诊断试验评价(医学统计学)(专业技术)课件

筛检与诊筛检与诊 断断 试试 验以及评价验以及评价筛检与诊 断 试 验以及评价一、概述一、概述1.筛检 Screening定义：定义：指应用快速简便的试验、检查或其指应用快速简便的试验、检查或其 它法，从外表健康的人群中查出某它法，从外表健康的人群中查出某 种疾病或种疾病或缺陷的可疑患者及高危个体。缺陷的可疑患者及高危个体。目的：目的：把病人及可疑病人与无病者分开把病人及可疑病人与无病者分开应用：应用：1.早期发现，早期诊断早期发现，早期诊断2.确定高危人群，以利干预确定高危人群，以利干预一、概述1.筛检 Screening目的：把病人及可疑病2.诊断诊断 diagnosis定义：定义：指用某种某些试验方法把患某种疾病 的病人从可疑患者及无病者中区分出来。目的：目的：区别病人与可疑有病而实际无病者区别病人与可疑有病而实际无病者 1.1.诊断疾病诊断疾病 2.2.从筛检的可疑对象中发现病人从筛检的可疑对象中发现病人 3.3.用于随访，病情观察和疗效判定指标。用于随访，病情观察和疗效判定指标。应用：应用：3行业技术2.诊断 diagnosis定义：指用某种某些试 筛检试验与诊断试验的区别筛检试验与诊断试验的区别筛检试验筛检试验诊断试验诊断试验对象对象健康人或无症状健康人或无症状的病人的病人 可疑病人或病人可疑病人或病人目的目的发现可疑病人以发现可疑病人以进一步确诊进一步确诊 对可疑病人进行对可疑病人进行确诊确诊要求要求快速、经济、安快速、经济、安全全科学性科学性 精确性精确性方法方法简单实验简单实验 检查检查 实验实验 医疗仪器医疗仪器 筛检试验与诊断试验的区别筛检试验诊断试验对象健康人或筛检或诊断方法筛检或诊断方法 问卷问卷 体格检查体格检查 内镜检查内镜检查 X X线检查线检查 血清学检查血清学检查 生物化学生物化学 基因检查基因检查 病理切片检测病理切片检测 筛检或诊断方法 问卷筛检与诊断的方法：筛检与诊断的方法：单项试验单项试验 并联：并联：有有“”就阳性就阳性 多项试验多项试验 串联：串联：全全“”才阳性才阳性试验数量试验数量筛检对象筛检对象普通筛检普通筛检选择筛检选择筛检6行业技术筛检与诊断的方法：单项试验试验数量筛检对象普通筛检6行业技人群人群健康者健康者可疑病人可疑病人或病人或病人筛检试验筛检试验病人病人非病人非病人诊断试验诊断试验筛检与诊断试验流程图筛检与诊断试验流程图人群健康者可疑病人筛检试验病人非病人诊断试验筛检与诊断试验流诊断试验的研究与评价诊断试验的研究与评价:o诊断试验的研究与评价包括三方面内诊断试验的研究与评价包括三方面内容容:确定确定医学参考值范围医学参考值范围（正常值范（正常值范围）围）;对对诊断试验进行评价诊断试验进行评价；确定诊确定诊断标准断标准。诊断试验的研究与评价:诊断试验的研究与评价包括三方面内容:确诊断研究方法诊断研究方法 1.选择标准方法（金标准）选择标准方法（金标准）金标准金标准（Gold Standard）指的是一种公认的，可靠的能将有病和指的是一种公认的，可靠的能将有病和无病分开的标准方法。无病分开的标准方法。目的：目的：将研究人群准确地分为有病和无病两组将研究人群准确地分为有病和无病两组诊断研究方法 1.选择标准方法（金标准）金标准（Goo冠心病冠心病:冠状动脉造影冠状动脉造影o肿瘤肿瘤:病理学检查病理学检查o肾结石肾结石:手术发现手术发现金标准金标准 金标准具有创伤性，因此探求一些新的金标准具有创伤性，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。的差别、得失及推广价值有现实意义。冠心病:冠状动脉造影金标准 选择研究对象选择研究对象 （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。正常人一般不宜纳入对照组。实验设计常采用盲法设计选择研究对象样本大小的计算样本大小的计算 与筛检试验研究的样本量有关的因素：对试验灵敏度灵敏度的要求的要求，即假阴性率控制在什么水平；对试验特异度特异度的要求的要求，即假阳性率控制在什么水平；检验水平检验水平（a值），一般为0.05，u0.05=1.96；容许误差容许误差，一般为0.05-0.10。样本大小的计算要求灵敏度高的情况要求灵敏度高的情况 即要求避免漏诊，保证所有病人尽可能被即要求避免漏诊，保证所有病人尽可能被发现。见于如下发现。见于如下5种情况种情况:(1)筛选无症状病人，筛选无症状病人，如某病体检，健康检如某病体检，健康检查等。