百分位數(shù)法（偏態(tài)分布） （2）ROC（受試者工作特征）曲線法 最常用、準(zhǔn)確、有效的方法，臨床上常用。CPK診斷心梗的ROC曲線 假陽性率 真陽性率（靈敏度） 選擇偏倚 測量偏倚 錯(cuò)分偏倚七、偏倚及控制 選擇合適的方法和指標(biāo) 選擇客觀指標(biāo)，對(duì)指標(biāo)的測量采用標(biāo)準(zhǔn)化的方法， 對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)選擇恰當(dāng)?shù)慕刂迭c(diǎn)； 選擇患病率較高的人群進(jìn)行檢查 可獲得較高的陽性預(yù)測值； 聯(lián)合實(shí)驗(yàn)八、提高實(shí)驗(yàn)效率的方法1 、并聯(lián)試驗(yàn)( parallel test ) 指同時(shí)做幾個(gè)試驗(yàn)時(shí)，只要有一個(gè)試驗(yàn)結(jié)果為陽性，即判斷為陽性的試驗(yàn)方法。 優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)的靈敏度、陰性預(yù)測值提高，減 少了漏診率。 缺點(diǎn)：試驗(yàn)的特異度、陽性預(yù)測值下降，增 加了誤診率。聯(lián)合試驗(yàn)并聯(lián)試驗(yàn)診斷糖尿病的結(jié)果 試驗(yàn)結(jié)果 尿糖血糖 117 21 14 10 33 11 35 7599 合 計(jì) 199 7641糖尿病人非糖尿病人2、串聯(lián)試驗(yàn)( serial test ) 指依次順序地做幾項(xiàng)試驗(yàn)，全部試驗(yàn)結(jié)果均為陽性時(shí)才判斷為陽性的方法。 優(yōu)點(diǎn)：試驗(yàn)的特異度、陽性預(yù)測值提高，減 少了誤診率。 缺點(diǎn)：試驗(yàn)的靈敏度、陰性預(yù)測值下