筛检与诊断试验的评价
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诊断试验及疾病筛检的评价--一、筛检(一)筛检的概念筛检(screening)是在大量人群中通过快速的试验和其他方法,去发现那些未被识别的病人、可疑病人或有缺陷的人。
图5-1 筛检步骤示意图筛检不是诊断试验,它是把健康人和病人(疑似病人、有缺陷的人)区别开来的方法,它仅是初步检查,是早期发现病人的一种方法。
对筛检试验阳性还应进一步确诊。
对某种疾病来说,在一般人群中包括三种人,一种是无该病的健康人,一种是可疑有该病但实际无该病的人,一种是有该病的人。
这三种人混杂存在。
筛检的工作即是将健康人与其他两类人区别开来。
然后用更完善的诊断方法,将可疑患该病但实际无该病的人与实际患该病的人区别开来,(见图5-1)。
第三步为对有该病的人进行治疗,使之恢复。
因此,筛检是第一步,诊断试验是第二步,治疗是第三步。
(二)筛检的分类1.人群筛检(population screening,mass screening)是指用一定筛检方法对一个人群进行筛检,找出其中患该病可能性较大的人,然后,对其进一步诊断及治疗。
如先用尿糖测定筛检出可疑糖尿病病人,再用其他方法(如血糖测定)以确诊,然后加以治疗。
2.多次(级)筛检(multiple screening)在上类筛检中,同时应用多种筛检方法进行筛检,可以同时筛检多种疾病。
3.定期健康检查(periodical health examination)或目标筛检(targeted screenig)对有某种暴露的人群(如铅作业工人)、高危人群、某一单位、某种职业人群定期进行健康检查,以早期发现病人,及时给予治疗。
4.病例搜索(case-finding)或机会性筛检(opportunistic scr eening)筛检的对象局限于因其他原因而找临床医师或卫生医师诊治或咨询的人。
即是临床医师或卫生医师对来诊者加用其他筛检方法,以发现与主诉无关的疾病。
(三)适用于筛检的疾病、对象及筛检应用的原则在开展筛检规划时应当注意以下几点:1.应当筛检危害严重的疾病或缺陷,迟发现将造成严重后果如遗传性代谢缺陷的苯丙酮尿症(phenyl ketonuria)及某些癌症(如宫颈癌),或某些已成为重大的社会卫生问题的疾病或缺陷。
诊断试验和筛检试验的评价一、目的要求1、掌握诊断与筛检验试验的评价指标及计算方法2、了解诊断与筛检试验标准的选定原则二、内容(一)诊断与筛检试验的评价指标课题一CA19-9(19糖原决定簇)为一种无损伤的非侵入性的胰腺癌诊断方法。
为评价此法的真实性,使用该方法同时检测了55例经病理确诊的胰腺癌病人和58例非胰腺癌的健康对照,结果如表 1表1 CA19-9检测胰腺癌和非胰腺癌人群的结果CA19-9 胰腺癌病人非胰腺癌病人合计阳性(≥75U)47 10 57阴性(<75U)8 48 56 合计55 58 113问题1:请计算此法的灵敏度、特异度、假阳性率、假阴性率、约登指数、阳性预测值、阴性预测值?(二)诊断与筛检试验的影响因素课题二CA19-9在人群中的分布为一连续分布,下图是CA19-9的胰腺癌和非胰腺癌人群的分布示意图,若使用CA1—9在人群中作筛检或诊断,请回答:问题2:为使灵敏度最高,应取什么标准?此时的灵敏度是多少?假阴性率是多少?问题3:为使特异度最高,应取什么标准?此时的特异度是多少?假阳性率是多少?课题三当使用CA19-9筛检或诊断胰腺癌时,不同的诊断标准得到的灵敏度和特异度不一样,二者的关系如表 2已知甲地区人口10万人,胰腺癌患病率为30/10万;乙地区人口也是10万,其胰腺癌的患病率为15/10万。