查等。(2)疾病的早期诊断。疾病的早期诊断。(3)病死率高，因漏诊会造成严重后果的疾病病死率高，因漏诊会造成严重后果的疾病 (4)基层卫生机构。基层卫生机构。(5)有几个诊断假设，为排除某病的诊断。有几个诊断假设，为排除某病的诊断。要求灵敏度高的情况要求特异度高的情况要求特异度高的情况 即要求降低误诊率，常见于以下几种情况即要求降低误诊率，常见于以下几种情况:(1)因假阳性结果而采取不当防治措施而导致因假阳性结果而采取不当防治措施而导致病人精神上、肉体上严重损害者。病人精神上、肉体上严重损害者。(2)对疾病的确诊。如在专科医院接诊转诊病对疾病的确诊。如在专科医院接诊转诊病人，有临床表现高度疑似者，此时并不是要发人，有临床表现高度疑似者，此时并不是要发现可疑患者，而是要做出确实诊断。现可疑患者，而是要做出确实诊断。(3)治疗效果不理想，治疗费用较高的疾病。治疗效果不理想，治疗费用较高的疾病。(4)科研中挑选典型病例科研中挑选典型病例要求特异度高的情况3要求灵敏度和特异度两者相对较高要求灵敏度和特异度两者相对较高 在常规情况下或对一般疾病，尽可能使二在常规情况下或对一般疾病，尽可能使二者相对均较高。者相对均较高。3要求灵敏度和特异度两者相对较高样本大小的计算样本大小的计算样本大小的计算样本大小的计算举例样本大小的计算举例样本大小的计算举例 （三）诊断试验的条件（三）诊断试验的条件*安全、快速、简单、可靠安全、快速、简单、可靠*较高的灵敏度较高的灵敏度*较高的特异度较高的特异度（四）诊断试验方法的建立（四）诊断试验方法的建立 对用金标准选出的病例、对照，确定评价对用金标准选出的病例、对照，确定评价的正常值标准而建立新的试验方法。的正常值标准而建立新的试验方法。18行业技术 （三）诊断试验的条件*安全、快速、简单、可靠（四）诊断有病有病无病无病试验试验阳性阳性a 真阳性真阳性b 假阳性假阳性a+b结果结果阴性阴性c 假阴性假阴性d 真阴性真阴性c+da+cb+da+b+c+d反映对疾病的检出能力反映对疾病的检出能力诊断试验评价指标诊断试验评价指标真实性真实性 validity指标指标1.灵敏度灵敏度 sensitivity灵敏度灵敏度 100%aa+c有病无病试验阳性a 真阳性b 假阳性a+b结果阴性c 假阴性 反映对非病例的排除能力反映对非病例的排除能力有病有病无病无病试验试验阳性阳性a 真阳性真阳性b 假阳性假阳性a+b结果结果阴性阴性c 假阴性假阴性d 真阴性真阴性c+da+cb+da+b+c+d2.特异度特异度 specificity特异度特异度 100%db+d 反映对非病例 有病有病无病无病试验试验阳性阳性a 真阳性真阳性b 假阳性假阳性a+b结果结果阴性阴性c 假阴性假阴性d 真阴性真阴性c+da+cb+da+b+c+d3.假阴性率（漏诊率）假阴性率（漏诊率）c a+c100%假阴性率假阴性率=有病无病试验 有病有病无病无病试验试验阳性阳性a 真阳性真阳性b 假阳性假阳性a+b结果结果阴性阴性c 假阴性假阴性d 真阴性真阴性c+da+cb+da+b+c+d4.假阳性率（误诊率）假阳性率（误诊率）b b+d100%假阳性率假阳性率=有病无病试验5.约登指数约登指数 Youdens index又称正确指数，是评价真实性的综合指标又称正确指数，是评价真实性的综合指标 约登指数灵敏度特异度约登指数灵敏度特异度1 1 (越接近越接近1,1,越好越好)约登指数 Youdens index又称正确指数，是 准确度准确度 accuracy（符合率符合率）反映总的诊断效能反映总的诊断效能金标准有病金标准有病金标准无病金标准无病合计诊断试验诊断试验诊断试验诊断试验阳性阳性阳性阳性a 真阳性真阳性b 假阳性假阳性a+b诊断试验阴性诊断试验阴性诊断试验阴性诊断试验阴性c 假阴性假阴性d 真阴性真阴性c+d合计a+cb+dn=a+b+c+d 准确度准确度=100%a+da+b+c+d 试验试验哮喘组哮喘组对照组对照组高气道高气道 反应反应阳性阳性769阴性阴性1384合计合计8993 o 灵敏度灵敏度 85.39%89 o 特异度特异度=90.32%93o Yonders index75.71%o 诊断符合率诊断符合率(76+84)/(89+93)=76.5%7684金标准金标准试验哮喘组对照组高气道 反应阳性769阴性1384合影响可靠性的因素与控制措施影响可靠性的因素与控制措施 应应对对被被观观察察者者的的不不同同时时机机、不不同同试试验验条条件、不同观察者之间的一致性进行评价件、不同观察者之间的一致性进行评价o观察一致率观察一致率 PKappa 一致性检验一致性检验 1.