第3章ROC曲线

临床基础检验学技术第一章血液标本采集与处理临床生物化学检验技术第三章临床生物化学检验项目临床应用性能评价广州医科大学刘忠民重点提示前言临床生物化学检验实验室不仅要对检验项目的实验方法进行选择和评价，还应对检验项目的临床应用价值进行科学研究和系统评价，不断提高临床生物化学检验的临床服务质量重点提示学习目标掌握临床生化检验项目的概念，参考值和参考区间的概念，分界值、医学决定水平、危急值的概念，检验项目的诊断性能评价内容和统计方法，检验项目的诊断准确性、可靠性评价指标，ROC曲线的概念，ROC曲线的主要作用,系统评价的概念,联合试验的类型学习目标熟悉检验项目临床应用性能评估的内容,检验项目的临床意义与诊断性能，参考区间的转移与验证方法，检验项目的评价研究设计要点，检验项目诊断性能评价指标的综合评价，ROC曲线的类型和意义，ROC曲线分析的主要步骤，检验项目系统评价的内容和设计要点，并联试验和串联试验的特点重点提示学习目标了解检验项目的类型，检验项目临床应用性能评价的意义,建立参考区间的程序，ROC曲线的构成与特点，提高临床诊断效率的方法重点提示目录第一节概述第二节参考区间、分界值与医学决定水平第三节检验项目的诊断性能临床评价第四节检验项目诊断性能的ROC曲线分析第五节检验项目诊断性能的系统评价第六节联合试验的诊断性能评价本章小结目录第一节概述重点提示生物化学检验项目（biochemistrytest）是指为临床对疾病的预防、诊断、治疗、监测和预后判断等提供生物化学检验实验信息和诊断依据的实验室诊断方法或试验检验项目依据其临床价值，可分为筛查试验、诊断试验和确认试验等重点提示重点提示本节内容一、检验项目临床应用性能评价的意义二、检验项目临床应用性能评估的内容三、检验项目的临床意义与诊断性能重点提示一、检验项目临床应用性能评价的意义1.检验项目临床应用面临的问题人们对越来越多的新技术、新项目的临床应用的疑问：高精度的实验室证据对临床医师的作用究竟有多大？是否都符合患者的利益？如何为患者选择适当的检验项目？等等，这些问题只有通过检验项目的临床医学实践才能给予回答检验项目临床应用性能评价的意义一、检验项目临床应用性能评价的意义2.临床生物化学检验学科发展的需要检验项目的研发和合理应用是临床生物化学检验学科的重要任务，开展临床应用性能的评价研究，具有以下作用：为研究和应用新检验项目的提供依据，是合理选择检验项目和解释实验室数据的基础；为临床实践指南的制定提供依据检验项目临床应用性能评价的意义一、检验项目临床应用性能评价的意义3.临床检验工作的基本任务之一现今的检验工作要求合情合理地开展和使用众多的检测项目；面向临床和患者开展全方位咨询工作；并与临床一线沟通，进行后效评价，在临床实践中发现新问题，改善不足，发布新的结论与实践结果检验项目临床应用性能评价的意义二、检验项目临床应用性能评估的内容1.技术性能评估主要评估检验项目的检测方法或技术的精密度、准确性、特异性、分析范围等方法学性能指标2.诊断性能评估主要评估检验项目的诊断灵敏度、诊断特异性、预测值、似然比等临床诊断价值指标。检验项目的核心问题是它能否回答临床提出的问题，即检验项目对疾病有无临床意义，其诊断的价值如何检验项目临床应用性能评估的内容二、检验项目临床应用性能评估的内容3.临床效应评估主要评估检验项目对诊断策略和治疗策略的影响。这一过程需要评价检验项目的临床应用是否能提高了诊断、治疗和预防策略，使患者得到最佳的健康服务，包括患者最终结局改善，以及社会效益的研究4.