流行病诊断试验培训课件.pptx
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- 流行病 诊断 试验 培训 课件
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1、第四军医大学流行病学教研室1研究对象:研究对象:3535至至5555岁的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病岁的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病 史的史的93739373名上海市民。名上海市民。研究时间:研究时间:1993.01-1997.121993.01-1997.12筛检方法:筛检方法:每每6 6个月作一次甲胎蛋白(个月作一次甲胎蛋白(AFPAFP)()(ELISAELISA法)法)和实时超声检查和实时超声检查(Tosbee 240-A)。若阴性,若阴性,6 6个月后在复查个月后在复查1 1次。次。病例诊断:病例诊断:病理诊断或长期随访。病理诊断或长期随访。研究结果:研究结果:5 5年中共检查了年中共检
2、查了2029420294人次,查出肝癌人次,查出肝癌5151例,例,其中小肝癌(肿瘤直径其中小肝癌(肿瘤直径5cm5cm)3636例。例。研究实例研究实例 AFP联合实时超声检查筛查肝癌的评价联合实时超声检查筛查肝癌的评价张博恒,等张博恒,等.中华医学杂志,中华医学杂志,1999,79(11):):844-845第四军医大学流行病学教研室2AFPAFP、实时超声检查筛检肝癌的结果、实时超声检查筛检肝癌的结果试验结果试验结果 肝癌(小肝癌)肝癌(小肝癌)非肝癌非肝癌AFPAFP实时超声实时超声31(21)104 4(4)91512(11)500 4(0)18724合合 计计 51(36)2024
3、3第四军医大学流行病学教研室3筛检试验的灵敏度、特异度筛检试验的灵敏度、特异度筛检试验筛检试验灵敏度灵敏度(%)(%)特异度特异度(%)(%)AFP68.695.0实时超声实时超声AFP实时超声实时超声84.392.297.192.5第四军医大学流行病学教研室4诊断试验(诊断试验(diagnostic test):):包括:包括:临床检验(微生物学、生物化学、血清学、免疫学等)临床检验(微生物学、生物化学、血清学、免疫学等)仪器检查(仪器检查(X线、心电图、核素扫描、内镜等)线、心电图、核素扫描、内镜等)影像诊断(影像诊断(B超、超、CT、MRI 等)。等)。标准:标准:真实、可靠、快速、安全
4、、无损害、费用低、有利于真实、可靠、快速、安全、无损害、费用低、有利于 早期诊断。早期诊断。第四军医大学流行病学教研室5(三)诊断试验评价的目的及意义(三)诊断试验评价的目的及意义p评价新方法的检验效能评价新方法的检验效能p优选出最好的诊断方法优选出最好的诊断方法二、诊断试验评价的设计(一)确定金标准(一)确定金标准 (二)选择研究对象(二)选择研究对象(三)样本量估计(三)样本量估计 (四)选择截断点(四)选择截断点(五)控制偏倚(五)控制偏倚 (六)资料整理(六)资料整理第四军医大学流行病学教研室7基本方法基本方法:用待评价的诊断试验和标准诊断方法(金标准)用待评价的诊断试验和标准诊断方法
5、(金标准)盲法检测相同的受试对象,并进行比较。盲法检测相同的受试对象,并进行比较。试验评价的四种可能的结果试验评价的四种可能的结果诊断试验诊断试验金标准诊断金标准诊断合计合计患某病患某病未患某病未患某病阳性阳性aba+b阴性阴性cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室8(一)确定金标准(一)确定金标准(gold standard)金标准:金标准:可以明确肯定或排除某种疾病的最可可以明确肯定或排除某种疾病的最可 靠的诊断方法。靠的诊断方法。包括:活检、手术、尸解、影像学诊断、长期随包括:活检、手术、尸解、影像学诊断、长期随 访的结果等。访的结果等。目的:将目标人群准
6、确区分为有病和无病两组目的:将目标人群准确区分为有病和无病两组 第四军医大学流行病学教研室9病例组病例组:应当包括该病的各种临床类型。应当包括该病的各种临床类型。如:不同病情严重程度(轻、中、重)如:不同病情严重程度(轻、中、重)不同病程阶段(早、中、晚)不同病程阶段(早、中、晚)不同症状和体征(典型、不典型)不同症状和体征(典型、不典型)经过治疗与未经治疗的经过治疗与未经治疗的 有或无并发症的病例等。有或无并发症的病例等。对照组对照组:需要与研究疾病鉴别的其他疾病病例需要与研究疾病鉴别的其他疾病病例(二)选择研究对象(二)选择研究对象第四军医大学流行病学教研室103.3.估计样本量估计样本量
