第四章诊断实验与筛检试验

1、灵敏度
指一项诊断或筛检方法能将实际有病的人正确
地判断为患者的能力。
灵敏度=
A A+C
×100%
或 灵敏度=1－ 假阴性率
灵敏度的标准误计算公式为
SE( sen)
Sen(1 Sen) n
95%SenL，SenU=Sen±UaSsen
2、特异度
一项诊断或筛检方法将实际无病的人正确地 判断为非患者的能力。 • 特异度= D ×100% 或 特异度=1－假阳性率
误诊率 B 100%
BD
正确诊断指数（Youden指数）
一项诊断方法发现真正的病人和非病人的总能力。 约登指数=（灵敏度+ 特异度 ）－1
将灵敏度和特异度合并为一个指标，可更全面地
评价、比较各种筛检试验的真实性。 指数愈大，反映的真实性也愈大。
约登指数的标准误为
SE(r )
Sen(1 Sen) Spe(1 Spe)
1.阳性似然比（+LR）
真阳性率与假阳性率之比，说明正确判断阳 性的可能性是错判阳性可能性的倍数。
比值越大，试验结果阳性时为真阳性的概率越 大，此诊断方法愈好。
+LR =灵敏度/(1-特异度)=灵敏度/误诊率
或
阳性似然比
A（ / A C） B（ / B D）
2.阴性似然比 （-LR）
是假阴性率与真阴性率之比，表示错判阴性 的可能性是正确判断阴性的可能性的倍数，此 值越小，试验结果为真阴性的可能性越大，该 诊断方法愈好
解：验前概率 = 0.40
验 前 比 = 0.40/（1-0.40）=0.67
阳性似然比 = Sne/(1-Spe)=0.9/(1-0.85)=6
验 后 比 = 0.67×6=4.02
验后概率 = 4.02/（1+4.02）=0.80
该病员患缺铁性贫血的概率为80%。
当了解许多症状、体征在某些病的似然比后，可以利用其进行多重试验检验。在进行诊断 时，把前一次检验的验后概率作为下一次检验的验前概率，继续运用，直到可下结论为止。 举例如下。 一位45岁妇女主诉突发左侧胸痛月余，来门诊就医。该患者是否患冠心病？ 查胸痛原因很多，如肺或胸膜疾患；上消化道疾病；冠心病；情绪影响；其他原因。仅 只按其主诉，她患冠心病的可能（验前概率）仅为0.01。 验前比=验前概率/（1-验前概率）=0.01/（1-0.01）=0.01。 1）进一步询问其疼痛特点，有放射至左臂内侧的特点。其阳性似然比为100，
**：当B/E值为1.010时，灵敏度为0.932，特异度为0.925，约登指数为0.857（最大）
ROC Curve
1.00
.75
.50
Sensitivity
.25
0.00
0.00
.25
.50
.75
1.00
1 - Specificity
图2--ROC曲线图
第四节 诊断试验的评价
评价诊断试验的真实性、可靠性以及效益。
随机诊断产生的曲线下面积。ROC曲线越向左上偏，
曲线下面积越大，诊断准确性越高。
表16：B/E不同取值的灵敏度、特异度、约登指数
B/E值
灵敏度
1-特异度
特异度
约登指数
0.97
0.000
0.825
0.175
0.175
0.99
1.000
0.500
0.500
0.500
1.00
0.986
0.300
0.700
B+D
特异度的标准误计算公式为
SE( sp e)
Spe(1 Spe) n
漏诊率：指一项诊断试验将实际有病的人错误诊断为非病人的比例。 也称假阴性率。
漏诊率=1-灵敏度，
或
漏诊率 C 100% AC
误诊率：指一项诊断试验将实际无病的人错误诊断为病人的比率。误 诊率也称假阳性率。
误诊率=1-特异度 或
(美国慢性病委员会 ·1951年)
诊断试验定义
应用一定的诊断方法把病人与可疑有病但 实际无病的人区别开来。
筛检试验与诊断试验的异同
筛检试验仅作为初步检查，是早期发现病人的一种 方法，筛检试验的结果要经过诊断试验加以确诊。
筛检试验主要用于社区人群的健康体检、普查普治 或某些特殊意义的研究。
诊断试验要求有更高的灵敏度和特异度。 筛检试验更侧重评价经济、方便和收益。 筛检试验与是诊断试验在方法学和评价指标方面具
3.影响诊断试验可靠性的因素
1）试验方法与条件的差异 2）观察者的变异 3）被观察者的变异
三、收益评价