如果分别以CA19-9大于37U和大于75U作为阳性诊断标准,同时在这两个地区进行胰腺癌筛检,请回答:问题4:请将预测筛检结果填入表3中,请问预测值和现患率有何关系?问题5:当医生拿到来自患病率差异较大的地区的病人的阳性或阴性结果时,其临床意义大小有无差异?为什么?表2 不同诊断标准测得的CA19-9的灵敏度和特异度CA19-9 灵敏度(%)特异度(%)>37U 98.1 76.0>75U 85.5 82.8>120U 80.0 86.2表3 两地区胰腺癌预期筛检结果诊断标准现患率阳性预测值阴性预测值>37U 30/10万(甲地)>37U 15/10万(乙地)>75U 30/10万(甲地)>75U 15/10万(乙地)(三)联合试验课题四某学者同时用CA19-9和B超检测胰腺癌和非胰腺癌人群,结果如表 4表4 CA19-9和B超检测胰腺癌和非胰腺癌人群结果CA19-9 B超胰腺癌非胰腺癌+- 3 4++44 6-+ 5 23-- 3 25问题6:请分别计算各单项试验及并联试验和串联试验的灵敏度、特异度?问题7:与各单项试验比较,联合试验的灵敏度和特异度有何变化?问题8:联合试验在临床确诊和鉴别诊断方面有什么意义?。
第八章筛检与诊断试验的评价主要内容概述设计与实施筛检与诊断试验的评价提高筛检与诊断试验效率的方法筛检与诊断试验中的常见偏倚二级预防第一节概述筛检screeningo运用快速、简单的检验、检查或其他方法,从健康人群中即区分出表面健康但可能有病的个体诊断diagnosiso医务人员通过详尽的检查及调查等方法收集信息,经过整理加工后对患者病筛检的分类根据筛检对象范围整群筛检(mass screening): 对一定范围的人群进行筛检目标筛检(targeted screening): 对特定暴露人群或高危人群进行筛检 根据所用方法数量单项筛检(single screening): 用一种筛检试验,筛查一种疾病多项筛选(multiple screening): 同时应用多种方法进行筛检,可同时筛检多种疾病筛检试验实施原则体现当地重大公共卫生问题(患病率不是很低)有确诊的方法与条件对确诊的患者和高危人群进行有效地治疗与干预了解疾病的自然史筛检的疾病或因素有可供识别的早期症状或指标快速、简便、经济、可靠、安全、有效,易接受足够的人力、物力、财力和良好的社会环境条件有连续完整地筛检计划,能按计划进行考虑成本-收益问题符合伦理,有益无害,尊重隐私,公平公正✧第二节设计与实施1、确定金标准金标准golden standard:当前医学界公认的诊断疾病的最可靠方法,也称标准诊断、标准试验、参考标准等(金标准不是一直不变的)如:活检、手术发现、微生物培养、尸检、特殊检查、影像诊断、临床综合判断、长期随访结果等2、选择研究对象总体原则:能代表诊断试验可能应用的目标人群●阳性组(即病例组):包括所研究疾病各种临床类型的病例,各种病情程度、典型和不典型、有并发症和无并发症、治疗过与未治疗过●阴性组(即对照组):金标准证实没有目标疾病的个体,最好患有与该病易混淆的其他疾病常见的对象选择方式1、选择经金标准确诊后的病例以及对照,然后进行诊断试验2、选择一组样本人群,同时接受金标准及诊断试验的检测选择研究对象的注意事项需考虑性别、年龄等因素的影响,使病例组和对照组具有可比性需注意试验人群应同时进入研究,同时接受金标准和待评价诊断试验的检测,以避免偏倚的发生3.盲法判断与比较结果盲法判定与比较结果,避免过高或过低估计诊断试验与金标准的符合程度,避免观察者偏倚,以保证比较结果的真实性ROC曲线:受试者工作特征曲线,以灵敏度为纵坐标,1-特异度为横坐标✧第三节诊断试验的评价评价内容1、真实性:诊断试验能在多大程度上进行正确诊断,反映出真实的情况2、可靠性:重复进行诊断试验的稳定性3、收益:应用诊断试验后,判断正确的可能性;新确诊病例的数量及预后状况;卫生经济学评价诊断试验结果整理一、真实性 validity ★(评价诊断试验要写出灵敏度跟特异度!)