7、与下列参数有关:与下列参数有关:值;容许误差值;容许误差;灵敏度或特异度;灵敏度或特异度p p的估计值的估计值v查表法:附表查表法:附表10-1v公式法:公式法:第四军医大学流行病学教研室11当灵敏度和特异度均接近当灵敏度和特异度均接近50%50%时:时:当灵敏度或特异度小于当灵敏度或特异度小于20%20%或大于或大于80%80%时:时:ppun)1()(221)1(/(sin/3.57ppun第四军医大学流行病学教研室验后概率=0.受试者工作曲线(ROC)(1-患病率)特异度+患病率(1-灵敏度)研究对象:35至55岁的乙肝抗原阳性或有慢性肝炎病临床工作中如何权衡Se和Sp的问题:一般而言,
8、二者不能同时提高,提高其中一个,另一个必然降低。-PV=d/(c+d)验后概率=0.假阴性率 =c/(a+c)假阳性率=b/(d+b)两组测量值分布交叉对应之点01+1(100-1)0.验后概率=0.是评价观察符合程度的常用指标,(2)当了解许多症状、体征在某些病的似然比0.阴性预告值(-PV):阴性试验结果中实际未患病者的百分率,即诊断试验阴性者未患病的概率。真实、可靠、快速、安全、无损害、费用低、有利于反映正确诊断患者与非患者的能力,准确度高真实性好。试验评价的四种可能的结果12第四军医大学流行病学教研室134.4.选择截断点选择截断点截断点截断点(cut off point):是将定量资
9、料划分为两部分或若是将定量资料划分为两部分或若 干部分的数值。干部分的数值。方法:方法:v统计学方法统计学方法v受试者工作曲线受试者工作曲线v两组测量值分布交叉对应之点两组测量值分布交叉对应之点v尤登指数最大值对应之点尤登指数最大值对应之点第四军医大学流行病学教研室14(1-特异度)受试者工作曲线(受试者工作曲线(ROCROC)第四军医大学流行病学教研室155.5.控制偏倚控制偏倚选择偏倚、错误分类偏倚和测量偏倚选择偏倚、错误分类偏倚和测量偏倚6.6.资料的整理资料的整理两组测量值分布交叉对应之点两组测量值分布交叉对应之点第四军医大学流行病学教研室165.5.控制偏倚控制偏倚测量偏倚测量偏倚错
10、分偏倚错分偏倚6.6.资料的整理资料的整理:诊断试验诊断试验金标准诊断金标准诊断合计合计病人病人非病人非病人阳性阳性aba+b阴性阴性cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d三、评价指标及其意义(一)真实性指标(一)真实性指标 (二)可靠性指标(二)可靠性指标(三)收益指标(三)收益指标 (四)指标间的相互关系(四)指标间的相互关系第四军医大学流行病学教研室18(一)真实性指标(一)真实性指标 真实性是测量值与实际值符合的程度,真实性是测量值与实际值符合的程度,即反映客观事物的正确程度。即反映客观事物的正确程度。第四军医大学流行病学教研室19(1 1)灵敏度和)灵敏度和漏诊率漏诊率v灵敏度
11、灵敏度(sensitivity,Se):):患者被诊断试验判为阳性的概率。反映检出患者能力。患者被诊断试验判为阳性的概率。反映检出患者能力。灵敏度灵敏度(Se)=a/(a+c)v漏诊率漏诊率(假阴性率假阴性率,):):实际患病者被诊断试验判为阴性的概率。实际患病者被诊断试验判为阴性的概率。漏诊率漏诊率=c/(a+c)金标准金标准合计合计病人病人非病人非病人待待评评+aba+b-cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室20(2)特异度和特异度和误诊率误诊率v特异度特异度(specificity,Sp):):即非患者被诊断试验判为阴性的概率。即非患者被诊断试验判为阴性
12、的概率。反映鉴别非患者能力反映鉴别非患者能力.特异度特异度(Sp)=d/(b+d)v误诊率(误诊率(假阳性率,假阳性率,):实际未患病而被诊断试验判为阳性的概率。实际未患病而被诊断试验判为阳性的概率。误诊率误诊率=b/(b+d)金标准金标准合计合计病人病人非病人非病人待待评评+aba+b-cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室21(3 3)准确度()准确度(accuracyaccuracy)(总符合率)(总符合率):观察值与标准值或真实值的符合程度。反映正确诊观察值与标准值或真实值的符合程度。反映正确诊断患者与非患者的能力,准确度高真实性好。断患者与非患者的能力
