诊断试验的临床效能评价试题课件.ppt

1、 第四章 诊断试验的临床效能评价第一节 诊断试验临床效能评价的意义和内容一、意义 掌握诊断试验的临床效能着手选择合理、可靠、有效的诊断试验判断检验结果对于某种诊断的贡献从而确定和执行合理的医疗决策二、内容 1.真实性（validity）反映患病实际情况的程度。真实真实性性灵敏度灵敏度（sensitivity）特异度特异度（specificity）2.可靠性（reliability）一项诊断试验在完全相同的条件下，重复使用时获得相同结果的程度（用符合率表示）。二、内容 100%*=试验总次数试验总次数重复试验获得相同结果重复试验获得相同结果的次数的次数符合率符合率真实性与可靠性关系示意图 A：准

2、确而可靠 B：准确，但不可靠C：不准确，但可靠 D：既不准确，又不可靠二、内容 3.实用性 包括仪器设备、试剂的费用多少、来源、操作难度及效率、效益、效能、不良反应、对患者的危险性、患者的依从性等。第二节 诊断试验临床效能 评价的研究设计评价的试验是什么？试验观察的内容？该研究的临床实际意义？这是一个新试验,还是已应用成熟试验？已有类似的或可以与之竞争的试验？在研究期间，该试验可能会发生的变化？一、确定研究目标 二、目标患者总体对照组：金标准证实对照组：金标准证实未患该病的人。未患该病的人。病例组：金标准证实病例组：金标准证实的患者。的患者。受试对象受试对象分为两组分为两组三、抽样计划1.探索

3、研究阶段 通常对每个患者采用回顾性抽样计划2.挑战研究阶段 仔细考虑目标患者总体特征频谱，重点考虑目标患者的病理学、临床表现、合并症等。3.临床研究阶段 患者样本必须真实地代表样本总体。四、金标准概念：指被公认的诊断疾病的最可靠的方法，金标准能正确地区分受试者患病与否。若金标准选择不妥，可造成错误分类，影响对诊断试验的正确评价。13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室13“金标准”通常指的是病原学检查、细胞学检查、活体组织检查、尸检、特殊影像检查、长期随访结果、临床专家共同制定被公认的最新诊断标准检验方法，即使是公认的参考方法，在临床应用评价时，不要简单看作为“金标准”，务必注意五、评价指标准

4、确度尤登指数似然比预测值ROC曲线第三节 诊断试验临床效能 评价方法13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室16临床诊断试验的数据与患病情况的关系诊断试验的结果和患某病的情况之间可能出现四种关系：真阳性（True positive，TP）指经试验而被正确分类的患者的数目。假阳性（False positive，FP）指经试验而被错误分类的非患者的数目。真阴性（True negative，TN）指经试验而被正确分类的非患者的数目。假阴性（False negative，FN）指经试验而被错误分类的患者的数目。一、灵敏度和特异度诊断试验诊断试验金标准金标准病例病例非病例非病例合计合计阳性阳性a（真阳（

5、真阳性）性）b（假阳（假阳性）性）a+b阴性阴性c（假阴（假阴性）性）d（真阴（真阴性）性）c+d合计合计a+cb+dN1.灵敏度（sensitivity,Sen）又称真阳性率（true positive rate,TPR）指在患病者中，应用该诊断试验检查得到阳性结果的百分比。该值愈大，漏诊病例（漏诊率）愈少，其计算公式为：caaSen=13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室19理想试验的诊断灵敏度为100%。灵敏度高的诊断试验，通常用于拟诊为严重但疗效好的疾病，以防漏诊拟诊为有一定治疗效果的恶性肿瘤，以便早期确诊及时治疗存在多种可能疾病的诊断，可排除某一诊断普查或定期健康体检，能筛选某一疾

6、病,以防漏诊2.特异度（specificity,Spe）又称真阴性率（true negative rate,TNR）指在非某病者中，应用该试验获得阴性结果的百分比特异度愈高，误诊病例（误诊率）愈少，其计算公式为：dbdSpe=13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室21理想试验的诊断特异性为100%。特异度高的诊断试验，常用于 拟诊患有某病的概率较大时，以便确诊；拟诊疾病严重但疗效与预后均不好的疾病，以防误诊，尽早解除病人的压力；拟诊疾病严重且根治方法是具有较大损害时，需确诊，以免造成病人不必要的损害。敏感性与特异性均高的试验，常用于病情十分危急，需要尽快作出特殊处理的疾病，如急性中毒时的抢救

