流行病學/診斷試驗

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診斷試驗不同於篩檢試驗處是,篩檢試驗把病人及可疑病人與無病者區別開來。診斷試驗則是進一步把病人與可疑有病但實際無病的人區別開來,

(一)診斷方法

1.診斷指標 可以分為三類。

(1)主觀指標:指由被診斷者的主訴而確定的,如不舒服、頭暈頭痛食欲不振失眠等等。這些指標最容易受被診斷者的主觀影響而改變。如病人信任某醫生給他服用了好的安眠藥(可能根本不是安眠藥),他可能就認為自己睡得好(實際上也許和往常一樣)。因此,僅憑被診斷者主觀感覺的指標,作為診斷指標常常很難反映真實情況。

(2)半客觀(或半主觀)指標:指根據診斷者的感覺而加以判斷的指標,如腫物的硬度,肺部囉音的多少,脈象弦、滑等等。因為由診斷者主觀判斷,不同診斷者常易出現不同的判斷。應用時,必須嚴格規定標準。

(3)客觀指標:能用客觀儀器加以測量的。很少依賴診斷者及被診斷者的主觀意識判斷,所以是比較最可靠的。在這類指標中,被觀察者死亡的結果是一個絕對客觀的指標,是不易弄錯的。用儀器測定的結果,如體溫計測的體溫胸部X線片觀察肺部及胸骨病變,用血壓計測定血壓等等。這些都是客觀記錄下來的,但其結果是由觀察者去判斷的,雖然各觀察者之間的差別不應該太大,但也存在不一致的機會。因此在應用一般客觀指標時,也應該嚴格規定其詳細的標準,以便得到可靠的結果。用自動記錄儀器,也可得到可靠的讀數。

2.診斷標準 診標指標確定之後,就應該確定一個診斷標準(診斷界限)用以區別正確與異常。由於調查或篩檢的結果經常以發病率患病率死亡率來表示,而這些率的分子是病人或因某病而死的人數。如果診斷不正確或診斷標準不一致,則所得出的率就不一樣。

設以高血壓患病率調查為例。以血壓計上的kPa(1kPa=7.5mmHg)作為高血壓的診斷指標。對高血壓必須規定一個診斷標準。通常採用WHO規定的標準,即收縮壓(SBP)為≥21.3kPa及(或)舒張壓(DBP)≥12.7kPa為診斷高血壓的標準。如果不同地區或不同時期採取的標準不一,則其結果不能相同。即或在同一地區、同一時間採取不同標準,也會得不同的結果。按一個地區血壓值的分布如圖5-2。如果以舒張壓≥12.0kPa診斷為高血壓,則高血壓患病率為25.3%,如以≥12.7kPa作為高血壓,則高血壓患病率為14.5%,如以≥14.0kPa為標準,則患病率為4.8%。可見診斷標準必須統一與固定,才能得到準確的患病率。

在測定眼內壓以診斷青光眼,測定血清轉氨酶的單位數以判斷是否正常,以血清效價來判定正常,以皮膚反應的紅暈、蕁麻疹直徑大小判定陽性等等,都有一個正確的診斷標準問題。

通常遇到的情況是正常人的數值與病人的數值有重疊情況,如有人收縮壓在20.0kPa還可被認為是正常值,而有的人則已屬高血壓;肥達反應H凝集效價有一些病人為1:80,而有一些健康人也可以有這種凝集效價。這種重疊的情況如圖5-3所示。A為病人的最低值,B為非病人的最高值,在AB之間則既有病人,又有非病人。如果把病人與非病人的分界訂在A,固然不會漏掉病人,但將會把一部分非病人劃為病人組中;如果將分界訂在B,雖沒有將非病人誤算為病人的情況,但又可以漏掉相當一部分病人;將分界訂在AB之間的某個數值,則既有一小部分病人被算作非病人(漏診),又有一小部分非病人被算作病人(誤診)。

