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1、诊断性试验的设计与评价第1页，此课件共35页哦一、定义一、定义对疾病进行诊断的试验方法，即称为诊对疾病进行诊断的试验方法，即称为诊断性试验。断性试验。n诊断性试验不仅包括实验室检查，还包括病诊断性试验不仅包括实验室检查，还包括病史、体检结果、影象学检查、各种公认的诊史、体检结果、影象学检查、各种公认的诊断标准等。断标准等。2第2页，此课件共35页哦诊断性试验的应用诊断性试验的应用1.诊断疾病诊断疾病2.筛检无症状病人筛检无症状病人3.疾病的随访疾病的随访4.判断疾病的严重性判断疾病的严重性5.估计疾病的临床过程极其预后估计疾病的临床过程极其预后6.估计对治疗的反应估计对治疗的反应7.测定目前对
2、治疗的实际反应测定目前对治疗的实际反应3第3页，此课件共35页哦二、评价诊断性试验的条件二、评价诊断性试验的条件1 1。标准诊断：。标准诊断：疾病的诊断，必须有标准诊断（即金标准疾病的诊断，必须有标准诊断（即金标准,gold standard,gold standard，或参考标准，或参考标准，reference reference standardstandard）。标准诊断是目前公认的诊断方）。标准诊断是目前公认的诊断方法，如：活检、手术、尸检、特殊检查或长法，如：活检、手术、尸检、特殊检查或长期随访的结果期随访的结果4第4页，此课件共35页哦二、评价诊断性试验的条件二、评价诊断性试验的条
3、件2 2。诊断方法的对比：。诊断方法的对比：n评价新的诊断性试验，必须与标准诊断方法评价新的诊断性试验，必须与标准诊断方法进行比较。进行比较。n新的诊断性试验，应该具备方法更为简便、新的诊断性试验，应该具备方法更为简便、更为可靠或者减少危险、减少创伤、节约费更为可靠或者减少危险、减少创伤、节约费用等优点，这样的诊断性试验才具有推广意用等优点，这样的诊断性试验才具有推广意义。义。5第5页，此课件共35页哦二、评价诊断性试验的条件二、评价诊断性试验的条件3 3。列出四格表。列出四格表标准诊断标准诊断有病有病无病无病诊诊断断性性试试验验+a a(真阳性真阳性)b b(假阳性假阳性)-c c(假阴性假
4、阴性)d d(真阴性真阴性)6第6页，此课件共35页哦必须用评价的资料列出四格表，方法如下必须用评价的资料列出四格表，方法如下n用标准诊断方法，诊断的病例数为用标准诊断方法，诊断的病例数为 a+ca+cn在有病的受试者中，诊断性试验阳性者为在有病的受试者中，诊断性试验阳性者为 a a，阴性者为，阴性者为 c cn用标准诊断方法，判断无该病的例数为用标准诊断方法，判断无该病的例数为 b+db+dn无该病的受试者中，诊断性试验阳性例数为无该病的受试者中，诊断性试验阳性例数为 b b，阴性例数为，阴性例数为 d d 从评价的资料中，不能绘制四格表的诊断性试从评价的资料中，不能绘制四格表的诊断性试验，
5、无法进行评价验，无法进行评价7第7页，此课件共35页哦三、评价诊断性试验的常用指标三、评价诊断性试验的常用指标1 1。评价指标。评价指标1)1)敏感度（敏感度（sensitivitysensitivity）：经金标准确诊有）：经金标准确诊有病的人中，诊断性试验阳性者所占的比例。病的人中，诊断性试验阳性者所占的比例。SEN=a/SEN=a/（a+ca+c）2)2)特异度（特异度（specificityspecificity）：经金标准诊断确）：经金标准诊断确定为无该病的人中，诊断性试验阴性所占定为无该病的人中，诊断性试验阴性所占的比例。的比例。SPE=d/SPE=d/（b+db+d）8第8页，此
