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1、筛查与诊断试验西安交通大学1第1页，本讲稿共60页西安交通大学2概述概述筛检和诊断试验的评价筛检和诊断试验的评价提高筛检效率方法提高筛检效率方法第2页，本讲稿共60页西安交通大学3筛查起源于筛查起源于19世纪的结核病预防。一直以来世纪的结核病预防。一直以来广泛运用于慢性病的早期诊断。从疾病防治的过广泛运用于慢性病的早期诊断。从疾病防治的过程来看，它属于一级和二级预防；从对象和目的程来看，它属于一级和二级预防；从对象和目的来看，它具有突出的公共卫生意义；从实施来看，来看，它具有突出的公共卫生意义；从实施来看，它要求检测方法快速、简便、经济、安全。它要求检测方法快速、简便、经济、安全。全面撒网，重
2、点捕捞。通过点面结合，获得全面撒网，重点捕捞。通过点面结合，获得经济实效，达到疾病防控的疏而不漏。经济实效，达到疾病防控的疏而不漏。第3页，本讲稿共60页西安交通大学4定义定义 通过快速的试验和其他检测措施，在通过快速的试验和其他检测措施，在健康的人群中去主动发现那些未被识别健康的人群中去主动发现那些未被识别的病人或有缺陷的人。筛检仅是一个初的病人或有缺陷的人。筛检仅是一个初步检查，对筛检试验阳性者必须进一步步检查，对筛检试验阳性者必须进一步确诊，对确诊病人再采取必要的治疗措确诊，对确诊病人再采取必要的治疗措施。施。第一节第一节 概述概述第4页，本讲稿共60页西安交通大学5第5页，本讲稿共60
3、页西安交通大学6 按对象范围按对象范围 整群筛检整群筛检(mass screening)(mass screening)对一定范围内人群的全体对象开展普对一定范围内人群的全体对象开展普遍筛查，也称普查。遍筛查，也称普查。选择性筛检选择性筛检(selective screening)(selective screening)根据流行病学特征选择高危人群进行根据流行病学特征选择高危人群进行筛检。筛检。筛检的分类筛检的分类第6页，本讲稿共60页西安交通大学7 按项目多少按项目多少 单项筛检（单项筛检（single screeningsingle screening)用用一种筛检试验检查某一疾病。一种
4、筛检试验检查某一疾病。多项筛检（多项筛检（multiple screeningmultiple screening)同同时时使用多使用多项筛检试验项筛检试验方法方法筛查筛查多多个疾病。个疾病。第7页，本讲稿共60页西安交通大学8筛检的目的筛检的目的 达到二级预防：达到二级预防：“三早三早”措施措施 达到一级预防：危险因素的筛检可使达到一级预防：危险因素的筛检可使某些慢性病达到一级预防某些慢性病达到一级预防 了解疾病的自然史，开展流行病学监了解疾病的自然史，开展流行病学监测测第8页，本讲稿共60页西安交通大学9筛检试验筛检试验诊断试验诊断试验对象不同健康人或无症状的健康人或无症状的病人病人病人病
5、人目的不同把病人及可疑病人把病人及可疑病人与无病者区分开来与无病者区分开来病人与可疑有病但病人与可疑有病但实际无病的人区分实际无病的人区分开来开来要求不同快速、简便、高灵快速、简便、高灵敏度敏度科学性、准确性科学性、准确性费用不同简单、廉价简单、廉价一般花费较贵一般花费较贵处理不同阳性者须进一步作阳性者须进一步作诊断试验以便确诊诊断试验以便确诊结果阳性者要随之结果阳性者要随之以治疗以治疗 筛检试验与诊断试验的区别筛检试验与诊断试验的区别第9页，本讲稿共60页西安交通大学10筛检的疾病应是重大的社会问题，即劳动力的丧失、筛检的疾病应是重大的社会问题，即劳动力的丧失、资源的消耗、对家庭和社会的影响
