臨床流行病與循證醫(yī)學(xué)課件 診斷試驗與臨床研究

診斷試驗與臨床研究實例

山東大學(xué)齊魯醫(yī)院侯新國醫(yī)學(xué)的核心醫(yī)學(xué)研究的核心23臨床診斷臨床工作的核心之一診斷試驗診斷的手段診斷試驗評價對診斷試驗正確的認識4診斷試驗什么是診斷試驗？診斷試驗評價怎樣評價診斷實驗？5例1：糖尿病的診斷。。。大爺，有沒有糖尿病，明天做個OGTT試驗，看看就知道了！我感覺挺好，我沒糖尿?。?例1：糖尿病的診斷。。。診斷試驗：OGTT試驗7主要內(nèi)容：診斷試驗的基本概念和應(yīng)用診斷試驗的評價體系ROC曲線及其應(yīng)用8診斷試驗診斷試驗：指應(yīng)用實驗、儀器設(shè)備等手段檢查就診者，從而診斷疾病的一切檢測方法。方法：實驗室檢查、影像診斷、儀器檢查、體檢、詢問病史等。目的：將患者與可疑有病但實際無病的人鑒別開來，以便對確診的患者給予相應(yīng)的治療。9例1：糖尿病的診斷。。。診斷試驗：OGTT試驗10疾病篩檢、診斷流程圖11診斷試驗好不好？有多好？可信不可信？12甲狀腺結(jié)節(jié)的性質(zhì)診斷。。。甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的診斷：1.病理檢查：金標(biāo)準(zhǔn)，但有創(chuàng)；2.細針穿刺：與病理一致性較好，創(chuàng)傷小，但診斷效能＜病理檢查；（診斷實驗）3.甲狀腺B超：無創(chuàng)，但診斷效能進一步下降，誤診率較高。（篩檢試驗）13主要內(nèi)容：篩檢和診斷試驗的基本概念和應(yīng)用篩檢和診斷試驗的評價體系ROC曲線及其應(yīng)用14新的診斷試驗方法不斷被提出現(xiàn)有診斷方法缺陷需要新的方法對診斷結(jié)果的解釋（指導(dǎo)臨床實踐）真實性穩(wěn)定性預(yù)測價值診斷切點為什么要評價篩檢和診斷試驗15篩檢和診斷試驗評價的基本原理

把待評價的篩檢和診斷試驗與診斷目標(biāo)疾病的標(biāo)準(zhǔn)方法——“金標(biāo)準(zhǔn)”進行同步盲法的比較，判定對疾病“診斷”的真實性和價值。評價的前提與基礎(chǔ)：金標(biāo)準(zhǔn)16什么是“金標(biāo)準(zhǔn)”當(dāng)前醫(yī)學(xué)界公認的診斷某疾病最可靠、準(zhǔn)確度最高的診斷方法。常用的金標(biāo)準(zhǔn)包括病理學(xué)診斷（活檢、尸檢）外科手術(shù)或診斷性操作特殊的影像學(xué)診斷權(quán)威機構(gòu)頒布的綜合診斷標(biāo)準(zhǔn)17基本原理：構(gòu)建四格表，基本概念DiseaseStatus(GoldStandard)PresentAbsentTestPositiveTestNegative18基本原理DiseaseStatus（GoldStandard）PresentAbsentTestPositiveTruePositive（真陽性）TestNegative真陽性（Truepositive）：表示用金標(biāo)準(zhǔn)方法確診患某病而用新方法試驗亦判定為陽性者；19DiagnosticTestPrincipleDiseaseStatus（GoldStandard）PresentAbsentTestPositiveTestNegativeTrueNegative（真陰性）真陰性（Truenegative）：是指用金標(biāo)準(zhǔn)方法已確診未患某病而用新方法試驗也判定為陰性者。20DiagnosticTestPrincipleDiseaseStatus（GoldStandard）PresentAbsentTestPositiveFalsePositive（假陽性）TestNegative假陽性（Falsepositive）是指用金標(biāo)準(zhǔn)方法確診未患某病而用新方法試驗卻判定為陽性者；

21DiagnosticTestPrincipleDiseaseStatus（GoldStandard）PresentAbsentTestPositiveTestNegativeFalseNegative（假陰性）假陰性（Falsenegative）：是指用金標(biāo)準(zhǔn)方法確診患某病而用新方法試驗卻判定為陰性者。22評價程序試驗對象金標(biāo)準(zhǔn)病人非病人待評價篩檢或診斷試驗陽性陰性陽性陰性金標(biāo)準(zhǔn)合計病人非病人待評價診斷試驗陽性a(真陽性)b(假陽性)a+b陰性c(假陰性)d(真陰性)c+d合計a+cb+dN評價真陽性假陰性假陽性真陰性23篩檢和診斷試驗設(shè)計確定金標(biāo)準(zhǔn)選擇研究對象樣本含量的估計同步盲法測試試驗評價的資料整理，進行評估24確定金標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前醫(yī)學(xué)界公認的診斷某疾病最可靠、準(zhǔn)確度最高的診斷方法。25選擇研究對象要求：代表性好、盲法試驗組經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)確診為某疾病的患者，具有反應(yīng)該疾病的全部特征，如病情、病程、癥狀體征、并發(fā)癥、治療或未治療等。對照組經(jīng)金標(biāo)準(zhǔn)證實未患該疾病的患者（可患其它疾病）或正常人。26樣本含量估計樣本含量估計的要素準(zhǔn)確性指標(biāo)的水平；檢驗水準(zhǔn)，即I類誤差的概率（誤診率）；檢驗效能1－，即II類誤差的概率（漏診率）；允許誤差。27樣本含量估計28樣本含量估計例：腫瘤標(biāo)志物CA19-9是臨床上用來診斷胰腺癌的指標(biāo)之一，其對診斷胰腺癌的靈敏度估計為77.3％，特異度估計為73.9％，若設(shè)定容許誤差δ=0.08，檢驗水準(zhǔn)=0.05（u/2＝1.96），試問需要多大的樣本量才能具有統(tǒng)計學(xué)意義?29樣本含量估計試驗組的樣本量估計對照組樣本量估計30同步盲法測試將金標(biāo)準(zhǔn)確定的病例組與對照組中的受試者同步接受新的診斷試驗方法的測定，其結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)判定的結(jié)果進行比較。計算統(tǒng)計學(xué)指標(biāo)，據(jù)此對新試驗進行評價。重點：采用盲法。即觀察者和受試者不能預(yù)先知道何為金標(biāo)準(zhǔn)確定的病例或?qū)φ?，以免發(fā)生主觀偏倚。31１．選定界值

