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1、诊断试验及其评价diagnostic test,Department of Epidemiology in Shanxi Medical University Junni Wei,2,定义 评价设计 诊断试验的评价 提高诊断试验效率的策略,定 义,筛检试验与诊断试验 筛检试验（screening test）是通过快速的检验、检查或其他方法，将有病或可能有病但表面上健康的人，同那些可能无病的人区分开来。 筛检试验不是诊断试验，而仅是一种初步检查，对筛检试验阳性者还需进一步确诊。 诊断试验（diagnostic test）是指应用各种实验、医疗仪器等手段对病人进行检查，以对疾病作出诊断的试验。即将
2、就诊者分为患者和非患者，并对患者进行治疗。,3,4,筛检试验,诊断试验,治疗,疾病预防,再次筛检,试验阴性 无 病 者,试验阳性 无 病 者,试验阳性 确诊患该病,疾病筛检与诊断试验流程示意图,诊断试验评价的设计,金标准的确定 研究对象的选择 样本量的估计 观察指标与判断标准 质量控制,6,7,一、确定金标准 金标准（gold standard） 标准诊断（standard diagnosis） 指目前医学界公认的诊断某种疾病最准确的方法。 金标准能正确区分研究对象是否患病 通常，一种疾病有一个国际或国内公认的标准的诊断方法，是能够肯定或排除某种疾病的最可靠的诊断方法 病理学检查、手术、尸体解
3、剖、特殊的影像学诊断以及微生物学培养、生物学标志检测是普遍意义的金标准。,8,二、确定研究对象 研究对象包括两组人，一组是经金标准确诊的某病病例 病例组：金标准证实的患研究疾病的病例 临床类型: 轻、中、重型，早、中、晚期 非病例组或对照组：金标准证实未患所研究疾病外， 其它因素和特征上应与病例组可比 未患研究疾病的健康人 其它疾病病例组成,9,三、估计样本含量 影响样本大小的因素 显著性水平： 容许误差： 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。,10,病例组样本量： n=(U/)2 (1灵敏度）灵敏度 非病例组样本量： n= (U/ )2 (1特
4、异度）特异度即在此,公式法,11,例：一项以静脉造影为“金标准”评价腿部扫描筛检下肢深部静脉栓塞的研究，据查阅文献腿部扫描方法的灵敏度为50%，特异度为90%，规定0.05，=0.05，估计病例组和非病例组的样本含量。 病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 (150）0.50=384.16 非病例组样本量：n=(1.96/0.05)2 （190 ）0.90=138.30 即在此项研究中需静脉造影确诊的下肢静脉栓塞患者（病例组）384名，非该病患者（非病例组）138名。 筛检的样本含量的估计也可以通过查阅下表获得，在0.050，0.50相交处，得384；在0.050，0.90相交处，得13
5、8，与公式计算所得两组样本量结果一致。,12,p 0.50 0.45 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 0.200 24 24 23 22 20 18 15 0.180 30 29 28 27 25 22 19 0.160 38 37 36 34 32 28 24 0.140 49 49 47 45 41 37 31 25 0.120 67 66 64 61 56 50 43 34 0.100 96 95 92 87 81 72 61 49 0.09
6、0 119 117 114 108 100 89 76 60 43 0.080 150 149 144 137 126 113 96 77 54 0.070 196 194 188 178 165 147 125 106 71 0.060 267 264 256 243 224 200 171 136 96 0.050 384 380 369 350 323 288 246 196 138 73 0.045 474 470 455 432 398 356 304 242 171 90,对率作抽样调查时所需样本大小 n ( a=0.05),查表法,四、诊断试验的观察指标及判断标准,观察指标 客观
7、指标 主观指标 半主观指标,13,观察指标判定标准的确定 统计学方法 百分位数和正态分布法的均数加 减2倍标准差。 临床判断法 大量观察得到的经验值或预期值。 疾病预后的严重性 ROC（receiver operator characteristic curve）曲线,14,15,ROC曲线示意图,ROC曲线越向左上偏，曲线下面积越大，诊断试验识别病人和非病人的能力越强,16,五、质量控制 采用盲法判断试验结果避免或减少偏差。 试验所用的仪器型号、试验条件、试验步骤、试 剂质量等要统一、标准化。试验所涉及的方法须 反复测试。 观察指标要客观、特异，判断结果的标准要明确 具体。 严格培训调查的研
8、究者。,诊断试验的评价,真实性 validity 可靠性 reliability 收益 yield,17,诊断试验真实性评价,诊断试验评价资料整理表 按“金标准”诊断 诊断试验 病人 非病人 合计 阳性 a b a+b 阴性 c d c+d 合计 a+c b+d a+b+c+d,18,真实性是指測量值與真實值之間的一緻性,1. 灵敏度（sensitivity） 又称真阳性率（true positive rate），即在全部病人中诊断结果阳性者所占的比例，反映该诊断方法发现病人的能力。 灵敏度= a /（a+c） 100% 2. 假阴性率(false negative rate)，又称漏诊率，即
