诊断试验研究教学内容.ppt
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1、诊断试验研究一、评价诊断试验的研究设计一、评价诊断试验的研究设计 一、选择一个一、选择一个“金标准金标准”,二、用二、用“金标准金标准”去筛选一定数量的患有和未去筛选一定数量的患有和未患有某种疾病的研究对象,分为患有某种疾病的研究对象,分为“病例组病例组(有病)(有病)”与与“对照组(无病)对照组(无病)”三、用待评价诊断方法同步地测试二组研究对三、用待评价诊断方法同步地测试二组研究对象。象。四、将所获得的结果与四、将所获得的结果与“金标准金标准”的诊断结果的诊断结果进行比较,用一些特殊的指标来评价诊断方进行比较,用一些特殊的指标来评价诊断方法的价值。法的价值。诊断方法的评价与选择程序图诊断方
2、法的评价与选择程序图诊断试验的程序诊断试验的程序一、金标准的选择一、金标准的选择二、研究对象的选择二、研究对象的选择三、样本量的估计三、样本量的估计四、评价结果的整理四、评价结果的整理一一“金标准金标准”的确定的确定在其他书中又被称为标准诊断(在其他书中又被称为标准诊断(standard standard diagnosisdiagnosis)、标准试验()、标准试验(standard teststandard test)、)、真实试验(真实试验(true testtrue test)、参考标准)、参考标准(reference standardreference standard)等。)等。是
3、指目前医学界公认的诊断某种疾病最准确可是指目前医学界公认的诊断某种疾病最准确可靠的方法或手段。靠的方法或手段。通常,一种疾病有一个通常,一种疾病有一个“金标准金标准”“金标准金标准”的特性的特性1.1.准确性高:用低成本且比较安全的诊断技术去代替昂准确性高:用低成本且比较安全的诊断技术去代替昂贵而危险的贵而危险的“金标准金标准”可能导致疾病错误分类情况的可能导致疾病错误分类情况的发生,即将病人判断为非病人,将非病人判断为病人发生,即将病人判断为非病人,将非病人判断为病人 2.2.临床可行性差:通常具有精确、复杂、昂贵和危险的临床可行性差:通常具有精确、复杂、昂贵和危险的特性特性3.3.相对性:
4、任何一个相对性:任何一个“金标准金标准”只是特定历史条件下医只是特定历史条件下医学发展的产物,它不具有恒真性;目前所使用的所谓学发展的产物,它不具有恒真性;目前所使用的所谓金标准也是相对的;在没有更好的标准的时候,一般金标准也是相对的;在没有更好的标准的时候,一般标准也是金标准。标准也是金标准。二二 研究对象的选择研究对象的选择总总的的原原则则是是:研研究究对对象象应应能能代代表表诊诊断断方方法法可可能能应应用用的的靶靶人人群。群。病病例例组组应应当当包包括括所所研研究究疾疾病病的的各各种种临临床床类类型型:轻轻、中中、重重型型,早早、中中、晚晚期期,典典型型的的和和不不典典型型的的,有有和和
5、没没有有并并发发症症者者,治治疗疗过过的的与与未未治治疗疗过过的的,使使病病例例组组对对该该病病的的总总体体具具有有代表性,使评价的结果对该病具有普遍的意义。代表性,使评价的结果对该病具有普遍的意义。非非病病组组应应选选自自确确实实无无该该病病的的其其他他病病例例,并并且且还还应应该该包包括括容容易易与与该该病病产产生生混混淆淆的的其其他他疾疾病病,这这主主要要是是为为了了考考察察待待评评价价诊断方法的疾病鉴别诊断的能力。诊断方法的疾病鉴别诊断的能力。总总之之,研研究究对对象象的的选选择择既既要要考考虑虑到到病病例例的的代代表表性性,同同时时又又要考虑到诊断方法的鉴别能力。要考虑到诊断方法的鉴
6、别能力。选选择择研研究究对对象象的的过过程程中中必必须须遵遵循循随随机机化化的的原原则则,避避免免随随意意选择研究对象。选择研究对象。三三 样本含量的估计样本含量的估计 n n为样本量;为样本量;u ua a为正态分布中累积概率等于为正态分布中累积概率等于a/2a/2的的u u值。值。为容许误差,可取总体率可信区间宽度的一半,一般在为容许误差,可取总体率可信区间宽度的一半,一般在0.050.050.100.10;p p为待评价诊断方法的灵敏度(病例组)或为待评价诊断方法的灵敏度(病例组)或特异度(对照组)的估计值。特异度(对照组)的估计值。样本量的估计主要取决于灵敏度、特异度和允许误差样本量的