● 也称效度、准确性(accuracy),指与金标准相比,测量值与实际值相符合的程度,即在一次试验中能多大程度地测量出真实情况1、灵敏度和假阴性率★(只与病人组有关)● 灵敏度 sensitivity :实际有病的人被正确诊断为有病的比例,说明,也称真阳性率 true positive rate实际有病而未被诊断出的人即为假阴性假阴性率false negative rate :也称漏诊率灵敏度+ 假阴性率 = 12、特异度与假阳性率★(只与未患病的组有关)特异度 specificity :实际无病的人被正确诊断为无病的比例,说明诊断试验确定非病人的能力(不误诊),也称真阴性率 true negative rate实际无病而被诊断为有病的人即为假阳性假阳性率 false positive rate :也称误诊率特异度 + 假阳性率 = 13、似然比 likelihood ratio ,LR (诊断/金标准的结果)● 是灵敏度和特异度的复合指标,即有病者中得出某一诊断试验结果的概率与无病者得出这一概率的比值● 全面反映了诊断试验的诊断价值,非常稳定● 似然比只与某一试验自身的性质相关,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 positive likelihood ratio● 反映了诊断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,试验结果阳性为真阳性的概率越大阴性似然比 negative likelihood ratio1LR +==-真阳性率灵敏度假阳性率特异度● 反映了诊断试验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,试验结果阴性为真阴性的概率越大4诊断试验正确判断出病例与非病人的总能力 正确指数 = (灵敏度 + 特异度) - 1= 1 – (假阴性率 + 假阳性率)指数越接近1(或100%),真实性越好二、可靠性 reliability● 也称信度、精确度precision ,是指在相同条件下重复某诊断试验获得结果的稳定程度,因此也称可重复性 repeatability1、标准差和变异系数标准差 standard deviation变异系数 coefficient variance, CV变异系数=(标准差/算术均数)×100%2、符合率 agreement rate 也称一致率 consistency :● 同一批研究对象两次诊断结果均为阳性与阴性的人数之和占全部受试对象的比例 ● 是粗略的观察一致性,受机遇chance 影响3、一致性检验(Kappa 分析)(具体的不要记住,但是原理要了解)观察一致性 observed agreement, PoPo = (a+d) / N = 91.18%机遇一致性 agreement of chance, PcPc = (r 1c 1/N + r 2c 2/N) / N = 51.04%非机遇一致性 potential agreement beyond chance= 1 – Pc = 48.96%实际一致性 actual agreement beyond chance= Po – Pc = 40.14% Kappa 值 = 实际一致性/非机遇一致性掌握:Kappa 取值范围为-1~+1, -1:完全不一致0:观察一致率完全由机遇所致+1:完全一致影响可靠性的因素● 研究对象的生物学差异● 试验因素导致的差异● 观察者的变异1LR --==假阴性率灵敏度真阴性率特异度应用提示:遵循SOP ,注意试剂的标准化、仪器的矫正、环境条件的控制,工作人员的培训三、诊断试验的收益★1、预测值 predictive value, PV应用诊断试验后,凭结果来估计受检者患病和不患病可能性大小的指标◎阳性预测值 positive predictive value, PPV试验阳性者真正有病的可能性诊断试验 金标准合计+ - +a b a+b -c d c+d 合计 a+c b+d N ◎阴性预测值 negative predictive value, NPV试验阴性者真正没有病的可能性预测值与患病率、灵敏度、特异度的关系2、 