第六章診斷試驗(yàn)及其評價

第六章診斷試驗(yàn)及其評價第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一主要內(nèi)容診斷的意義診斷性研究的基本過程診斷性試驗(yàn)的評價診斷性研究的評價與應(yīng)用第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷的概念“診斷”（diagnosis）的詞義是將一個事物與另一個事物區(qū)分開來。疾病的診斷是將有病者和無病者區(qū)分開的標(biāo)準(zhǔn)。診斷性試驗(yàn)可用于：診斷疾病篩查無癥狀的病人疾病的隨訪判斷病情的嚴(yán)重性估計疾病的臨床過程及預(yù)后估計對治療的反應(yīng)測定目前對治療的反應(yīng)第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一疾病診斷的方法病因診斷病理組織學(xué)診斷病理生理學(xué)診斷臨床的癥狀體征診斷流行病學(xué)診斷第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一例如腦腫瘤的診斷哪樣是最好的診斷方法?顱骨照片or腦血管造影or顱部CTor顱部MIR……不孕癥的檢查那一種是最佳診斷方法?輸卵管碘油造影輸卵管通液術(shù)輸卵管通氣術(shù)宮腔鏡配合腹腔鏡鏡下通液(該讓病人交四次錢呢,還是交一次費(fèi)?)第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一評價診斷性試驗(yàn)的臨床意義提供臨床上最好的診斷方法.提高臨床效益：早期正確診斷、早期治療增加經(jīng)濟(jì)效益：減少住院時間、節(jié)約衛(wèi)生資源開展“循證實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)”的必要條件:生化檢驗(yàn)、細(xì)菌免疫、影像學(xué)、核醫(yī)學(xué)第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)研究的基本過程確定診斷試驗(yàn)的金標(biāo)準(zhǔn)；定義：金標(biāo)準(zhǔn)（goldstandard）方法：活體病理組織檢查手術(shù)探查尸體解剖特殊的影像學(xué)診斷感染部位微生物檢測抗原及抗體檢測第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)研究的基本過程選擇試驗(yàn)對象；病例組選擇：各型病人：典型與不典型病情嚴(yán)重程度不同不同病程階段有無治療史有無并發(fā)癥對照組選擇：考慮可比性年齡性別重要的生理狀態(tài)第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)研究的基本過程樣本含量的確定；影響樣本含量因素：靈敏度（假陰性率）特異度（假陽性率）允許誤差計算公式：第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)研究的基本過程盲法判定和比較試驗(yàn)結(jié)果；要求判斷試驗(yàn)結(jié)果的人預(yù)告不知道病例被金標(biāo)準(zhǔn)劃分為“有病”或“無病”的情況；可以減少人為的主觀偏差，保證比較結(jié)果的真實(shí)性；如不使用盲法，在遇到可疑結(jié)果時，病人的可能判定為陽性，非病人的就可能判定為陰性。第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)研究的基本過程評價指標(biāo)的統(tǒng)計學(xué)分析與報告比較分析待評價診斷試驗(yàn)與金標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果差異可以用t檢驗(yàn)與χ2檢驗(yàn)；更重要的是全面分析、評價和報告診斷試驗(yàn)的真實(shí)性、可靠性和收益；報告試驗(yàn)中難以解釋的現(xiàn)象；可能存在的偏倚。第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性試驗(yàn)的評價真實(shí)性靈敏度和特異度受試者操作特性工作曲線預(yù)測值似然比可靠性：

CV及Kappa實(shí)用性第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)檢查結(jié)果診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN靈敏度（sensitivity）：又稱為敏感性或真陽性率，即實(shí)際有病而被診斷試驗(yàn)判定為有病的百分率。

意義：靈敏度反映診斷試驗(yàn)檢出病人的能力，其值愈大，則漏診的可能性愈小靈敏度與特異度第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN特異度（specificity）：又稱為真陰性率，即實(shí)際無病而被該診斷試驗(yàn)判定為無病的百分率。意義：特異度反映診斷試驗(yàn)?zāi)芘懦遣∪说哪芰?。其值愈大，則誤診的可能性愈小。

