1、診斷實驗評價徐濤主要內(nèi)容評價診斷實驗的常用目的靈敏度、特異度一致率、Youden指數(shù)、似然比陽性預測值、陰性預測值ROC曲線ROC曲線的定義和用途ROC曲線下面積的估計和檢驗何為診斷實驗？診斷實驗Diagnostic test是指為給患者做出診斷所運用的各種實驗室檢查、醫(yī)療儀器檢查及其它方法。包括各種實驗室檢查診斷、影像診斷和儀器診斷等如X線、超聲波、CT掃描、磁共振及纖維內(nèi)鏡等。一項好的診斷實驗，應具備疾病存在時能正確地發(fā)現(xiàn)疾病、疾病不存在時能正確地排除疾病的才干，即具有較高的診斷準確度。如何評價診斷實驗的準確度診斷實驗評價的根本方法是用所謂的“金規(guī)范，確診區(qū)分某病的病人和非病人，再運用待評

2、價的診斷方法盲法測定這些研討對象，經(jīng)過比較兩者的一致性情況對新的測定方法進展評價。金規(guī)范Gold standard是指當前醫(yī)學界公認的最準確的診斷方法，如手術、病理學檢查、生物標志物的檢測等。金規(guī)范實際上：能檢測出一切患者，同時又能排除一切非患者的檢查方法或診斷過程。方法應該100%準確實踐上：當前醫(yī)學公認的診斷疾病的最準確的方法，即規(guī)范診斷通常比需評價的診斷實驗更昂貴或更危險或更客觀但不能及時做出診斷的檢查，如組織活檢、手術、尸檢等。有時只能將數(shù)年后的隨訪結果作為金規(guī)范，一些非自限性、在發(fā)現(xiàn)可疑征兆數(shù)年后疾病表現(xiàn)進展會更明顯的疾病如大部分癌癥及退行性疾病。如何評價診斷實驗的準確度在實踐任務中

3、，必需按照某種原那么選擇一個診斷規(guī)范或閾值，據(jù)此判別檢測對象能否患有某種疾病。如高血壓的診斷規(guī)范為：140/90mmHg但是患者與非患者的丈量目的分布常有一定重疊，導致診斷不準確。非患者患者閾值漏診誤診診斷實驗能夠出現(xiàn)兩類錯誤假陽性錯誤：實踐未患病但檢測結果為陽性，即誤診；假陰性錯誤：實踐患病但檢測結果為陰性，即漏診；一個準確度好的診斷實驗應將誤診和漏診都控制在最小范圍內(nèi)。評價診斷實驗的常用目的靈敏度、特異度一致率、Youden指數(shù)、似然比陽性預測值、陰性預測值不同研討對象的診斷實驗結果表金標準診斷試驗結果陽性陰性合計患者aba+b非患者cdc+d合計a+cb+da+b+c+d靈敏度與假陰性率

4、靈敏度Sensitivity，Se是指真實患者中診斷結果為陽性的概率，也稱為真陽性率True Positive Rate，TPR、敏感度，反映了正確診斷某種疾病的才干。假陰性率False Negative Rate，F(xiàn)NR指患者被診斷為陰性的概率，也稱為漏診率。特異度與假陽性率特異度Specificity，Sp是指非患者中診斷結果仍為陰性的概率，也稱之為真陰性率True Negative Rate，TNR,反映了疾病不存在時正確排除疾病的才干。假陽性率False Positive Rate，F(xiàn)PR是指非患者被診斷為陽性的概率，也稱為誤診率。靈敏度與特異度的可信區(qū)間靈敏度和特異度實踐上是一種概率