检出新病例及其预后)1)(1(特异度患病率患病率灵敏度患病率灵敏度阳性预测值--+⨯⨯=患病率灵敏度患病率特异度患病率特异度阴性预测值⨯-+-⨯-⨯=)1()1()1(从理论上讲,诊断试验灵敏度高,发现的(新)病例多,并且早发现、早诊断、早治疗带来的治愈率、阴转率和生存率等相应较高,病死率和死亡率应该相应较低 可以通过诊断出病例的多少和预后来评价诊断试验的收益3、卫生经济学效果评价●成本效果分析(cost-effectiveness analysis)指研究投入的费用及其获得的生物学效果●成本效益分析(cost-benefit analysis)指研究投入的费用及其获得的经济效益比较●成本效用分析(cost-utility analysis)指研究投入的成本与取得的生命质量改善之间的分析评价方法四、确定诊断试验的界值1、诊断试验的指标●主观指标:被诊断者主述●客观指标:仪器测定●半客观指标:诊断者主观感知应尽量采用客观指标2、确定界值的原则试验截断值Cut-off point●理想的截断值:病人和正常人的生理参数能够完全分开●实际情况:以计量资料性质的指标进行测量时,病人和正常人的参数范围常相互交叉、重叠界值降低界值,假阳性增加,灵敏度提高但特异度下降提高界值,假阴性增加,特异度提高但灵敏度下降(1)选择高灵敏度诊断试验●某种疾病的早期发现、早期诊断将使病人获得有效治疗和康复,漏诊或延误诊断将会造成严重后果●有现成的治疗方法可以利用●从伦理和经济的角度可以接受特异度降低,假阳性增多,导致需要进一步确诊的可疑病例增多,从而增加检查成本。
这类疾病如结核病、梅毒和何杰金氏病等。
(2)选择高特异度诊断试验●误诊将会对病人造成严重的心理、生理和经济上的影响●对于治疗效果不理想的疾病,且确诊和治疗费用又比较昂贵的疾病●疾病预后不严重,且现有治疗方法不理想,如肝癌等(3)选择灵敏度和特异度均较高的诊断试验如果某种疾病漏诊和误诊同等重要,应将试验阳性界值定在灵敏度和特异度均较高的位置,或正确诊断指数最大处3、确定诊断试验界值的方法●临床判断法如血压收缩压≥140mmHg为异常,舒张压≥90mmHg为异常●统计学方法●均数±标准差●百分位数法●ROC曲线法受试者工作特性曲线●Receiver operator characteristic curve, ROC●诊断试验以计量资料表达结果时,可设定多个不同的临界值,从而计算出一系列的灵敏度/特异度对子,以灵敏度为纵坐标,以(1-特异度)为横坐标,所绘制的曲线即为ROC曲线ROC曲线的应用(左上角的那个一般为界值)1. 用于最佳诊断试验分界值的选择2. 比较两种或两种以上诊断试验的诊断价值✧第四节提高试验效率的方法一、选择患病率高的人群●灵敏度和特异度不变时,患病率与阳性预测值成正比二、联合试验multiple test●平行试验(并联)●系列试验(串联)联合试验提高灵敏度或特异度★1、并联试验(parallel test)/ 平行试验凡有一项检测为阳性者即判为阳性,所有检测均为阴性才判为阴性2采用几种方法检测疾病,只有全部检测均为阳性者才判为阳性,凡有一项检测结果为阴性即判为阴性并联试验:提高灵敏度,降低特异度,代价是误诊率增加(临床上常用,因为灵敏度的改变更为明显)串联试验:提高诊断的特异度,减少误诊,其代价是灵敏度降低,漏诊率增加✧第五节筛检与诊断试验中的常见偏倚筛检与诊断试验特有的偏倚★领先时间偏倚由于筛检的时间和临床诊断时间之差,被解释为因为筛检而延长的生存时间(有可能不检查出来也能活那么久,有潜伏期)病程长短引起的偏倚病程短的疾病被筛检出的可能性低于病程长的疾病如:筛检可改善肿瘤等结局的假象,但病程长生长缓慢的肿瘤患者比生长快的肿瘤患者生存期长小结●筛检与诊断试验的比较●筛检与诊断试验的设计原理●评价指标的意义及计算方法:灵敏度、特异度、预测值、似然比、正确诊断指数、一致率●灵敏度、特异度、患病率与预测值的联系●试验界值的确定:ROC曲线●并联试验、串联试验与灵敏度、特异度●筛检与诊断试验的偏倚●。