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1、测试测试 方法学与诊断试验研学与诊断试验研 究 公共卫卫生学学院卫卫生统计教研统计教研 室易 静静一、实验误实验误 差分析 （一）实验误实验误 差含义义：在相同条条件下（4M1E）对对同一标标本进进行多次重复测复测 定，测测定值值的波动动性和对对真值真值 的偏差。概概念上要区别区别 于抽样误样误 差和过过失误误差。（二）两种实验误两种实验误 差及表示方法1. 随随机误误差(random error)（又称随称随 机不确定度） 2. 系统误统误 差(systematic error)（又称称系统统不确定度） 随随机误误差 含义义：指由于一系列有关实验关实验 因素的微小随随机波动动引起的方向相反，
2、并并可相互抵偿偿性的测测定误误差。 特点：一次测测量大小和方向的偶然性；多次测测量的统计规统计规 律性（单单峰、对称对称 、有界、抵偿偿）、客观观性（不可避免）。 表示方法：精密度（批内内、批间间、日间间、工作曲线线） （）单单峰性：绝对值绝对值 小的误误差出现现的概概率比绝对绝对值值大的误误差出现现的概概率大。 （）对称对称 性：绝对值绝对值 相等的正误误差和负误负误 差出现现的概概率相等。 （）有界性：绝对值绝对值 很大的误误差出现现的概概率近于零。误误差的绝对值绝对值 不会会超过过某一个个界限。 （）抵偿偿性：在一定测测量条条件下，测测量值误值误 差的算术术平均值随值随 着测测量次数数的
3、增加而趋趋于零。 精密度（ precision） 用某种测试种测试 方法重复测复测 定同一样样品时时，测测定结结果的一致程度。 可用标标准差或变异变异 系数数描述。 通过过批内内重复复性试验试验 、批间间重复复性试验试验和日间间重复复性试验试验 三种种方式获获得精密度。（1）批内内精密度：m轮轮n次测测定值值（2）批间间精密度： （3）日间间精密度：连续连续 20天的固定标标本随随机插插入常规标规标本序列中测测定，20次实验结实验结 果的标标准差或变异变异 系数数。 （4）工作曲线线精密度：重复复性精密度 再现现性精密度 例1某医医院检验检验 科对对一份份血浆浆中的皮质质醇含量做了5轮轮平行测
4、测定，数数据列下表，计计算批内内精密度。表 一份份血浆标浆标 本中皮质质醇含量(ug/dl)de 平行测测定结结果测测定轮数轮数平行测测定di=xi1-xi2 xi1xi217.07.3-0.30.090.04 5 27.27.4-0.20.040.02 0 37.27.00.20.040.02 0 47.17.00.10.010.00 5 57.16.90.20.040.02 0 合计计7.120.220.11例2三个实验个实验 室按统统一方法和时间测时间测 定冻冻干质质控血清清中糖含量5次，结结果列于下表，计计算室间标间标 准差和变异变异 系数数。表 三个实验个实验 室测测定质质控血清清中
5、糖含量(142mg/dl)的结结果实验实验 室测测定结结果xi 1142143142143141711101107142.20.83672141142141142142708100254141.60.5477 3142143142143143713101675142.60.5477合计计-213 2303036142.1-系统误统误 差 含义义：指一定条条件下，由于某种种偏因（4M1E）使测测定结结果倾倾向性偏大或偏小而形成的较较大测测定误误差。 特点：同一实验条实验条 件下的恒定性；改变实验条变实验条 件后的变变化性；向随随机误误差的人为转为转 化性（可克服性）； 表示方法：准确度（accu
