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1、郑州大学公共卫生学院郑州大学公共卫生学院郑州大学公共卫生学院郑州大学公共卫生学院第第7 7章章筛检筛检Screening内容提要内容提要第一节第一节 概概 述述第二节第二节 筛检试验的评价筛检试验的评价第三节第三节 筛检效果的评价筛检效果的评价图图7 71 1 疾病自然史与筛检示意图疾病自然史与筛检示意图易感期 临床前期 临床期 残疾、死亡 开始暴露出现症状疾病发生诊断治疗 引 言康 复图图7 72 2 疾病自然史与筛检示意图疾病自然史与筛检示意图开始暴露出现症状临床前可检查期 疾病发生诊断治疗 如果疾病在临床前期出现一些可以识别的异常特征，如果疾病在临床前期出现一些可以识别的异常特征，如肿瘤
2、的早期标识物如肿瘤的早期标识物（biomarkers）、）、血压升高、血脂升血压升高、血脂升高等，则可使用一种或多种方法将其查出，并对其做进一高等，则可使用一种或多种方法将其查出，并对其做进一步的诊断和治疗，则可延缓疾病的发展，改善其预后步的诊断和治疗，则可延缓疾病的发展，改善其预后 引 言易感期 临床前期 临床期 残疾、死亡 康 复图图7 73 3 疾病自然史与筛检示意图疾病自然史与筛检示意图开始暴露出现症状临床前可检查期 疾病发生诊断治疗筛检筛检 引 言康 复残疾、死亡 易感期 临床前期 临床期 一、概念与应用 概 念 筛检（screening）是运用快速、简便的试验、检查或其他方法，将健
3、康人群中那些可能有病或缺陷、但表面健康的个体，同那些可能无病者鉴别开来。 从健康人群中早期发现可疑病人的一种措施，不是对疾病做出诊断。第一节 概 述第一节 概 述图图7-4 7-4 筛检试验流程图筛检试验流程图 第一节 概 述金标准金标准金标准金标准目目目目标标标标人人人人群群群群病人病人病人病人非非非非病病病病人人人人待评价筛待评价筛待评价筛待评价筛查方法查方法查方法查方法评价指标评价指标评价指标评价指标 图图图图7 7 7 75 5 5 5 筛查方法的评价与选择程序筛查方法的评价与选择程序筛查方法的评价与选择程序筛查方法的评价与选择程序第一节 概 述筛检试验（screening test）
4、识别健康人群中未被发现的某病患者或可疑患者，或高危个体问卷、常规体格检查、物理学检查 实验室检验、分子生物学技术简单、廉价、快速、安全、易于被群众接受、良好的可靠性与精确性 第一节 概 述 应用应用早期发现可疑病人的一种措施筛检出的可疑病人作进一步的诊断和治疗用于发现某些疾病的高危个体，减缓发病第一节 概 述二、筛检的类型与方法二、筛检的类型与方法 类型按筛检对象的范围整群筛检(mass screening)选择性筛检(selective screening)按筛检项目的多少单项筛检(single screening)多项筛检(multiple screening)第一节 概 述 筛检方法筛检
5、方法筛检试验(screening test) 是用于识别外表健康的人群中可能患有某疾病的个体或未来发病危险性高的个体的方法。方法 问卷、体格检查、内镜检查、X线检查、血清学检查、生物化学、基因检查。第一节 概 述 简单性 廉价性 快速性 安全性 可接受性筛检试验应具备五个特征第一节 概 述三、筛检的目的三、筛检的目的达到一级预防 危险因素的筛检可使某些慢性病达到一级预防达到二级预防 “三早”措施了解疾病的自然史，开展流行病学监测第一节 概 述四、筛检试验与诊断试验的分别四、筛检试验与诊断试验的分别筛检试验筛检试验诊断试验诊断试验对象健康人或无症状的病人病人目的发现可疑病人对病人进行确诊要求快速
6、、简便、安全，高灵敏度 复杂、准确性和特异度高 费用经济、廉价花费较高 处理用诊断试验确诊 严密观察和及时治疗 第一节 概 述五、实施原则五、实施原则社会学方面 重大公共卫生问题对筛检阳性者能实行有效的追踪和干预有比较高的成本-效益比所用筛检技术易于被群众接受第一节 概 述科学方面 对所筛检疾病的自然史有比较清楚的了解所筛检疾病有可识别的早期临床症状或体征所筛检疾病有足够长的领先时间对筛检疾病疾病的预防效果及其副作用有清楚认识所筛检疾病疾病有比较高的流行率第一节 概 述伦理学方面 已确认筛检可以改变疾病的自然史有相应的诊断和治疗方法有可行的预防措施第一节 概 述 筛检方法 确诊方法 有效的治疗
7、手段 三者缺一不可，否则将导致卫生资源浪费，给筛检试验阳性者带来生理和心理上的伤害等不良后果第一节 概 述 基本条件基本条件六、伦理学问题六、伦理学问题 个个 人人 意意愿愿 有有 益益 无无害害 公公 正正 平平等等第一节 概 述一、评价方法一、评价方法 筛检试验的评价就是将待评价的筛检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 第二节 筛检试验的评价 确定确定“金标准金标准” “金标准”指当前临床医学界公认的诊断疾病的最可靠的方法，也称为标准诊断金标准金标准第二节 筛检试验的评价活/尸检手术发现微生物培养特
