第七章诊断实验..ppt

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1、1,(Diagnosis Test),第七章 诊断试验,2,诊断试验(Diagnosis Test)诊断试验是应用各种实验（生化、血液学、细菌学、病毒学、免疫学、病理学等）、医疗仪器（心电图、纤维内镜等）等手段对病人进行检查，以确定或排除疾病的实验方法。,概 述,3,诊断试验评价的设计,诊断试验的评价就是将待评价的诊断试验与诊断目标疾病的标准方法即“金标准”(gold standard)进行同步盲法比较，判定该方法对疾病“诊断”的真实性和价值。,4,确定金标准：临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法。选择研究对象 样本量的估计资料的整理，评价指标的分析质量控制,病例组,对照组,5,确定金标准,

2、金标准：是指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法，也称为标准诊断。通常包括：活检、手术发现、微生物培养、尸检、特殊检查和影像诊断，以及长期随访的结果。,6,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。,7,选择研究对象,（1）病例组：是指用金标准确诊有病的病例，应包含典型的、不典型病例，早、中、晚期病例，轻、中、重病例，有和无并发症的患者。（2）对照组：是指用金标准证实没有目标疾病的其他病例，特别是与该病容易混淆的病例。,8,样本大小的计算,与诊断试验研究的样本量有关

3、的因素：显著性水平：值越小，样本含量越大，一般取0.05。容许误差：越小，样本含量越大；越大，样本含量越小，一般在0.050.10。灵敏度或特异度的估计值：病例组样本含量由灵敏度估计，对照组样本含量由特异度估计。,9,整理分析资料,选定界值：界值（cut off value）又称截断点，即将定量资料划分为两部分数值，将定量测定的数据转换成阳性（异常）和阴性（正常）两类定性结果。界值一般就是正常值的界值，在诊断试验中可根据诊断目的进行调整。,10,评价指标的分析,与金标准同步盲法比较，评价诊断试验真实性可靠性实用性,11,金标准,目标人群,病人,非病人,待评价诊断方法,评价指标,诊断试验的评价与

4、选择程序,12,诊断试验的评价,一、真实性二、可靠性三、实用性,13,一、真实性（validity）(有效性),指所获得的数值与实际值的符合程度。在诊断试验的评价中，真实性是指待评价诊断试验的测量结果与“金标准”测量结果的吻合程度。一般情况下，只能间接地评价真实性，即与常用的标准试验或检验方法（金标准）进行比较。,14,诊断试验评价模式,诊断试验,金标准,有病,无病,合计,阳性,a（TP）,b（FP）,阴性,c（FN）,d（TN）,a+b,c+d,合计,a+c,b+d,实际有病，被判定为阳性者,实际无病被判定为阳性者,实际无病，被判定为阴性者,实际有病被判定为阴性者,True positive

5、,False positive,False negative,True negative,N,15,灵敏度（sensitivity）：实际有病且按该诊断试验被正确地判为有病的概率，即真阳性率。灵敏度（%）=a/（a+c）100%特异度（specificity）：实际无病按该诊断试验被正确地判为无病的概率，即真阴性率。特异度（%）=d/（b+d）100%,16,假阳性率（false positive rate）（误诊率）：实际无病，但根据诊断标准被确定有病的百分率。假阳性率=b/（b+d）100%=1-特异度假阴性率(false negative rate)（漏诊率）：实际有病，但根据诊断标准被

6、确定无病的百分率 假阴性率=c/（a+c）100%=1-灵敏度,17,约登指数（Youdens index,YI）又称正确指数：表示诊断试验能够正确地判断病人和非病人的综合能力。约登指数是灵敏度与特异度之和减。约登指数灵敏度特异度 约登指数越接近于，诊断试验的真实性越好，反之越差。,18,符合率（agreement rate）：该指标是指试验结果的真阳性和真阴性人数占受试者总人数的比例。真阳性和真阴性值愈大，一致性愈接近于，假阳性和假阴性愈小，该项试验价值愈高。,19,似然比（likelihood ratio,LR）:即病人中出现某种试验结果的概率与非病人中出现相应结果的概率之比，是反映真实性

7、的一种指标，可以同时反映灵敏度和特异度的复合指标。是一个相对较稳定的指标，不受患病率的影响，在选择诊断试验时应选择阳性似然比较高的方法。,20,（1）阳性似然比：诊断试验中，真阳性在有病患者中的比例与假阳性在无病例数中比例的比值。真阳性率/假阳性率 说明患者中该诊断试验出现阳性结果的机会是非患者的多少倍+LR=a/(a+c)/b/(b+d)=灵敏度/(1-特异度)（2）阴性似然比 诊断试验中，假阴性在有病例数中的比例与真阴性在无病例数中比例的比值。假阴性率/真阴性率 说明患者中该诊断试验出现阴性结果的机会是非患者的多少倍-LR=c/(a+c)/d/(b+d)=(1-灵敏度)/特异度,阳性似然比