13、,准确度高真实性好。计算公式:计算公式:AC (a+d)/(a+b+c+d)金标准金标准合计合计病人病人非病人非病人待待评评+aba+b-cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室22(4 4)尤登指数)尤登指数(Youden index(Youden index,YI)YI):尤登指数尤登指数(YI)SeSp-1 尤登指数值于尤登指数值于0 01 1之间变动,之间变动,其值愈大,诊断试验的真实性愈好。其值愈大,诊断试验的真实性愈好。第四军医大学流行病学教研室金标准:可以明确肯定或排除某种疾病的最可选择偏倚、错误分类偏倚和测量偏倚灵敏度 Se=a/(a+c)特异度
14、Sp=d/(d+b)阴性预告值(-PV):阴性试验结果中实际未患病者的百分率,即诊断试验阴性者未患病的概率。该患者患急性阑尾炎可能性为80.(2)观察者;后,可以用其进行多重检验。两名眼科医生对100张眼底图的诊断结果-符合率指诊断试验结果与实际符合的概率。仪器检查(X线、心电图、核素扫描、内镜等)漏诊率(假阴性率,):(5)似然比(likelihood ratio,LR):阴性似然比(-LR)假阴性率/真阴性率特异度愈高,阳性预告值愈高。患病率=(a+c)/(a+b+c+d)即诊断试验阳性者患病的概率。漏诊率(假阴性率,):是评价观察符合程度的常用指标,平行试验(并联)系列试验(串联)靠的诊
15、断方法。23(5 5)似然比()似然比(likelihood ratio,LR)likelihood ratio,LR):诊断试验的结果在患者中出现的概率与非患者中诊断试验的结果在患者中出现的概率与非患者中出现概率之比。出现概率之比。阳性似然比阳性似然比(+LR)(+LR)真阳性率真阳性率/假阳性率假阳性率 a/(a+c)/b/(b+d)=Se/阴性似然比阴性似然比(-LR)(-LR)假阴性率假阴性率/真阴性率真阴性率 c/(a+c)/d/(b+d)=/Sp金标准金标准合计合计病人病人非病人非病人待待评评+aba+b-cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d第四军医大学流行病学教研室24(
16、二)可靠性评价指标(二)可靠性评价指标 可靠性可靠性,又称重复性,是诊断试验在完全相同条,又称重复性,是诊断试验在完全相同条件下,进行重复操作获得相同结果的稳定程度。件下,进行重复操作获得相同结果的稳定程度。1.影响可靠性的因素影响可靠性的因素 (1)试剂、仪器和实验条件;)试剂、仪器和实验条件;(2)观察者;)观察者;(3)调查对象的变异)调查对象的变异第四军医大学流行病学教研室252.评价可靠性指标评价可靠性指标 (1)计量资料)计量资料%100.)测测定定值值均均数数()测测定定值值均均数数的的标标准准差差()变变异异数数(标标准准差差:XSDVCSX(2)计数资料:符合率或卡帕值)计数
17、资料:符合率或卡帕值NdcbaPPPPPPKappavalueNdbNcaccoccoNba/)()(1理论符合率为实际符合率;)卡帕值(观察符合率第四军医大学流行病学教研室26卡帕值(卡帕值(Kappa value):是评价观察符合程度的常用指标,是评价观察符合程度的常用指标,是实际符合率与最大可能符合率之比是实际符合率与最大可能符合率之比 2(ad-bc)Kappa=(a+b)(b+d)+(a+c)(c+d)Kappa值的意义值的意义:0.751.00 很好符合很好符合 0.400.74 一般符合一般符合 0.010.39 缺乏符合缺乏符合 第四军医大学流行病学教研室27两名眼科医生对两名
18、眼科医生对100100张眼底图的诊断结果张眼底图的诊断结果-B B医师医师A A医师医师轻或无轻或无视网膜病视网膜病中或重度中或重度视网膜病视网膜病合计合计轻或无视网膜病轻或无视网膜病46(a)10(b)56中或重度视网膜病中或重度视网膜病12(c)32(d)44合合 计计5842100 46+32观察符合率观察符合率=78 100 第四军医大学流行病学教研室28(1 1)预告值()预告值(predictive value,PV)指诊断试验结果与实际符合的概率。指诊断试验结果与实际符合的概率。q 阳性预告值(阳性预告值(+PV+PV):):阳性试验结果中实际患者的百分率,阳性试验结果中实际患者