靈敏度與特異度第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN假陰性率（漏診率）：即實(shí)際有病，而被該診斷試驗(yàn)錯判為無病的百分率。意義：診斷試驗(yàn)的假陰性率愈大，則漏診者愈多；由于漏診率和靈敏度互補(bǔ)，所以漏診率愈大，則靈敏度愈低。

靈敏度與特異度第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN假陽性率（誤診率）：即實(shí)際無病，而被該診斷試驗(yàn)錯判為有病的百分率。意義：診斷試驗(yàn)的假陽率愈大，則誤診者愈多；由于誤診率和特異度互補(bǔ)，所以誤診率愈小，則該診斷試驗(yàn)的特異度愈高。

靈敏度與特異度第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN符合率(agreementrate)：是指診斷試驗(yàn)判定正確的結(jié)果與規(guī)范的診斷標(biāo)準(zhǔn)相比較，兩者相同的百分率。符合率也可用于比較兩個醫(yī)師診斷同一組病人或同一個醫(yī)師兩次診斷同一組病人的結(jié)果。符合率%=(A+D)/N×100%第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一靈敏度與特異度的關(guān)系飯后2小時的血糖（㎎/100ml）靈敏度(%)特異度(%)70809010011012013014015016017018019020098.697.194.388.685.771.464.357.150.047.142.938.634.327.18.825.547.669.884.192.596.999.499.699.8100.0100.0100.0100.0第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一受試者操作特性工作曲線第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一完美與無用的ROC曲線假陽性率即1－特異度機(jī)率線(chanceline)

(diagonalreferenceline)第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷準(zhǔn)確度較低（<0.7）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝0.664A＝0.830ROC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)診斷準(zhǔn)確度較高（>0.9）0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.0FPRTPRA＝0.938第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一受試者操作特性工作曲線第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一受試者操作特性工作曲線第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一預(yù)測值預(yù)測值（predictivevalue）：即指在已知試驗(yàn)結(jié)果的條件下，表明有或無該病的概率。預(yù)測值又為分陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值兩種。第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一預(yù)測值診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN陽性預(yù)測值（positivepredictivevalue）：又稱預(yù)測陽性結(jié)果正確率，即在診斷試驗(yàn)陽性結(jié)果的人中，有該病的概率，也是真陽性占陽性結(jié)果總數(shù)和百分率。陰性預(yù)測值（negtivepredictivevalue）：又稱預(yù)測陰性結(jié)果正確率，即在診斷試驗(yàn)陰性結(jié)果的人中，無該病的概率，也是真陰性占陰性結(jié)果總數(shù)和百分率。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一預(yù)測值影響預(yù)測值的因素：靈敏度Se特異度Sp2.患病率P

第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一預(yù)測值與患病率的關(guān)系患病率（%）+PV（%）-PV（%）9995908070605040302010510.199.999.799.499.098.097.095.093.089.083.068.050.016.02.016.050.068.083.089.093.095.097.098.099.099.499.999.999.9第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比似然比（Likelihood，LR）：是同時反映靈敏度和特異度的復(fù)合指標(biāo)，即有病者中得出某一診斷結(jié)果的概率與無病者得出這一概率的比值。陽性似然比=靈敏度/假陽性率陰性似然比=假陰性率/特異度意義：全面反映診斷試驗(yàn)的診斷價值，非常穩(wěn)定。診斷試驗(yàn)病人非病人合計陽性ABA+B陰性CDC+D合計A+CB+DN第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比舉例：監(jiān)護(hù)病房CK診斷心梗(CK<80=CK-)