6、较大的严重病、资源的消耗、对家庭和社会的影响较大的严重病、多发病多发病 。当地应有一定的卫生资源。卫生资源应用到迫切需要解决当地应有一定的卫生资源。卫生资源应用到迫切需要解决且能通过有限的卫生资源实现控制的疾病上。且能通过有限的卫生资源实现控制的疾病上。在筛检的患者身上应有可识别的早期症状、体征及在筛检的患者身上应有可识别的早期症状、体征及生理、生化、免疫或病理学改变。并且，超前期生理、生化、免疫或病理学改变。并且，超前期（leading timeleading time）要足够长。）要足够长。筛检实施的原则或条件筛检实施的原则或条件第10页，本讲稿共60页西安交通大学11筛检出的阳性者应能得
7、到进一步的诊断和治疗。并筛检出的阳性者应能得到进一步的诊断和治疗。并且，筛检出的疾病应有有效的治疗方法。且，筛检出的疾病应有有效的治疗方法。筛检方法必须有高的准确性和可靠性，且方法简便、筛检方法必须有高的准确性和可靠性，且方法简便、价廉、安全性好，易为检查者掌握并为被检查者乐于价廉、安全性好，易为检查者掌握并为被检查者乐于接受。接受。效益要高于成本，筛检费用要与整个医疗费用相平衡。效益要高于成本，筛检费用要与整个医疗费用相平衡。筛检工作应是一项连续性工作，而不应该是一次性筛检工作应是一项连续性工作，而不应该是一次性的计划。的计划。第11页，本讲稿共60页西安交通大学12 造成巨大的卫生资源的浪
8、费，如筛检疾病的发病率、造成巨大的卫生资源的浪费，如筛检疾病的发病率、死亡率很低时。死亡率很低时。给病人或高危人群带来很大的精神压力，如被筛检的疾给病人或高危人群带来很大的精神压力，如被筛检的疾病无有效的治疗方法。病无有效的治疗方法。给社会造成压力。从社会、经济、人文等多方面考虑。给社会造成压力。从社会、经济、人文等多方面考虑。不适宜筛检条件不适宜筛检条件第12页，本讲稿共60页西安交通大学13研究方法研究方法1.选择标准方法（金标准）选择标准方法（金标准）金标准金标准（Gold Standard）指的是一种公认的，可靠的能将有病指的是一种公认的，可靠的能将有病和无病分开的标准方法。和无病分开
9、的标准方法。目的：目的：将研究人群准确地分为有病和无病两组将研究人群准确地分为有病和无病两组第13页，本讲稿共60页西安交通大学14q冠心病冠心病:冠状动脉造影冠状动脉造影q肿瘤肿瘤:病理学检查病理学检查q肾结石肾结石:手术发现手术发现 金标准具有创伤性，因此探求一些新的诊断金标准具有创伤性，因此探求一些新的诊断方法（诊断试验），并比较其与金标准的差别、得方法（诊断试验），并比较其与金标准的差别、得失及推广价值有现实意义。失及推广价值有现实意义。第14页，本讲稿共60页西安交通大学152.选择病例选择病例病例的代表性：病例的代表性：临床各型临床各型(轻、中、重轻、中、重)临床各期临床各期(早、
10、中、晚早、中、晚)有无并发症有无并发症3.选择对照选择对照*需要与研究疾病鉴别的其他病人需要与研究疾病鉴别的其他病人*健康人健康人第15页，本讲稿共60页西安交通大学164 4 样本大小的计算样本大小的计算样本量有关的因素样本量有关的因素 灵敏度灵敏度 特异度特异度 显著性检验水平显著性检验水平 容许误差容许误差第16页，本讲稿共60页西安交通大学17第17页，本讲稿共60页西安交通大学18式中：式中：n：表示所需样本量表示所需样本量 ：正态分布中累计概率等于：正态分布中累计概率等于/2时的时的u值，值，：表示容许误差表示容许误差 P:为待评价筛检或诊断方法的灵敏度和特异为待评价筛检或诊断方法
11、的灵敏度和特异度的估计值，计算病例组时度的估计值，计算病例组时P为灵敏度，为灵敏度，第18页，本讲稿共60页西安交通大学19第19页，本讲稿共60页西安交通大学20例例 B B型超声波对胆石症诊断的估计灵敏度为型超声波对胆石症诊断的估计灵敏度为80%80%，估计特异度为，估计特异度为60%60%，试计算该诊断试验病，试计算该诊断试验病例组和对照组各需多少例研究对象？例组和对照组各需多少例研究对象？设设=0.08故诊断试验病例组有故诊断试验病例组有97人，对照组有人，对照组有145人人第20页，本讲稿共60页西安交通大学21第二节第二节 筛检试验的评价筛检试验的评价 将待评筛检试验与诊断目标疾病
