流行病學(xué)教學(xué)課件診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)

1、流行病學(xué)Epidemiology診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)（Diagnosis and Screening）A normal individual is a person who has not been sufficiently examined.目的要求掌握評(píng)價(jià)試驗(yàn)真實(shí)性、可靠性及效益的各項(xiàng)指標(biāo)的計(jì)算方法及意義。熟悉提高診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)效率的方法，串聯(lián)、并聯(lián)試驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)真實(shí)性的影響。硬結(jié)的直徑（mm）人數(shù)圖1：結(jié)核菌素反應(yīng)的分布(Adapted from Edwards LB, Palmer CE, Magnus K: BCG Vaccination: Studies by the WHO Tub

2、erculosis Research Office, Copenhagen. WHO Monograph No. 12. Geneva, WHO, 1953.)圖2 多種危險(xiǎn)因素干預(yù)試驗(yàn)的男性收縮壓分布（mmHg）(Data from Stamler J, Stamler R, Neaton JD: Blood pressure, systolic and diastolic, and cardiovascular risks: U.S. population data. Arch InternMed 153:598615, 1993.)第一節(jié) 概述一、概念（一）篩檢（二）診斷篩檢(scree

3、ning) 運(yùn)用快速、簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)、檢查或其它措施，在健康人群中，發(fā)現(xiàn)那些表面健康，但可疑有病或有缺陷的人。篩檢(screening) 運(yùn)用快速、簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)、檢查或其它措施，在健康人群中，發(fā)現(xiàn)那些表面健康，但可疑有病或有缺陷的人。健康+處于臨床前期的無(wú)癥狀病人、尚未診斷篩檢(screening) 運(yùn)用快速、簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)、檢查或其它措施，在健康人群中，發(fā)現(xiàn)那些表面健康，但可疑有病或有缺陷的人。篩檢試驗(yàn): 簡(jiǎn)單、廉價(jià)、快速、安全、易于被群眾接受、良好的可靠性與精確性篩檢(screening) 運(yùn)用快速、簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)、檢查或其它措施，在健康人群中，發(fā)現(xiàn)那些表面健康，但可疑有病或有缺陷的人。篩檢試驗(yàn)診斷試驗(yàn)

4、診斷(diagnostic test) 指在臨床上醫(yī)務(wù)人員通過(guò)詳盡的檢查機(jī)調(diào)查等方法收集各種信息，經(jīng)過(guò)整理加工后對(duì)病人病情的基本認(rèn)識(shí)和判斷。診斷試驗(yàn)包括：各種實(shí)驗(yàn)室檢查放射線超病史體檢目標(biāo)人群篩檢試驗(yàn)診斷試驗(yàn)治療定期再篩檢試驗(yàn)陽(yáng)性確診患病或具備危險(xiǎn)因素試驗(yàn)陽(yáng)性經(jīng)診斷后無(wú)病或不具備危險(xiǎn)因素 試驗(yàn)陰性無(wú)該病圖22-1篩檢與診斷實(shí)驗(yàn)流程示意圖第二節(jié) 診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià)診斷或篩檢試驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)程序待測(cè)定人群金標(biāo)準(zhǔn)病人(a+c)非病人(b+d)待評(píng)價(jià)診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)陽(yáng)性a陽(yáng)性b陰性c陰性d診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)所獲結(jié)果與“金標(biāo)準(zhǔn)”診斷結(jié)果進(jìn)行比較，并用一系列指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)篩檢試驗(yàn)對(duì)某病的診斷標(biāo)準(zhǔn)價(jià)值。