7、。13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室223.漏诊率和误诊率与灵敏度和特异度互补的指标是漏诊率和误诊率漏诊率（），又称假阴性率（False negative rate，FNR）。反映将患者诊断错误的概率，该值愈小愈好。误诊率（），又称假阳性率（False positive rate，FPR）。反映将非患者诊断错误的概率，该值愈小愈好。漏诊率（）c/ac 1Sen（灵敏度）误诊率（）b/bd 1Spe（特异度）灵敏度和特异度的关系特异度（1-）诊断界点对照组病例组灵敏度（1-）漏诊率（）误诊率（）理想的诊断试验实际的诊断试验3.诊断分界点正常群体与患者群体分布曲线4.尤登指数（Youdens

8、 index）又称正确指数，是指灵敏度和特异度之和减去1，表示诊断试验发现真正的患病和非患病者的总能力。是综合评价真实性的指标。理想的试验应为1。其计算公式为：尤登指数=(Sen+Spe)15.准确度(accuracy，ACC)又称总符合率、诊断效率，是指在患病和非患病者中，用诊断试验能准确划分患者和非患病者的百分比。反映诊断试验正确诊断患者与非患者的能力。其计算公式为：100=dcbadaAcc理想试验的诊断准确度为100%。准确度高，真实性好。二、预测值（predictive value，PV）又称预告值，它是表示试验能做出正确判断的概率。分为阳性预测值和阴性预测值。1.阳性预测值（pos

9、itive predictive value，PPV）指真阳性人数占试验结果阳性人数的百分比，表示试验结果阳性者属于真病例的概率。100=baaPPV2.阴性预测值（negative predictive value，NPV）指真阴性人数占试验结果阴性人数的百分比，表示试验结果阴性者属于非病例的概率。100=dcdNPV灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值之间的关系 一般说来，试验的灵敏度愈高，阴性预测值就愈高；特异度愈高的试验，阳性预测值就愈好。但诊断试验的灵敏度和特异度并不能完全决定试验的阳性预测值，在很大程度上与人群某病的患病率有关。13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室31灵敏度、

10、特异度、阳性预测值、阴性预测值之间的关系特异度患病率灵敏度患病率灵敏度患病率阳性预测值10011(%)=灵敏度特异度患病率患病率特异度患病率阴性预测值100111(%)=三、似然比（likelihood ratio，LR）指患病人群中试验结果的概率与无病人群中试验结果概率之比。分阳性似然比和阴性似然比。1.阳性似然比（+LR）SpeSendbbcaaFPRTPRLR=1）假阳性率（）真阳性率（用以描述诊断性试验阳性时，患病与不患病的机会比。若该比值大于1，则患病的概率也增大。2.阴性似然比（-LR）用以描述诊断性试验阴性时，患病与不患病的机会比。其比值愈大，则患病的概率愈小。SpeSendbd

11、cacTNRFNRLR=1）真阴性率（）假阴性率（13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室35四、ROC曲线分析ROC是受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)又称相对工作特性曲线原来是雷达屏幕上通过飞行物的回响来判断飞行物的一种方法做临界值的判断及不同试验临床价值的比较四、ROC曲线分析以真阳性率（灵敏度）为纵坐标，假阳性率（1-特异度）为横坐标表示灵敏度与特异度相互关系的方法四、ROC曲线分析受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic,ROC）一般选择曲线转弯处，离左上角最近的一

12、点，即灵敏度和特异度均较高的点为诊断分界点（cut off point）。ROC曲线越凸向左上角，表明其诊断价值越大，越准确。13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室38ROC曲线图还可比较两种诊断试验临床价值。其原则是曲线下覆盖面积越大临床价值越大。甲法比乙法临床价值要大ROC曲线分析13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室39ROC曲线的临床应用(1)选择最佳分界值：取ROC曲线上的拐点作为分界值将会得到最大的准确性，但是必须结合似然比、尤登指数以及筛查和确诊等试验目的综合确定(2)诊断效率分析：利用曲线下的面积来评价不同检验项目或不同检测方法对某种疾病的诊断价值(3)对检验结果的评价：灵

13、敏度和特异度随着诊断分界点的升高或降低而变化ROC曲线分析13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室40六、临床应用评价指标综合分析 特异度、灵敏度，两个最重要的指标 其他评价指标都可用它们来推导 缺少这两个指标，该检验项目无法进行评价 在撰写和评价论文，在引进或评价一项新检验项目，这两个指标必须具备可供分析的资料13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室41阳性及阴性预测值指导临床诊断时比灵敏度、特异度更直观、更容易理解的指标，应用广泛当患者的检验结果为阳性时，必须参考该检验项目的阳性预测值，结果为阴性时必须参考其阴性预测值在实验设计中，疾病组与对照组的样本组成有所变化时，可以影响到预测值的大小