8、殊检查影像诊断长期随访的结果 选择研究对象选择研究对象病例组 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对照组 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第二节 筛检试验的评价 样本大小的计算样本大小的计算待评试验的灵敏度待评试验的特异度显著性检验水平，一般为0.05容许误差，一般为0.050.10 当灵敏度和特异度均接近50%时，可用近似公式 第二节 筛检试验的评价待评价筛检方法的待评价筛检方法的灵敏度或特异度灵敏度或特异度正态分布中累积概率正态分布中累积概率等于等于2 2时的时的值值 待
9、评价的筛检试验的估计灵敏度为75%，特异度55%，计算病例和对照组的样本量设 = 0.05， = 0.08，则：n1 = (1.96/0.08)2(1-0.75)0.75=112.5113n2 = (1.96/0.08)2(1-0.55)0.55=148.6149评价该试验，病例组为113例，对照组为149例第二节 筛检试验的评价 整理评价结果整理评价结果 筛检试验 金标准 合计 患者非患者阳性真阳性 A假阳性 BR1阴性假阴性 C真阴性 DR2合计C1C2N第二节 筛检试验的评价表表7-1 7-1 筛检试验评价筛检试验评价二、评价的指标二、评价的指标真实性(validity,效度) 指测量值
10、与实际值相符合的程度，故又称准确性(accuracy)灵敏度(sensitivity)与假阴性率(false negative rate)特异度(specificity)与假阳性率(false positive rate)正确指数（Youdens index ）似然比（likelihood ratio , LR ） 阳性似然比（positive likelihood ratio,LR） 阴性似然比（negative likelihood ratio,LR）第二节 筛检试验的评价灵敏度灵敏度 即实际有病而按该筛检试验的标准被正确地判为有病的百分比 反映筛检试验发现病人的能力特异度特异度 即实际无
11、病按该诊断标准被正确地判为无病的百分比 反映筛检试验确定非病人的能力第二节 筛检试验的评价假阴性率假阴性率 又称漏诊率或第类错误 指实际有病，根据筛检试验被确定为无病的百分比 反映的是筛检试验漏诊病人的情况假阳性率假阳性率 又称误诊率或第类错误 即实际无病，但根据筛检被判为有病的百分比 反映的是筛检试验误诊病人的情况正确指数正确指数 也称约登指数 是灵敏度与特异度之和减去1 表示筛检方法发现真正病人与非病人的总能力 范围在01之间 指数越大，其真实性越高第二节 筛检试验的评价似然比似然比 属于同时反映灵敏度和特异度的复合指标，即有病者中得出某一筛检试验结果的概率与无病者得出这一概率的比值 该指
12、标全面反映了筛检试验的诊断价值，非常稳定 计算只涉及灵敏度与特异度，不受患病率的影响 阳性似然比 是筛检结果的真阳性率与假阳性率之比 该指标反映了筛检试验正确判断阳性的可能性是错误判断阳性可能性的倍数 比值越大，试验结果阳性时为真阳性的概率越大 阴性似然比 筛检结果的假阴性率与真阴性率之比 该指标表示错误判断阴性的可能性是正确判断阴性可能性的倍数 比值越小，试验结果阴性时为真阴性的可能性越大22第二节 筛检试验的评价正确指数 = (灵敏度 + 特异度) 1 =1 (假阴性 + 假阳性) 第二节 筛检试验的评价 可靠性可靠性 (reliability) 也称信度、精确度(precision)或可
13、重复性(repeatability) 指在相同条件下用某测量工具(如筛检试验)重复测量同一受试者时获得相同结果的稳定程度 第二节 筛检试验的评价标准差和变异系数(CV) 符合率(agreement/consistency rate)与Kappa值 标准差和变异系数标准差和变异系数标准差和变异系数的值，表示可重复性，精密度变异系数为标准差与算术均数之比 变异系数=（标准差/算术均数）100% 第二节 筛检试验的评价符合率符合率 又称一致率 是筛检试验判定的结果与标准诊断的结果相同的数占总受检人数的比例Kappa值值 Kappa值=实际一致性/非机遇一致性第二节 筛检试验的评价乙医生乙医生甲甲医生