心梗

無心梗CK+ 215(93.48%) 16(12.31%) 231 +LR=7.6CK- 15(6.52%) 114(87.69%) 129 -LR=0.07Total 230 130 360 +LR=93.48/12.31=7.6-LR=6.52/87.69=0.07第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一比靈敏度和特異度更穩(wěn)定，不受患病率的影響；用于估計疾病概率。更科學(xué)地描述診斷試驗(yàn)似然比的特點(diǎn)和應(yīng)用驗(yàn)前概率＝病人/(病人＋非病人)驗(yàn)前比＝驗(yàn)前概率/(1-驗(yàn)前概率)驗(yàn)前概率＝驗(yàn)前比/(1＋驗(yàn)前比)驗(yàn)后比＝驗(yàn)前比×似然比 驗(yàn)后概率＝驗(yàn)后比/(1＋驗(yàn)后比) 第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比應(yīng)用舉例某患者女性45歲，胸痛就診，患冠心病概率為多少？文獻(xiàn)資料，患病率1％若患者有典型心絞痛，其似然比=100驗(yàn)前比＝0.01/(1-0.01)＝0.01驗(yàn)后比＝0.01×100＝1驗(yàn)后概率＝1/(1+1)＝0.5＝50%若患者心電圖檢查ST段壓低2.2mm，其似然比＝11驗(yàn)后比＝驗(yàn)前比×似然比＝1×11＝11驗(yàn)后概率＝11/(1＋11)＝91％第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比應(yīng)用舉例一小孩發(fā)熱39.30C以上，并有上呼吸道感染癥狀，診為病毒感染，但WBC計數(shù)為22000。問患者患隱匿性菌血癥的概率？文獻(xiàn)提供患隱匿性菌血癥WBC資料： 靈敏度特異度似然比(+)似然比(-)>=5000 100% 7% 1.1 0>=10000 92% 43% 1.6 0.19 >=15000 65% 77% 2.8 0.45 >=20000 38% 92% 4.8 0.67 >=25000 23% 97% 7.7 0.79 第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比應(yīng)用舉例

病人比率 非病人比率 似然比(+) <5000 0 7 0/7=0 5000-10000 8 36 8/36=0.22 10000-15000 27 34 27/34=0.79 15000-20000 27 15 27/15=1.8 20000-25000 15 5 15/5=3 >=25000 23 3 23/3=7.7 驗(yàn)前概率＝50％，驗(yàn)前比＝0.5/(1-0.5)=1驗(yàn)后比＝驗(yàn)前比×似然比＝1×3＝3驗(yàn)后概率＝3/(1+3)=75%第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一似然比應(yīng)用第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一處理綜合試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)后比

＝驗(yàn)前比×試驗(yàn)1似然比×試驗(yàn)2似然比第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一綜合試驗(yàn)結(jié)果處理舉例35歲無癥狀女性體檢發(fā)現(xiàn)運(yùn)動試驗(yàn)陽性(ST壓低>=1mm)，應(yīng)激試驗(yàn)同樣陽性，該女性患冠心病概率為多少？文獻(xiàn)資料：30-39女性冠心病概率0.3%，ST段壓低，LR1=5.9，應(yīng)激試驗(yàn)陽性LR2=5.7驗(yàn)前概率＝0.3％，驗(yàn)前比1＝3/997驗(yàn)后比1＝驗(yàn)前比1×LR1＝(3/997)×5.9＝驗(yàn)前比2驗(yàn)后比2＝驗(yàn)前比2×LR2＝驗(yàn)前比1×LR1×LR2

＝(3/997)×5.9×55.7=0.1驗(yàn)后概率＝0.1/(1+0.1)=9%第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一可靠性（repestsbility）又稱精確性(precision)，是指診斷試驗(yàn)在完全相同的條件下，進(jìn)行重復(fù)操作獲得相同結(jié)果的穩(wěn)定程度。影響可靠性的因素觀察變異測量儀器、試劑等實(shí)驗(yàn)條件所致的變異個體本身的變異第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一評價可靠性的指標(biāo)計量資料用標(biāo)準(zhǔn)差異及變異系數(shù)來表示

CV=SD/M計數(shù)資料用觀察符合率與卡帕（Kappa）值表示

–

Kappa值是排除了機(jī)遇一致率后的觀察一致率第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Kappa值計算