19、的百分率,即诊断试验阳性者患病的概率。即诊断试验阳性者患病的概率。PV a/(a+b)q 阴性预告值(阴性预告值(-PV-PV):阴性试验结果中实际未患病者的百分率,:阴性试验结果中实际未患病者的百分率,即诊断试验阴性者未患病的概率。即诊断试验阴性者未患病的概率。PV d/(c+d)金标准金标准合计合计病人病人非病人非病人待待评评+aba+b-cdc+d合计合计a+cb+da+b+c+d(三)评价收益的指标(三)评价收益的指标第四军医大学流行病学教研室29(2 2)生物学效果评价生物学效果评价 n检出新病例的数量。检出的新病例越多,试验的效果越好。检出新病例的数量。检出的新病例越多,试验的效果
20、越好。n早期发现、早期诊断、早期治疗的病例比自发就医的病例早期发现、早期诊断、早期治疗的病例比自发就医的病例预后有不同程度的改善。预后有不同程度的改善。n高危人群的疾病防制效果。高危人群的疾病防制效果。第四军医大学流行病学教研室30(3 3)社会经济效益社会经济效益v成本效益分析成本效益分析(cost-benefit analysis)v成本效果分析(成本效果分析(cost-effectiveness analysis)v成本效用分析成本效用分析(cost-utility analysis)第四军医大学流行病学教研室31 真阳性 假阳性 a+b 假阴性 真阴性 c+d a+c b+d a+b+
21、c+dabdc阳性阴性患病非患病灵敏度灵敏度 Se=a/(a+c)特异度特异度 Sp=d/(d+b)假阴性率假阴性率 =c/(a+c)假阳性率假阳性率=b/(d+b)+PV=a/(a+b)+LR=(a/(a+c)/(b/(b+d)-PV=d/(c+d)-LR=(c/(a+c)/(d/(b+d)患病率患病率=(a+c)/(a+b+c+d)准确度准确度=(a+d)/(a+b+c+d)约登指数约登指数(Y1)=Se+Sp-1 =1-诊断试验的评价指标诊断试验的评价指标第四军医大学流行病学教研室32 210 210例心肌梗死患者和例心肌梗死患者和810810例非心肌梗死患者血清肌例非心肌梗死患者血清肌
22、酸激酶(酸激酶(CKCK试验),结果如下表:试验),结果如下表:请计算灵敏度、特异度、阳性预告值、阴性预告值、阳请计算灵敏度、特异度、阳性预告值、阴性预告值、阳性似然比、阴性似然比性似然比、阴性似然比CKCK试验试验心肌梗死心肌梗死合计合计有有无无阳性阳性16580245阴性阴性45730775合计合计2108101020第四军医大学流行病学教研室33(四)(四)评价指标间的关系评价指标间的关系 灵敏度与特异度灵敏度与特异度理想的诊断试验是灵敏度和特异度都高的方法,理想的诊断试验是灵敏度和特异度都高的方法,灵敏度或特异度可以通过调整截断点来提高灵敏度或特异度可以通过调整截断点来提高.一般而言,
23、二者不能同时提高,提高其中一个,一般而言,二者不能同时提高,提高其中一个,另一个必然降低。另一个必然降低。诊断标准定于诊断标准定于*点最好?点最好?第四军医大学流行病学教研室34CKCK试验不同截断点诊断心肌梗死的评价指标试验不同截断点诊断心肌梗死的评价指标截断点截断点(IU)(IU)灵敏度灵敏度(%)(%)特异度特异度(%)(%)尤登指数尤登指数32037425058678093991001009998989894886800.370.410.480.560.650.740.810.670.0028024020016012080401第四军医大学流行病学教研室35临床工作中如何权衡临床工作中
24、如何权衡Se和和Sp的问题:的问题:采取采取Se高高的方法的方法:以筛检、初诊和排除诊断为目的,或漏诊以筛检、初诊和排除诊断为目的,或漏诊会造成严重后果的疾病。会造成严重后果的疾病。采取采取Sp高高的方法:的方法:以确诊为目的,或误诊会导致病人严重负以确诊为目的,或误诊会导致病人严重负担,甚至因采取一些不恰当的诊治措施,有可担,甚至因采取一些不恰当的诊治措施,有可能造成严重并发病或毒副作用者。能造成严重并发病或毒副作用者。第四军医大学流行病学教研室36预告值与患病率、灵敏度和特异度预告值与患病率、灵敏度和特异度患病率对预告值的影响更为明显。患病率对预告值的影响更为明显。当患病率固定不变时,特异
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