6、课件共35页哦3)3)准确性（准确性（accuracyaccuracy）：经诊断性试验检查）：经诊断性试验检查后真阳性与真阴性占总例数的比例。后真阳性与真阴性占总例数的比例。ACC=ACC=（a+da+d）/（a+b+c+da+b+c+d）4)4)阳性预测值（阳性预测值（positive predictive positive predictive valuevalue）：诊断性试验阳性的人中真正有病）：诊断性试验阳性的人中真正有病的人数所占的比例。（即诊断性试验阳性的人数所占的比例。（即诊断性试验阳性时，患病的可能性）时，患病的可能性）+PV=a/+PV=a/（a+ba+b）5)5)阴性预测
7、值（阴性预测值（negative predictive negative predictive valuevalue）：诊断性试验阴性的人中，真正无）：诊断性试验阴性的人中，真正无该病的人数所占的比例。（即诊断性试验该病的人数所占的比例。（即诊断性试验阴性时，不患该病的可能性）阴性时，不患该病的可能性）-PV=d/-PV=d/（c+dc+d）9第9页，此课件共35页哦6)6)患病率（患病率（prevalenceprevalence）：）：PREV=PREV=（a+ca+c）/（a+b+c+da+b+c+d）7)7)阳性似然比（阳性似然比（positive likelihood ratiopos
8、itive likelihood ratio）：）：有病者诊断性试验阳性的概率与无病者试验阳有病者诊断性试验阳性的概率与无病者试验阳性的概率之比。性的概率之比。+LR=a/+LR=a/（a+ca+c）/b/b/（b+db+d）=Sen/Sen/（1-Spe1-Spe）8)8)阴性似然比（阴性似然比（negative likelihood rationegative likelihood ratio）：）：有病者试验阴性的概率和无病者试验阴性的概有病者试验阴性的概率和无病者试验阴性的概率之比。率之比。-LR=c/-LR=c/（a+ca+c）/d/d/（b+db+d）=（1-Sen1-Sen）/S
9、pe/SpeLRLR：有病者得出某一试验结果的概率与无病者得：有病者得出某一试验结果的概率与无病者得出该试验结果的概率之比。出该试验结果的概率之比。10第10页，此课件共35页哦2 2。诊断性试验指标的临床意义。诊断性试验指标的临床意义n稳定的指标：敏感性、特异性、稳定的指标：敏感性、特异性、LRLR、LRLR（是最重要的指标）（是最重要的指标）n相对稳定的指标：准确性相对稳定的指标：准确性n不稳定的指标：阳性预测值、阴性预测值、不稳定的指标：阳性预测值、阴性预测值、患病率患病率 11第11页，此课件共35页哦不稳定指标及其影响因素不稳定指标及其影响因素 现举例说明不稳定指标及其影响因素：某地
10、运动员有胸现举例说明不稳定指标及其影响因素：某地运动员有胸前区疼痛史者例，分别作运动心电图及冠状动前区疼痛史者例，分别作运动心电图及冠状动脉造影，结果如表：脉造影，结果如表：冠状动脉狭窄冠状动脉狭窄75%75%（金标准）（金标准）是是 否否运动心电图运动心电图 +55+55（a a）7 7（b b）6262 -49 -49（c c）8484（d d）133133 104 91 195 104 91 19512第12页，此课件共35页哦SEN=a/(a+c)=55/104=53%SEN=a/(a+c)=55/104=53%SPE=d/(b+d)=84/91=92%SPE=d/(b+d)=84/9
11、1=92%ACC=(a+d)/(a+b+c+d)=55+84/195=71%ACC=(a+d)/(a+b+c+d)=55+84/195=71%+PV=a/(a+b)=55/62=89%+PV=a/(a+b)=55/62=89%-PV=d/(c+d)=84/133=63%-PV=d/(c+d)=84/133=63%PREVPREV（冠状动脉狭窄）（冠状动脉狭窄）=(a+c)/(a+b+c+d)=104/195=53%=(a+c)/(a+b+c+d)=104/195=53%+LR=SEN/(1-SPE)=0.53/+LR=SEN/(1-SPE)=0.53/（1-0.921-0.92）=6.6=6.