14、医生合计合计结核结核正常正常结核结核46（32.48）1056正常正常1232（18.48）44合计合计5842100nP0=(46+42)/100=0.78n（观察一致率）观察一致率）nPc=(32.48+18.48)/100=0.51n（期望一致率或机遇一致率）期望一致率或机遇一致率）nKappa value=(P0-Pc)/(1-Pc)=0.55n P0-Pc（实际一致率）实际一致率）n 1-Pc（非机遇一致率）非机遇一致率）nKappa range: (-1, +1). n If Kappa equal to +1, there are complete agreement betwe
15、en two criteria.n If Kappa equal to 1, two criteria are totally different.n If Kappa equal to 0, the agreement is caused by chance. n If Kappa =0.75, the agreement is very satisfy.n If Kappa between 0.4-0.75, moderate agreement.n If Kappa 0.4, the agreement is not so satisfy. 影响筛检试验可靠性的因素影响筛检试验可靠性的因
16、素受试对象生物学变异受试对象生物学变异 观察者观察者实验室条件实验室条件 第二节 筛检试验的评价 预测值预测值(predictive value) 反反映映应应用用筛筛检检结结果果来来估估计计受受检检者者患患病病和和不不患患病病可可能性的大小的指标能性的大小的指标阳性预测值阳性预测值(positive predictive value, PPV)阴性预测值阴性预测值(negative predictive value, NPV) 第二节 筛检试验的评价 PPV 指试验阳性结果中真正患病(真阳性)的比例 NPV 指筛检试验阴性者不患目标疾病的可能性 第二节 筛检试验的评价预测值与受检人群目标疾病
17、患病率的关系预测值与受检人群目标疾病患病率的关系 阳性预测值、阴性预测值与患病率、灵敏度阳性预测值、阴性预测值与患病率、灵敏度和特异度的关系和特异度的关系，根据根据BayesBayes定理可用以下公式定理可用以下公式第二节 筛检试验的评价 表表7 72 2 不同患病率、灵敏度与特异度的情况下不同患病率、灵敏度与特异度的情况下 阳性预测值与阴性预测值的变化阳性预测值与阴性预测值的变化 患病率患病率(%)(%) 灵敏度灵敏度(%) (%) 特异度特异度(%) (%) 筛检筛检结果结果 金标准金标准 合计合计PPVPPV(%)(%)NPVNPV(%)(%)患者患者非患者非患者505050505050
18、25025025025050050050502502502502505005005050合计合计 5005005005001000100020205050505010010040040050050020201001004004005005008080合计合计 20020080080010001000202090905050180180400400580580303020204004004204209595合计合计 20020080080010001000202050509090100100808018018056561001007207208208208888合计合计 200200800800
19、10001000第二节 筛检试验的评价三、筛检试验阳性结果截断值的确定三、筛检试验阳性结果截断值的确定 理想的筛检试验理想的筛检试验 灵敏度、特异度均应灵敏度、特异度均应接近接近100%100%。 但在实际工作中很难达到，往往表现为但在实际工作中很难达到，往往表现为灵敏度灵敏度则特异度则特异度。 两者高低的转换与确定筛检试验阳性结两者高低的转换与确定筛检试验阳性结果的截断值果的截断值( (cut off point) )或临界点的选择密或临界点的选择密切相关。切相关。第二节 筛检试验的评价第二节 筛检试验的评价图图7 77 7 病人与非病人观测值分布类型病人与非病人观测值分布类型定义 用真阳性
20、率和假阳性率作图得出的用真阳性率和假阳性率作图得出的曲线，曲线，可反映可反映灵敏度和特异度的关系灵敏度和特异度的关系 第二节 筛检试验的评价受试者工作特性曲线受试者工作特性曲线 ( Receiver operator characteristic curve, ROC )图图7 78 8 糖尿病血糖试验的糖尿病血糖试验的ROC曲线曲线第二节 筛检试验的评价横轴表示假阳性率(1-特异度)纵轴表示真阳性率(灵敏度)点代表筛检试验的特定阳性标准值相对应的灵敏度和特异度对子表表7 73 3 糖尿病血糖试验不同血糖水平糖尿病血糖试验不同血糖水平的灵敏度和特异度分布的灵敏度和特异度分布餐后餐后2小时血糖小
