流行病学 10-筛检与诊断试验-8年制

误诊率也叫假阳性率（false positive rate，FPR）。 此图中间的垂线与横轴的交点称为诊断界点（cut-off point）或诊断阈值。
参考值的确定
一般诊断标准的改变与真实性指标之间存在下述关系：
诊断点左移，灵敏度上升，特异度下降，假阳性率上升，假阴性 率下降，误诊增加
诊断点右移，灵敏度下降，特异度上升，假阳性率下降，假阴性 率上升，漏诊增加。
可靠性
可靠性(Precision, reliability)又称信度，一致性或重复性， 是指在相同条件下重复试验获得相同结果的稳定程度。
具体地讲，可靠性是指某一筛检方法重复测量同一受试 者时所获结果的一致性。
具体评价的方法是在相同的条件下，用待评价的筛检试 验对同一组研究对象作两次相同的测量，根据两次测量 结果计算相应指标，进行分析评价。其影响因素包括：
诊断与筛检试验
徐望红
复旦大学公共卫生学院 wanghong.xu@fudan.edu.cn
一、概述
流行病学、疾病自然史与筛检 筛检定义及与诊断试验的区别 筛检和诊断试验的评价
零级预防 疾病自然史与四级预防
健康
一级预防
“健康” 人群
症状 人群
结局： •痊愈 •有效控制 •伤残失能 •死亡
疾病启动
b+d
a+b
敏感度= a/(a+c)
c+d
a+b+c+d
Yerushalmy模式
筛检方法
阳性 阴性 合计
疾病状况
有病
无病
a
b
c
d
a+c
b+d
敏感度= a/(a+c) a+b 特异度=d/(b+d)
c+d
a+b+c+d
Yerushalmy模式
筛检方法
阳性 阴性 合计
疾病状况
有病
无病
a
b
c
d
a+c
b+d
占的比例。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。
真实性(2)
特异度(specificity)或真阴性率(true negative rate)，是指 按“金标准”确定的非病人中筛检试验阴性或正常人数 所占的比例。表示筛检试验能将实际无病的人正确地判 为非患者的能力。
4 ab ac cd bd
真实性(1)
灵敏度(sensitivity)、敏感度或真阳性率(true positive rate) ，是指按“金标准”确诊的病人中筛检试验阳性或 异常人数所占的比例，表示筛检试验能将实际有病的病 人正确地判为患者的能力。
假阴性率(false negative rate)又称漏诊率，是指按“金标 准”确定的病人中筛检试验检查为阴性或正常的人数所
筛检试验不是诊断试验，仅是一种初步检查，对筛检试验
阳性者或可疑阳性者，必须进行进一步确诊，以便对确诊 病人采取必要的措施。 该含义是与早期的诊断和治疗相关的筛检，是描述性研究 的一个组成部分，属观察性研究范畴。
筛检试验与诊断试验的区别
筛检试验
诊断试验
观察对象 健康人或无症状的病人 有症状病人
目的 要求 费用
样本含量的计算
样本含量的估计可以采用率的抽样调查时的样本含量 估计的公式，即
n ( u )2 (1 p ) p
n 为样本含量；
为正态分布累计概率等于a/2时的u值，一般取 a=0.05, u 0.05=1.96
为容许误差；
p 为待评价方法的灵敏度或特异度的估计值。
4. 试验评价指标
真实性(validity)，效度或准确度(accuracy)：指测量 值与实际值的符合程度，即测量值与真值（true value）的接近程度 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
假阳性率(false positive rate)又称误诊率，是指按“金标 准”确定的非病人中筛检试验检查为阳性或异常的人数
所占的比例。 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。
真实性(3)
约登指数（Youden’s index）或正确诊断指数是灵敏度 与特异度之和减１。取值范围从０～１，约登指数越接 近于１，筛检试验的真实性越好，反之越差。约登指数 表示筛检试验能够正确地判断病人和非病人的能力。
1)
约登指数
Jouden指数的标准误