12、6-LR=(1-SEN)/SPE=(1-0.53)/0.92=0.51-LR=(1-SEN)/SPE=(1-0.53)/0.92=0.51阳性率阳性率=(a+b)/(a+b+c+d)=62/195=31%=(a+b)/(a+b+c+d)=62/195=31%13第13页，此课件共35页哦如果扩大检查范围，将该地全体运动员都如果扩大检查范围，将该地全体运动员都作上述检查，结果如表：作上述检查，结果如表：冠状动脉狭窄冠状动脉狭窄 是是 否否运动心电图运动心电图 55(a)42(b)55(a)42(b)9797 49(c)49(c)478(d)478(d)527527 104104520520 62
13、4624 14第14页，此课件共35页哦SEN=55/104=53%SEN=55/104=53%（不变）（不变）SPE=478/520=92%SPE=478/520=92%（不变）（不变）ACC=(55+478)/624=85%ACC=(55+478)/624=85%（增加，个百分（增加，个百分点）点）+PV=55/97=57%+PV=55/97=57%（下降，个百分点）（下降，个百分点）-PV=478/527=91%-PV=478/527=91%（增加，个百分点）（增加，个百分点）PREV=104/624=17%PREV=104/624=17%（原为）（原为）+LR=0.53/+LR=0.5
14、3/（1-0.921-0.92）=6.6=6.6（不变）（不变）-LR=-LR=（1-0.531-0.53）/0.92=0.51/0.92=0.51（不变）（不变）阳性率阳性率=97/624=15%=97/624=15%（下降，个百分点）（下降，个百分点）15第15页，此课件共35页哦结果解释结果解释n的下降是由于扩大了检查范围，的下降是由于扩大了检查范围，被检人群中，患病者例数减少所致。被检人群中，患病者例数减少所致。n随着的下降，、随着的下降，、，而、阳性率，而、阳性率。nSENSEN、SPESPE、LRLR、LRLR、稳定不变。、稳定不变。w在评价诊断性试验中，一般不用阳性率，因在评价诊
15、断性试验中，一般不用阳性率，因阳性病例数并未说明是真阳性或假阳性。阳性病例数并未说明是真阳性或假阳性。16第16页，此课件共35页哦 从以上组数据可以看出：从以上组数据可以看出：当患病率变化后，当患病率变化后，SENSEN、SPESPE、LRLR及及-LR-LR都很稳定，都很稳定，两组数字相同，而两组数字相同，而PVPV随随PREVPREV不同有很大变化，尤其不同有很大变化，尤其是是PVPV随患病率增高而增加。因此，随患病率增高而增加。因此，PVPV不能看做试验不能看做试验本身的特性。敏感度越高，则假阴性越低，假阴性本身的特性。敏感度越高，则假阴性越低，假阴性率等于漏诊率。因此，高敏感度的试验
16、，用于临床率等于漏诊率。因此，高敏感度的试验，用于临床诊断时漏诊率低。通常用高敏感度试验，阴性结果诊断时漏诊率低。通常用高敏感度试验，阴性结果排除诊断，又称为排除诊断，又称为SnNoutSnNout。高敏感度试验用于：高敏感度试验用于：n疾病漏诊可能造成严重后果；疾病漏诊可能造成严重后果；n用于排除疾病；用于排除疾病；n用于筛选无症状且发病率又比较低的疾病。用于筛选无症状且发病率又比较低的疾病。17第17页，此课件共35页哦特异性越高，则假阳性率越低，假阳特异性越高，则假阳性率越低，假阳性率等于误诊率。因此，特异性高的性率等于误诊率。因此，特异性高的试验，用于临床时误诊机会少。高特试验，用于临
17、床时误诊机会少。高特异性试验，用于肯定诊断、确诊疾病。异性试验，用于肯定诊断、确诊疾病。当试验结果阳性时，临床确诊价值最当试验结果阳性时，临床确诊价值最大。大。用高特异性试验，阳性结果肯定诊断，用高特异性试验，阳性结果肯定诊断，又称为又称为SpPinsSpPins。特异性高的试验适用于：特异性高的试验适用于：n肯定疾病的诊断；肯定疾病的诊断；n凡假阳性结果会导致病人精神负担，或不凡假阳性结果会导致病人精神负担，或不当防治措施会给病人带来严重危害。当防治措施会给病人带来严重危害。18第18页，此课件共35页哦四、诊断性试验的样本大小的计算四、诊断性试验的样本大小的计算计算时，先查阅文献或作预试估