界值（criticalvalue）又稱截斷點（cutoff），即將定量資料劃分為兩部分數(shù)值，需將定量測定的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成陽性（異常）和陰性（正常）兩類定性結(jié)果。界值一般就是正常值的界值，在診斷試驗中可根據(jù)其目的進行調(diào)整。２．評價指標(biāo)的分析全面分析和評價診斷試驗的真實性、可靠性和預(yù)測值。試驗評價的資料整理32試驗評價的資料整理診斷試驗金標(biāo)準(zhǔn)合計患病+患病-陽性+a(真陽性)b(假陽性)a+b陰性-c(假陰性)d(真陰性)c+d合計a+cb+da+b+c+d=N33常用的評價指標(biāo)（一）真實性（二）可靠性（三）預(yù)測值（四）受試者工作特性（ROC）曲線34真實性：也稱準(zhǔn)確性，是指檢測結(jié)果與真實情況符合的程度。真實性高優(yōu)指標(biāo)靈敏度、特異度、陽性似然比、

低優(yōu)指標(biāo)假陽性率、假陰性率、陰性似然比Youden指數(shù)35診斷試驗金標(biāo)準(zhǔn)合計患病+患病-陽性+a(真陽性)b(假陽性)a+b陰性-c(假陰性)d(真陰性)c+d合計a+cb+da+b+c+d=N36靈敏度與漏診率?靈敏度(sensitivity)(真陽性率)

即實際有病而被診斷性試驗地判為有病者的百分率。

?漏診率(falsenegativerate)(假陰性率、第二類錯誤)

即實際有病，但被診斷性試驗地判為無病者的百分率。

37高靈敏度試驗的適用范圍漏診可能造成嚴重后果排除某病的其他診斷篩檢無癥狀病人而且該病發(fā)病率較低靈敏度與漏診率38特異度與誤診率

?特異度(specificity)(真陰性率)

即實際無病被診斷性試驗地判為無病者的百分率。

?誤診率(falsepositiverate)(假陽性率、第一類錯誤)

即實際無病，但被診斷性試驗地判為有病者的百分率。

39高特異度試驗的適用范圍假陽性會使病人受到嚴重危害確診某病特異度與誤診率40

血清磷酸急性心肌梗死（金標(biāo)準(zhǔn)判定）肌酸激酶有無合計陽性22524249

陰性25121146

合計250145395

敏感度（真陽性率）=（225/250）×100%=90.0%，漏診率（假陰性率）=（25/250）×100%=10.0%，誤診率（假陽性率）=（24/145）×100%=16.6%；特異度（真陰性率）=（121/145）×100%=83．4%例：磷酸肌酸激酶測定診斷急性心肌梗死41靈敏度和特異度的關(guān)系都是反映診斷試驗準(zhǔn)確性的最基本指標(biāo)提高一方面水平，會降低另一方面水平42選擇適宜的靈敏度與特異度對應(yīng)的界值43選擇適宜的靈敏度與特異度對應(yīng)的界值44糖尿病血糖試驗不同血糖水平的靈敏度和特異度分布餐后2小時血糖mg/100ml）靈敏度（％）特異度（％）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

45選擇診斷標(biāo)準(zhǔn)時，一般要遵循以下原則：1）選擇高靈敏度篩檢試驗，目的是盡可能發(fā)現(xiàn)可疑病人。某種疾病的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷將使病人獲得有效治療和康復(fù)，漏診或延誤診斷將會造成嚴重后果。２）選擇高特異度診斷試驗，避免誤診。

①誤診將會對病人造成嚴重的心理、生理和經(jīng)濟上的影響。②對某種疾病的診斷持懷疑態(tài)度，需確定診斷。３）選擇靈敏度和特異度均較高的診斷試驗如果某種疾病漏診和誤診同等重要，應(yīng)將診斷試驗陽性界值定在靈敏度和特異度均較高的位置。

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聯(lián)合試驗是指采用多個篩檢試驗檢測一種疾病，達到提高篩檢試驗靈敏度或特異度的目的，以滿足提高篩檢試驗真實性的需要。１)．串聯(lián)試驗（serialtest）