试验条件试验条件2.观察者的变异观察者的变异3.被观察者的个体生物学变异被观察者的个体生物学变异影响可靠性的因素与控制措施 应对被观察者的不同时机、不同试验三、提高诊断试验效率的方法三、提高诊断试验效率的方法1.选择患病率高的人群选择患病率高的人群：在在试试验验前前，应应用用常常规规临临床床知知识识排排除除无无必要做试验的人员。必要做试验的人员。疾病的诊断疾病的诊断症状症状体征体征诊断性试验诊断性试验三、提高诊断试验效率的方法选择患病率高的人群：疾病的诊断症2.联合试验联合试验 1)串联串联：系列试验：系列试验 只有全部试验皆为阳性，才认为是阳性（有病）只有全部试验皆为阳性，才认为是阳性（有病）提高了特异性；但降低了灵敏度和增大了漏诊。提高了特异性；但降低了灵敏度和增大了漏诊。联合试验串联：系列试验 2)并联并联：平行试验：平行试验 只要有一个试验为阳性，就判定为阳性（有病）只要有一个试验为阳性，就判定为阳性（有病）提高了灵敏度但特异度下降和增大了误诊。提高了灵敏度但特异度下降和增大了误诊。并联：平行试验 医生最关心的问题：1.试验阳性时患病的概率多大？预测值（预测值（predictive value）又称诊断价值，它）又称诊断价值，它是表示试验能做出正确判断的概率。也表示试验结是表示试验能做出正确判断的概率。也表示试验结果的实际临床意义。果的实际临床意义。阳性预测值（positive predictive value）：是指筛检试验阳性者患目标疾病的可能性阴性预测值（negative predictive value）：是指筛检试验阴性者不患目标疾病的可能性 预测值预测值预测值（predictive value）又称诊断价值，它是预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系：灵敏度越高，阴性预测值越高特异度越高，阳性预测值越高与受检人群目标疾病患病率（P）密切相关 预测值与灵敏度、特异度、患病率的关系：（Receiver Operator Characteristive Curve ROC曲线）用灵敏度做纵坐标，用灵敏度做纵坐标，1-特异度做横坐标的特异度做横坐标的曲线，它可表示灵敏度和特异度之间的关曲线，它可表示灵敏度和特异度之间的关系，同时找出最优化得诊断标准临界点。系，同时找出最优化得诊断标准临界点。受试者工作曲线（受试者工作曲线（ROC曲线）（Receiver Operator CharacteriROC曲曲线线ROC曲线j多项检验项目ROC曲线之间的统计学比较 对检查结果的对检查结果的ROC曲线，统计上的变化会含有一定的误差。因此各曲线，统计上的变化会含有一定的误差。因此各ROC曲线的曲线的AUC亦有标准误（亦有标准误（SE）的问题。将两条要进行比较的）的问题。将两条要进行比较的ROC曲线的曲线的“AUC差差”除以除以“差的标准误差的标准误”所得的值所得的值Z，是呈正态分布的。，是呈正态分布的。例如：例如：画出试验画出试验1和试验和试验2的的ROC曲线，可分别得到曲线，可分别得到AUC1和和AUC2，对其差，对其差的检验按下式进行。的检验按下式进行。式中SE（AUC1-AUC2）为两个AUC的标准误。其计算式为：多项检验项目ROC曲线之间的统计学比较 对检查结 左图中实验C的曲线偏左上，实验D偏右下。这两个检查都有明显的特征，在相同水平的FPR对两者进行比较时，在2条曲线交叉点左上侧的实验C的TPR高（但FPR高）。位于右下侧的实验D的TPR变高（FPR处于低水平）。如果目的在于尽量发现新患者，假阳性增加也没有关系的情况下，实验C是适宜的，相反，如果需要尽量减少假阳性，则实验D是好的。图图 两条互相交叉、曲线面积基本相等的两条互相交叉、曲线面积基本相等的ROC曲线曲线 左图中实验C的曲线偏左上，实验D偏右下。这两j优点：1、方法简单、直观，通过图形可观察分析方法的临床准确性，并可用肉眼作出判断。2、可准确反映某分析方法灵敏度和特异度的关系，（因为ROC曲线是由灵敏度和特异度绘制的）。3、与阳性预测值不同的是ROC曲线评价方法与群体发病率无关。j局限性：ROC曲线图上显示的不是真正的判断值。（真正的判断值（诊断标准）需要用软件求出。n ROC曲线的优点与局限性曲线的优点与局限性 优点：ROC曲线的优点与局限性