7、估计主要取决于灵敏度、特异度和允许误差(一般(一般0.05-0.100.05-0.10)三个参数。如果为了排除疾病,需要)三个参数。如果为了排除疾病,需要诊断方法的灵敏度较高;如果为了确诊疾病,需要诊断方诊断方法的灵敏度较高;如果为了确诊疾病,需要诊断方法的特异性较高。法的特异性较高。也可用查表法来估计样本含量也可用查表法来估计样本含量四四 评价结果的整理评价结果的整理某病病人与非病人诊断结果某病病人与非病人诊断结果 金标准金标准 诊断试验诊断试验 病人病人 非病人非病人 合计合计 阳性阳性 真阳性真阳性A A 假阳性假阳性B B A+B A+B 阴性阴性 假阴性假阴性C C 真阴性真阴性D
8、D A+D A+D 合计合计 A+C B+D A+C B+D A+B+C+D=NA+B+C+D=N例:某病患病状况与诊断结果例:某病患病状况与诊断结果 诊断试验 病人 非病人 合计 阳性 18 49 67 阴性 2 931 933 合计 20 980 1000二、诊断方法的评价指标二、诊断方法的评价指标诊断方法是:对人体无害、操作简便、出结果迅速、费用低诊断方法是:对人体无害、操作简便、出结果迅速、费用低廉,还要考虑廉,还要考虑1 1、真实性(、真实性(validityvalidity)。)。准确度(准确度(accuracyaccuracy)、效度)、效度(validityvalidity)。
9、是指一般测量工具的实际测量结果与真值)。是指一般测量工具的实际测量结果与真值(true valuetrue value)之间的接近程度。在诊断方法的评价中,)之间的接近程度。在诊断方法的评价中,真实性是指诊断方法的检测结果与真实性是指诊断方法的检测结果与“金标准金标准”的检测结果的检测结果的符合程度,的符合程度,用灵敏度和特异度表示。用灵敏度和特异度表示。2 2、可靠性(、可靠性(reliability reliability)。精确度(。精确度(precisionprecision)、信)、信度(度(reliabilityreliability)和可重复性()和可重复性(repeatabil
10、ityrepeatability)。是指)。是指在相同条件下针对同一事物,测量工具重复测量其结果的在相同条件下针对同一事物,测量工具重复测量其结果的稳定程度(稳定程度(stabilitystability)。在诊断方法评价中,)。在诊断方法评价中,可靠性是可靠性是指在相同条件下针对同一研究对象,重复检测其结果的稳指在相同条件下针对同一研究对象,重复检测其结果的稳定程度,或一致性(定程度,或一致性(consistencyconsistency)、重现性。)、重现性。一、真实性(一、真实性(validity)1.1.灵敏度灵敏度(sensitivity)(sensitivity):指在指在“金标准
11、金标准”确诊的确诊的病人中病人中,待评价的诊断试验检测出的阳性人数所待评价的诊断试验检测出的阳性人数所占的比例。占的比例。真阳性率真阳性率 灵敏度灵敏度 Se=A/Se=A/(A+CA+C)100%100%假阴性率假阴性率(false negative ratefalse negative rate,漏诊率):,漏诊率):指在指在“金标准金标准”确诊的病人中诊断试验检测出确诊的病人中诊断试验检测出的的“阴性阴性”人数所占的比例。人数所占的比例。假阴性率假阴性率 FNR=C/(A+C)100%FNR=C/(A+C)100%FNR=1-Se FNR=1-Se2 2、特异度、特异度(specific