30~60歲158906人舒張壓分布


圖5-2 30~60歲158906人舒張壓分布

病人與非病人不同數值的分布示意圖


圖5-3 病人與非病人不同數值的分布示意圖

在選定標準時,應該考慮到假陰性(漏診,將病人作為非病人)或假陽性(誤診,將非病人作為病人)時,鑒別診斷試驗的繁簡程度;漏掉一個可能的病例其後果如何,有沒有什麼嚴重性;一定間隔期後再一次檢查的可能性:以及該病的患病率等因素,以擬定一個合適的標準。在流行病學調查時應嚴格按規定標準進行診斷,不允許隨意更改。這樣就應該允許有一定程度的假陽性錯誤(第一類錯誤,α)或一定程度的假陰性錯誤(第二類錯誤,β)。

3.誤診率、漏診率按圖5-3,設將病例診斷標準定於AB之間,則在該分界左側的小部分病人將被診斷為非病人(假陰性,漏診),而在該分界右側的小部分非病人將被診斷為病人(假陽性,誤診)。診斷標準確定後,在人群中進行診斷時,可能出現如表5-1的情況。

表5-1 按所定診斷標準將人群分組

按所定診斷 按「金標準」診斷
標準 有病 無病
陽 性 α(真陽性) b(假陽性)
陰 性 c(假陰性) d(真陽性)

靈敏度

Gktl54tk.gif,(式5-1),即實際有病而按該診斷標準被正確地判為有病的百分率(真陽性率)。

特異度

Gktl4z6c.gif,(式5-2),即實際無病按該診斷標準被正確地判為無病的百分率(真陰性率)。

靈敏度、特異度高表示該項診斷試驗對於有病、無病的識別能力強。

假陰性率(漏診率、第二類錯誤,Gktl54bj.gif,(式5-3),即實際有病,但根據該診斷標準被定為非病者的百分率。

假陽性率(誤診率、第一類錯誤,Gktl4yht.gif,(式5-4),即實際無病,但根據該診斷標準被定為有病的百分率。

一項診率效率高的診斷方法應該是真陽性率高,假陽性率低。這二項之比稱為該診斷的似然比(likelihood ratio,LR),似然比愈大,診斷的價值也愈大。

Gktl4zz3.gif(式5-5)

計算靈敏度、特異度應該用規範的診斷方法。此診斷方法是目前臨床應用的靈敏度和特異度都最高的方法(或標準),又叫「金標準」(gold standard)。比如用冠狀動脈造影診斷冠心病,用活檢診斷結核腫瘤,用手術診斷膽石症等。一個診斷方法如果不與金標準比較,則所得真、假陽性、真、假陰性不能反映真實的靈敏度、特異度。

一個診斷試驗判定的結果與規範的標準診斷的結果相比時,二者相同的百分率叫符合率。符合率還可用於比較兩個醫生診斷同一組病人,或同一醫生兩次診斷同一組病人的結果。

Gktl4xwo.gif(式5-6)(式5-7)(式5-8)

一個診斷方法的正確診斷指數(r,Youden』s index)可用於比較兩個診斷方法,它表示診斷方法的真實度。

r=1-(假陽性率+假陰性率)=(靈敏度+特異度)-1  (式5-9)

設以高血壓為例,檢查10000人,如以收縮壓21.3kPa為診斷標準,陽性(≥21.3kPa)病人25人,陰性(<21.3kPa)病人25人,陽性非病人995人,陰性非病人8955人。可計算如下:

Gktl51a7.gif

正確診斷指數=(0.50+0.90)-1=0.40

如以收縮壓17.3kPa為標準,陽性(≥17.3kPa)病人40人,陰性(<17.3kPa)病人10人,陽性非病人1990人,陰性非病人7960人。

Gktl5344.gif

正確診斷指數=(0.80+0.80)-1=0.60

4.診斷方法的評價

(1)可靠性:用同一種診斷方法在同樣條件下,對相同的人群進行一次以上的檢查,結果愈恆定(試驗結果穩定性高),此診斷方法的可靠性愈高。

影響一種診斷方法的可靠性的因素有三:

1)方法的差異:如試劑的穩定性及被測物質數值的波動(如被測物的晝夜差異)。試驗方法可受試劑質量、配製方法、溫濕度等因素影響。儀器也可受外環境因素(如溫度、濕度、安靜、振動等)的影響,使測量值發生誤差。所以,在進行診斷時必須對儀器、藥品、條件等等有嚴重的規定。

2)被觀察者的個體生物學變異:如血壓值在上、下午、冬夏季不相同。血糖值在飯前、飯後不相同,身體上下肢、左右側反應不盡相同等。此時,同一測量者用同一方法對同樣被觀察對象的測定結果也有不同。因此,應嚴格規定觀測的條件(如時間、部位等)。

3)觀察者的變異:包括觀察者自身的變異(如不同時間、條件時)和觀察者之間的變異。如數人篩檢高血壓時,必須預先經過訓練,使幾名觀察者判斷同一人同時的血壓值差異在0.26kPa之內。

對診斷方法的可靠性,可以用變異係數(coefficient of variance)來表示。

Gktl50k7.gif(式5-10)

另外,還可以用不同觀察者的符合率來判斷其可靠性。

減少影響可靠性的方法:檢查方法應標準化,觀察者應經過嚴格的訓練、方法準確、簡單、不要采大量血、不要引起被觀察者疼痛或不舒服等。此外,診斷指標不要訂的太多、不要不管有否相關,只要本單位有的檢查就一齊都用上。後者徒增加經濟開支。

(2)真實性:對稱有效性。診斷試驗的真實性是測定值與真實值相符合的程度。評價診斷試驗的真實性通常用該診斷試驗的靈敏度、特異度(當然就有假陽性率和假陰性率)。人們希望所用的診斷試驗方法是靈敏度和特異度都高的。可是從圖5-3可見,將分界線向右移,則提高特異度,但靈敏度下降。而將分界線向左移,則提高靈敏度,但特異度就下降。

(二)靈敏度與特異度的關係

前節已談到二者的關係為一個提高,則另一個下降。反之亦然。其關係可以表5-2為例。

表5-2 不同血糖水平診斷糖尿病的靈敏度、特異度

血糖水平標準(mg/dL) 靈敏度(%) 特異度(%)
90 98.6 7.3
100 97.1 25.3
110 92.9 48.4
120 88.6 68.2
130 81.4 82.4
140 74.3 91.2
150 64.3 96.1
160 55.7 98.6
170 52.9 99.6
180 50.0 99.8
190 44.3 99.8

摘自Lilienfeld AM,1980

同樣,誤診率(假陽性率)及漏診率(假陰性率)也有如此關係。

確定以什麼數值作為診斷標準,有一個要求確定誤診率與漏診率哪個率小的問題。請參見附錄六。

選擇診斷標準時,一般按下列原則選定。

患病率與預測值的關係


圖5-5 患病率與預測值的關係(Vecchio.1966)

1.當假陽性及假陰性的重要性相等時,一般可把診斷標準定在「特異度=靈敏度」的分界線處,或定在正確診斷指數最大處。

2.有些嚴重疾病 如能早期診斷則可獲得較好的治療效果,否則後果嚴重。此時應選擇靈敏度高的診斷標準,保證所有病人儘可能被篩檢及診斷出。但特異度會同時降低,假陽性增多,需要進一步確診的可疑病例即增多,從而增加檢查成本。

3.治療效果不理想 確診及治療費用較貴時,則可選擇特異度較高的診斷標準。

靈敏度(真陽性)與假陽性(1-特異度)的關係,可以受試者作業特徵曲線(receiver operator characteristic(ROC)curve)表示,見圖5-4。

32 流行病篩檢 | 預測值 32
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