8、越大，诊断试验的真实性越好；阴性似然比越小诊断试验的真实性越好。,21,二、可靠性（reliability）,概念：又称可重复性、信度 用同一种诊断实验在同样条件下，对相同的人群进行一次以上的检查，获得试验结果的稳定程度。影响诊断方法可靠性的因素有：方法的差异：试验结果受试剂稳定性、试剂质量、配制方法、温度湿度等因素影响。仪器未校正或受外环境因素的影响，可使测量值发生误差。被观察者的个体生物学变异观察者的变异（观察者自身的变异与观察者间的变异）,22,评价指标,变异系数(Coefficient of variance,CV)符合率(Agreement rate)诊断试验的一致性分析,同一批研究

9、对象两次诊断结果均为阳性与均为阴性的人数之和/所有进行诊断试验人数(a+d)/(a+b+c+d)100%,观察一致性机遇一致性非机遇一致性实际一致性Kappa值,测定值标准差/测定值均数,23,判断临床意见一致性的分析kappa值,观察一致率：（observed agreement,Po）,甲、乙两医生阅读100张胸部X线片诊断结果,24,机遇一致率（Pc，agreement expected on the base of chance）:非机遇一致率（potential agreement beyond chance）=1-Pc=100%-51%=49%实际一致率（actual agreem

10、ent beyond chance,Po-Pc）=78%-51%=27%,25,Kappa值：,26,Kappa值在-1到+1之间。如为负数，证明观察一致率比机遇造成的一致率还小；Kappa值=-1，为两医生的判断完全不一致；Kappa值=0，表示观察一致率完全由机遇所致；Kappa值0，表示观察的一致程度大于因机遇一致的程度；Kappa值=1，表明两医生的判断完全一致。,.表示高度一致.有极好一致性.4表明一致性差,27,预测值（predictive value,PV）：表示试验结果的实际临床价值。是指已知试验结果（阳性或阴性）的条件下，表明有无疾病的概率，即说明试验结果为阳性（或阴性）时，

11、有多少概率有病（或无病）。,三、诊断试验的收益,28,阳性预测值(positive predictive value)（+PV）,试验阳性者中患病的概率 阳性预测值a/(a+b)100%患病率灵敏度-100%患病率灵敏度+(1-患病率)(1-特异度),29,阴性预测值(negative predictive value)（-PV）,指试验阴性者中无病的概率 阴性预测值d/(c+d)100%(1-患病率)特异度-100%(1-患病率)特异度+患病率(1灵敏度),30,患病率相同时：灵敏度 愈高，假阴性，-PV高特异度 愈高，假阳性，+PV高在诊断试验的灵敏度和特异度不变的情况下：试验的阳性预测值

12、随着诊断人群患病率的升高而升高阴性预测值随患病率的升高而降低；,31,动脉造影与分级踏旋器应力试验诊断冠状动脉狭窄的比较：,灵敏度=a/(a+c)=55/104=53%特异度=d/(b+d)=84/91=92%YI=53%+92%-1=0.45阳性预测值=a/(a+b)=55/62=89%阴性预测值=d/(c+d)=84/133=63%,32,检出新病例及其预后卫生经济学评价成本-效果分析（投入-生物学效果）成本-效益分析（投入-节约医疗费用）成本-效用分析（投入-健康改善）,三、诊断试验的收益,33,例：某医院共收治360名疑似心肌梗塞病人，经临床及心电图等检查，确诊230名心肌梗塞病人，又

13、对每个疑似患者进行肌酸磷酸激酶（CPK)含量测定，结果见表，试评价肌酸磷酸激酶诊断的真实性。,肌酸磷酸激酶试验结果,34,灵敏度特异度假阳性率=假阴性率=约登指数=符合率=阳性预测值 阴性预测值=阳性似然比=阴性似然比=,35,灵敏度a/(a+c)100%=215/230 100%=93%特异度d/(b+d)100%=114/130 100%=88%假阳性率=b/(b+d)100%=1-特异度=12%假阴性率=c/(a+c)100%=1-灵敏度=7%约登指数=(灵敏度+特异度)-1=0.81符合率=(a+d)/(a+b+c+d)100%=329/360 100%=91阳性预测值 a/(a+b)