18、计计算时，先查阅文献或作预试估计SENSEN、SPESPE病例组（）：用该试验敏感性估计病例组（）：用该试验敏感性估计=（）（）对照组（）：用该试验特异性估计对照组（）：用该试验特异性估计 P P=（）（）用估计总体率的样本公式分别计算用估计总体率的样本公式分别计算m ma a2 2（）（）2 2m ma a2 2（）（）2 2显著性水平显著性水平取取.（双侧检验）（双侧检验）诊断性试验的允许误差诊断性试验的允许误差一般定在一般定在0.05-0.100.05-0.1019第19页，此课件共35页哦五、似然比的临床应用五、似然比的临床应用 可用于临床计算患病的概率，便于更准确地对患者作出诊可用于
19、临床计算患病的概率，便于更准确地对患者作出诊断。断。例如：对怀疑急性心肌梗塞患者，作肌酸磷酸激酶（例如：对怀疑急性心肌梗塞患者，作肌酸磷酸激酶（CPKCPK）测定，根据其结果可计算似然比。爱丁堡皇家医院将怀疑）测定，根据其结果可计算似然比。爱丁堡皇家医院将怀疑心肌梗死者心肌梗死者360360例收入病房例收入病房,检测检测CPKCPK，由一位不知，由一位不知CPKCPK结果的结果的医生根据心电图和尸检结果判断有心肌梗死者医生根据心电图和尸检结果判断有心肌梗死者230230例，无心例，无心梗者梗者130130例，测定值如下：例，测定值如下：2-39 40-79 80-119 120-159 160
20、-199 200-239 240-279 280-319 320-359 360-399 400-439 440-4792-39 40-79 80-119 120-159 160-199 200-239 240-279 280-319 320-359 360-399 400-439 440-479 =480 =480AMI AMI+2 13 30 30 21 19 18 13 19 15 7 8 35+2 13 30 30 21 19 18 13 19 15 7 8 35 -88 26 8 5 0 1 1 1 0 0 0 0 0 -88 26 8 5 0 1 1 1 0 0 0 0 0 20第
21、20页，此课件共35页哦如将如将CPK 80CPK 80单位作为诊断心肌梗死的临界值，列出四格表单位作为诊断心肌梗死的临界值，列出四格表 急性心肌梗塞急性心肌梗塞 是是 否否 80u 215 1680u 215 16 CPK CPK 80u 15 11480u 15 114 230 130 230 130 SEN=a/SEN=a/（a+ca+c）=215/230=0.93=215/230=0.93 SPE=d/SPE=d/（b+db+d）=114/130=0.88=114/130=0.88+LR=SEN/+LR=SEN/（1-SPE1-SPE）=0.93/=0.93/（1-0.881-0.88
22、）=7.75=7.7521第21页，此课件共35页哦再一步分析，则可计算不同水平的阳性似然比：再一步分析，则可计算不同水平的阳性似然比：CPK AMICPK AMI（+）AMIAMI（-）LRLR n n 比例比例 n n 比例比例 280 97 97/230=0.42 1 1/130=0.01 0.42/0.01=42 80279 118 118/230=0.51 15 15/130=0.12 0.51/0.12=4.2 4079 13 13/230=0.06 26 26/130=0.02 0.06/0.02=0.3139 2 2/230=0.01 88 88/130=0.67 0.01/0
23、.67=0.01 230 13022第22页，此课件共35页哦23第23页，此课件共35页哦似然比的应用：似然比的应用：n验前比（验前比（Pretest OddsPretest Odds）=验前概率验前概率/（1-1-验前概率）验前概率）n验后比（验后比（Post-test OddsPost-test Odds）=验前比验前比似然似然比比n验后概率（验后概率（Post-test ProbabilityPost-test Probability）=验验后比后比/（1+1+验后比）验后比）24第24页，此课件共35页哦例：某患者活动后即感胸前区疼痛，在医院检查例：某患者活动后即感胸前区疼痛，在医院