14、，造成误解临床应用评价指标综合分析13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室42准确性、尤登指数及诊断效率是综合灵敏度、特异度计算的以往认为这些指标对评价一个检验项目有很好，实际上是很有限如甲、乙两个试验灵敏度分别为80、95，而特异度分别为95、80，上述指标结果是相同或相近的尤登指数=(0.8+0.95)-1=0.75，但这两个试验临床应用价值是不同的，甲试验可能在确诊时更有价值，乙试验用于筛查更好临床应用评价指标综合分析13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室43 似然比 表达的是在某一检验项目的某个数值范围内患有或不患有某种疾病的概率似然比是将灵敏度及特异度较好结合起来的指标。阳性似然比

15、数值越大，当试验结果阳性时，诊断某病可能性越大阴性似然比数值越小，当试验正常时，患某病可能性越小临床应用评价指标综合分析13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室44临床应用评价指标综合分析 返回章目录 ROC分析方法目前公认的评价准确度的标准方法在循证医学、临床试验、临床检验、统计模型好坏的判别等方面具有十分重要的应用价值第四节 提高诊断试验效率的方法第五节 参考区间和医学决定水平13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室48一、参考区间选定足够数量的“健康”人（参考个体）作为调查的对象。13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室49 参考区间的概念、确定和应用流程13:29:55齐齐哈尔医学院生

16、化教研室50（1）定义 参考区间是指正常人解剖、生理 生化等各种数据的波动范围。又称参考范围和正常值范围 因人、环境、生理状况的改变而 在一个范围内波动。参考区间13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室51(2）对象 参考区间常以所谓“健康人”为对象,“健康人”并不是指机体任何器官、组织的形态 和功能都正常的人,而是排除了影响研究指标 的疾病及有关因素后,所确定的同质人群（3）制定 大多采用正态分布的原理，以95%的分 布区间（X2s）即为参考区间的上、下限 少数用百分位法来制定参考区间参考区间13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室52（4）参考区间注意下列因素：参考人群的特点：性别、年龄、

17、职业、身高、体重、习惯、遗传、种族与地理位置环境与生理条件：紧张、运动、姿势、饮食(包括酒与饮料)、空腹时间、吸烟、住院或非住院、内分泌及生殖状况(月经、妊娠、口服避孕药)、使用药物情况参考区间13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室53样本的收集与贮存 动脉血、静脉血还是毛细管血；有无使用止血带；收集时间、有无使用抗凝剂、抽血与分离血浆(清)的间隔时间；样本运输条件；分析前贮存的温度及时间；有无冰冻、融化、溶血；尿的一部分还是24 h总量、防腐剂种类等不论用什么方法制定，总有少数正常人的测定值落在异常值范围内。假阴性或假阳性总是不可避免的参考区间13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室54检

18、验结果接近参考区间上、下限时，不要轻易下正常或有病的结论，最好过一段时间复查后，再作对比分析各实验室应建立自己的参考区间，直接引用文献或国外仪器厂商提供的参考区间不可取，应慎重应用参考区间13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室55医学决定性水平（medicine decide level,MDL）是指临床上必须采取措施时的检测水平,又称为临床决定水平 临床医生处理患者的“阈值”检验结果高于或低于该值，医生采取措施二、医学决定性水平13:29:55齐齐哈尔医学院生化教研室56 医学决定水平可以定几个水平：制定进一步检查计划 采取治疗措施 估计预后 例如诊断肝癌的AFP检查 参考区间是AFP25

19、g/L 25 g/L为肝炎、肝硬化等其他疾病 400 g/L为原发性肝癌的阈值医学决定性水平表 常用生物化学检验医学决定水平 项目（单位）项目（单位）参考值参考值水平水平水平水平水平水平K K+(mmol/L)(mmol/L)3.73.75.35.33.03.05.85.87.57.5NaNa+(mmol/L)(mmol/L)138 138 146 146115115135135150150ClCl-(mmol/L)(mmol/L)98 98 109 1099090112112-CaCa2+2+(mmol/L)(mmol/L)2.25 2.25 2.65 2.651.751.752.752.7

20、53.383.38MgMg2+2+(mmol/L)(mmol/L)0.6 0.6 1.2 1.20.40.40.90.92.52.5P P3+3+(mmol/L)(mmol/L)0.81 0.81 1.62 1.620.50.50.80.81.71.7TCOTCO2 2(mmol/L)(mmol/L)23 23 30 306.06.020203333Urea(mmol/L)Urea(mmol/L)2.9 2.9 9.3 9.32 210101818Cr(mol/L)Cr(mol/L)62 62 133 1335050140140530530UA(mmol/L)UA(mmol/L)0.15 0.