甲、乙醫(yī)生閱讀同樣100張胸部X線片的診斷一致性

甲醫(yī)生肺門淋巴結(jié)核正常乙醫(yī)生肺門淋巴結(jié)核46ab1056(r1)正常12cd3244(r2)58(c1)42(c2)觀察一致率(po)=a+d/Npo=46+32/100=78%

機(jī)遇一致率(pc)=((r1

c1)/N+(r2

c2)/N)/Npc=((5658)/100+(4442)/100)/100=51%非機(jī)遇一致率=1-pc非機(jī)遇一致率=100%-51%=49%實(shí)際一致率=po-pc實(shí)際一致率=78%-51%=27%Kappa值=po-pc/1-pcKappa值=27%/49%=0.55第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Kappa值計算

甲醫(yī)生兩次閱讀同樣100張胸部X線片的一致率觀察一致率(po)=a+d/Npo=69+19/100=88%機(jī)遇一致率(pc)=((r1

c1)/N+(r2c2)/N)/Npc=((8070)/100+(2030)/100)/100=62%非機(jī)遇一致率=1-pc非機(jī)遇一致率=100%-62%=38%實(shí)際一致率=po-pc實(shí)際一致率=88%-62%=26%Kappa值=po-pc/1-pcKappa值=26%/38%=0.68

第1次肺門淋巴結(jié)核正常第2次肺門淋巴結(jié)核69ab1180(r1)正常1cd1920(r2)70(c1)30(c2)100（N）第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Kappa值計算簡化公式

N(a+d)-(r1c1+r2c2)Kappa=N2-(r1c1+r2c2)

100（69+19）-（80*70+20*30）

=1002-

（80*70+20*30）

=0.68第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一Kappa值判斷標(biāo)準(zhǔn)

Kanidis和Koch提出判斷標(biāo)準(zhǔn)

Kappa值一致性強(qiáng)度0弱

0~0.2輕

0.21~0.40尚好

0.41~0.60中度

0.61~0.80高度

0.81~1.00最強(qiáng)第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一提高診斷收益的方法選擇患病率高的人群選用高靈敏度的診斷試驗(yàn)聯(lián)合試驗(yàn)平行試驗(yàn)系列試驗(yàn)第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一提高試驗(yàn)效率的方法聯(lián)合試驗(yàn)是指同時應(yīng)用兩種或兩種以上的方法來斷疾病。分為兩種：

1并聯(lián)試驗(yàn)（paralleltest）：也叫平行試驗(yàn)。同時做幾個試驗(yàn)結(jié)果判定：一項為陽即為陽，全部為陰才為陰。效果：Se增大Sp減小陽性預(yù)測值減小陰性預(yù)測值增大。應(yīng)用：可能盡可能地發(fā)現(xiàn)病人時，多項的診斷試驗(yàn)者不夠敏感時，可采用。2串聯(lián)試驗(yàn)（serialtest）：也叫縱向相繼試驗(yàn)。依次做幾項試驗(yàn)結(jié)果判定：一項為陰即為陰，全部為陽才為陽。效果：Se減小Sp增大陽性預(yù)測值增大陰性預(yù)測值減小應(yīng)用：當(dāng)現(xiàn)有試驗(yàn)的特異度都達(dá)不到要求時，可采用此法。第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

兩種方法診斷乳腺癌的結(jié)果問題1：根據(jù)上表提供的數(shù)據(jù)，通過計算完成下表問題2：請總結(jié)一下并聯(lián)試驗(yàn)和串聯(lián)試驗(yàn)的效應(yīng)。問題3：用聯(lián)合試驗(yàn)在婦女中診斷乳腺癌，你認(rèn)為應(yīng)該采用并聯(lián)試驗(yàn)還是串聯(lián)試驗(yàn)？為什么？第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