sYI
(a
ac c)3
bd (b d)3
95%CI YI 1.96sYI
选择原则
选择高灵敏度：尽可能发现病人。
某病的早发现/诊断→有效治疗和康复，漏诊或延误诊断将会造成严 重后果，如结核病、梅毒等。
一种疾病现象有多个诊断假设，应将受检者作为某种疾病的可疑病人， 以排除这种疾病。
非真实值
随机作用
真实值
不同金标准 诊断实验
金标准特点
金标准：是以活组织检查、手术发现、尸体解剖、 长期随访及其他一些令人信服的检查结果为依据 确诊的患者或非患者。
100%的金标准实际上并不存在； 随时间和实践知识的积累而不断完善； 实际操作难度大，尤其是费用高和/或创伤性较大时。
确定参考值(正常参考值)
合计
+
a
b
a+b
-
c
d
Байду номын сангаас
c+d
合计
a+c
敏感度（真阳性率）= 特异度（真阴性率）=
a
a
d
c
bd
假阴性率=1-敏感度
假阳性率=1-特异度
b+d
n
Jouden指数=敏感度+特异度 –1
阳性似然比=敏感度/（1-特异度） 阴性似然比=（1-敏感度）/特异度）
粗一致性＝
ad abcd
调整一致性＝ 1（ a a d d )
粗一致性和调整一致性说明筛检试验阳性与阴性结果均 正确的百分比。它表示筛检试验的真实性。
真实性(4)
似然比为病人中出现某种检测结果的概率与非病人中出 现相应结果的概率之比。
阳性似然比是指真阳性率与假阳性率之比，说明病人中出 现某种检测结果阳性的概率是非病人的多少倍；
阴性似然比是指假阴性率与真阴性率之比，说明病人中出 现某种检测结果阴性的概率是非病人的多少倍。
诊断标准的确定原则：
理论上应选择假阳性和假阴性的最低点作为标准值，但实际上往 往根据研究目的、专业要求、统计学原则和收益情况等确定。 如果所查疾病结局不很严重，疗效也不大好，进一步检查费用高， 心理影响大，则尽量减少误诊，诊断点右移。 （Ca/HIV） 如果所查疾病结局严重，早期疗效好，则尽量减少漏诊，诊断点 左移。(TB)
把病人及可疑病人与无病 对症状病人进行鉴别诊断
者区分开来
以确诊
快速、简便，有高灵敏度， 科学性和准确性，特异度 最好能发现所有病人。 高，能排除所有非病人
简单、廉价
多运用实验室、医疗器械 等手段，一般花费较贵
处理
筛检(+)→诊断(+) →治疗 诊断(+) →治疗
二、诊断与筛检试验的评价
基本步骤
金标准的确定 研究对象的选择 样本含量的估计 资料的整理，评价指标的分析 偏倚的控制
阳性似然比越大筛检试验的真实性越好；阴性似然比小于 １，筛检试验才可能具有临床价值，阴性似然比越小筛检 试验的真实性越好。
该指标全面反映筛检试验的诊断价值，非常稳定。它的计 算只涉及灵敏度与特异度，不受患病率的影响。
Yerushalmy模式
筛检方法
阳性 阴性 合计
疾病状况
有病
无病
a
b
c
d
a+c
参考值的合理性：
选用的人群：
分年龄和性别的正常人群样本（品） 人群的地理特征 人群特征代表性的图示
确定参考值的统计模型 如必要，可确定灰区
确定参考值的方法
正态分布法：正态分布资料和经过变量转换 符合正态分布的资料
百分位数法：适用几乎所有分布 受试者工作特征曲线(ROC)法
参考值的确定
可检测阶段
出现症状
寻求诊断
治疗
临床前期
二级预防
临床期
三级预防
筛检
医疗部门
治
诊 断
筛检－
筛检+
疗 部
部
分
分
诊断－ 诊断+
早期诊断和治疗(短期) 减少发病和死亡(长期)
零级预防(初始预防):是国家的政策(政府行为)
筛检试验流程图解
筛检的定义(1951年美国慢性病委员会)
通过快速的检验、检查或其它措施，将可能有病但表面上 健康的人，同那些可能无病的人区分开来。
参考值的确定即筛检试验阳性与阴性界限值的 选择。对于连续变量而言，通常得到a，b二种 结果（见图）： 两条曲线无重叠 两条曲线重叠 无论诊断点选在何处，总有假 阴性和假阳性产生。
图2 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
漏诊率 1 Sen FN (TP FN ) ；误诊率 1 Spe FP (FP TN ) ，