12、ity)(specificity):指在:指在“金标准金标准”确诊确诊的非病人中,诊断试验检测出的阴性人数所占的的非病人中,诊断试验检测出的阴性人数所占的比例比例特异度计算特异度计算 S SP P=D/=D/(B+DB+D)100%100%假阳性率假阳性率(false positive ratefalse positive rate,误诊率):,误诊率):指指在在“金标准金标准”确诊的非病人中诊断方法检测出的确诊的非病人中诊断方法检测出的“阳性阳性”人数所占的比例。人数所占的比例。假阳性率假阳性率 FPR=B/(B+D)100%FPR=B/(B+D)100%假阳性率与特异度互补:假阳性率与特异
13、度互补:FPR=1-SFPR=1-SP P 3 3、灵敏度与特异度的综合评价、灵敏度与特异度的综合评价 灵敏度与特异度是一个事物的两个方面,存灵敏度与特异度是一个事物的两个方面,存在本质的联系,不可能截然分开。而且,分在本质的联系,不可能截然分开。而且,分别评价灵敏度和特异度不利于全面把握诊断别评价灵敏度和特异度不利于全面把握诊断方法的真实性。方法的真实性。综合评价指标综合评价指标1.1.似然比(似然比(likehood ratio,LRlikehood ratio,LR)2.2.诊断指数(诊断指数(Youdens indexYoudens index)3.3.符合率符合率 (1)似然比似然比
14、在在诊诊断断试试验验评评价价中中,特特定定方方法法的的似似然然比比被被界界定定为为:病病人人中中出出现现某某种种检检测测结结果果的的概概率率与与非非病病人人中中出出现现相相应应结结果果的的概概率率之之比比,说说明明病病人人出出现现该该结结果果的的机机会是非病人的多少倍。会是非病人的多少倍。阳性似然比和阴性似然比阳性似然比和阴性似然比 阳阳性性似似然然比比是是指指真真阳阳性性率率与与假假阳阳性性率率之之比比,是是诊诊断断试试验验中中阳阳性性结结果果在在患患者者中中出出现现的的概概率率与与在在非非患患者中出现的概率之比。者中出现的概率之比。其计算公式为其计算公式为阴性似然比阴性似然比是指假阴性率与
15、真阴性率之比,是指假阴性率与真阴性率之比,是诊是诊断试验中阴性结果在患者中出现的概率与在非患断试验中阴性结果在患者中出现的概率与在非患者中出现的概率之比。者中出现的概率之比。一项诊断效率高的诊断方法应该是一项诊断效率高的诊断方法应该是真阳性率真阳性率高,高,假阳性率假阳性率低。这二项之比称为该诊断试验的似然低。这二项之比称为该诊断试验的似然比(比(likelihood ratiolikelihood ratio,LRLR),似然比愈大,诊),似然比愈大,诊断的价值也愈大。断的价值也愈大。某卫生机构为了评价物理检查在急性化脓性咽炎诊某卫生机构为了评价物理检查在急性化脓性咽炎诊断中的真实性,以咽拭
16、子培养甲组乙型溶血性链球断中的真实性,以咽拭子培养甲组乙型溶血性链球菌作为菌作为“金标准金标准”,阳性似然比阳性似然比=(54/6554/65)/(21/16321/163)=6.45=6.45阴性似然比阴性似然比=(11/6511/65)/(142/163142/163)0.190.19说说明明病病人人中中出出现现检检查查阳阳性性的的机机会会是是非非病病人人的的6.456.45倍倍;还还说明病人中出现检查阴性的机会是非病人的说明病人中出现检查阴性的机会是非病人的0.190.19倍。倍。病人非病人合计物理检查阳性阴性合计5411652114216375153228(2 2)诊断指数)诊断指数是
17、将灵敏度与特异度相加,反映诊断方法发现病是将灵敏度与特异度相加,反映诊断方法发现病人和非病人的总的能力,其取值接近人和非病人的总的能力,其取值接近2 2则方法的真则方法的真实性高,反之则低。实性高,反之则低。DI=SN+SPDI=SN+SP(3 3)符合率()符合率(agreement rate)agreement rate)指诊断试验中真阳性和真阴性之和占总受检人指诊断试验中真阳性和真阴性之和占总受检人数的比例。数的比例。符合率(符合率(A AD D)/(A AB BC CD D)多数情况下,患者例数少于非患者例数,故符多数情况下,患者例数少于非患者例数,故符合率受特异度的影响大于灵敏度的影
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