21、时血糖mg/100ml）灵敏度（）灵敏度（）特异度（）特异度（）7098.68.88097.125.59094.347.610088.669.811085.784.112071.492.513064.396.914057.199.415050.099.616047.199.817042.9100.018038.6100.019034.3100.020027.1100.0第二节 筛检试验的评价 ROCROC曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验的曲线也可用来比较两种和两种以上诊断试验的诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择第二节 筛检试验的评价图图7 79
22、9 CT和放射性核素脑扫描诊断脑瘤的和放射性核素脑扫描诊断脑瘤的ROC曲线曲线一、收益一、收益（yield） 指经筛检后能使多少原来未指经筛检后能使多少原来未发现的病人得到诊断和治疗。发现的病人得到诊断和治疗。 第三节第三节 筛检效果的评价筛检效果的评价 提高筛检收益的方法提高筛检收益的方法 选择高危人群选用高灵敏度的试验采用联合试验第三节 筛检效果的评价 联合试验联合试验 在在实实施施筛筛检检时时，可可采采用用多多项项筛筛检检试试验验检检查查同同一一受受试试对对象象，以以提提高高筛筛检检的的灵灵敏敏度度或或特特异异度度，增增加加筛筛检检的的收收益益，这这种种方方式式称为联合试验。称为联合试验
23、。串联串联 全部筛检试验结果均为阳性者才定为阳性全部筛检试验结果均为阳性者才定为阳性 可以提高特异度可以提高特异度并联并联 全部筛检试验中，任何一项筛检试验结果阳性就可全部筛检试验中，任何一项筛检试验结果阳性就可 定为阳性。定为阳性。 可以提高灵敏度可以提高灵敏度第三节 筛检效果的评价二、生物学效果评价二、生物学效果评价 病病 死死率率 死死 亡亡率率 生生 存存率率第三节 筛检效果的评价三、卫生经济学效果评价三、卫生经济学效果评价 成本效果分析成本效果分析( (cost-effectiveness analysis) ) 指指研研究究实实施施筛筛检检计计划划投投入入的的费费用用及及其其获获得
24、得的的生生物物学学效果效果 成本效益分析成本效益分析( (cost-benefit analysis) ) 指指研研究究实实施施筛筛检检计计划划投投入入的的费费用用及及其其获获得得的的经经济济效效益比较益比较 成本效用分析成本效用分析( (cost-utility analysis) ) 指指研研究究实实施施筛筛检检计计划划投投入入的的成成本本与与取取得得的的生生命命质质量量改善之间的分析评价方法改善之间的分析评价方法第三节 筛检效果的评价领先时间偏倚（领先时间偏倚（lead time bias）领领先先时时间间（lead time）是是指指通通过过筛筛检检试试验验，在在慢慢性性病病自自然然史
25、史的的早早期期阶阶段段，如如症症状状出出现现前前，提提前前做做出出诊诊断，从而赢得提前治疗疾病的时间断，从而赢得提前治疗疾病的时间领领先先时时间间偏偏倚倚是是指指筛筛检检诊诊断断时时间间和和临临床床诊诊断断时时间间之之差被解释为因筛检而延长的生存时间差被解释为因筛检而延长的生存时间 四、常见偏倚四、常见偏倚第三节 筛检效果的评价1992筛检诊断1996临床诊断2006死亡领先时间领先时间4 4年年正真存活时间正真存活时间1010年年存活时间14年1992筛检诊断2006死亡存活时间存活时间1414年年第三节 筛检效果的评价图图7-10 7-10 领先时间偏倚示意图领先时间偏倚示意图 病程长短偏
26、倚病程长短偏倚（length bias） 疾病 开始筛检查出症状开始死亡 OPYDOPYDOPYDOPYDOPYDYODPOPYD时间时间筛检筛检第三节 筛检效果的评价图图7-11 7-11 病程长短偏倚示意图病程长短偏倚示意图 恶性程度高恶性程度高恶性程度低恶性程度低 一些恶性程度低的肿瘤一些恶性程度低的肿瘤 病人常有较长的临床前期，病人常有较长的临床前期，而恶性程度高的同类肿瘤而恶性程度高的同类肿瘤病人的临床前期较短。因病人的临床前期较短。因此，前者被筛检到的机会此，前者被筛检到的机会较后者大，而前者的生存较后者大，而前者的生存期又比后者长，从而产生期又比后者长，从而产生筛检者要比未筛检者生存筛检者要比未筛检者生存时间长的假象时间长的假象 筛检参加者与不参加者之间，某些特征可筛检参加者与不参加者之间，某些特征可能存在不同，使得通过筛检发现的病例的预后较临床能存在不同，使得通过筛检发现的病例的预后较临床期确诊的病例的预后好。期确诊的病例的预后好。 第三节 筛检效果的评价 病人自我选择偏倚病人自我选择偏倚（volunteer bias）