21、15 0.41 0.410.120.120.470.470.630.63CH(mmol/L)CH(mmol/L)3.90 3.90 6.50 6.502.42.46.506.5010.410.4TG(mmol/L)TG(mmol/L)0.22 0.22 1.98 1.980.220.222.02.04.44.4表 常用生物化学检验医学决定水平项目（单位）项目（单位）参考值参考值水平水平水平水平水平水平Glu(mmol/L)Glu(mmol/L)3.303.305.235.232.482.486.66.610.010.0FeFe3+3+(mol/L)(mol/L)9.09.029.529.57

22、740407070Bill(mol/L)Bill(mol/L)1.71.720.520.525254040350350AlbAlb（g/Lg/L）35 35 50 50202035355252TPTP（g/Lg/L）60 60 80 80454560608080ALP(U/L)ALP(U/L)成人成人25 25 90 90-小儿小儿50 50 350 3505050135135400400ALT(U/L)ALT(U/L)5 5 30 3020206060300300AST(U/L)AST(U/L)8 8 30 3020206060300300CK(U/L)CK(U/L)10 10 120 12

23、0606020020015001500LDH(U/L)LDH(U/L)100 100 320 320200200450450800800AMY(U/L)AMY(U/L)110 110 330 3309090225225370370转肽酶转肽酶(U/L)(U/L)5 5 30 301515454515015013:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室59不同指标医学决定水平的数量和数值不同血清白蛋白（Alb）有三个医学决定水平分别：20g/L提示肝病患者的预后严重35g/L诊断低清蛋白血症的界值52g/L可排除许多假阳性。医学决定性水平13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室60血清总钙有三个医学

24、决定水平分别为：1.75 g/L低血钙抽搐，采取措施2.75mmol/L观察甲状腺功能是否亢进3.38mmol/L高钙血昏迷，诊断不得延误 医学决定性水平13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室61医学决定性水平对健康人检验数值进行研究，决定健康人的数值区间对有关疾病的检验数据进行研究，定出不同决定性限检验结果在正常参考区间上下限以外，应结合临床或重复检查，作出正确判断在排除患者生物学变异、实验误差外，还要考虑正常人群及患者测定之间重叠及交叉情况三、医学决定性水平与参考区间的区别医学决定水平与参考区间的关系13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室63四、危急值(crtical value)指某

25、些检验结果出现异常(过高或过低)，可能危及患者生命的检验数值称为危急值，也称警告值，危急值是指需要立即采取临床干预的测定值。临床实验室必须迅速将结果报告给临床医生，给予及时、有效的治疗，患者生命可能得以挽救，否则可能产生严重后果直接危及患者的项目:血钾、血钙、血糖、血气（pH、PO2、PCO2）表 常用血液检验项目的危急值试验名称试验名称 检测项目检测项目 临床危急值临床危急值全血细胞计数全血细胞计数 白细胞计数白细胞计数 2.52.510109 9/L/L或或303010109 9/L/L 血红蛋白含量血红蛋白含量 50g/L50g/L或或200g/L200g/L 新生儿新生儿:95g/L9

26、5g/L或或233g/L233g/L 血细胞比容血细胞比容 0.15L/L0.15L/L或或0.6L/L0.6L/L 新生儿新生儿:0.33L/L0.33L/L或或0.71L/L0.71L/L 血小板计数血小板计数 505010109 9/L/L或或1000100010109 9/L/L凝血试验凝血试验 凝血酶原时间凝血酶原时间 60s60s 抗凝治疗者抗凝治疗者:INR:INR6.06.0 活化部分凝血活酶时间活化部分凝血活酶时间 100s100s 纤维蛋白原定量纤维蛋白原定量 1g/L1g/L血气分析血气分析 酸碱度酸碱度 7.257.25或或7.557.55 二氧化碳分压二氧化碳分压 2