5、目的，故當樣本量較大時，其規(guī)范誤和可信區(qū)間的計算可按照正態(tài)近似法利用率的規(guī)范誤和可信區(qū)間進展。當樣本量較小、或靈敏度和特異度接近1時，可用準確概率法計算其可信區(qū)間。(P u/2Sp , P + u/2 Sp) 靈敏度與特異度的規(guī)范誤靈敏度與特異度例 70例糖尿病患者及510例非患者在口服葡萄糖2小時后進展血糖實驗，假設以6.7mmol/L為陽性規(guī)范，試計算該血糖實驗的靈敏度和特異度。金標準診斷結果陽性陰性合計患者62870非患者162348510合計224356580靈敏度 靈敏度的95%可信區(qū)間為： Se u/2SE(Se)=0.8857 1.960.0380=0.8112，0.9602 特

6、異度 靈敏度的95%可信區(qū)間為： Sp u/2SE(Sp)=0.6824 1.960.0206=0.6420，0.7228 靈敏度與特異度的關系靈敏度只與真實的患者的檢測結果有關；特異度只與真實的非患者的檢測結果有關；研討對象中患者與非患者的比例對靈敏度和特異度的估計值沒有影響。隨著診斷界值提高，靈敏度降低、漏診率提高，但特異度提高、誤診率降低；隨著診斷界值降低，靈敏度提高、漏診率降低，但特異度降低、誤診率提高。非患者患者閾值漏診率誤診率特異度靈敏度靈敏度、特異度與診斷界值當診斷實驗的檢測結果為定量目的或有序分類變量時，取不同的臨界值作為診斷界值cut-off point，實驗將有不同的靈敏度

7、和特異度。靈敏度、特異度和診斷界值有關。乳腺超聲診斷乳腺腫瘤結果金標準乳腺超聲良性1可能良性2可能惡性3惡性4合計良性381363242491惡性71815876970合計45244479181461診斷界值靈敏度特異度1為陽性1.0000.0002為陽性0.9270.7763為陽性0.9190.8494為陽性0.9030.9144為陽性0.0001.000(8+15+876)/970381/491兩樣本資料靈敏度、特異度的比較這些目的實踐上是一種概率目的，可以利用兩個或多個率的比較方法，如用根據(jù)運用條件用卡方檢驗或準確概率法比較靈敏度和特異度等。兩樣本資料靈敏度、特異度的比較分別用A、B兩種

8、方法進展糖尿病診斷，試比較兩種方法的靈敏度和特異度。金標準A方法診斷結果陽性陰性合計患者62870非患者162348510合計224356580兩樣本資料靈敏度、特異度的比較金標準B方法診斷結果陽性陰性合計患者581270非患者112398510合計170410580H0：兩方法的靈敏度一樣 H1：兩方法的靈敏度不同 =0.05診斷結果陽性陰性合計A方法62870B方法581270合計12020140P0.05，兩種方法的靈敏度的差別無統(tǒng)計學意義。H0：兩方法的特異度一樣 H1：兩方法的特異度不同 =0.05診斷結果陽性陰性合計A方法162348510B方法112398510合計2747461

9、020P0.05，兩種方法的特異度的差別有統(tǒng)計學意義。一致率一致率Agreement Rate指研討對象中診斷正確的例數(shù)占總例數(shù)的比例，即患者中檢查結果為陽性和非患者中檢測結果為陰性占總例數(shù)的比例，也稱為符合率。一致率當對照組不是金規(guī)范時：靈敏度稱為陽性一致率、陽性符合率；特異度稱為陰性一致率、陰性符合率。Youden指數(shù)Youden指數(shù)Youdens index，J是真陽性率靈敏度與假陽性率之差，即靈敏度和特異度之和減1；Youden指數(shù)越大，闡明診斷準確度越高。似然比似然比Likelihood Ratio，LR為兩個概率之比，包括陽性似然比LR(+)和陰性似然比LR(-) 。陽性似然比表示