12、的标准方法将待评筛检试验与诊断目标疾病的标准方法-“金标准金标准”进行同步盲法比较，判定对疾病进行同步盲法比较，判定对疾病“诊断诊断”的真实性和价值。的真实性和价值。第21页，本讲稿共60页西安交通大学22图图2筛查方法的评价与选择程序筛查方法的评价与选择程序金标准金标准金标准金标准特特特特定定定定人人人人群群群群病人病人病人病人非病人非病人非病人非病人待评价筛查方待评价筛查方待评价筛查方待评价筛查方法法法法评价指标评价指标评价指标评价指标阳性阳性阳性阳性阴阴阴阴性性性性阳性阳性阳性阳性阴性阴性阴性阴性第22页，本讲稿共60页西安交通大学23l一般评价一般评价 对人体无害、简便易行l真实性、可
13、靠性及应用价值真实性、可靠性及应用价值 灵敏度、特异度、正确诊断指数l收获收获 预测值、预后、卫生经济学评价预测值、预后、卫生经济学评价 第23页，本讲稿共60页西安交通大学24金标准金标准 筛检试验筛检试验 患者患者非患者非患者合计合计 阳性阳性真阳性真阳性A假阳性假阳性BR1阴性阴性假阴性假阴性C真阴性真阴性DR2合计合计C1C2N表表1 1 筛检试验评价整理表筛检试验评价整理表第24页，本讲稿共60页西安交通大学25筛检试验的评价方法筛检试验的评价方法可行性与科学性可行性与科学性第25页，本讲稿共60页西安交通大学26 筛检试验评价的指标筛检试验评价的指标（一）真实性（validity）
14、测量值与实际值相符合的程度测量值与实际值相符合的程度,亦称亦称效度，又称准确性效度，又称准确性。包括灵敏度与假阴性率灵敏度与假阴性率特异度与假阳性率特异度与假阳性率正确指数正确指数似然比似然比符合率符合率 第26页，本讲稿共60页西安交通大学27灵敏度与假阴性率灵敏度与假阴性率 灵敏度灵敏度(sensitivity)(sensitivity)(真阳性率真阳性率)即实际有病而按该筛检标准被正确即实际有病而按该筛检标准被正确地判为有病的百分率地判为有病的百分率 假阴性率假阴性率(false negative rate)(false negative rate)(漏诊漏诊率、第二类错误率、第二类错误
15、)即实际有病，但根据该筛检标准被即实际有病，但根据该筛检标准被定为非病者的百分率定为非病者的百分率 第27页，本讲稿共60页西安交通大学28特异度与假阳性率特异度与假阳性率 特异度特异度(specificity)(specificity)(真阴性率真阴性率)实际无病按该诊断标准被正确地判为无病的百实际无病按该诊断标准被正确地判为无病的百分率分率 假阳性率假阳性率(false positive rate)(false positive rate)(误诊率、第一类错误误诊率、第一类错误)即实际无病，但根据该诊断标准被定为有病的百即实际无病，但根据该诊断标准被定为有病的百分率分率 第28页，本讲稿共
16、60页西安交通大学293.正确诊断指数（约登指数正确诊断指数（约登指数Youdens index）r 1（假阳性率假阴性率）（假阳性率假阴性率）（灵敏度特异度）（灵敏度特异度）1r值范围在值范围在01之间。之间。r越大，准确性越越大，准确性越高，与实际越符合。高，与实际越符合。第29页，本讲稿共60页西安交通大学304.4.似然比似然比(likelihood ratio,LR)(likelihood ratio,LR)是同时反映灵敏度和特异度的复是同时反映灵敏度和特异度的复合指标合指标 有病者中得出某一筛检试验结果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的概率与无病者得出这
17、一概率的比值 第30页，本讲稿共60页西安交通大学31 阳性似然比：阳性似然比：筛检试验结果的真阳性率与假阳性率筛检试验结果的真阳性率与假阳性率之比之比 阴性似然比阴性似然比 筛检试验结果的假阴性率与真阴性率筛检试验结果的假阴性率与真阴性率之比之比第31页，本讲稿共60页西安交通大学32(二）可靠性二）可靠性(reliability)又称信度，指某一筛检方法在相同条件又称信度，指某一筛检方法在相同条件下重复测量同一受试者时，所获结果的一致性。下重复测量同一受试者时，所获结果的一致性。影响因素影响因素 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32页，本讲稿共6