也稱系列試驗，是指采用幾種篩檢方法檢測疾病，只有全部檢測均為陽性者才判為陽性，凡有一項檢測結(jié)果為陰性即判為陰性。２)．并聯(lián)試驗（paralleltest）也稱平行試驗，是指采用幾種篩檢方法檢測疾病，凡有一項檢測為陽性者即判為陽性，所有檢測均為陰性才判為陰性。聯(lián)合試驗提高靈敏度或特異度47

聯(lián)合試驗篩檢糖尿病的結(jié)果

試驗結(jié)果串聯(lián)試驗并聯(lián)試驗?zāi)蛱茄翘悄虿〔∪朔遣∪私Y(jié)果結(jié)果

＋－1410－＋－＋3311－＋＋＋11721＋＋－－357599－－合計1997641聯(lián)合試驗提高靈敏度或特異度48

篩檢試驗糖尿病非病人靈敏度特異度假陰性率假陽性率試驗結(jié)果病人﹪

﹪

﹪

﹪

單項尿糖陽性131

31

65.83

99.59

34.17

0.41陰性68

7610

單項血糖陽性150

32

75.38

99.58

24.62

0.42陰性49

7609

串聯(lián)試驗陽性117

21

58.79

99.73

41.21

0.27陰性82

7620

合計199

7641并聯(lián)試驗陽性164

42

82.41

99.45

17.59

0.55陰性35

7599合計199

7641

單項試驗及聯(lián)合試驗篩檢糖尿病結(jié)果49計算上表中聯(lián)合試驗的靈敏度和特異度：串聯(lián)試驗：靈敏度＝117/199×100%＝58.79%

特異度＝(10+11+7599)/7641×100%＝99.73%

并聯(lián)試驗：靈敏度＝(14+33+117)/199×100%＝82.41%

特異度＝7599/7641×100%＝99.45%

聯(lián)合試驗提高靈敏度或特異度50

如果兩個篩檢試驗彼此完全獨立，則可以采用下列公式計算聯(lián)合試驗的靈敏度和特異度。并聯(lián)試驗的靈敏度＝Ａ靈敏度＋（１－Ａ靈敏度）×Ｂ靈敏度并聯(lián)試驗的特異度＝Ａ特異度×Ｂ特異度串聯(lián)試驗的靈敏度＝Ａ靈敏度×Ｂ靈敏度串聯(lián)試驗的特異度＝Ａ特異度＋（１－Ａ特異度）×Ｂ特異度在聯(lián)合試驗時，應(yīng)先進行特異度高的試驗，后用靈敏度高的試驗，這樣篩檢的效率更高。聯(lián)合試驗提高靈敏度或特異度51似然比（likelihoodratio,LR)

病人中出現(xiàn)某種試驗結(jié)果的概率與非病人中出現(xiàn)相應(yīng)結(jié)果的概率之比，說明病人出現(xiàn)該結(jié)果的機會是非病人的多少倍。

1)陽性似然比(Positivelikelihoodratio)

是指真陽性率與假陽性率之比，說明病人中出現(xiàn)某種檢測結(jié)果陽性的概率是非病人的多少倍，即一項試驗按某已制定標(biāo)準(zhǔn)判斷某病人結(jié)果為陽性在有病組中出現(xiàn)的概率與在無病組中出現(xiàn)的概率之比。

522)陰性似然比（negativelikelihoodratio）是指假陰性率與真陰性率之比，說明病人中出現(xiàn)某種檢測結(jié)果陰性的概率是非病人的多少倍。

陽性似然比越大篩檢或診斷試驗的真實性越好；試驗才可能具有臨床價值，陰性似然比越小試驗的真實性越好。53又稱正確診斷指數(shù)約登指數(shù)（Youden’sindex）是靈敏度與特異度之和減１。約登指數(shù)＝靈敏度＋特異度－１指數(shù)范圍從０～１，約登指數(shù)越接近于１，診斷試驗的真實性越好，反之越差。約登指數(shù)表示診斷試驗?zāi)軌蛘_地判斷病人和非病人的能力。約登指數(shù)（Youden’sindex）54

也稱重復(fù)性、穩(wěn)定性或精密度。指在相同條件下，同一觀察者(或不同觀察者)用同一種檢測方法重復(fù)檢測同一批或同一位受試者，各次結(jié)果之間的一致程度?？煽啃?reliability)55可靠性評價指標(biāo)重復(fù)性（repeatability）或信度（reliability）定量資料：變異系數(shù)CV，組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC分類資料和等級資料：kappa系數(shù)56CV與組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICCCV變異系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)差/均數(shù)

CV越小越好ICC表示測量對象個體差異的方差占總方差的比例。取值范圍0≤ICC≤1ICC越接近1，說明個體差異對總方差的影響越大，測量誤差對總方差的影響越小，可靠性越好。ICC≥0.75時測量結(jié)果的可重復(fù)性較好。

571.Fisher的ICC計算方法：

早在1958年，F(xiàn)isher提出采用該方法來計算組內(nèi)相關(guān)系數(shù)：假設(shè)共有n名被觀察的對象i，i取值1，2，……，n，那么，每名對象觀察兩次

