Transcript 第三十章诊断实验和疾病筛选

试验的评价
教学目的与要求
1、掌握筛检与诊断的概念
2、熟悉筛检试验与诊断试验的评价指标
筛检与诊断的概念
筛检：screening快速、简便
诊断：diagnosis详尽检查
筛检
诊断
治疗
再次筛检
疾病预防
试验阴性
试验阳性
试验阳性
无病者
可能有病者
确诊患该病
图1 疾病筛检与诊断流程示意图
筛检的目的
1．早期发现某些疾病的可疑患者，
以便进一步诊断和治疗。
2．发现某病的高危人群，以便能
及早采取消除这些因素的措施，
达到早期预防的目的。
筛检及诊断试验的评价
金标准
＋
目
病人
标
－
待评价试验
人
＋
群
非病
人
－
图
试验的评价程序
评价指标
试验评价基本步骤
金标准的确定
研究对象的确定
样本含量的估计
选定试验界值
资料的整理，评价指标的分析
质量控制
一、确定金标准
金标准（gold standard）、标准诊断（standard
diagnosis）
指目前医学界公认的诊断某种疾病最准确的方法。
快速反应：金标准
？
病理学检查、手术、尸体解剖、特殊的影
像学诊断以及微生物学培养、生物学标志检测
二、确定研究对象
研究对象包括两组人，一组是经金标准确诊的
患研究疾病的病例，即病例组
另一组为非病例组或对照组：金标准证实未患
所研究疾病外，其它因素和特征上应与病例组可比
三、估计样本含量
筛检和诊断试验的评价需要适宜的、足够
的样本量，可根据相应的公式或查相应的样本
量表获得。
四、选定试验界值
界值（critical value）又称截断值
（cutoff value ），一般就是正常值的界
值，对试验结果划分为阳性（异常）和
阴性（正常）两类定性结果。
受试者工作特征曲线
(
Receiver operator characteristic curve, ROC
)
定义
用真阳性率和假阳性率作图得出的曲线，
可反映灵敏度和特异度的关系
ROC曲线常用来决定最佳临界点，通
常最接近左上角那一点，可定为最佳临界点
点代表试验的特定阳性界值相对
应的灵敏度和特异度
100
A
110
80
100
70
80
90
120
130
140
150
16
17
18
19
20
60
40
20
0
0
纵轴表示真阳
性率(灵敏度)
20
40
60
80
100
横轴表示假阳
性率(1-特异度)
图 图7-4
糖尿病血糖试验的ROC曲线
糖尿病血糖试验的ROC曲线
五、评价指标的分析
全面分析和评价试验的真
实性、可靠性、预测值。
一、真实性
真 实 性 （ validity ） 、 效 度 或 准 确 度 （
accuracy）
指测量值与实际值的符合程度，在试验的评
价中，真实性是指待评价试验的测量结果与“金
标准”测量结果的吻合程度。
（一）评价指标
试验评价资料整理表
试验
幻灯片
金标准
病例
非病例
阳性或异常
真阳性A
假阳性B
合计
A+B
阴性或正常
假阴性C
真阴性D
C+D
合
计
A+C
B+D
真阳性(A)是指金标准确诊有该病的病例组中，试验检出的阳性例数
真阴性(D)指在金标准确诊无该病的非病例组中，试验检出的阴性例数
假阳性(B)是指无该病的非病例组中，试验检出的阳性例数
假阴性(C)是指金标准确诊有该病的病例组中，试验检出的阴性例数，
N
１．灵敏度
灵敏度（sensitivity）又称敏感度，是指按“金标
准”确诊的病人中试验阳性或异常人数所占的比例。
灵敏度=
A
A+C
×100﹪
灵敏度又称为真阳性率（true positive rate），它表
示试验能将实际有病的病人正确地判为患者的能力。
２．特异度
特异度（specificity）是指按“金标准”确定
的非病人中试验阴性或正常人数所占的比例。
特异度=
D
B+D
×100﹪
特异度又称为真阴性率（true negative rate）
，它表示试验能将实际无病的人正确地判为非患者
的能力。
３．假阴性率
假阴性率（false negative rate）又称漏诊率，是
指按“金标准”确定的病人中试验检查为阴性或正常
的人数所占的比例。
假阴性率=
C
×100﹪
A+C
假阴性率与灵敏度之和为１，假阴性率＝１－灵
敏度，灵敏度越高，假阴性率越低，反之亦然。
４．假阳性率
假阳性率（false positive rate）又称误诊率。是
指按“金标准”确定的非病人中试验检查为阳性或
异常的人数所占的比例。
假阳性率=
B
×100﹪
B+D
假阳性率与特异度之和为１，假阳性率＝１－
特异度，特异度越高，假阳性率越低，反之亦然。
例１ ７０例糖尿病患者及５１０例正常人在口服
葡萄糖２小时后进行血糖试验，若以血糖≥１1０mg
/100ml为阳性标准，其检测结果如表，用上述指标对
此诊断试验的真实性进行评价。
糖尿病的诊断试验
金 标 准
诊断试验
（血糖测定）
阳性
２２４
（≥7.2mmol/L）
阴性
３５６
（＜7.2mmol/L）
合
５８０
计
糖尿病病人
６２
（真阳性）
８
（假阴性）
７０
合
正常人
１６２
（假阳性）
３４８
（真阴性）
５１０
计
灵敏度＝ 62 / ( 62 + 8 )×100%＝88.57%
