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1、第三章臨床生物化學診斷試驗的性能基礎與評價,江蘇大學基礎醫(yī)學與醫(yī)學技術學院 姜旭淦,全國高等醫(yī)藥院校醫(yī)學檢驗專業(yè)規(guī)劃教材 臨床生物化學檢驗 （第二版）,2,教學目標與要求,掌握：診斷試驗、金標準的概念；診斷試驗結果與患病情況的關系；參考范圍、臨界值與醫(yī)學決定水平的概念；診斷試驗的準確性、有效性和可靠性評價的常見指標；ROC曲線的概念、制作與應用。熟悉：參考范圍的建立；參考范圍概念的正確使用。了解：醫(yī)學決定水平的制定；診斷試驗樣本含量的估計；ROC曲線下面積的計算。,3,臨床診斷試驗(clinical diagnostic test)：臨床上用于確定或排除疾病的方法或項目。臨床生物化學診斷試驗：

2、臨床生物化學實驗室中用于疾病篩查、診斷和監(jiān)測的方法或項目。 診斷試驗的診斷性能評價：方法或項目與疾病之間的關系，評價該方法或項目對某種疾病的診斷價值。,臨 床 診 斷 試 驗,4,第一節(jié)參考范圍,一、參考范圍的建立,5,1參考個體按預定標準選擇的正常個體。 納入標準：地區(qū)、民族、性別、年齡段等； 排除標準：不能有血壓不正常、器質性疾病、乙肝陽性、近期的急性感染、輸血或手術、用藥、妊娠或哺乳等。2參考總體所有參考個體的集合。3參考抽樣組參考總體的抽樣，又稱參考樣本。4參考值每一個參考個體的檢測值。5參考值范圍各個參考值剔除離群值并補充數(shù)據(jù)后的集合范圍。,（一）基本概念,6,6參考值區(qū)間包含95的

3、參考總體的參考值范圍。雙側正態(tài)（均數(shù)法）： 1.96s，即（ 1.96s）（ 1.96s）；雙側偏態(tài)（百分位數(shù)法）：2.5位數(shù)（P2.5）的參考限97.5位數(shù)（P2.5）的參考限。單側正態(tài)： 1.65s以下或 1.65s以上；單側偏態(tài)：P5的參考以下或P95的參考限以上。 參考范圍,7,標準 參考個體（按預定標準選擇的個體） 組成 參考人群（包括盡可能多的參考個體） 選出 參考組 測定 參考值 分析 分布特征（正態(tài)、偏態(tài)） 統(tǒng)計 參考值限度 指定 參考范圍（參考值區(qū)間）,（二）參考值和參考范圍制定步驟,8,（三）建立參考值注意事項,正確選擇受檢對象具有代表性。合理規(guī)定參考人群的條件，如年齡、性

4、別、民族，以及標本采集的時間和地區(qū)因素等。保證一定數(shù)量的受檢人數(shù)，一般應有100例以上，若分布呈偏態(tài)時應在120例以上，特殊情況至少也應30例以上。測定方法標準化，保證結果的可靠性和可比性。根據(jù)專業(yè)知識確定單、雙側位界，嚴格按照統(tǒng)計要求進行測定結果的處理。,9,二、參考范圍的引用（可移植性）,群體參考范圍可來于文獻報告（注意：儀器廠商與商品試劑盒提供的參考范圍不可輕易引用）引進一種新方法，應該首先進行小樣本量的參考值調查，如果結果與文獻或廠家提供的數(shù)據(jù)相一致，就可以不再調查，否則應做進一步的調查，確定本實驗室的參考范圍。,10,三、在臨床應用中應注意的問題,參考范圍的使用有一定的范圍，僅適合于

5、符合參考個體要求的參考人群。參考范圍僅覆蓋研究人群的95%，因此，參考值范圍不能盲目地作為正常與疾病的分界點。綜合評估。注意年齡、性別、飲食、藥物、個人習慣和體力鍛煉等因素的影響。檢測方法與參考范圍或參考值的關系。,11,臨界值（cut off value）:劃分診斷試驗結果正常與異常的界值。 又稱閾值、分界值、鑒別值、指定值、診斷界值、截斷點等。,一、臨界值,第二節(jié)臨界值與醫(yī)學決定水平,12,DL：醫(yī)學決定水平，D：臨界值,正常人和病人分布曲線,臨界值的選擇,13,醫(yī)學決定水平（medical decision level，MDL/DL）：臨床上按照不同病情給予不同處理的指標閾值。 用DL或