ICC計算58ICC計算MSA為組間均方（對象）MSe為組內(nèi)均方n為重復(fù)測量次數(shù)2.用方差分析法計算ICC59例：欲評價某方法檢測黃曲霉毒素B1(AFB1)血清白蛋白加成物的一致性，某研究者用該方法檢測了10名研究對象的血清樣本，每份樣本重復(fù)檢測兩次，所得數(shù)據(jù)如表所示。試評價該檢測方法的可靠性。測次研究對象編號12345678910第1次11.051.231.021.121.731.250.92第2次1.151.021.911.151.351.021.051.621.210.8360變異來源SS自由度vMSFP對象(組間)1.91190.21242.400<0.001誤差(組內(nèi))0.047100.005總變異1.95819

ICC的假設(shè)檢驗等同于方差分析的假設(shè)檢驗。

61kappa系數(shù)取值范圍-1≤K≤162中度一致一致性極佳一致性差

kappa系數(shù)取值范圍63例：兩位醫(yī)生用B超診斷的方法分別診斷80名肝癌可疑患者患病與否，各次診斷的結(jié)果見表17.6，“+”為患肝癌，“–”為未患肝癌，試分析兩醫(yī)生該診斷的一致性。醫(yī)生A醫(yī)生B合計+–+53457–51823合計58228064醫(yī)生A醫(yī)生B合計+–+53457–51823合計582280兩位醫(yī)生用B超方法診斷肝癌的一致性達到中度一致65影響可靠性的主要因素實驗條件造成的誤差測量誤差個體變異

66預(yù)測值預(yù)測值(predictivevalue)是指在已知試驗結(jié)果的條件下，表明有或無該病的概率，又稱預(yù)告值、診斷價值。陽性預(yù)測值(positivepredictivevalue)指試驗陽性者中患該病者的可能性。陰性預(yù)測值(negativepredictivevalue)指試驗陰性者中真正為非患者的可能性。67(1)陽性預(yù)測值：指真陽性數(shù)占陽性數(shù)的百分比。它說明被試人如為陽性時患該病的可能性有多大。預(yù)測值診斷試驗金標(biāo)準(zhǔn)合計患病+患病-陽性+a(真陽性)b(假陽性)a+b陰性-c(假陰性)d(真陰性)c+d合計a+cb+da+b+c+d=N68(2)陰性預(yù)測值：指真陰性數(shù)占陰性數(shù)的百分比。它說明陰性時未患該病的可能性有多大。預(yù)測值診斷試驗金標(biāo)準(zhǔn)合計患病+患病-陽性+a(真陽性)b(假陽性)a+b陰性-c(假陰性)d(真陰性)c+d合計a+cb+da+b+c+d=N69預(yù)測值的影響因素（1）靈敏度與特異度當(dāng)患病率穩(wěn)定時，若試驗的靈敏度越高，則陰性預(yù)測值越高；若試驗的特異度越高，則陽性預(yù)測值越高。（2）患病率當(dāng)靈敏度與特異度穩(wěn)定時，若患病率越高則陽性預(yù)測值越大；若患病率越低陰性預(yù)測值越高。70

靈敏度、特異度和患病率不同時糖尿病診斷試驗結(jié)果患病率(%)靈敏度(%)特異度(%)診斷試驗結(jié)果

診斷

合計

陽性預(yù)測值(%)陰性預(yù)測值(%)糖尿病非糖尿病19999＋999919850.0

－190819082

99.9

合計100990010000

59999＋4959559083.8

－594059410

99.9

合計500950010000

109999＋99090108091.6

－108910892099.8合計100090001000071預(yù)測值與靈敏度、特異度、患病率的關(guān)系72篩檢或診斷試驗的選擇在大規(guī)模篩檢時，大多數(shù)人沒有您所找的疾病。很難用一個試驗從大人群中找出病人取而帶之，用2步驟的方法73步驟一：采用敏感性高的試驗用靈敏的試驗，所有有病的人將為陽性（同時伴有許多沒有病的人）第一步的主要目的是排除那些健康的人（假陰性低，由于有很少的假陰性，每個診斷試驗陰性的都將是無病的）記?。红`敏-排除健康74步驟二：采用特異性高的試驗將所有第一次試驗陽性的人（包括真陽性和假陽性）做特異性高的試驗在特異性高的試驗中，有許多真陰性，和很少的假陽性由于有很少的假陽性，每個診斷試驗陽性的都將是有病的記?。禾禺愋愿撸者M有病的75總結(jié)1、疾病診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”的復(fù)雜性、高價性及有創(chuàng)性決定了：需要更簡單、更低廉的診斷試驗。2、此外，臨床實踐也需要比診斷試驗還要簡單、低廉的篩檢試驗。3、篩檢和診斷試驗最終都需要確定一個臨床界值，以區(qū)分患病和非患病人群，此界值需根據(jù)科學(xué)有效的評價，才能得以確定。76NextClass。。。ROC曲線及臨床應(yīng)用：1、ROC曲線原理介紹2、如何使用ROC曲線評價診斷試驗，及如何使用ROC曲線撰寫臨床SCI論文。77Thanks!ROC曲線山東大學(xué)齊魯醫(yī)院內(nèi)分泌科侯新國79理想情況：診斷和篩檢試驗的靈敏度、特異度均應(yīng)接近100%，假陽性率(誤診率)和假陰性率(漏診率)應(yīng)接近0，即患者和非患者的檢測值之間沒有重疊。實際情況：大多數(shù)醫(yī)學(xué)檢查的正常值和異常值在分布上有重疊，因此，在試驗開展之前，應(yīng)先確定一個臨界點(cutoffpoint)以區(qū)分患者和非患者。