特异度＝348 /（162 + 348 ）×100%＝68.24%
假阴性率＝8 /（62 + 8 ）×100%＝11.43%
假阳性率＝162／（162 + 348 ）×100%＝31.76%
上述分析可见，该血糖测试的真实性
有待改善，受特异度偏低的影响较大。从
各项指标来看，灵敏度较好，但特异度较
低，假阳性率较高（误诊率较高）。
（二）选择适宜灵敏度与特异度的原则
１．界值与灵敏度和特异度的关系
理想的筛检/诊断试验应是灵敏度和特异度均为１００
％的试验方法，但实际上这样的试验基本不存在。
实际情况
一般来讲，病人和正常人的参数范围常相
互交叉、重叠。理想的正常人群与糖尿病病人的血糖水平
分布应如下图Ａ，但现实中正常人与糖尿病患者的血糖水
平不是断然分开，而是有所重叠的，如下图Ｂ所示。
Ａ．理想的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布
Ｂ．现实的正常人群与糖尿病病人血糖水平分布
如果诊断试验的测量值是连续性分布，其试验的灵敏度和特异
度是随着试验的阳性界值的不同而变化的，其灵敏度和特异度的变
化方向相反。如下表所示：
血糖试验中不同血糖水平阳性界值的灵敏度和特异度
血糖水平
灵敏度
特异度
血糖水平
灵敏度
特异度
（mg/100ml） （﹪）
（﹪）
（mg/100ml）
（﹪）
（ ﹪）
80
100.0
1.2
150
64.3
96.1
90
98.6
7.3
160
55.7
98.6
170
52.9
180
50.0
99.8
增
加
25.3
降
低
增
加
100
97.1
110
92.9
120
88.6
68.2
190
44.3
99.8
130
81.4
82.4
200
37.1
100.0
140
74.3
91.2
48.4
99.6
降
低
2. 如何选择适宜灵敏度、特异度?
（１）尽可能发现可疑病人,选择高灵敏度筛检/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。
（２）避免误诊，选择高特异度筛检/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。
（３）如果某种疾病漏诊和误诊同等重要，选择
灵敏度和特异度均较高的筛检/诊断试验。
3. 联合试验提高灵敏度或特异度
联合试验是指采用多个筛检/诊断试验检测一种疾病，
达到提高试验灵敏度或特异度的目的，以满足提高试验真实
性的需要。
１．串联试验（serial test） 也称系列试验，是指采用几
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。提高特异度。
２．并联试验（parallel test） 也称平行试验，是指采用
几种方法检测疾病，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。提高灵敏度。
试验1
试验2
并联
串联
+
+
-
+
+
-
+
+
+
-
+
-
二、可靠性
可靠性（reliability）又称信度，一致性或重
复性，是指某一筛检/诊断方法重复测量同一受
试者时所获结果的一致性。
（一）评价指标
１．标准差与变异系数
标准差与变异系数来分析。
通常计量资料用
２．符合率与Kappa值 对于计数资料可
用符合率与Kappa值表示两次测量的一致程度
符 合 率 又 称 观 察 一 致 率 （ observation
agreement），Po表示，是指两次测量结果一致的人
数（a + d）占受检人数 ( N ) 的百分比，用下式表示：
观察一致率
（a  d）
＝
 100%
N
例２ 两次检查相同的眼底图像100张，检查结
果列于下表,计算符合率?
两次对１００张眼底图像结果判定的一致性比较
第一次
第二次
轻或无视网膜病
轻或无视网膜病
１）
中或重度视网膜病
２）
４６（ａ）
合
（Ｎ）
计
１２（ｃ）
５８（ｃ１）
中或重度视网膜病
合
计
１０（ｂ）
５６（ｒ
３２（ｄ）
４４（ｒ
４２（ｃ２）
和真实性评价的表比有什么不同?
１００
（二）影响筛检/诊断试验可靠性的因素
研究对象的生物学差异 同一指标对同一受试者重复
测量时，测量结果不一致的现象。
实验因素所致的差异 实验所用的仪器、设备、试剂
实验条件不稳定或等采用非同一批次试剂时，均可导致重复
实验结果的差异。
观察者的差异 由同一观察者或不同观察者对相同受
试者的同一指标测量时，其结果会不一致。
试验开始前，影响可靠性因素的充分估计
仪器设备统一校准 同批次试剂
测量及检查步骤标准化
工作人员严格培训及适宜的检查场所的选择
因素的影响被控制在最低限度。
三、 预测值(predictive value)
反映应用试验结果来估计受检者患病和不患病
可能性的大小的指标
阳性预测值(positive predictive value,
PPV)
阴 性 预 测 值 (negative predictive
value, NPV)
PPV
指试验阳性结果中真正患病(真阳
性)的比例
A
阳性预测值 
 100 %
A B
NPV
指筛检试验阴性者不患目标疾病的
可能性
D
阴性预测值 
 100 %
CD