6、Xc表示，用來排除或確定某一臨床情況或預告將會出現(xiàn)某一生理變化現(xiàn)象。,二、醫(yī)學決定水平,14,A、正常人參考范圍B、無關疾病患者的參考范圍 C、有關疾病患者分型、分期的測定值D、文獻資料及醫(yī)生意見,（一）醫(yī)學決定水平的制定依據(jù),15,16,不同指標的DL數(shù)量、數(shù)值不同:A低、高B低、低、高C低、高、高 不同實驗室的水平值也略有不同。,（二）醫(yī)學決定水平的水平值模式,17,“低、高”模式血清氯參考范圍：98109mmol/L； 有二個DL：90mmol/L、112mmol/L。90mmol/L時，應加做其他檢查以確診或排除：嚴重嘔吐、腹瀉等胃腸道丟失。長期限制氯化鈉的攝入。代謝性堿中毒。艾迪生病

7、。 112mmol/L時，應加做其他檢查以確診或排除：高氯血癥性代謝性酸中毒。氯化物攝入過多。高鈉血癥：失水大于失鹽，氯化物相對濃度增高。,醫(yī)學決定水平的臨床應用舉例,18,“低、低、高”模式血清清蛋白（Alb）參考范圍： 3550g/L， 有三個DL：20g/L、35g/L、52g/L。20g/L表示肝病患者的預后嚴重；35g/L為檢查低清蛋白血癥的界值；52g/L則稍高于參考范圍上限，可排除許多假陽性。,醫(yī)學決定水平的臨床應用舉例,19,“低、高、高”模式血清總鈣參考范圍： 2.252.65mmol/L，有三個DL：1.75mmol/L、2.75mmol/L、3.38mmol/L。1.75

8、mmol/L時，應加做其他檢查以明確病人發(fā)生低血鈣抽搐的可能性，并采取預防措施；2.75mmol/L 時，應加做其他檢查以確診或排除原發(fā)性副甲亢的診斷； 3.38mmol/L時，考慮為高血鈣昏迷，應及時做出診斷，不得延誤。,醫(yī)學決定水平的臨床應用舉例,20,金標準（gold standard）：當前為臨床醫(yī)學界公認的診斷某種疾病最可靠的診斷方法，可通過活檢、尸檢、外科手術、隨訪等所作出的決定性診斷，又稱確診試驗。 診斷腫瘤的金標準一般是病理學檢查， 診斷冠心病的金標準是冠狀動脈造影， 診斷腎炎的金標準是腎活檢， 診斷膽結石的金標準是手術所見， 診斷心肌病的金標準是心肌活檢等。,第三節(jié)診斷試驗的

9、指標與評價,金標準,有一些疾病目前尚無金標準，由專業(yè)學術委員會或世界衛(wèi)生組織（WHO）制定的診斷標準。,參考標準,21,類風濕關節(jié)炎患者血清IL-6、TNF與性激素水平的變化,22,確立金標準后，再與診斷試驗同步盲法測量研究對象。 據(jù)金標準將研究對象劃分為“有某病”、“無某病”，據(jù)診斷試驗的臨界值將其劃分為“陽性”、“陰性”結果，然后整理出相應的四格表計算準確性、有效性等評價指標。,研究程序,23,診斷試驗的四格表,真陽性（true positive，TP）：金標準確診為有某病且診斷試驗檢出為陽性的例數(shù)。 假陽性（false positive，F(xiàn)P）：金標準確診為無某病且診斷試驗檢出為陽性的例

10、數(shù)。 真陰性（true negative，TN）：金標準確診為無某病且診斷試驗檢出為陰性的例數(shù)。假陰性（false negative，F(xiàn)N）：金標準確診為有某病且診斷試驗檢出為陰性的例數(shù)。,24,例 診斷性能指標計算,已知用金標準確定原發(fā)性肝癌病人60名，非原發(fā)性肝癌400名；血清AFP以30g/L為判斷值，共檢測出65人為原發(fā)性肝癌，其中有8人為假陽性。計算診斷敏感度、診斷特異度、漏診率、誤診率、+PV、-PV、陽性擬然比、陰性似然比。,25,1. 準確性評價指標：又稱為真實性評價指標，包括如靈敏度、特異度和準確度等。2. 有效性評價指標：包括預測值、流行率和似然比等。3. 可靠性評價指標：

11、重復進行試驗得到相同結果的穩(wěn)定程度，包括變異系數(shù)、符合率等。,一、診斷試驗的指標,26,1 . 靈敏度與漏診率 2 . 特異度與誤診率 3 . 準確度,（一）診斷試驗的準確性評價指標,4正確指數(shù) 又稱尤登指數(shù)（youden index，YI）SeSp115Kappa指數(shù) 又稱為總一致性指數(shù)，公式為：,27,1. 靈敏度,靈敏度（sensitivity，Sen）又稱敏感性、真陽性率（True positive rate，TPR）。 在患病者中，應用該診斷試驗檢查得到陽性結果的百分比。 真陽性靈敏度-100% 真陽性假陰性靈敏度= =反映診斷試驗正確地識別患病者的能力, 該值愈大愈好。,28,理想

