診斷試驗(yàn)評價(jià)ppt課件

1、診斷實(shí)驗(yàn)評價(jià)徐濤主要內(nèi)容評價(jià)診斷實(shí)驗(yàn)的常用目的靈敏度、特異度一致率、Youden指數(shù)、似然比陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值ROC曲線ROC曲線的定義和用途ROC曲線下面積的估計(jì)和檢驗(yàn)何為診斷實(shí)驗(yàn)？診斷實(shí)驗(yàn)Diagnostic test是指為給患者做出診斷所運(yùn)用的各種實(shí)驗(yàn)室檢查、醫(yī)療儀器檢查及其它方法。包括各種實(shí)驗(yàn)室檢查診斷、影像診斷和儀器診斷等如X線、超聲波、CT掃描、磁共振及纖維內(nèi)鏡等。一項(xiàng)好的診斷實(shí)驗(yàn)，應(yīng)具備疾病存在時(shí)能正確地發(fā)現(xiàn)疾病、疾病不存在時(shí)能正確地排除疾病的才干，即具有較高的診斷準(zhǔn)確度。如何評價(jià)診斷實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度診斷實(shí)驗(yàn)評價(jià)的根本方法是用所謂的“金規(guī)范，確診區(qū)分某病的病人和非病人，再運(yùn)用待評

2、價(jià)的診斷方法盲法測定這些研討對象，經(jīng)過比較兩者的一致性情況對新的測定方法進(jìn)展評價(jià)。金規(guī)范Gold standard是指當(dāng)前醫(yī)學(xué)界公認(rèn)的最準(zhǔn)確的診斷方法，如手術(shù)、病理學(xué)檢查、生物標(biāo)志物的檢測等。金規(guī)范實(shí)際上：能檢測出一切患者，同時(shí)又能排除一切非患者的檢查方法或診斷過程。方法應(yīng)該100%準(zhǔn)確實(shí)踐上：當(dāng)前醫(yī)學(xué)公認(rèn)的診斷疾病的最準(zhǔn)確的方法，即規(guī)范診斷通常比需評價(jià)的診斷實(shí)驗(yàn)更昂貴或更危險(xiǎn)或更客觀但不能及時(shí)做出診斷的檢查，如組織活檢、手術(shù)、尸檢等。有時(shí)只能將數(shù)年后的隨訪結(jié)果作為金規(guī)范，一些非自限性、在發(fā)現(xiàn)可疑征兆數(shù)年后疾病表現(xiàn)進(jìn)展會更明顯的疾病如大部分癌癥及退行性疾病。如何評價(jià)診斷實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度在實(shí)踐任務(wù)中

3、，必需按照某種原那么選擇一個(gè)診斷規(guī)范或閾值，據(jù)此判別檢測對象能否患有某種疾病。如高血壓的診斷規(guī)范為：140/90mmHg但是患者與非患者的丈量目的分布常有一定重疊，導(dǎo)致診斷不準(zhǔn)確。非患者患者閾值漏診誤診診斷實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺霈F(xiàn)兩類錯(cuò)誤假陽性錯(cuò)誤：實(shí)踐未患病但檢測結(jié)果為陽性，即誤診；假陰性錯(cuò)誤：實(shí)踐患病但檢測結(jié)果為陰性，即漏診；一個(gè)準(zhǔn)確度好的診斷實(shí)驗(yàn)應(yīng)將誤診和漏診都控制在最小范圍內(nèi)。評價(jià)診斷實(shí)驗(yàn)的常用目的靈敏度、特異度一致率、Youden指數(shù)、似然比陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值不同研討對象的診斷實(shí)驗(yàn)結(jié)果表金標(biāo)準(zhǔn)診斷試驗(yàn)結(jié)果陽性陰性合計(jì)患者aba+b非患者cdc+d合計(jì)a+cb+da+b+c+d靈敏度與假陰性率

4、靈敏度Sensitivity，Se是指真實(shí)患者中診斷結(jié)果為陽性的概率，也稱為真陽性率True Positive Rate，TPR、敏感度，反映了正確診斷某種疾病的才干。假陰性率False Negative Rate，F(xiàn)NR指患者被診斷為陰性的概率，也稱為漏診率。特異度與假陽性率特異度Specificity，Sp是指非患者中診斷結(jié)果仍為陰性的概率，也稱之為真陰性率True Negative Rate，TNR,反映了疾病不存在時(shí)正確排除疾病的才干。假陽性率False Positive Rate，F(xiàn)PR是指非患者被診斷為陽性的概率，也稱為誤診率。靈敏度與特異度的可信區(qū)間靈敏度和特異度實(shí)踐上是一種概率