阳性似然比=敏感度/（1-特异度） 阴性似然比=（1-敏感度）/特异度 OR=阳性似然比/阴性似然比=敏感度×特异度/[(1-敏感度) ×(1-特异度)] 粗一致性=(a+d)/(a+b+c+d) 调整一致性=1/4[a/(a+c)+a/(a+b)+d/(b+d)+d/(c+d)
各指标95%CI的计算
a+b c+d a+b+c+d
敏感度= a/(a+c) 特异度=d/(b+d) 假阴性率＝c/(a+c)
Yerushalmy模式
筛检方法
阳性 阴性 合计
疾病状况
有病
无病
a
b
c
d
a+c
b+d
a+b c+d a+b+c+d
敏感度= a/(a+c) 特异度=d/(b+d) 假阴性率＝c/(a+c) 假阳性率＝b/(b+d)
某种疾病临床表现不明显或无临床表现，且其发病率低，应将受检者 作为某种疾病的可疑病人，以排除这种疾病。
选择高特异度：尽可能避免误诊。
误诊将会对病人造成严重的心理、生理和经济上的影响。如恶性肿瘤、 艾滋病等。
对某种疾病的诊断持怀疑态度，需确定诊断。如军团菌病等。
选择双高：如果某种疾病漏诊和误诊同等重要，应将筛检 试验阳性界值定在灵敏度和特异度均较高的位置，
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某病病例 病例组：金标准证实的患研究疾病的病例 临床类型: 轻、中、重型，早、中、晚期 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 未患研究疾病的健康人 其它疾病病例组成
研究对象来源 社区选择 医院择取
估计样本含量
灵敏度\特异度\假阳性率\假阴性率(假设p=阳性率,q=1p,n=样本总数,则:
p下限
(2np
z2 / 2
1)
z / 2 2(n
z2 / 2 (2 z2 / 2 )
1) n
4p(nq
1)
p上限
(2np
z2 / 2
1)
z /2 2(n
z2 / 2 (2 z2 / 2 )
1) n
4p(nq
Yerushalmy模式
筛检方法
阳性 阴性 合计
疾病状况
有病
无病
a
b
c
d
a+c
b+d
a+b c+d a+b+c+d
敏感度= a/(a+c) 特异度=d/(b+d) 假阴性率＝c/(a+c) 假阳性率＝b/(b+d)
约登指数=敏感度+特异度 –1
似然比=敏感度×患病率/[(敏感度×患病率)+(1-特异度)]
确定金标准
金标准（gold standard）or 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。 金标准能正确区分研究对象是否患病 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、生物学标志检测是普遍意义的金标准。
金标准
“Truth”is sometimes not available: we need a surrogate that comes as close to “truth”as possible. The closer to“truth”the more expensive to get.
生物学变异；
检测方法变异；
观察者内变异；
观察者间变异。
真实性和可靠性
不精确，不可靠
精确，不可靠 不精确，可靠 精确，可靠
评价资料整理表
Yerushalmy模式(2 x 2 表)：设立经金标准确诊的病例组和对 照组，基本评价指标有敏感度、特异度、阳(阴)性预测值。
金标准 筛检试验 病例(有病) 对照(无病)
联合诊断试验评价模式
在疾病筛检时，同时具有高敏感性和特异性的不多。 因此，往往采用联合试验方法提高敏感性或特异性， 满足真实性的要求。
在实施筛检时，可采用多项筛检试验检查同一受 试对象，以提高筛检的灵敏度或特异度，增加筛 检的收益，这种方式称为联合试验。
影响样本大小的因素 １．显著性水平α：α值越小，样本含量越大，一般取α
＝0.05 ２．容许误差δ：δ越小，样本含量越大；δ越大，样本
含量越小，δ一般在0.05～0.10 ３．灵敏度或特异度的估计值：Ｐ值＝50%时，样本量
最大，越远离50%，样本量越小，病例组样本含量由灵敏 度估计，对照组样本含量由特异度估计