12、試驗的診斷敏感度為100%。敏感度高的診斷試驗，用于 普查或定期健康體驗，能篩選某一疾病。以防漏診。 擬診為某種疾病時，可起到排除某一診斷或早期確診。,29,2. 特異度,特異度（specificity, Spe）又稱特異性、真陰性率（True negative rate，TNR）。 在非某病者中，應用該試驗獲得陰性結果的百分比。 真陰性特異度-100% 假陽性真陰性 反映診斷試驗正確地鑒別非患者的能力，該值愈大愈好。,診斷特異度= =,30,理想試驗的診斷特異度為100%。特異度高的診斷試驗對臨床某些疾病的確診有很大幫助，以防誤診。,31,3. 漏診率和誤診率,漏診率（），又稱假陰性率（Fa

13、lse negative rate，F(xiàn)NR）反映將患者診斷錯誤的概率，該值愈小愈好。與靈敏度互補的指標，漏診率（）1Sen誤診率（），又稱假陽性率（False positive rate，F(xiàn)PR）反映將非患者診斷錯誤的概率，該值愈小愈好。與特異度互補的指標，誤診率（）1Spe,32,4.診斷一致性指標,反映診斷試驗結果與患某病情況的一致性程度。主要指標診斷準確度Kappa指數(shù),33,（1）診斷準確度（accuracy，AC）,又稱總符合率、診斷效率（diagnostic efficiency） ： 在患病和非患病者中，用診斷試驗能準確劃分患者和非患病者的百分比。 真陽性真陰性診斷準確度 -10

14、0% 真陽性假陽性真陰性假陰性 反映診斷試驗正確診斷患者與非患者的能力。,34,（2）Kappa指數(shù),又稱為rater一致性，比較穩(wěn)定，不易受發(fā)病率的影響。 2(adbc)Kappa指數(shù) (ab)(bd)(ac)(cb)其值于01之間變動，其值愈大，診斷試驗與金標準的一致性愈好。一般在0.75以上時被認為具有高度的一致性。,35,（3）正確指數(shù),又稱尤登指數(shù)（youden index，YI）表示診斷試驗發(fā)現(xiàn)真正的患某病和非患某病者的總能力 。YI SeSp11其值于01之間變動，其值愈大，診斷試驗的真實性愈好。,36,診斷試驗結果與常見評價指標,37,1 . 預測值2 . 流行率3 . 似然比

15、,（二）診斷試驗的有效性評價指標,38,臨床診斷與診斷概率,診斷試驗與疾病診斷診斷試驗的任務是為臨床醫(yī)師對疾病的診斷提供證據(jù)。診斷試驗的結果不等于診斷。驗前概率和驗后概率臨床醫(yī)師對就診者可能患何種病的初步印象的量化指標，稱為驗前概率（pretest probability）。結合診斷試驗的結果，得出就診者患病可能性大小的估計稱之為驗后概率（post test probability），也稱為預測值。,39,1. 預測值,預測值（predictive value，PV）：也稱預告值，診斷試驗預示金標準結果的程度如何 。包括陽性預測值和陰性預測值，分別表示診斷試驗結果確定或排除某種疾病存在與否的診

16、斷概率。預測值受流行率的影響。,40,（1）陽性預測值(positive predictive value，PPV或PV),陽性預測值（患病的試驗后可能性）：在診斷試驗結果為陽性的人數(shù)中，真正患病者所占的百分率，即試驗結果陽性者屬于真病例的概率。 真陽性陽性預測值-100% 真陽性假陽性,41,（2）陰性預測值(negative predictive value，NPV或PV),陰性預測值：在診斷試驗結果為陰性的人中，非患病者所占的百分率，即試驗結果陰性者屬于非病例的概率。也叫非患病的試驗后可能性。 真陰性陰性預測值-100% 真陰性假陰性,42,2.流行率（Prevalence，P）,表示在受檢對象的總人數(shù)中，真正患病者所占的百分率，也叫患病的試驗前可能性或患病率。 真陽性假陰性流行率 -100% 真陽性假陽性真陰性假陰性,43,流行率的特性,可從流行病學調查資料查知，也可以是臨床醫(yī)師在長期的醫(yī)療實踐中，對門診就診者患某病的比例的經(jīng)驗認識。由于不同的地區(qū)、不同級別的醫(yī)院、普通醫(yī)院和專科醫(yī)院，其就診者的組成差別可能很大，同樣的疾病在不同的醫(yī)院的流行率也不同。臨床醫(yī)師必須根據(jù)具體情況確定