27、0mmHg20mmHg或或60mmHg60mmHg 碳酸氢根碳酸氢根 15mmol/L15mmol/L或或40mmol/L40mmol/L 氧分压氧分压 40mmHg40mmHg 血氧饱和度血氧饱和度 75%75%剩余碱剩余碱 3.0mmol/L3.0mmol/L试验名称试验名称 检测项目检测项目 临床危急值临床危急值生化检验生化检验 钾钾 2.5mmol/L2.5mmol/L或或6.5mmol/L6.5mmol/L 钠钠 120mmol/L120mmol/L或或160mmol/L160mmol/L 氯氯 80mmol/L80mmol/L或或115mmol/L115mmol/L 钙钙 1.6m

28、mol/L1.6mmol/L或或3.5mmol/L3.5mmol/L 磷磷 0.3mmol/L0.3mmol/L或或1.5mmol/L1.5mmol/L 镁镁 0.5mmol/L0.5mmol/L或或3mmol/L3mmol/L 葡萄糖葡萄糖 女性及婴儿女性及婴儿:2.2mmol/L2.2mmol/L或或22.2mmol/L22.2mmol/L 男性男性:2.7mmol/L2.7mmol/L或或22.2mmol/L22.2mmol/L 新生儿新生儿:1.6mmol/L1.6mmol/L或或16.6mmol/L16.6mmol/L 尿素尿素 36mmol/L36mmol/L 肌酐肌酐 0.352

29、mmol/L0.352mmol/L 尿酸尿酸 0.72mmol/L0.72mmol/L 淀粉酶淀粉酶 300U/L300U/L 总胆红素总胆红素 新生儿新生儿:340mol/L340mol/L 甘油三酯甘油三酯4.5mmol/L4.5mmol/L表 常用血液检验项目的危急值13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室66特殊项目检验报告 某些影响重大的检验结果应由临床实验室负责人或由实验室负责人授权的人员复核无误并签名后方可发出抗HIV阳性、梅毒反应阳性、淋病双球菌阳性结果、肝炎血清标志物阳性的结果，应直接报送检验申请者本人。抗HIV阳性的结果必要时报告给医务部不宜扩散发现高致病性病原微生物同样按

30、处理第六节 提高检验项目效率的方法一、选择患病率高的人群二、采用联合试验的方法13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室68检验项目的灵敏度与特异度是相对固定的人群患病率水平对一项检验项目阳性预测值的影响却很大如果将一项检验项目用于患病率低的人群，则阳性预测值较低若将其用于高危人群，则可明显提高阳性预测值一、选择患病率高的人群 返回节目录 13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室69二、采用联合试验的方法1并联试验(parallel test)又称平行试验只要一种试验是阳性即判断“异常”，并联试验提高了敏感度，降低了特异度并联试验敏感度=敏感度甲+(1敏感度甲)敏感度乙并联试验特异度=特异度甲特

31、异度乙13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室70二、采用联合试验的方法1并联试验(parallel test)又称平行试验如有三种试验联合应用(1)先计算甲、乙两种试验并联试验的敏感度 (即敏感度甲+乙)(2)再计算三种试验联合应用时的敏感度。(设为敏感度(甲+乙+丙)敏感度(甲+乙+丙)=敏感度(甲+乙)+(1敏感度甲+乙)敏感度丙(3)三种试验联合应用时的特异度计算公式 特异度甲+乙+丙=特异度甲特异度乙特异度丙13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室71二、采用联合试验的方法2串联试验(serial test)又称序列试验，所有试验皆阳性才判为“异常”这种联合是提高了特异度，降低了敏感

32、度敏感度(甲+乙)敏感度甲敏感度乙特异度(甲+乙)特异度甲+(1特异度甲)特异度乙13:29:56齐齐哈尔医学院生化教研室72二、采用联合试验的方法2串联试验(serial test)如有三种试验联合应用时(1)敏感度甲+乙+丙 敏感度甲敏感度乙敏感度丙(2)特异度（甲+乙+丙）=特异度（甲+乙)+(1特异度(甲+乙)特异度丙更多种试验联合应用时，其平行试验、序列试验之敏感度可按同理进行计算本章小结对检验项目临床应用价值评价，对其真实性、可靠性和实用性进行科学的客观的评价评价指标主要是灵敏度、特异性、预测值、似然比、ROC曲线等临床效能评价首先要有抽样计划，必须严格选择金标准诊断方法，了解预测值与患病率的相互关系诊断分界点是平衡灵敏度和特异性的砝码，采用ROC曲线找到合适的诊断分界点和最大的诊断效能通过联合试验来提高诊断效率