10、患者診斷結果陽性的概率是非患者診斷結果陽性的概率的多少倍。陽性似然比實為真陽性率與假陽性率之比，陽性似然比越大，診斷準確度越高。似然比陰性似然比表示患者診斷結果陰性的概率是非患者診斷結果陰性的概率的多少倍。陰性似然比實為假陰性率與真陰性率之比，陰性似然比越小，診斷準確度越高。一致率、Youden指數(shù)和似然比例 70例糖尿病患者及510例非患者在口服葡萄糖2小時后進展血糖實驗，假設以6.7mmol/L為陽性規(guī)范，試計算該血糖實驗的一致率、Youden指數(shù)和似然比。金標準診斷結果陽性陰性合計患者62870非患者162348510合計224356580一致率、Youden指數(shù)和似然比預測值預測值表示

11、當診斷實驗為某種結果時，受試者能被確診為病人或非病人的概率。預測值與實驗的靈敏度、特異度和受試人群中所研討疾病的患病率有關。預測值包括陽性預測值和陰性預測值。陽性預測值陽性預測值Positive Predictive Value，PPV，PV+是指診斷結果為陽性時，實踐為患者的概率。P0為人群患病率，但研討樣本為人群的隨機樣本時：陰性預測值陰性預測值Negative Predictive Value，NPV，PV-是指診斷結果為陰性時，實踐為非患者的概率。P0為人群患病率，但研討樣本為人群的隨機樣本時：ROC曲線當診斷實驗的檢測結果為定量目的或有序分類目的時，多個診斷界值可以得到多個靈敏度和特

12、異度。ROC曲線也稱為受試者任務特征Receiver Operating Characteristic 曲線，可以綜合思索診斷實驗在一切診斷界值時的靈敏度和特異度。ROC曲線是以1-特異度為橫坐標，以靈敏度為縱坐標繪制而成的曲線，它用線段銜接每個診斷界值對應的1-特異度，靈敏度點。時機線時機線(chance line)曲線下從原點到右上角的對角線稱為時機線(chance line)，表示無論取何診斷界值，靈敏度=1-特異度，及真陽性率=假陽性率，即無論患者還是非患者都有一樣的“時機被診斷為陽性。ROC曲線的運用綜合評價某種檢查方法的靈敏度和特異度，并最終確定臨床診斷時的最優(yōu)切分點。 普通選擇位

13、于ROC曲線的肩部所在的分界點為最優(yōu)切分點敏感度+特異度最大。ROC曲線下的面積ROC曲線下的面積Area Under the ROC Curve，AUC，A可用于綜合反映診斷實驗的準確度。ROC曲線越接近時機線，即曲線下面積越接近0.5，闡明實驗區(qū)分患者和非患者的才干越差，越接近1，闡明實驗的診斷準確度越強。ROC曲線下的面積AUC及其規(guī)范誤可以經(jīng)過參數(shù)法如雙正態(tài)模型等或非參數(shù)法計算，現(xiàn)常用Hanley和McNceil提出的非參數(shù)法，可經(jīng)過SPSS軟件中的ROC分析模塊完成。可用u檢驗對AUC進展假設檢驗，實踐上是檢驗AUC能否為0.5.ROC曲線下的面積例：現(xiàn)用A技術檢測病人血清鈉程度，想了解血清鈉對洛基山猩紅熱RMSF能否有診斷作用。共45位病人，一組確診有RMSF，另一組沒有患病，但也有發(fā)熱、頭痛和蚊蟲叮咬史。試進展ROC分析。ROC曲線下的面積兩樣本ROC曲線下面積的比較可利用AUC的規(guī)范誤進展u檢驗Z檢驗比較兩個ROC曲線下的面積。兩樣本ROC曲線下面積的比較現(xiàn)用A、B兩種技術檢測病人血清鈉程度，想了解血清鈉對洛基山猩紅熱RMSF能否有診斷作用，以及哪種檢測技術更準確。共45位病人，一組確診有RMSF，另一組沒有患病，但也有發(fā)熱、頭痛和蚊蟲叮咬史。請做出兩者的ROC曲線，并比較曲線下的面積。 兩樣本ROC曲線下面積的比較兩