6、racy）来来源于回收实验实验 。 一次固有加标值试验标值试验 ，只能获获得一次回收率，用以推算一次恒定系统误统误 差； 多次不同加标标量试验试验 ，以加标值为标值为 x，回收值值为为y做直线线回归归分析，可获获得某一定线线性加标标范围内围内 恒定系统误统误 差系数数a、比例系统误统误 差系数数b。 表现现形式：恒定、线线性、周期、非线线性。3. 两种误两种误 差的关关系（1）重要性：准确度是核心，精密度是前提。（2）区别区别 性：含义义、大小、特点、内内容广泛性、计计算。（3）联联系性：量变变质变关质变关 系，区别区别 可从从原因、统统计检计检验验加以推断断。（4）相互转转化性：疲劳劳可致随
7、随机系统统调调整时间测时间测 定和随随机读数读数 可致系统统随随机 （三）测试测试 方法的方法学评学评 价 1. 准确度。全过过程回收试验试验 ，加标应标应 有线线性范围围、溶剂剂可比性。2. 特异异性。非特异异反应应（交叉反应应）试剂与试剂与 同类类似结构结构 物质质都有反应应。3. 精密度。4. 灵灵敏度和线线性范围围（指b而非指xL）5. 费费用与与效益。 （四）未检检出值与值与 离群值处值处 理 1. 未检检出值值。均匀匀分布法、四点平均法、曲线拟线拟 合法。2. 离群值值。 拉依达达法、狄克松法、格鲁鲁布斯法。勿轻轻易剔除，应应先作分析再另作处处理。 二、诊断试验研诊断试验研 究诊断
8、试验诊断试验 （diagnostic test）:指应应用实验实验 、仪仪器设备设备等手段对对疾病进进行诊断诊断 的一切检测检测 方法。 包括各种实验种实验 室检查检查 （生物化学学、免疫学学、微生物学学、病理学学等）、影像诊断诊断 （超声声波、CT、X线线、核磁共振等）、仪仪器检查检查 （心电图电图 、脑电图脑电图 、核素扫扫描、内内窥镜窥镜 等），还还包括病史询问询问 、体格检查检查 等。（一）诊断试验研诊断试验研 究设计设计 要点1. 要具备备“金标标准”（gold standard），即当当前国内国内 外临临床专业医专业医师师公认认的诊断诊断 某种种疾病的最可靠方法标标准诊断诊断 （病
9、理活检检、手术发现术发现 、细细菌培养养、尸检检、特殊检查检查 和综综合影象诊断诊断 、长长期随访随访 ）。2. 随随机对对照试验试验 （真真病人组组、非病人组组、大样样本）。3. 盲法检测检测 （不知对对象或样样本的真实组别真实组别 ）。4. 同期检测检测 （防治病情变变化和待测组测组 分变变化）。5. 了解人群患病率，以便对对比两种两种 患病率（结构结构 、人群）和计计算预报预报 率。 金标标准试验试验真真病人非病人合计计阳阳性aba+b阴阴性cdc+d合计计a+cb+da+b+c+d(1) 灵灵敏度( Sensitivity)：试验发现试验发现 有病的人的能力，即实际实际 （金标标准）诊
10、断为诊断为 病例中，诊断诊断 性试验检测为阳试验检测为阳 性例数数的比例。真阳真阳 性率。Sensitivity = a/(a+c)(2) 特异异度(Specificity)：是甄别别出非病的人的能力，即实际实际 （金标标准）无病对对象中，诊断试验结诊断试验结 果为阴为阴 性的比例。真阴真阴 性率。Specificity= d/(b+d)(3) False negative = c/(a+c)(4) False positive = b/(b+d)（二）诊断试验诊断试验 准确度的评评价指标标体系1. 基本指标标表 诊断试验诊断试验 基本数数据表2. 综综合指标标(1) 准确度(Accuracy
11、)Acc = (a+d)/(a+b+c+d)(2) 尤登（金）指数数(Youdens，YI)YI 灵灵敏度特异异度或真阳真阳 性率-假阳阳性率 指数数范围从围从 ，尤登指数数越接近于，诊断诊断试验试验的真实真实 性越好，反之越差。表示诊断试验诊断试验 能够够正确地判断断病人和非病人的能力。金标标准试验试验真真病人非病人合计计阳阳性aba+b阴阴性cdc+d合计计a+cb+da+b+c+d似然比：为为病人中出现现某种检测结种检测结 果的概概率与与非病人中出现现相应应结结果的概概率之比。 (3) 阳阳性似然比(Positive likelihood ratio)指真阳真阳 性率与与假阳阳性率之比，