5、診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià)金標(biāo)準(zhǔn)(gold standard)：公認(rèn)的最可靠、最權(quán)威的、可以反映有病或無(wú)病實(shí)際情況第二節(jié) 診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià)一、基本步驟（一）選擇金標(biāo)準(zhǔn)常用的有：病理學(xué)檢查、外科手術(shù)所見(jiàn)、長(zhǎng)期隨訪病例所得的結(jié)論和等。（二）選擇研究對(duì)象待測(cè)定人群金標(biāo)準(zhǔn)病人(a+c)非病人(b+d)（二）選擇研究對(duì)象病例組：選擇有代表性的各類型病例 如性別、年齡、疾病類型、病情輕重等 非病例組：對(duì)照與病例要在人口學(xué)特征和生理狀態(tài)等方面有均衡性和可比性非病例組：健康者（診斷） 易與被研究疾病相混淆的其他疾病 患者（鑒別診斷） （三）確定樣本含量樣本含量的計(jì)算公式（了解） 例5-1 估計(jì)B超診斷膽

6、石癥的靈敏度為70%、特異度為80%，設(shè)為0.05、為5%，若評(píng)價(jià)B超診斷膽石癥的臨床使用價(jià)值，試問(wèn)病例組和非病例組各需多少例研究對(duì)象？已知靈敏度=70%，特異度=80%，=0.05，則u0.05=1.96，=5%，代入公式（22.1）：得 若預(yù)期的特異度或靈敏度接近于0%或100%時(shí) （四）盲法同步測(cè)試（五）整理分析資料表5-1 評(píng)價(jià)試驗(yàn)的整理表試驗(yàn)金標(biāo)準(zhǔn)確診合計(jì)病例非病例陽(yáng)性a (真陽(yáng)性)b (假陽(yáng)性)a + b陰性c (假陰性)d (真陰性)c + d合計(jì)a + cb + dN（六）質(zhì)量控制二、評(píng)價(jià)指標(biāo)真實(shí)性可靠性 收益（一）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性 真實(shí)性（validity）效度、準(zhǔn)確性（ac

7、curacy）是指試驗(yàn)的測(cè)量值與實(shí)際值（金標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量值）符合的程度，即正確地判定受試者有病與無(wú)病的能力。 真實(shí)性測(cè)量值與實(shí)際值符合的程度靈敏度(sensitivity)假陰性率 (false negative rate)特異度(specificity)假陽(yáng)性率(false positive rate)約登指數(shù)(Youdens index)一致性(agreement)診斷試驗(yàn)或篩檢試驗(yàn)的評(píng)價(jià)靈敏度(sensitivity)將實(shí)際有病的人正確判斷為患者的能力試驗(yàn)判斷為陽(yáng)性的人數(shù)占真正有病人數(shù)的比例（真陽(yáng)性率）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性假陰性率(false negative rate)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性真正有病

8、但被試驗(yàn)判斷為陰性的人數(shù)占有病者的比例（漏診率）特異度(specificity)將實(shí)際無(wú)病的人正確地判為非患者(排除正常人)的能力試驗(yàn)判斷為陰性的人數(shù)占真正無(wú)病人數(shù)的比例（真陰性率）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性假陽(yáng)性率(false positive rate)評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性真正無(wú)病但被試驗(yàn)判斷為陽(yáng)性的人數(shù)占無(wú)病者的比例（誤診率）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的真實(shí)性綜合指標(biāo)約登指數(shù)（Youdens index）又稱正確指數(shù)，是靈敏度和特異度之和減1 。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真正病人與非病人的總能力指數(shù)越大，試驗(yàn)的真實(shí)性越好粗一致性（crude agreement）又稱符合率，是試驗(yàn)所檢出的真陽(yáng)性和真陰性例數(shù)之和占受試人數(shù)的百分比。（二）評(píng)

9、價(jià)試驗(yàn)可靠性可靠性（reliability）亦稱信度或重復(fù)性（repeatability）、精確性（precision），是指在相同條件下重復(fù)試驗(yàn)獲得相同結(jié)果的穩(wěn)定程度。（二）評(píng)價(jià)試驗(yàn)可靠性1.影響試驗(yàn)可靠性的因素1.受試對(duì)象自身生物學(xué)變異。 2.觀察者變異。3.試驗(yàn)方法的差異。2.評(píng)價(jià)試驗(yàn)可靠性的指標(biāo) （1）變異系數(shù)（coefficient of variance） 該指標(biāo)適用于計(jì)量資料的可靠性分析。 評(píng)價(jià)試驗(yàn)可靠性的指標(biāo)（2）符合率 ：兩次檢測(cè)結(jié)果相同的人數(shù)占受試者總數(shù)的百分比?？煽啃栽u(píng)價(jià)的資料歸納表第二次試驗(yàn)第一次試驗(yàn)合計(jì)陽(yáng)性 陰性陽(yáng)性a ba+b(r1)陰性c dc+d(r2)合計(jì)a+