24、检查CPKCPK为为7272单位，试问患单位，试问患AMIAMI的可能性有多大？的可能性有多大？解：（解：（1 1）估计患估计患AMIAMI的可能性有的可能性有50%50%（试验前概率）（试验前概率）（2 2）按前表中按前表中CPKCPK为为72U72U的的 LR=0.30LR=0.30 （3 3）计算：计算：试验前机遇值试验前机遇值=0.50/=0.50/（1-0.501-0.50）=1=1 试验后机遇值试验后机遇值=10.30=0.30=10.30=0.30 试验后概率试验后概率=0.3/=0.3/（1+0.31+0.3）=0.23=0.23 答：该病例患答：该病例患AMIAMI的机会只有
25、的机会只有23%23%。25第25页，此课件共35页哦六、提高诊断性试验效率的方法：六、提高诊断性试验效率的方法：联合试验联合试验1.1.平行试验：同时做几个试验，只要有一个阳性，即可平行试验：同时做几个试验，只要有一个阳性，即可认为有患病证据。平行试验提高了认为有患病证据。平行试验提高了敏感度和阴性预测敏感度和阴性预测值值，但降低了特异度及阳性预测值。，但降低了特异度及阳性预测值。如联合用阻抗体积描记图及注射如联合用阻抗体积描记图及注射125125I I纤维蛋白原下肢扫描纤维蛋白原下肢扫描诊断下肢深静脉栓塞。单独应用这诊断下肢深静脉栓塞。单独应用这2 2种方法时，种方法时，2 2种方法种方法
26、的敏感度均为的敏感度均为74%74%，平行试验可使敏感度提高到，平行试验可使敏感度提高到94%94%。Sen=Sen1+Sen2-Sen1 X Sen2Sen=Sen1+Sen2-Sen1 X Sen2Spe=Spe1 X Spe2Spe=Spe1 X Spe2验后比验后比=验前比验前比 X LR1 X LR2X LR1 X LR226第26页，此课件共35页哦联合试验联合试验2.2.序列试验：依次相继的试验，要所有的试验阳性序列试验：依次相继的试验，要所有的试验阳性才能做出诊断。序列试验提高了才能做出诊断。序列试验提高了特异度及阳性预特异度及阳性预测值测值。但降低了敏感度及阴性预测值。但降低
27、了敏感度及阴性预测值。例如：诊断心肌梗死的例如：诊断心肌梗死的CPKCPK、ASTAST、LDHLDH，没有一，没有一种试验是很特异的，如采用序列试验，即三项种试验是很特异的，如采用序列试验，即三项均阳性才能诊断，这样可提高诊断心肌梗死的均阳性才能诊断，这样可提高诊断心肌梗死的特异度。特异度。SEN=SEN1 X SEN2SEN=SEN1 X SEN2SPE=SPE1+SPE2-SPE1 X SPE2SPE=SPE1+SPE2-SPE1 X SPE227第27页，此课件共35页哦七、诊断性试验的评价原则七、诊断性试验的评价原则新的诊断性试验用于临床之前或杂志上有关诊断性新的诊断性试验用于临床之
28、前或杂志上有关诊断性试验的结论，均须经过科学的评价。试验的结论，均须经过科学的评价。1.1.是否采用盲目法将诊断性试验与标准诊断法（金是否采用盲目法将诊断性试验与标准诊断法（金标准）作过对比研究？标准）作过对比研究？J诊断性试验必须与金标准比较，才能确定是否可靠。诊断性试验必须与金标准比较，才能确定是否可靠。J盲法对比，更为科学。盲法对比，更为科学。J列出四格表进行分析对比，计算各项指标，根据列出四格表进行分析对比，计算各项指标，根据ACCACC、SENSEN、SPESPE确定诊断性试验有无应用价值。确定诊断性试验有无应用价值。28第28页，此课件共35页哦2.2.被检查的病例是否包括各型病例
29、（轻、重、治疗、未被检查的病例是否包括各型病例（轻、重、治疗、未治疗），以及个别易于混淆的病例？治疗），以及个别易于混淆的病例？J例如测定血中例如测定血中T3T3、T4T4诊断甲亢、测定血糖诊断糖尿病，当包诊断甲亢、测定血糖诊断糖尿病，当包括各型病例时，这些指标既可判断病情又可作鉴别诊断，是较括各型病例时，这些指标既可判断病情又可作鉴别诊断，是较好的诊断性试验。好的诊断性试验。3.3.病例的来源和研究工作的安排是否作了叙述？病例的来源和研究工作的安排是否作了叙述？J病例来源不同，对诊断性试验评价也有一定的影响。例如：专病例来源不同，对诊断性试验评价也有一定的影响。例如：专科门诊开展肾动脉造影检