5、目的，故當(dāng)樣本量較大時(shí)，其規(guī)范誤和可信區(qū)間的計(jì)算可按照正態(tài)近似法利用率的規(guī)范誤和可信區(qū)間進(jìn)展。當(dāng)樣本量較小、或靈敏度和特異度接近1時(shí)，可用準(zhǔn)確概率法計(jì)算其可信區(qū)間。(P u/2Sp , P + u/2 Sp) 靈敏度與特異度的規(guī)范誤靈敏度與特異度例 70例糖尿病患者及510例非患者在口服葡萄糖2小時(shí)后進(jìn)展血糖實(shí)驗(yàn)，假設(shè)以6.7mmol/L為陽性規(guī)范，試計(jì)算該血糖實(shí)驗(yàn)的靈敏度和特異度。金標(biāo)準(zhǔn)診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)患者62870非患者162348510合計(jì)224356580靈敏度 靈敏度的95%可信區(qū)間為： Se u/2SE(Se)=0.8857 1.960.0380=0.8112，0.9602 特

6、異度 靈敏度的95%可信區(qū)間為： Sp u/2SE(Sp)=0.6824 1.960.0206=0.6420，0.7228 靈敏度與特異度的關(guān)系靈敏度只與真實(shí)的患者的檢測結(jié)果有關(guān)；特異度只與真實(shí)的非患者的檢測結(jié)果有關(guān)；研討對象中患者與非患者的比例對靈敏度和特異度的估計(jì)值沒有影響。隨著診斷界值提高，靈敏度降低、漏診率提高，但特異度提高、誤診率降低；隨著診斷界值降低，靈敏度提高、漏診率降低，但特異度降低、誤診率提高。非患者患者閾值漏診率誤診率特異度靈敏度靈敏度、特異度與診斷界值當(dāng)診斷實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果為定量目的或有序分類變量時(shí)，取不同的臨界值作為診斷界值cut-off point，實(shí)驗(yàn)將有不同的靈敏度

7、和特異度。靈敏度、特異度和診斷界值有關(guān)。乳腺超聲診斷乳腺腫瘤結(jié)果金標(biāo)準(zhǔn)乳腺超聲良性1可能良性2可能惡性3惡性4合計(jì)良性381363242491惡性71815876970合計(jì)45244479181461診斷界值靈敏度特異度1為陽性1.0000.0002為陽性0.9270.7763為陽性0.9190.8494為陽性0.9030.9144為陽性0.0001.000(8+15+876)/970381/491兩樣本資料靈敏度、特異度的比較這些目的實(shí)踐上是一種概率目的，可以利用兩個(gè)或多個(gè)率的比較方法，如用根據(jù)運(yùn)用條件用卡方檢驗(yàn)或準(zhǔn)確概率法比較靈敏度和特異度等。兩樣本資料靈敏度、特異度的比較分別用A、B兩種

8、方法進(jìn)展糖尿病診斷，試比較兩種方法的靈敏度和特異度。金標(biāo)準(zhǔn)A方法診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)患者62870非患者162348510合計(jì)224356580兩樣本資料靈敏度、特異度的比較金標(biāo)準(zhǔn)B方法診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)患者581270非患者112398510合計(jì)170410580H0：兩方法的靈敏度一樣 H1：兩方法的靈敏度不同 =0.05診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)A方法62870B方法581270合計(jì)12020140P0.05，兩種方法的靈敏度的差別無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。H0：兩方法的特異度一樣 H1：兩方法的特異度不同 =0.05診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)A方法162348510B方法112398510合計(jì)2747461

9、020P0.05，兩種方法的特異度的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。一致率一致率Agreement Rate指研討對象中診斷正確的例數(shù)占總例數(shù)的比例，即患者中檢查結(jié)果為陽性和非患者中檢測結(jié)果為陰性占總例數(shù)的比例，也稱為符合率。一致率當(dāng)對照組不是金規(guī)范時(shí)：靈敏度稱為陽性一致率、陽性符合率；特異度稱為陰性一致率、陰性符合率。Youden指數(shù)Youden指數(shù)Youdens index，J是真陽性率靈敏度與假陽性率之差，即靈敏度和特異度之和減1；Youden指數(shù)越大，闡明診斷準(zhǔn)確度越高。似然比似然比Likelihood Ratio，LR為兩個(gè)概率之比，包括陽性似然比LR(+)和陰性似然比LR(-) 。陽性似然比表示