收益指经诊断试验后能使多少原来未发 现的病人得到及时诊断和治疗。以及因此而 创造的经济和社会价值。评价收益的常用指 标有预测值、成本-效益分析、成本-效果分 析等。
1．预测值：
应用诊断试验结果来估计受检者患病可能性 大小的指标。是指在已知试验结果的条件下， 表明有无疾病的概率。一个诊断方法有一定的 灵敏度和特异度，但在诊断患病率不同的人群 时，阳性（或阴性）结果所表示的意义却不同， 如人群的患病率低，即使应用特异度高的试验 也会出现相当多的假阳性。 因此，一项试验要 有一个预测值。
①将验前概率转换为验前比 验前比=验前概率/(1－验前概率)
②通过诊断试验的似然比计算验后比 验后比=验前比×似然比(LR)
③将验后比转换为验后概率： 验后概率=验后比/(验后比+1)
例：某18岁女性因面色苍白、乏力，被怀疑为严重贫血至某医院 就诊，根据病史及外周血涂片检查，在该院该年龄段女性患缺铁 性贫血的可能性为40%。在实验室进一步做血清铁蛋白检查，结果 为12mmol/L，该院血液学实验室以骨髓铁染色作金标准，用血清 铁蛋白试验法诊断缺铁性贫血的阈值为65mmol/L，≤65mmol/L为 缺铁性贫血，该方法灵敏度为90%，特异度为85%。问该女患缺铁 性贫血的概率是多少？
实际一致率＝ 观察一致率－ 机遇一致率＝78%－51%＝27%
kappa值
实际一致率 非机遇一致率
P0 PC 1 P
27% 0.55 49%
C
Kappa值也可直接求取
Kappa N ( A D) ( R1C1 R2C2 ) N 2 ( R1C1 R2 C 2 )
Kappa 100 (46 32) (56 58 44 42) 0.55 100 2 (56 58 44 42)
3）再检验其血清肌酸磷酸酶（CPK）>80单位，此时阳性似然比为7.75。
其验前比=0.9167/（1-0.9167）=11.0048；验后比=11.0048×7.75=85.25。
验后概率=85.25/（1＋85.25）=0.988 经过询问症状，心电图检查及血清CPK检查，该病人患冠心病的可能性为98.8％，因
一、真实性的评价
又称为效度，指一项诊断或筛检试验所获得的数 值与实际值的符合程度。
评价真实性的指标有灵敏度、特异度、漏诊率、 误诊率和正确诊断指数
表1 应用诊断试验检查某病患者和非患者的结果模式表
试验结果
病人
非病人
合计
阳性
阴性 合计
真阳性 A
假阴性 C A+C
假阳性 B
A+B
真阴性 D
C+D
B + D A+B+C+D=N
2）正态分布法：
适用于呈正态分布的数据，通常用平均值加减2倍 标准差作为标准值。
2．临床判断法
按照大量临床观察（如高血压界值）或系列追踪 观察某些致病因素对健康损害的阈值（如血清胆 固醇）来确定诊断标准。
3．ROC曲线法
ROC曲线或称为受试者工作特征曲线，是用构图
法揭示灵敏度和特异度的相互关系，它通过将连续 变量设定出多个不同的临界值，从而计算出一系列 灵敏度和特异度，再以灵敏度为纵坐标、（1-特异 度）为横坐标绘制成曲线，图中对角线下的面积为
N1
N2
(三）似然比（likelihood ratio LR）
综合了灵敏度和特异度的信息
其含义为：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，它表 明某项试验所确定的阳性界值（截点）能否 良好地区分真阳性和假阳性。根据似然比可 以判断诊断试验阳性或阴性时患病的概率， 以助临床医生的诊断决策。
2、研究对象的选择
病例组和对照组人群选择应采用随机化原则， 以确保样本的代表性和试验结果对目标人群的 可推论性
3、样本量的估计
诊断试验的评价需要选择足够的样本量。样本 量可用公式计算或查相应的样本量表获得。在用 公式进行计算时，要预先设置诊断试验的灵敏度
特异度，显著性水平 以及允许误差δ。
4、盲法判定和统计分析、结果报告
其验后比=0.01×100=1。 此时诊断冠心病的概率（验后概率）=验后比/（1＋验后比）=1/（1＋1）=0.50 2）再做心电图检查，ST段下降2.2mm，其阳性似然比为11，
验前比=0.5/（1-0.5）=1。验后比=1×11=11。（0.5为前一项放射痛的验后概率）