兩種方法診斷乳腺癌的結(jié)果

并聯(lián)試驗(yàn)：Se增大Sp減小陽性預(yù)測值減小陰性預(yù)測值增大串聯(lián)試驗(yàn)：Se減小Sp增大陽性預(yù)測值增大陰性預(yù)測值減小第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

是否是與金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行盲法比較診斷性試驗(yàn)必須與金標(biāo)準(zhǔn)比較，才能確定是否可靠，金標(biāo)準(zhǔn)的選擇要根據(jù)具體臨床情況。不采用盲法，可能會影響試驗(yàn)結(jié)果的客觀性。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)患者CT片上有肺部病變，往往能從X光片上看出以前讀片時沒有看到的陰影。除強(qiáng)調(diào)盲法外，每個受檢者都應(yīng)經(jīng)過金標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)檢查。第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

研究對象是否包括了各種類型的病人和需要鑒別診斷的疾病的病人選擇的研究對象應(yīng)與臨床實(shí)踐的情況相似，診斷試驗(yàn)結(jié)果才具有意義。選擇病例組時應(yīng)包括各型病例：典型和不典型的病例,早、中、晚期的病例等。例如：癌胚抗原（CEA）可以準(zhǔn)確區(qū)別晚期結(jié)腸癌或直腸癌患者與正常人，但是如果選擇較早期的結(jié)腸癌或直腸癌患者、其他癌癥患者或有胃腸疾病者為研究對象，CEA的鑒別診斷能力就明顯降低。因此，CEA已不再用于直腸、結(jié)腸癌的診斷和篩查。診斷性試驗(yàn)不能只在有病組進(jìn)行。如對腰背痛患者進(jìn)行MRI檢查，發(fā)現(xiàn)許多患者有椎間盤突出，但后來對沒有腰背痛的人進(jìn)行MRI檢查，也有2/3的人有椎間盤突出。第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

是否清楚地交待了研究對象的來源病例來源不同，對診斷性試驗(yàn)評價也有一定的影響。例如：?？崎T診開展腎動脈造影檢查青年高血壓病，或血紅蛋白電泳檢查長期貧血患者，則陽性率較高，價值較大。上述試驗(yàn)用于基層醫(yī)院，檢查一般的高血壓及貧血病人，則陽性率很低，開展后使用價值不大。病人來源不同，驗(yàn)前概率不同，如三級醫(yī)院、專科醫(yī)院某些疾病的驗(yàn)前概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基層醫(yī)院。第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

是否報告了診斷試驗(yàn)的重復(fù)性重復(fù)性（Reproducibility）又稱精密性（Precision）或可靠性（Reliability）。如多次測定同一標(biāo)本結(jié)果接近，說明測定數(shù)值穩(wěn)定，表明儀器性能好，操作技術(shù)熟練，方法可靠。可通過實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控、人員培訓(xùn)來保證重復(fù)性。正常參考值的確定是否合理正常值的含義不同，可直接影響正常值的數(shù)據(jù)。正態(tài)分布的正常值，可用Ⅹ±2SD表示，它包括正常值的95%非正態(tài)分布的正常值用中位數(shù)、正常范圍或95%百分位法表示。第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

要評價每個試驗(yàn)在總的診斷價值中所占比例大小樣本大小問題是否詳細(xì)地介紹試驗(yàn)方法和注意事項研究的操作步驟、儀器設(shè)備、試劑、試驗(yàn)條件等試驗(yàn)的實(shí)用性如何診斷試驗(yàn)的臨床意義、應(yīng)用前景、可能的收益與安全性等。第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一診斷性研究證據(jù)的評價標(biāo)準(zhǔn)

研究結(jié)果是否具有真實(shí)性（valid）？1.是否和金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獨(dú)立盲法對照？2.納入的患者是否包括臨床上常見、病情輕重不同、特別是容易混淆的病例？3.是否所有患者都進(jìn)行了金標(biāo)準(zhǔn)確診？診斷性試驗(yàn)結(jié)果是否具有重要性？ （即能否將患者與非患者區(qū)分開來）該診