12、说说明病人中出现现某种检测结种检测结 果为阳为阳性的概概率是非病人的多少倍。(4) 阴阴性似然比(Negative likelihood ratio)指假阴阴性率与真阴与真阴 性率之比，说说明病人中出现现某种检测结种检测结 果为阴为阴性的概概率是非病人的多少倍。金标标准试验试验真真病人非病人合计计阳阳性aba+b阴阴性cdc+d合计计a+cb+da+b+c+d3. 相关关指标标(1) 结构预报结构预报 率阳阳性预测值预测值 (Positive predictive value)：诊断试诊断试验结验结 果是阳阳性对对象中真真正患病的概概率。阴阴性预测值预测值 (Negative predicti
13、ve value)：诊断试诊断试验结验结 果是阴阴性对对象中真真正无病的概概率。金标标准试验试验真真病人非病人合计计阳阳性aba+b阴阴性cdc+d合计计a+cb+da+b+c+d(2) 人群预报预报 率（已知人群某病患病率）金标标准试验试验真真病人非病人合计计阳阳性aba+b阴阴性cdc+d合计计a+cb+da+b+c+d（三）诊断试验诊断试验 指标标系统统的综综合应应用 估算求医医者诊断诊断 后的验验后概概率例3已知做肌酸磷酸激酶（CPK）诊断诊断 急性心肌梗塞的诊断研诊断研 究结结果的敏感度、特异异度和阳阳性似然比。现现某患者，男性、40岁岁，活动动后即感胸前区区疼痛。在医医院检查检查
14、CPK=120。试试估计计其患急性心肌梗塞可能性有多大？ 表急性心肌梗塞（AMI）患者CPK分层检测结层检测结 果 CPK（ u）AMI(+)AMI(-)LR(+)n比例n比例2809797/230=0.4211/130=0.010.42/0.01=4280279118118/230=0.511515/130=0.1 20.51/0.12=4.2540791313/230=0.062626/130=0.2 00.06/0.20=0.3013922/230=0.018888/130=0.6 80.01/0.68=0.01合计230a/(a+c)130b/(b+d)表急性心肌梗塞（AMI）患者CP
15、K分层检测结层检测结 果已知 P0=0.60 验验前比数数=0.60/(1-0.60)=1.50CPK=120u LR(+)=4.25 验验后比数数=1.504.20=6.30验验后概概率=6.30/（1+6.30）=0.86 CPK（ u）AMI(+)AMI(-)LR(+)n比例n比例2809797/230=0.4211/130=0.010.42/0.01=4280279118118/230=0.511515/130=0.1 20.51/0.12=4.2540791313/230=0.062626/130=0.2 00.06/0.20=0.3013922/230=0.018888/130=0
16、.6 80.01/0.68=0.01合计230a/(a+c)130b/(b+d)（四）多个个水平的诊断诊断 界点与与ROC曲 线线ROC (receiver operating characteristic，接收者工作特征)：由多水平诊断诊断 界点对应对应 的真阳真阳 性率-假阳阳性率的散点形成ROC曲线线。(1-Spe)(Sen )（一）（一）双双双双正正态参数态参数态参数态参数 法法（二）（二） Hanley 和 McNeil非非参数参数参数参数法法ROC曲线线下面积积(Area)的计计算诊断准确度较低(0.9)0.00.20.40.60.81.00.0 0.2 0.4 0.60.8 1.0FPRT P RA0.938ROC曲线线下面积积（Area）与诊断与诊断 准确度高低 高 0.90-1.00 = excellent (A) 中 0.80-0.