10、c(c1) b+d(c2)N符合率 =（a+d）/ N100% （3）Kappa值 例6-3 臨床醫(yī)生分別檢查100名病人有無(wú)心臟雜音表6-5 兩位臨床醫(yī)生對(duì)100名病人判定心臟雜音的一致性比較臨床醫(yī)生2臨床醫(yī)生1合計(jì)有雜音 無(wú)雜音有雜音 30（a） 7（b）37(r1)無(wú)雜音 3（c） 60（d）63(r2)合計(jì)33(c1) 67(c2)100（N）觀察的一致性(observed agreement，A0)= a+d=90最大可能的一致性（maximum possible agreement，N）=a+b+c+d=100a的機(jī)遇一致性=(a+c)(a+b)/(a+b+c+d)=(c1r1)/

11、N=12.2d的機(jī)遇一致性=(c+d)(b+d)/(a+b+c+d)=(c2r2)/N=42.2總機(jī)遇一致性（Ac）=(c1r1)/N+(c2r2)/N=54.4臨床醫(yī)生2臨床醫(yī)生1合計(jì)有雜音 無(wú)雜音有雜音 30（a） 7（b）37(r1)無(wú)雜音 3（c） 60（d）63(r2)合計(jì)33(c1) 67(c2)100（N）RELATIONSHIP BETWEEN VALIDITYAND RELIABILITYGraph of hypothetical test results that arereliable, but not valid.Graph of hypothetical test r

12、esults that are valid, but not reliable.Graph of hypothetical test results that are both valid and reliable.（三）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的收益預(yù)測(cè)值（predictive value）又稱預(yù)告值，是試驗(yàn)結(jié)果表明有無(wú)疾病的概率。陽(yáng)性預(yù)測(cè)值(positive predictive value, PV+)陰性預(yù)測(cè)值(negative predictive value, PV-)陽(yáng)性預(yù)測(cè)值（positive predictive value） 指真陽(yáng)性人數(shù)占試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性人數(shù)的百分比。它表示試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性者屬于真

13、病例的概率。陰性預(yù)測(cè)值（negative predictive value） 指真陰性人數(shù)占試驗(yàn)結(jié)果陰性人數(shù)的百分比。它表示試驗(yàn)結(jié)果陰性者屬于非病例的概率。 診斷試驗(yàn)的預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)的靈敏度、特異度、及受試人群中所研究疾病的患病率有關(guān) 預(yù)測(cè)值與患病率、靈敏度和特異度的關(guān)系 （三）評(píng)價(jià)試驗(yàn)的收益似然比（likelihood ratio）：是指患者人群中試驗(yàn)結(jié)果的概率與無(wú)病人群中試驗(yàn)結(jié)果概率之比。只涉及靈敏度、特異度，不受患病率的影響陽(yáng)性似然比(positive likelihood ratio)陰性似然比(negative likelihood ratio) 似然比陽(yáng)性似然比（positive l

14、ikelihood ratio, LR+） 是試驗(yàn)結(jié)果真陽(yáng)性率與假陽(yáng)性率之比。其值越大，試驗(yàn)結(jié)果陽(yáng)性者為真陽(yáng)性的概率越大。 似然比陰性似然比（negative likelihood ratio, LR-） 是診斷試驗(yàn)假陰性率與真陰性率之比。其值越小，試驗(yàn)結(jié)果陰性者為真陰性的可能性越大。 驗(yàn)后概率（Post-test probbolity)診斷試驗(yàn)為陽(yáng)性（或陰性）時(shí)研究對(duì)象患慢?。ɑ蛭椿寄巢。┑母怕黍?yàn)前比=驗(yàn)前概率/（1-驗(yàn)前概率）驗(yàn)后比=驗(yàn)前比LR驗(yàn)后概率=驗(yàn)后比/（1+驗(yàn)后比）例6-4患者男，60歲，有間歇性的胸前絞痛，當(dāng)?shù)蒯t(yī)生懷疑心肌梗死，根據(jù)該病病例統(tǒng)計(jì)，此年齡段有該癥狀的男性患心肌梗死