8081

對同一種疾病，應(yīng)用不同的臨界點進行診斷會得到不同的結(jié)果。因此，要結(jié)合臨床實際選擇符合專業(yè)要求、假陽性率(誤診率)和假陰性率(漏診率)都較小的臨界點。確定臨界點常用的方法：正態(tài)分布法百分位數(shù)法ROC曲線法確定臨界點較為理想的方法。82ROC曲線ROC曲線，即受試者工作特征曲線(receiveroperatorcharacteristiccurve)。根據(jù)檢驗指標(biāo)測定值范圍從低到高取若干截斷點(至少5組)，逐個計算相應(yīng)的靈敏度和特異度，以靈敏度為縱坐標(biāo)，1-特異度為橫坐標(biāo)，標(biāo)出各工作點，然后連接各點繪制而成的曲線。

83表示一個特定的診斷方法對區(qū)別特定的患者組與非患者組樣本的檢測性能。表示不同診斷水平的真陽性率對假陽性率的函數(shù)關(guān)系。以靈敏度和假陽性率為兩個軸的取值作的圖性；通常用于測定值為連續(xù)或等級數(shù)據(jù)；常用于確定最佳臨界值，也可用于比較兩種和兩種以上診斷試驗的診斷價值。ROC曲線84例：心臟瓣膜影像判斷結(jié)果試驗陽性定義abcd靈敏度假陽性率>0.580010100.00.0>0.13505100.50.0>0.0762480.60.2>0.0583270.80.3>0.0394160.90.4>0.00107031.00.7≥0.001010001.01.085≥0.00>0.00>0.03>0.05>0.07>0.13>0.58ROC曲線評價方法86擬合ROC曲線87ROC曲線的特點綜合了靈敏度和特異度兩個指標(biāo)；不受患病率的影響；考慮了所有可能的診斷臨界值的影響；全面客觀地評價診斷試驗的準(zhǔn)確性；描述了診斷試驗區(qū)分事件發(fā)生與不發(fā)生的固有能力。88最佳診斷界值的確定ROC曲線上最靠近左上角的點所對應(yīng)的靈敏度和特異度都是較大的，該點為ROC曲線的正切線與曲線相交的點，常以此點所對應(yīng)的診斷界值作為最佳診斷界值。Youden指數(shù)最大的點就是最佳診斷界值。通過解擬合ROC曲線的方程尋找該點。89ROC曲線下的面積AreaUnderCurve，簡稱AUC以點(0，0)、(1，0)、(0、1)和(1，1)圍成的面積做為1或100％。ROC曲線和X軸圍成的面積占總面積的百分比作為曲線面積的估計值。ROC曲線下面積的取值在0～1之間。SAS、SPSS均可實現(xiàn)90ROC曲線下的面積曲線越接近左上角，面積越接近1，說明試驗的準(zhǔn)確度越高；越接近對角線，越接近0.5，則說明試驗的準(zhǔn)確度越差；一般認為：面積在0.5～0.7之間時診斷價值較低，在0.7～0.9之間時診斷價值中等，在0.9以上時診斷價值較高。91診斷準(zhǔn)確度較低（<0.7）0.00.81.00.00.81.0FPRA＝0.664A＝0.830診斷準(zhǔn)確度較高（>0.9）0.00.81.00.00.81.0FPRTPRA＝0.938ROC曲線下面積（Area）與診斷準(zhǔn)確度高低高0.90-1.00=excellent(A)中0.80-0.90=good(B)0.70-0.80=fair(C)低0.60-0.70=poor(D)0.50-0.60=fail(F)92ROC曲線下面積的估計方法參數(shù)法計算公式：讀作[fai]，根據(jù)已知u值計算該u值所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)曲線下左側(cè)的面積。93ROC曲線下面積的估計方法非參數(shù)法計算公式：公式中金標(biāo)準(zhǔn)中陽性和陰性受試者的檢測結(jié)果分別用x和y表示，xi表示陽性組中第i個檢測結(jié)果，yj表示陰性組中第j個檢測結(jié)果，陽性例數(shù)用n1表示，陰性例數(shù)用n0表示。讀作[psai]，如xi>

yj，則=1；如xi=

yj，則=0.5；如xi<

yj，則＝0。94ROC曲線下面積的可信區(qū)間結(jié)論：心臟瓣膜影像判斷對心臟瓣膜受損具有判斷能力。95ROC曲線下面積的假設(shè)檢驗建立假設(shè)H0：A＝0.5H1：A≠0.5＝0.05計算檢驗統(tǒng)計量結(jié)論：在＝0.05水準(zhǔn)處，接受H1，可以認為心臟瓣膜影像判斷對心臟瓣膜受損具有的判斷能力。96

ROC曲線也可用來比較兩種和兩種以上診斷試驗的診斷價值，從而幫助臨床醫(yī)師作出最佳選擇。兩條ROC曲線的比較97兩條ROC曲線的比較可信區(qū)間法：計算兩條曲線AUC差值的可信區(qū)間如果區(qū)間包含0，則兩種方法診斷價值的差異無統(tǒng)計學(xué)意義；反之則有一種方法的價值更高。假設(shè)檢驗法：Z檢驗或2檢驗P值大于檢驗水準(zhǔn)（0.05），則兩種方法診斷價值差異無統(tǒng)計學(xué)意義；P值小于檢驗水準(zhǔn)（0.05），則有一種方法的價值更高。98