14、100%=215/231 100%=93%阴性预测值=d/(c+d)100%=114/129 100%=88%阳性似然比=a/(a+c)/b/(b+d)=93%/12%=7.6阴性似然比=c/(a+c)/d/(b+d)=7%/88%=0.074,36,诊断试验界值的确定,理想的诊断试验，其灵敏度、特异度均应接近100%。但在实际工作中很难达到，往往表现为灵敏度或则特异度或。两者高低的转换与确定诊断试验阳性结果的截断值(cut off point)或临界点的选择密切相关。,37,血糖水平mg/dl 灵敏度%特异度%80 100 1.2 90 98.6 7.3 100 97.1 25.3 110

15、92.9 48.4 120 88.6 68.2 130 85.7 82.4 140 74.3 91.2 150 64.3 96.1 160 55.7 98.6阳性分界点改变，灵敏度、特异度也改变。分界点越高，灵敏度越低，特异度越高。,38,选择诊断标准（界值）时，一般要遵循以下原则,有些严重疾病，如能早期诊断则可获得较好的治疗效果，否则后果严重，此时应该选择灵敏度高的诊断标准。治疗效果不理想的疾病，确诊及治疗费用较贵时，则可选择特异度较高的诊断标准。当假阳性和假阴性的重要性相等时，一般可把诊断标准定在“特异性=灵敏度”的分界线处，或定在正确诊断指数最大处。,39,正常人和病人某项诊断指标的理想

16、分布图,测定值,频率%,正常人,病人,界值,40,测定值,频率%,正常人,病人,误诊假阳性,界值,41,测定值,频率%,正常人,病人,漏诊假阴性,界值,42,正常人和病人某项诊断指标的实际分布图,测定值,频率%,正常人,病人,界值,43,确定与判断界值的方法,生物统计学方法：均数加减标准差（正态分布）百分位数法（偏态分布）临床判断法ROC曲线法,44,受试者工作特征曲线（receiver operator characteristic curve,ROC）,ROC曲线 是以不同诊断标准的诊断试验的灵敏度作为纵坐标，假阳性率作为横坐标所得的曲线。,ROC曲线常用来决定最佳临界点，通常最接近左上角

17、那一点，可定为最佳临界点，此时诊断的灵敏度和特异度均较好，且误诊率和漏诊率最小。,45,横轴表示假阳性率(1-特异度),纵轴表示真阳性率(灵敏度),点代表诊断试验的特定阳性标准值相对应的灵敏度和特异度对子,46,ROC曲线是一种全面、准确评价诊断试验非常有效的方法，并可以比较两种或多种诊断试验的诊断价值，除了直观方法比较外，还可以计算ROC曲线下的面积，来比较几种诊断试验的诊断效率（越接近于1，真实性越好；越接近于0.5，真实性越差）。,灵敏度%,1-特异度（%）,100,100,A,B,C,D,E,临床应用价值增加,AUCROC,47,提高诊断试验效率的方法,提高试验效率时应注意：选择合适而

18、正确的指标,对计量指标应选择恰当的截断点(cut-off point)尽量运用客观指标对指标的测量，要把方法及可能影响结果的步骤及条件都要标准化,48,联合试验,在实际工作中为了提高诊断试验的灵敏度和特异度，常联合两项或多项以上的试验以诊断同一疾病。这种联合有两种主要的形式，即串联和并联。串联试验（serial test）：亦称为系列试验，可提高特异度，但灵敏度降低，容易漏诊。主要用于慢性病的诊断。只有当一个人经过一系列诊断试验，其结果均呈阳性后，方称它为阳性，凡有一项检测结果为阴性即判为阴性,49,并联试验（parallel test）：亦称为平行试验，可提高灵敏度，但特异度下降，容易造成误

19、诊。主要用于防止漏掉危重病例。指任何一个诊断试验呈阳性则判断为阳性，只有全部试验结果为阴性才判断为阴性。,50,51,筛检 试验 糖尿病 非病人 灵敏度 特异度 假阴性率 假阳性率 试验 结果 病人,单项尿糖阳性1313165.8399.5934.170.41阴性68 7610,单项血糖阳性1503275.3899.5824.620.42 阴性49 7609,串联试验阳性117 2158.7999.7341.210.27阴性 82 7620合计199 7641,并联试验阳性1644282.41 99.45 17.590.55阴性 357599合计1997641,单项试验及联合试验诊断糖尿病结果,52,两种诊断试验联合试验的灵敏度与特异度,并联（平行）试验联合灵敏度=A灵敏度+（1-A灵敏度）B灵敏度联合特异度=A特异度B特异度串联试验联合灵敏度=A灵敏度B灵敏度联合特异度=A特异度+（1-A特异度）B特异度,53,其他提高诊断试验效率的方法 选择患病率高的人群：设立专科门诊，必要时转诊或会诊疑难病例，对特殊临床表现人群检查，对高危人群筛检后检查。,54,总结,掌握诊断试验的研究设计和评价。熟悉提高试验效率的方法。,