15、可能性為60%。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步作血清肌酸激酶檢查，結(jié)果為異常。血清肌酸激酶試驗(yàn)的靈敏度為90%，特異度為83%。該患者患急性心肌梗死的概率是多少？驗(yàn)前概率=患病率=0.60驗(yàn)前比=驗(yàn)前概率/（1-驗(yàn)前概率） =0.60/(1-0.60)=1.5陽(yáng)性似然比=真陽(yáng)性率/假陽(yáng)性率 =0.9/(1-0.83)=5.3驗(yàn)后比=驗(yàn)前比LR=1.55.3=7.95驗(yàn)后概率=驗(yàn)后比/（1+驗(yàn)后比）=7.95/(1+7.95)=0.8883經(jīng)濟(jì)效益成本效果分析（cost-effectiveness analysis）成本效益分析（cost-benefit analysis）成本效用分析（cost-utility

16、analysis）例5-3 某醫(yī)生對(duì)360例疑似心肌梗死的患者經(jīng)臨床、心電圖檢查后，確診其中230名為心肌梗死患者。為評(píng)價(jià)CPK試驗(yàn)的真實(shí)性，又對(duì)每人進(jìn)行了血液CPK檢測(cè)。該試驗(yàn)以CPK80IU/L為陽(yáng)性，80IU/L為陰性，結(jié)果列于表5-5。請(qǐng)對(duì)該試驗(yàn)的真實(shí)性及收益進(jìn)行評(píng)價(jià)。約登指數(shù)93+88-10081該人群的患病率=230/360*100%=63.89%若在500名患病率為10%的人群中使用該診斷試驗(yàn)，有多少陽(yáng)性者和陰性者？陽(yáng)性似然比=（215/230）/（16/130） =0.9348/0.1231=7.6驗(yàn)前概率=患病率=0. 6389驗(yàn)前比=驗(yàn)前概率/（1-驗(yàn)前概率） =0.638

17、9/(1-0.6389)=1.7693驗(yàn)后比=驗(yàn)前比LR=1.76937.6=13.4467驗(yàn)后概率=驗(yàn)后比/（1+驗(yàn)后比）=13.4467/(1+13.4467)=0.93Tests of Continuous Variables三、試驗(yàn)陽(yáng)性結(jié)果截?cái)嘀档拇_定截?cái)嘀? cutoff value)：即判斷試驗(yàn)陽(yáng)性與陰性的界值。 均數(shù)加減標(biāo)準(zhǔn)差法、百分位數(shù)法、從治療和預(yù)防的實(shí)際出發(fā)確定截?cái)嘀?、ROC曲線 A, Distribution ofblood sugar levels in hospital patientswith diabetes and without diabetes.B, Whe

18、n a blood sugar cutpoint of80 mg/dL is used to define diabetesin this population, sensitivity of thescreening test is 100%, but specificityis low. C, When a blood sugar cut-point of 200 mg/dL is used to definediabetes in this population, sensitivityof the screening test is low, but speci-ficity is 1

19、00%.The choice of a high or a low cutoff level for screening therefore depends on the importance we attach to false positives and false negatives.False positives are associated with costsemotional and financial.False positive results pose a major burden to the health care system.False negative resul