9、全部病人中诊断结果阴性者所占的比例，反映该诊断方法漏诊病人的情况。 假阴性率= c /（a+c） 100% 假阴性率=1-灵敏度,19,3. 特异度（specificity） 又称真阴性率（true negative rate），即在全部非病人中诊断结果阴性者所占的比例，反映该诊断方法确定非病人的能力。 特异度 = d /（b+d） 100% 4. 假阳性率(false positive rate)，又称误诊率，即全部非病人中诊断结果阳性者所占的比例，反映该诊断方法误诊病人的情况。 假阳性率= b /（b+d） 100% 假阳性率=1-特异度,20,5. 约登指数（Youdens index）
10、 又称正确诊断指数 约登指数=灵敏度+特异度-1 在诊断试验结果得到正确解释的前提下，灵敏度与特异度之和不会小于1，故约登指数取值范围在01之间，其值越接近1，诊断试验的真实性越好。,21,6.受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve, ROC curve） 在上述指标中，灵敏度、特异度分别从不同的侧面来评价诊断试验的真实性，而约登指数则被用以对真实性进行综合评价，但这些指标都与诊断方法的界值选取有关。为了更全面地评价诊断方法的真实性，必须考虑不同界值下诊断试验的真实性，这时就需要进行ROC曲线分析。,22,受试者工作特征曲线recei
11、ver operating characteristic curve, ROC,1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1,23,Se,1- Sp,完全无价值的诊断试验其ROC曲线与机会线重合，而ROC曲线越偏离机会线，ROC曲线下面积就越大，则诊断试验的真实性也就越好。,ROC曲线下面积（记为Az）的取值范围为0.51,即完全无价值的诊断Az=0.5，完全理想的诊断Az=1。 一般认为Az在0.500.70之间，表示诊断价值较低；在0.700.90之间，表示诊断价值中等；高于0.90表示诊断价值较高。,24,7. 似然比（likelihood ratio，LR
12、） 阳性似然比 =灵敏度/（1-特异度） = 真阳性率/假阳性率 意义 表示正确判断为阳性的概率是错判为阳性概率的倍数，表明试验结果呈阳性时患病与不患病机会的比例，比值越大，患病的可能性越大。,25,阴性似然比=（1-灵敏度）/特异度 = 假阴性率/真阴性率 意义 表示错判为阴性的概率是正确判为阴性概率的倍数，表明试验结果呈阴性时患病与不患病机会的比例。比值越小，诊断价值越高。,26,验前概率，验后概率,实习,27,8一致性 分为粗一致性（crude agreement）和调整一致性(adjusted agreement) 粗一致性=,A + D,A+B+C+D,100,调整一致性=,1,4,
13、（,A,A+B,+,A,A+C,+,D,B+D,+,D,C+D,粗一致性和调整一致性说明筛检试验阳性与阴性结果均正确的百分比。它表示筛检试验的真实性。,),100,28,例例糖尿病患者及例正常人在口服葡萄糖小时后进行血糖试验，若以血糖1mg /100ml为阳性标准，其检测结果如表，用上述指标对此试验的真实性进行评价。 糖尿病的诊断试验,29,灵敏度 62 / ( 62 + 8 )100%88.57% 确诊的糖尿病病人中血糖试验阳性或异常人数所占的比例为88.57% 特异度348 /（162 + 348 ）100%68.24% 正常人中血糖试验阴性或正常人数所占的比例为68.24% 假阴性率8
14、/（62 + 8 ）100%11.43% 确诊的糖尿病病人中血糖试验为阴性或正常的人数所占的比例为 假阳性率162（162 + 348 ）100%31.76% 正常人中血糖试验阳性或异常的人数所占的比例为31.76% 约登指数88.57%68.24%10.57,30,粗一致性( 62 + 348 ) /（62 + 162 + 8 + 348）100%80.39% 调整一致性1/462/（62+162）+62/（62+8）+348/（8+348） +348/（162+348）100=70.56 粗一致性说明血糖筛检试验阳性与阴性结果均正确的百分比为80.39%。经调整得70.56%。 阳性似然比
15、 88.57% / 31.76%=2.79 说明糖尿病病人中出现血糖检测结果阳性的概率是正常人的2.79倍。 阴性似然比11.43% / 68.24%=0.17 说明糖尿病病人中出现血糖检测结果阴性的概率是正常人的0.17倍。,31,上述分析可见，该血糖测试的真实性有待改善，受特异度偏低的影响较大。从各项指标来看，灵敏度较好，但特异度较低，假阳性率较高（误诊率较高），约登指数、一致性和阳性似然比偏低，阴性似然比略高。,诊断试验可靠性评价,可靠性（reliability）又称信度或重复性(repeatability) 指用某一筛检方法重复测量同一受试者时，所获得结果的稳定程度。 影响可靠性的因素： 测量员的测量变异： 测量仪器、试剂等试验条件变异： 受试对象的生物学变异,32,评价指标 符合率（agreement，consistency）指一项诊断试验正确诊断的病人和非病人占全部诊断对象的比例，也叫粗一致性。 符合率=（a+d）/（a+b+c+d） 100%,33,34,Kappa 值