30、查青年高血压病，或血红蛋白电泳检科门诊开展肾动脉造影检查青年高血压病，或血红蛋白电泳检查长期贫血患者，则阳性率较高，价值较大。查长期贫血患者，则阳性率较高，价值较大。J上述试验用于基层医院，检查一般的高血压及贫血病人，则阳上述试验用于基层医院，检查一般的高血压及贫血病人，则阳性率很低，开展后使用价值不大。性率很低，开展后使用价值不大。29第29页，此课件共35页哦4.4.诊断性试验的重复性及其临床意义是否明确？诊断性试验的重复性及其临床意义是否明确？重复性（重复性（ReproducibilityReproducibility）又称精密性）又称精密性（PrecisionPrecision）或可靠
31、性（）或可靠性（ReliabilityReliability）。如多次）。如多次测定同一标本结果接近，说明测定数值稳定，表明仪测定同一标本结果接近，说明测定数值稳定，表明仪器性能好，操作技术熟练，方法可靠。可通过试验室器性能好，操作技术熟练，方法可靠。可通过试验室质控来保证重复性。质控来保证重复性。5.5.诊断性试验所确定的正常值是否合理、可靠？诊断性试验所确定的正常值是否合理、可靠？（1 1）正常值的含义不同，可直接影响正常值的数据。）正常值的含义不同，可直接影响正常值的数据。正态分布的正常值，可用正态分布的正常值，可用2SD2SD表示，它包括正常值表示，它包括正常值的的95%95%；据此；
32、据此100100例健康人，经两种检查后，健康人例健康人，经两种检查后，健康人只有只有9090例（例（0.950.952 2=0.90=0.90），作五种检查后健康人只有），作五种检查后健康人只有7777例（例（0.950.955 5=0.77=0.77），这种正常的表示显然有不确切的），这种正常的表示显然有不确切的一面。一面。非正态分布的正常值用中位数、正常范围或非正态分布的正常值用中位数、正常范围或95%95%百百分位法表示。分位法表示。30第30页，此课件共35页哦正常值的确定：正常值的确定：n均数均数+/-2+/-2标准差标准差n百分位数百分位数n按照文化、习俗确定按照文化、习俗确定n危
33、险因素危险因素n诊断标准诊断标准n治疗标准治疗标准31第31页，此课件共35页哦（2 2）正常的临界值对诊断的影响：见图。）正常的临界值对诊断的影响：见图。L 以以N N为临界值，误诊数为为临界值，误诊数为b b，漏诊数为，漏诊数为c c。L 如要降低漏诊病人数（如要降低漏诊病人数（C0C0），以），以X X值为临界值，值为临界值，则误诊数增加：则误诊数增加：L SEN=a/SEN=a/（a+ca+c）100%100%L -PV=d/-PV=d/（c+dc+d）100%100%L 如降低误诊人数（如降低误诊人数（b0b0），以），以Y Y为临界值，则漏为临界值，则漏诊数大为增加：诊数大为增加：
34、L SPE=d/SPE=d/（b+db+d）100%100%L +PV=a/+PV=a/（a+ba+b）100%100%L Z Z点的确定：在上述情况下，确定临界值的科学方点的确定：在上述情况下，确定临界值的科学方法，应采用法，应采用ROCROC曲线。曲线。32第32页，此课件共35页哦正常临界值对诊断的影响正常临界值对诊断的影响33第33页，此课件共35页哦ROC曲线当试验结果为连续数值时（如当试验结果为连续数值时（如CPKCPK），用不同值做临），用不同值做临界点，分别计算敏感度、特意度，以敏感度为界点，分别计算敏感度、特意度，以敏感度为Y Y坐坐标，标，1-1-特异度为特异度为X X坐标，作出的曲线称为坐标，作出的曲线称为ROCROC曲线。曲线。如以如以CPK 1CPK 1、4040、8080、280280为临界点，计算各点的为临界点，计算各点的SENSEN，SPESPE。=280=280=80=80=40=40=1=1SENSEN42%42%93%93%99%99%100%100%SPESPE99%99%88%88%68%68%0%0%34第34页，此课件共35页哦35第35页，此课件共35页哦