10、患者診斷結(jié)果陽性的概率是非患者診斷結(jié)果陽性的概率的多少倍。陽性似然比實(shí)為真陽性率與假陽性率之比，陽性似然比越大，診斷準(zhǔn)確度越高。似然比陰性似然比表示患者診斷結(jié)果陰性的概率是非患者診斷結(jié)果陰性的概率的多少倍。陰性似然比實(shí)為假陰性率與真陰性率之比，陰性似然比越小，診斷準(zhǔn)確度越高。一致率、Youden指數(shù)和似然比例 70例糖尿病患者及510例非患者在口服葡萄糖2小時(shí)后進(jìn)展血糖實(shí)驗(yàn)，假設(shè)以6.7mmol/L為陽性規(guī)范，試計(jì)算該血糖實(shí)驗(yàn)的一致率、Youden指數(shù)和似然比。金標(biāo)準(zhǔn)診斷結(jié)果陽性陰性合計(jì)患者62870非患者162348510合計(jì)224356580一致率、Youden指數(shù)和似然比預(yù)測值預(yù)測值表示

11、當(dāng)診斷實(shí)驗(yàn)為某種結(jié)果時(shí)，受試者能被確診為病人或非病人的概率。預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)的靈敏度、特異度和受試人群中所研討疾病的患病率有關(guān)。預(yù)測值包括陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。陽性預(yù)測值陽性預(yù)測值Positive Predictive Value，PPV，PV+是指診斷結(jié)果為陽性時(shí)，實(shí)踐為患者的概率。P0為人群患病率，但研討樣本為人群的隨機(jī)樣本時(shí)：陰性預(yù)測值陰性預(yù)測值Negative Predictive Value，NPV，PV-是指診斷結(jié)果為陰性時(shí)，實(shí)踐為非患者的概率。P0為人群患病率，但研討樣本為人群的隨機(jī)樣本時(shí)：ROC曲線當(dāng)診斷實(shí)驗(yàn)的檢測結(jié)果為定量目的或有序分類目的時(shí)，多個(gè)診斷界值可以得到多個(gè)靈敏度和特

12、異度。ROC曲線也稱為受試者任務(wù)特征Receiver Operating Characteristic 曲線，可以綜合思索診斷實(shí)驗(yàn)在一切診斷界值時(shí)的靈敏度和特異度。ROC曲線是以1-特異度為橫坐標(biāo)，以靈敏度為縱坐標(biāo)繪制而成的曲線，它用線段銜接每個(gè)診斷界值對應(yīng)的1-特異度，靈敏度點(diǎn)。時(shí)機(jī)線時(shí)機(jī)線(chance line)曲線下從原點(diǎn)到右上角的對角線稱為時(shí)機(jī)線(chance line)，表示無論取何診斷界值，靈敏度=1-特異度，及真陽性率=假陽性率，即無論患者還是非患者都有一樣的“時(shí)機(jī)被診斷為陽性。ROC曲線的運(yùn)用綜合評價(jià)某種檢查方法的靈敏度和特異度，并最終確定臨床診斷時(shí)的最優(yōu)切分點(diǎn)。 普通選擇位

13、于ROC曲線的肩部所在的分界點(diǎn)為最優(yōu)切分點(diǎn)敏感度+特異度最大。ROC曲線下的面積ROC曲線下的面積Area Under the ROC Curve，AUC，A可用于綜合反映診斷實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。ROC曲線越接近時(shí)機(jī)線，即曲線下面積越接近0.5，闡明實(shí)驗(yàn)區(qū)分患者和非患者的才干越差，越接近1，闡明實(shí)驗(yàn)的診斷準(zhǔn)確度越強(qiáng)。ROC曲線下的面積AUC及其規(guī)范誤可以經(jīng)過參數(shù)法如雙正態(tài)模型等或非參數(shù)法計(jì)算，現(xiàn)常用Hanley和McNceil提出的非參數(shù)法，可經(jīng)過SPSS軟件中的ROC分析模塊完成。可用u檢驗(yàn)對AUC進(jìn)展假設(shè)檢驗(yàn)，實(shí)踐上是檢驗(yàn)AUC能否為0.5.ROC曲線下的面積例：現(xiàn)用A技術(shù)檢測病人血清鈉程度，想了解血清鈉對洛基山猩紅熱RMSF能否有診斷作用。共45位病人，一組確診有RMSF，另一組沒有患病，但也有發(fā)熱、頭痛和蚊蟲叮咬史。試進(jìn)展ROC分析。ROC曲線下的面積兩樣本ROC曲線下面積的比較可利用AUC的規(guī)范誤進(jìn)展u檢驗(yàn)Z檢驗(yàn)比較兩個(gè)ROC曲線下的面積。兩樣本ROC曲線下面積的比較現(xiàn)用A、B兩種技術(shù)檢測病人血清鈉程度，想了解血清鈉對洛基山猩紅熱RMSF能否有診斷作用，以及哪種檢測技術(shù)更準(zhǔn)確。共45位病人，一組確診有RMSF，另一組沒有患病，但也有發(fā)熱、頭痛和蚊蟲叮咬史。請做出兩者的ROC曲線，并比較曲線下的面積。 兩樣本ROC曲線下面積的比較兩