18、0页西安交通大学335.5.符合率（符合率（agreement/consistency rateagreement/consistency rate）又称一致率，是筛检试验判定的结果与标准诊断又称一致率，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的结果相同的数占总受检人数的比例 第33页，本讲稿共60页西安交通大学34 Kappa Kappa分析：考虑了机遇因素对一致性的影响分析：考虑了机遇因素对一致性的影响 KappaKappa值值=实际一致性实际一致性/非机遇一致性非机遇一致性第34页，本讲稿共60页西安交通大学35Kappa值值 一致性强度一致性强度 0弱弱00.2轻
19、轻0.210.40尚好尚好 0.410.60中度中度 0.610.80高度高度0.811最强最强表表2 Kappa值判断标准值判断标准 第35页，本讲稿共60页西安交通大学36筛检试验筛检试验 患病状况患病状况 合计合计患者患者非患者非患者+16580245-45730775合计合计2108101020表表3 3 某病患病状况与筛检结果的关系某病患病状况与筛检结果的关系第36页，本讲稿共60页西安交通大学37计算结果计算结果灵敏度灵敏度=165/=165/（165+45165+45）100%=78.6%100%=78.6%特异度特异度=730/=730/（80+73080+730）100%=9
20、0.1%100%=90.1%正确指数正确指数=78.6%+90.1%-1=68.7%=78.6%+90.1%-1=68.7%阳性似然比阳性似然比=78.6%/9.9%=7.94=78.6%/9.9%=7.94符合率符合率=（165+730165+730）/1020 100%=87.7%/1020 100%=87.7%假阴性率假阴性率=45/=45/（165+45165+45）100%=21.4%100%=21.4%假阳性率假阳性率=80/=80/（80+73080+730）100%=0.24100%=0.24KappaKappa指指=0.65=0.65第37页，本讲稿共60页西安交通大学38（
21、三）预测值（三）预测值 阳性预测值阳性预测值（positive predictive positive predictive valuevalue）：是指筛检试验阳性者患目标是指筛检试验阳性者患目标疾病的可能性疾病的可能性阴性预测值阴性预测值（negative predictive negative predictive valuevalue）：是指筛检试验阴性者不患是指筛检试验阴性者不患目标疾病的可能性目标疾病的可能性 第38页，本讲稿共60页西安交通大学39第39页，本讲稿共60页西安交通大学40v灵敏度越高，阴性预测值越高灵敏度越高，阴性预测值越高v特异度越高，阳性预测值越高特异度越高，
22、阳性预测值越高v与受与受检检人群目人群目标标疾病患病率（疾病患病率（P P）密切相关密切相关 第40页，本讲稿共60页西安交通大学41第41页，本讲稿共60页西安交通大学42第42页，本讲稿共60页西安交通大学43第43页，本讲稿共60页西安交通大学44患病率患病率(%)(%)灵敏灵敏度度(%)(%)特异度特异度(%)(%)筛检筛检结果结果诊断诊断 合计合计 阳性预阳性预测值测值(%)(%)阴性预阴性预测值测值(%)(%)糖尿病糖尿病非糖尿病非糖尿病1.522.999.834205463.01169830994698.8合计合计1509850100001.544.399.0669816440.