验后概率=11/（1＋11）=11/12=0.9167
粗一致率 a d 100% abcd
调整一致率 1 a a d d 4ab ac cd bd
2.诊断试验的一致性分析—Kappa分析
kappa值为实际一致率与非机遇一致率的比，该 值考虑了机遇因素对一致性的影响，表示不同人 判断同一批结果，或同一人不同时间判断同一批 结果的一致性强度
一般认为Kappa值在0.4～0.75为中、高度一致， Kappa值≥0.75为极好的一致性。K≤0.40时，表 明一致性差。
例：临床经验相似的甲乙二医生阅片结果如下:
表1 甲、乙医生阅读胸片诊断结果
甲医生诊断
乙医生诊断 肺门淋巴结核
正常
肺门淋巴结核
46（a）
10（b）
正
常
12（c）
32（d）
合
计
0.686
1.00
0.932
0.175
0.825
0.757
1.01
0.932
0.075
0.925
0.857**
1.01
0.905
0.050
0.950
0.855
1.02
0.770
0.000
1.000
0.770
1.03
0.608
0.000
1.000
0.608
1.08
0.176
0.000
1.000
0.176
此可以明确诊断该病人患冠心病。
二、诊断试验的可靠性评价
可靠性又称信度，指同一指标在同一受试者 身上重复测量时，获得结果的一致性。结果愈 恒定，诊断方法的可靠性愈高
1、符合率（percent agreement)：
一项诊断试验正确诊断的病人数与非病人数之和占所 有进行诊断人数的比率。符合率越高，可靠性越好
-LR =(1-灵敏度)/特异度=漏诊率/特异度
即
阴性似然比
C（/ A D（/ B
C） D）
根据似然比判断试验阳性或阴性时患病概率的计算：
验前概率：检查前病人患某种疾病的可能性 。 验 前 比：检查前病人患某种疾病的机率。 验 后 比：检查后病人患某种疾病的机率。 验后概率：检查后病人患某种疾病的可能性。
有相似性。
第二节 诊断实验的评价设计
同步盲法比较
待 评
金
价 方
标
法
准
评价的主要内容
选用适宜的金标准 研究对象是否合Hale Waihona Puke Baidu 样本量是否足够？ 是否盲法收集试验结果 真实性、可靠性、收益
1、确定金标准
金标准(gold standard)—当前公认最好的、
准确可靠的诊断方法（病理学检查、手术探查、 特殊影像学检查等），或专家制定并得到公认 的临床诊断标准。
要求判断试验结果者预先不知道病例被金标 准划分为“有病”或“无病”的情况，可减少 人为的主观偏差，保证比较结果的真实性。
全面分析、评价和报告诊断试验的真实性、 可靠性和收益。
第三节 观察指标和判断标准的确定
统计学方法 临床判断法
ROC曲线法
1．统计学方法
1）百分位数法：
适用于偏态分布、分布类型不确定或有极端数值 的数据。以第95百分位数或第99百分位数的数值 做标准
流行病学教研室
李硕颀
本章学习要点
诊断和筛检试验评价的设计 评价真实性的常用指标及其计算方法 可靠性的评价指标及影响可靠性的因素 评价收益的常用指标，预测值的计算方法 似然比的应用 提高诊断质量的方法 — 串联和并联
外表上健康的人群 即健康者和虽患病 但尚未诊断者
筛检试验
阳性者（即可能 患该病或将来有
58（c1）
42（c2）
合计
56（r1） 44（r2） 100（N）
两医生的观察一致率（PO ）
p0
ad N
46 32 100
0.78 78%
机遇一致率（PC ）
Pc
( r1c1 N
r2c2 ) / N N
(56 58 100
44 42) /100 0.51 51% 100
非机遇一致率 ＝ 1－机遇一致率＝ 100% － 51%＝49%
患病危险的人）
阴性者 （即未患 该病的人）
各种诊断试验
患病或具备 危险因素
未患病或不 具备危险因素
图1 一项普通筛检和诊断试验流程图解
流
筛检的定义
通过快速简便的检验、检查或其它措施，从表面上 无病的人群中去发现那些未被识别的病人或有缺陷 的人。筛检试验仅是一种初步检查，不是作出诊断。 筛检试验阳性者需得到进一步的诊断，确诊后进行 治疗。