對檢查結(jié)果的ROC曲線，統(tǒng)計上的變化會含有一定的誤差。因此各ROC曲線的AUC亦有標(biāo)準(zhǔn)誤（SE）的問題。將兩條要進行比較的ROC曲線的“AUC差”除以“差的標(biāo)準(zhǔn)誤”所得的值Z，是呈正態(tài)分布的。例如：畫出試驗1和試驗2的ROC曲線，可分別得到AUC1和AUC2，對其差的檢驗按下式進行。式中SE（AUC1-AUC2）為兩個AUC的標(biāo)準(zhǔn)誤。其計算式為：兩條ROC曲線的比較99式中AUC的SE為:式中nA

為樣本中患者的人數(shù)，nN是非患者人數(shù)。Q1=AUC/（2-AUC）；Q2=2AUC2/（1+AUC）。r為相關(guān)系數(shù)。

上述AUC1與AUC2各自用SE1和SE2表示誤差。如果各個實驗是在完全不同的對象進行的話，兩者的誤差具有相關(guān)性。這就是兩個AUC相關(guān)系數(shù)的根據(jù)。在計算r時，首先分別計算患病組和非患病組的相關(guān)系數(shù)，然后求出兩個相關(guān)系數(shù)的均值（（rA+rB）/2）,再求出兩AUC的均值。根據(jù)這兩個值查相關(guān)系數(shù)表。兩條ROC曲線的比較100

左圖中實驗C的曲線偏左上，實驗D偏右下。這兩個檢查都有明顯的特征，在相同水平的FPR對兩者進行比較時，在2條曲線交叉點左上側(cè)的實驗C的TPR高（但FPR高）。位于右下側(cè)的實驗D的TPR變高（FPR處于低水平）。如果目的在于盡量發(fā)現(xiàn)新患者，假陽性增加也沒有關(guān)系的情況下，實驗C是適宜的，相反，如果需要盡量減少假陽性，則實驗D是好的。圖兩條互相交叉、AUC基本相等的ROC曲線

兩條ROC曲線的比較101優(yōu)點：

1、方法簡單、直觀，通過圖形可觀察分析方法的臨床準(zhǔn)確性，并可用肉眼作出判斷。

2、可準(zhǔn)確反映某分析方法靈敏度和特異度的關(guān)系，（因為ROC曲線是由靈敏度和特異度繪制的）。

3、與陽性預(yù)測值不同的是ROC曲線評價方法與群體發(fā)病率無關(guān)。

局限性：

ROC曲線圖上顯示的不是真正的判斷值。

ROC曲線的優(yōu)點與局限性102醫(yī)生最關(guān)心的問題：

1.試驗陽性時患病的概率多大？

2.試驗陰性時不患病的概率多大？即：陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值是診斷試驗是否有價值的重點。103舉例：ROC曲線的臨床應(yīng)用及SCI論文撰寫1、糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病。2、腰圍用于診斷代謝綜合征。3、血脂用于診斷胰島素抵抗。104例1：糖尿病的診斷。。。大爺，明天做個OGTT試驗，抽血給您化驗化驗，看您有沒有糖尿??！又抽血啊，這次又抽多少？這次要抽兩次，空腹和飯后2h。哎！又要挨扎了！105例1：糖尿病的診斷。。。診斷試驗：OGTT試驗需要抽2次血，費時費力且給患者帶來痛苦。有沒有更好的糖尿病診斷方法？106糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Background

當(dāng)前診斷糖代謝狀態(tài)的“金標(biāo)準(zhǔn)”為OGTT試驗，但是由于其需要在空腹和糖耐量后2h分別抽血檢測血糖水平，費時、費力，并給患者帶來一定的痛苦（抽2次血），因此，需要尋找一種替代OGTT試驗診斷糖尿病的指標(biāo)。

HemoglobinA1c(HbA1c)re?ectsthe2–3-monthmeanplasmaglucoselevelwithlowshort-termvariability.EuropeansandAmericansaregraduallyacceptingthehemoglobinA1c(HbA1c)thresholdof6.5%fordiagnosingdiabetesproposedbytheAmericanDiabetesAssociation,butthecutoffofHbA1cfortheChinesepopulationisunclear.107糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Aims

Weaimedtoevaluatethediagnosticef?ciencyofHbA1cfornewlydiagnoseddiabetesandprediabetes(bothimpairedfastingglucoseandimpairedglucosetolerance)incommunity-basedChineseadults40yearsofageorolder.108糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Goldstandard

Accordingto1999WorldHealthOrganizationdiagnosticcriteria,newlydiagnoseddiabeteswasde?nedasafastingplasmaglucoselevelof≥7.0mmol/Land/or2-hpostprandialplasmaglucoselevelof≥11.1mmol/L.Prediabetesfeaturesimpairedfastingglucoseandimpairedglucosetolerance.Impairedfastingglucosewasde?nedasafastingplasmaglucoselevelof≥6.1mmol/Land<7.0mmol/Landa2-hpostprandialplasmaglucoselevelof<7.8mmol/L.Impairedglucosetolerancewasde?nedasafastingplasmaglucoselevelof<7.0mmol/Landa2-hpostprandialplasmaglucoselevelof≥7.8mmol/Land<11.1mmol/L.109糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Goldstandard110糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病SubjectsAndSampleSize

DuringFebruaryandMarch2012,weinvestigated10,028subjects(6,458women)40–90yearsofagefromfoururbancommunities(onefromJinancityandthreefromJiningcity)inShandongProvince,China.Theaverageresponseratewas91.5%.Inthepresentstudy,weexcluded1,789subjectswithpreviouslydiagnoseddiabetes(n=1,624),cancer(n=106),gastrointestinalsurgery(n=12),splenectomy(n=5),chronicliverdisease(n=21),end-stagerenaldisease(n=3),orglucocorticoidtreatment(n=18).Finally,8,239subjects(5,496women)wereeligiblefortheanalysis.

111糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Datacollection

Astandardquestionnairewasusedtoobtaindataondemographiccharacteristicsandlifestyle.Datawerecollectedonfamilyhistoryofdiabetesandhistoryofcoronaryheartdiseaseorstroke.Theanthropometricdatacollectedincludedheight,weight,andbloodpressure.Bodymassindexwascalculatedbyweight(kg)dividedbyheightsquared(m2).Bloodsampleswerecollectedinthemorningafteratleast10hofovernightfastingand2haftera75-goralglucosetolerancetest.BloodglucoseandHbA1cwereassayed.

112糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Statisticalanalysis

Theareaunderthereceiveroperatingcharacteristiccurve(AUC)wasdeterminedtoevaluatethediagnosticef?ciencyofHbA1cfornewlydiagnoseddiabetesandprediabetes.Diagnostictestingdeterminedsensitivity,speci?city,positivepredictivevalue,andnegativepredictivevalue.ThepointwiththelargestYoudenindex,equalto(sensitivity+speci?city–1),wasde?nedastheoptimalcutoff.

113糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Results

114糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Results

115糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Results

116糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病Conclusions

AnHbA1cthresholdof6.3%washighlyvaluablefordiagnosingnewlydiagnoseddiabetes,andavalueof5.9%wasweaklyvaluablefordiagnosingprediabetesincommunity-basedChineseadults40yearsofageorolder.DIABETESTECHNOLOGY&THERAPEUTICS117舉例：ROC曲線的臨床應(yīng)用及SCI論文撰寫1、糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病。2、腰圍用于診斷代謝綜合征。3、血脂用于診斷胰島素抵抗。118腰圍用于診斷代謝綜合征Background

Metabolicsyndrome(MetS)isaclusteringofmetabolicabnormalitiescharacterizedbycentralobesity,hypertension,dyslipidemiaandglucoseintolerancethatcollectivelyincreasetheriskofdiabetesmellitus(DM),cardiovasculardisease(CVD),stroke,andoverallmortality.AlthoughitisunclearwhetherMetSisattributedtoasinglecause,centralobesityandinsulinresistanceareconsideredasitsmostimportantriskfactors.Measurementofwaistcircumference(WC)iseasy,inexpensive,andnon-invasiveanditisthusconsideredasagooddiagnosticindicatorofcentralobesity.119Background

However,becauseofethnicdifferences,thediagnosticcriteriaforcentralobesityaredifferentindifferentregions.Asian-speci?cdiagnosticcriteriaforcentralobesitywereadoptedintheInternationalDiabetesFederationde?nitionandmodi?eddefinitionoftheThirdReportoftheNationalCholesterolEducationExpertPanelonDetection,Evaluation,andTreatmentofHighBloodCholesterolinAdults(ATPIII):thecut-offvaluewas80cmand90cmforWCinwomenandmen.IntheguideforpreventionandcontrolofoverweightandobesityinChineseadults,thecut-offvalueis80cmand85cmforWCinwomenandmen.Moreover,arecentstudyshowedthattheappropriateWCcut-offvalueis85cmand90cmforMetSinwomenandmenbasedonthevisceralfatareameasuredbyMRI.Thus,noconsensushasbeenreachedregardingthediagnosticcriteriaforcentralobesityinChinesepopulation.腰圍用于診斷代謝綜合征120Aims

Thepresentstudyaimedtode?netheoptimalWCcut-offvaluesforabdominalobesityandmetabolicriskfactorsinordertoestablishtheuniquediagnosticcriteriaforcentralobesityinChinesepeople.腰圍用于診斷代謝綜合征121Goldstandard

Followingthe2004ChineseDiabetesSociety(CDS)de?nition,MetSisdefinedasthepresenceofatleast3ofthefollowingcomponents:1)overweightand/orobesity:BMI≥25.0kg/m2;2)hyperglycemia:FPG≥6.1mmol/Land/or2hPG≥7.8mmol/L,orpreviouslydiagnosedastype2DMandreceivedtreatment;3)hypertension:systolicbloodpressure/diastolicbloodpressure≥140/90mmHg,orpreviouslydiagnosedashypertensionandreceivedtreatment;and4)dyslipidemia:triglycerideslevel≥1.7mmol/L,and/orHDL-Clevel<0.9mmol/L(men)or<1.0mmol/L(women).腰圍用于診斷代謝綜合征122SubjectsAndSampleSize

DuringFebruaryandMarch2012,weinvestigated10,028subjects(6,458women)40–90yearsofagefromfoururbancommunities(onefromJinancityandthreefromJiningcity)inShandongProvince,China.ThosewholackedofWCvaluesandinformationfordiagnosisofMetS(937),withtheirdiastolicbloodpressurehigherthansystolicbloodpressure(40),theirfastingplasmaglucose(FPG)or2-hplasmaglucose(2hPG)≤3.9mmol/L(360),andhadahistoryoftumors(259)wereexcludedfromthestudy.However,somefactorsthatmayaffecttheaccuratemeasurementofWCwerenotconsideredandincluded,suchasthyroidfunction,ascites,andglucocorticoid-takinghistory,etc.Finally,8432subjects(2873men)wereincludedforanalysis.腰圍用于診斷代謝綜合征123Datacollection