23、2849752983699.1合计合计1509850100002.544.399.01119720853.31399653979298.6合计合计250975010000摘自摘自(流行病学进展流行病学进展第第4 4卷，施侣元，卷，施侣元，1986)1986)灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果灵敏度、特异度和患病率不同时糖尿病筛检结果第44页，本讲稿共60页西安交通大学45第45页，本讲稿共60页西安交通大学46第46页，本讲稿共60页西安交通大学47第47页，本讲稿共60页西安交通大学48在选择阳性诊断标准时，是选择高灵敏度？还是高在选择阳性诊断标准时，是选择高灵敏度？还是高特异度？需
24、要权衡假阳性与假阴性的代价而加以取舍。特异度？需要权衡假阳性与假阴性的代价而加以取舍。一般可按下列原则选定：一般可按下列原则选定：严重疾病（致残率、病死率高），如能严重疾病（致残率、病死率高），如能早期诊断可获得较好的治疗效果，否则早期诊断可获得较好的治疗效果，否则后果严重，此时应选择灵敏度高的诊断后果严重，此时应选择灵敏度高的诊断标准，保证所有的病人尽可能被筛检出。标准，保证所有的病人尽可能被筛检出。第48页，本讲稿共60页西安交通大学49治疗效果不理想，确诊和治疗费用较高，无好的治治疗效果不理想，确诊和治疗费用较高，无好的治疗方法，假阳性易造成焦虑不安，则可选择特异度疗方法，假阳性易造成焦
25、虑不安，则可选择特异度较高的诊断标准。较高的诊断标准。当假阳性与假阴性的重要性相当时，一般可把诊断当假阳性与假阴性的重要性相当时，一般可把诊断标准定在标准定在“灵敏度特异度灵敏度特异度”的分界线处，或定在的分界线处，或定在正确诊断指数最大处。正确诊断指数最大处。第49页，本讲稿共60页西安交通大学50受试者工作特性曲线受试者工作特性曲线(ROC)(ROC)是用真阳性率和假阳性率作图得出的是用真阳性率和假阳性率作图得出的曲线，它可表示灵敏度和特异度之间的关曲线，它可表示灵敏度和特异度之间的关系系.第50页，本讲稿共60页西安交通大学51第51页，本讲稿共60页西安交通大学52 ROC曲线也可用来
26、比较两种和两种以上诊断试验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。的诊断价值，从而帮助临床医师作出最佳选择。第52页，本讲稿共60页西安交通大学53选择患病率高的人群展开筛检选择患病率高的人群展开筛检选用高灵敏度的筛检试验选用高灵敏度的筛检试验联合试验联合试验第三节第三节提高试验效率的方法提高试验效率的方法第53页，本讲稿共60页西安交通大学54患病率高的人群展开筛检患病率高的人群展开筛检第54页，本讲稿共60页西安交通大学55联合试验联合试验 串联：全部串联：全部筛检试验结果均为阳性者筛检试验结果均为阳性者才定为阳性。该法可以提高特异度。才定为阳性。该
27、法可以提高特异度。并联：只要有任何一项筛检试验结果为并联：只要有任何一项筛检试验结果为阳性就可定为阳性。该法可以提高灵敏度。阳性就可定为阳性。该法可以提高灵敏度。第55页，本讲稿共60页西安交通大学56第56页，本讲稿共60页西安交通大学57平行试验：平行试验：总灵敏度灵总灵敏度灵(A)灵灵(B)灵灵(A)灵灵(B)总特异度特总特异度特(A)特特(B)系列试验：系列试验：总灵敏度灵总灵敏度灵(A)灵灵(B)总特异度特总特异度特(A)特特(B)特特(A)特特(B)第57页，本讲稿共60页西安交通大学58举例十万人口人群，某肿瘤现患率为十万人口人群，某肿瘤现患率为100/十十万，甲试验初筛（灵敏度和特异度均为万，甲试验初筛（灵敏度和特异度均为95%），初筛阳性者为），初筛阳性者为5090人。现再人。现再用乙试验进行第二次筛检（灵敏度和特用乙试验进行第二次筛检（灵敏度和特异度均为异度均为95%），结果如下：），结果如下：第58页，本讲稿共60页西安交通大学59系列实验系列实验第59页，本讲稿共60页西安交通大学60第60页，本讲稿共60页