20、ts, serious disease might possibly be missed at an early treatable stage. 受試者工作特征曲線（receiver operator characteristic curve） ROC曲線 最佳點(diǎn)ROC曲線第三節(jié) 提高試驗(yàn)效率的方法優(yōu)化試驗(yàn)方法選擇患病率高的人群作為受試對(duì)象 方法有：設(shè)立?？崎T(mén)診和?？漆t(yī)院；主動(dòng)轉(zhuǎn)診病人；選擇有某些生理特征、特殊臨床表現(xiàn)的人；暴露于某些危險(xiǎn)因素者為受試對(duì)象等。 第三節(jié) 提高試驗(yàn)效率的方法聯(lián)合試驗(yàn)應(yīng)用(USE OF MULTIPLE TESTS) 并聯(lián)試驗(yàn)（parallel tests）又稱平行

21、試驗(yàn)，是指同時(shí)應(yīng)用多項(xiàng)試驗(yàn)，其中任何一項(xiàng)陽(yáng)性即視為陽(yáng)性。 串聯(lián)試驗(yàn)（serial tests）又稱系列試驗(yàn)，是指同時(shí)應(yīng)用多項(xiàng)試驗(yàn)，當(dāng)每一項(xiàng)試驗(yàn)均為陽(yáng)性時(shí)才視為陽(yáng)性。例題：某腫瘤醫(yī)院對(duì)前來(lái)就診的疑似乳腺癌病人進(jìn)行了聯(lián)合試驗(yàn)，檢測(cè)方法包括觸診和紅外線掃描，結(jié)果見(jiàn)下表。 獨(dú)立試驗(yàn)的靈敏度和特異度觸診： 例題：某腫瘤醫(yī)院對(duì)前來(lái)就診的疑似乳腺癌病人進(jìn)行了聯(lián)合試驗(yàn)，檢測(cè)方法包括觸診和紅外線掃描，結(jié)果見(jiàn)下表。 獨(dú)立試驗(yàn)的靈敏度和特異度紅外線掃描： 并聯(lián)試驗(yàn)的靈敏度和特異度 串聯(lián)試驗(yàn)的靈敏度和特異度 并聯(lián)試驗(yàn) 可提高靈敏度、降低特異度；即減少漏診率，增加誤診率。當(dāng)診斷或篩檢某疾病的幾種方法的靈敏度均不理想或醫(yī)

22、生急需對(duì)病人做出診斷時(shí)才采用此方法。聯(lián)合靈敏度(并聯(lián))=A靈敏度+(1-A靈敏度)B靈敏度聯(lián)合特異度(并聯(lián))=A特異度B特異度 串聯(lián)試驗(yàn) 可提高特異度、降低靈敏度；即降低誤診率、升高漏診率。當(dāng)診斷或篩檢某疾病的幾種方法的特異度均不理想時(shí)，或?qū)δ切┎恍桉R上做出診斷的病人常應(yīng)用此法。 聯(lián)合靈敏度(串聯(lián))=A靈敏度B靈敏度 聯(lián)合特異度(串聯(lián))=A特異度(1-A特異度)B特異度 應(yīng)用原則（一）篩檢的應(yīng)用原則(自學(xué)第14章，P226）1被篩檢的疾病或缺陷是當(dāng)?shù)刂卮蟮男l(wèi)生問(wèn)題2對(duì)被篩檢的疾病或缺陷有進(jìn)一步確診的方法與條件。3對(duì)發(fā)現(xiàn)并確診的病人及高危人群有條件進(jìn)行有效的治療和干預(yù)，且標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該統(tǒng)一規(guī)定。4了解被篩檢疾病的自然史,被篩檢的疾病或缺陷或某種危險(xiǎn)因素有可供識(shí)別的早期癥狀和體征或測(cè)量的標(biāo)志。5.篩檢試驗(yàn)必須要快速、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、可靠、安全、有效及易為群眾接受（二）診斷的應(yīng)用原則1靈敏度、特異度要高。2快速、簡(jiǎn)單、價(jià)廉、容易進(jìn)行。3安全、可靠、盡量減少損傷和痛苦。診斷試驗(yàn)和篩檢試驗(yàn)的區(qū)別篩檢試驗(yàn)診斷試驗(yàn)?zāi)康膮^(qū)別病人及可疑病人與無(wú)病者區(qū)別病人與可疑有病但實(shí)際無(wú)病的人觀察對(duì)象健康或表面