Astandardquestionnairewasusedtoobtaindataondemographiccharacteristicsandlifestyle.Datawerecollectedonfamilyhistoryofdiabetesandhistoryofcoronaryheartdiseaseorstroke.Theanthropometricdatacollectedincludedheight,weight,andbloodpressure.Bodymassindexwascalculatedbyweight(kg)dividedbyheightsquared(m2).Afteratleast10hofovernightfasting,venousbloodsamplesweretakenformeasuringtheserumTG,HDL-C,andFPGlevels.The2-hplasmaglucose(2hPG)levelwasmeasuredafterthesubjectscompletedtheiroralglucosetolerancetest(OGTT).腰圍用于診斷代謝綜合征124Statisticalanalysis

TheappropriateWCcut-offvaluesforidentifyingsubjectswithasinglemetabolicriskfactororMetSwereassayedaccordingtotheareaundertheROCcurve.DifferentWCcut-offvaluesfordifferentdiagnosticcriteriawerecompared.AreaundertheROCcurvewasprovidedwith95%confidenceinterval(95%CI).Theoptimalcut-offvalueswerecalculatedbyYoudenindex[maximum(sensitivity+speci?city?1)].P<0.05wasconsideredstatisticallysignificant.腰圍用于診斷代謝綜合征125Results

腰圍用于診斷代謝綜合征126Results

腰圍用于診斷代謝綜合征127Results

腰圍用于診斷代謝綜合征128Conclusions

TheoptimalWCcut-offvaluewas83.8cmand91.1cmforidentifyingMetSinwomenandmen,respectively.Comparedwith80cmand85cmforwomenandmen,85cmand90cmhadahigherYoudenindexforidentifyingallmetabolicriskfactorsandMetSinwomenandmen.TheappropriateWCcut-offvalueis85cmand90cmforidentifyingcentralobesityandMetSinwomenandmeninShandongProvinceofChina.腰圍用于診斷代謝綜合征BiomedEnvironSci,2014;27(5):353-359129舉例：ROC曲線的臨床應(yīng)用及SCI論文撰寫1、糖化血紅蛋白用于診斷糖尿病。2、腰圍用于診斷代謝綜合征。3、血脂用于診斷胰島素抵抗。130腰圍用于診斷代謝綜合征Background

Insulinresistance(IR)playsanimportantpathophysiologicalroleinthedevelopmentofdiabetes,dyslipidemia,hypertension,andcardiovasculardisease.Meanwhile,obesityiscloselyassociatedwithahighriskofdevelopingIR.However,somepeoplewithnormalweightalsoshowedIRandwerepredisposedtotype2diabetesmellitusandprematurecardiovasculardisease.IRmightbetheprimarydeterminantofatheroscleroticriskfactors,independentofbodymassindex(BMI).Therefore,IRshouldbeidentifiedearlyinnon-obesepeople.131血脂用于診斷胰島素抵抗Background

AccuratemeasurementofIRrequirescomplextechniquesthatareexpensiveandtime-consuming.AnumberofsurrogateindicesofIRhadbeendeveloped.Thehomeostaticmodelofassessment-insulinresistance(HOMA-IR),whichusesfastinginsulinandglucoselevelstocalculateIR,8isthemostwidelyused,andresultsarereasonablycorrelatedwiththoseofclampingstudies(the“goldstandard”).However,useofthisindexislimitedforthatinsulinlevelsarenotmeasuredduringtheannualhealthexaminationandinclinicalpractice.132血脂用于診斷胰島素抵抗Background

IRstatewassignificantlyassociatedwithalteredlevelsofliverenzymesanddyslipidemia,soliverenzymesorlipidprofilesmightcanbeusedtopredictIR.Thesetestsareinexpensiveandareroutinelyperformedinclinicalpractice.Infact,bothratiosofalanineaminotransferasetoaspartateaminotransferase(ALT/AST)andtriglyceridestohigh-densitylipoproteincholesterol(TG/HDL-C)hadbeenfoundusefulmarkersofIRinadults.However,racialdifferencesexistedinthepredictabilityoftheseratios.Inaddition,differentthresholdsofTG/HDL-ChadbeenproposedforpredictingIRindifferentethnicities.Aratioof3.0wassuggestedfornon-HispanicwhitesandMexicanAmericans,2.0fornon-Hispanicblacks,and2.5forAfrican-Americanmen.133Aims

Untilnow,fewstudieshavedemonstratedarelationshipbetweenliverenzymesorlipidprofilesandIRinnon-obeseChineseadults.WeaimedtoinvestigateanassociationofliverenzymesandlipidprofileswithIRandtofindasurrogatemarkerofIRinurbanmiddle-agedandoldernon-obeseChinesewithoutdiabetes.血脂用于診斷胰島素抵抗134SubjectsAndSampleSize

Weperformedacross-sectionalsurveyinShandongProvince,China,in2012.19Werecruited10028urbansubjects≥40yearsoldforthesurvey.Weexcludedsubjectswith(1)previouslydiagnosedtype2diabetesmellitusornewly