经济效益评估主要评估检验项目投入产出比，它关注医院、病人和社会等方面的成本-效益，评价其是否能减少病人的住院时间、减少工作人员、节省有关设施和资源，以及病人结果转归等检验项目临床应用性能评估的内容三、检验项目的临床意义与诊断性能（一）检验项目的临床意义依据疾病诊断的二分类原理，检验结果判断的参考标准（如分界值）是解释检验项目临床意义的依据三、检验项目的临床意义与诊断性能（一）检验项目的临床意义此类判断依据包括在某种疾病的患者和非病者之间，检验结果及分布是否存在定性或定量的差异性是否建立判断机体是否健康或疾病状态的参考标准，如参考区间（包括参考上限和参考下限），用于判断机体有无疾病是否建立判断疾病发生、发展不同阶段，或疾病程度的参考标准，如医学决定水平、危急值，用于疾病的分级管理等（二）检验项目的诊断性能检验结果和患某病情况之间可能出现的关系真阳性（Truepositive，TP）假阳性（Falsepositive，FP）真阴性（Truenegative，TN）假阴性（Falsenegative，FN）三、检验项目的临床意义与诊断性能（二）检验项目的诊断性能检验项目的诊断性能指标包括准确性为鉴别和预测患者或非患者能力的指标，如敏感性、特异性、预测值、似然比等可靠性是重复试验得到相同结果的稳定程度指标，如变异系数、符合率等三、检验项目的临床意义与诊断性能检验结果和患某病情况之间的关系检验结果和患某病情况之间的关系第二节参考区间、分界值与医学决定水平重点提示前言随着检验医学的快速发展，新的检验项目和方法层出不穷，如何为这些项目或方法确定参考区间？来自专业书籍或试剂盒说明书的生物参考区间是否适合临床实验室采用？等等，都是临床实验室面临的现实问题重点提示前言每一项检验项目，生理与病理状态的划分，不可能只靠几项诊断数据得到完全解决。所以，以参考区间为基础，根据不同临床目的，通过流行病学调查，把诊断敏感性和特异性等指标放在适当的水平产生的“分界值”、“医学决定水平”，是重要的参照标准。本节内容重点提示本节内容一、参考区间的建立与转移（一）参考值和参考区间的概念（二）建立参考区间（三）参考区间的转移与验证二、分界值与医学决定水平（一）分界值（二）医学决定水平（三）危急值一、参考区间的建立和转移（一）参考值和参考区间的概念1.参考值（referencevalue）通过观测或者测量一定数量的某种特殊类型的参考个体而获得的值或测量结果出于不同的目的，参考值可以从健康状况良好的个体获得，也可以在其他的生理状况或病理情况下获得（一）参考值和参考区间的概念2.参考区间和参考限（referenceinterval）参考区间就是介于参考上限和参考下限之间的值，包括参考上限和参考下限例如空腹血糖的参考下限是3.6mmol/L，参考上限是6.1mmol/L，则参考区间是3.6~6.1mmol/L（一）参考值和参考区间的概念2.参考区间和参考限（referenceinterval）在某些情况下可能只有一个参考上限，若该限为“x”，则相应的参考区间为0~x。它通常作为所代表人群的判断参考标准。检测结果如果在确定的参考区间内，临床上视为“正常”；超出参考区间则视为“异常”参考值及相关术语之间的关系（二）建立参考区间建立参考区间建立参考区间（establishingreferenceinterval）系指在一个地区的健康人群中，规定若干条规格标准，从参考群体中抽取一定数量的参考个体进行调查测定，将测定结果进行统计学处理，求出相应的统计参数，并确定参考值和参考区间的过程例如正态分布时，通常将均值定为参考值，将95%的分布区间定为参考区间（以±2S表示）（二）建立参考区间建立参考区间建立参考区间（establishingreferenceinterval）为新的检验项目或应用新分析方法的已经使用的检验项目建立一个参考区间时，应按照参考值研究程序（如CLSIC28-A3文件），科学系统地进行（三）参考区间的转移与验证参考区间的转移（transference）是指将一个已经建立的参考区间改变成适应新分析方法或者新地点的过程（三）参考区间的转移与验证参考区间的验证（validation）是使用相对较小标本量的参考个体、合理的置信度，检验将别处研究或建立的参考区间转移应用于本地时的可接受性的过程对于已经使用的检验项目，实验室可从其他实验室或厂商先前建立的参考值研究中转移参考区间，而不需要进行新的全程研究参考区间转移的可接受性需采用参考值研究程序来验证，其主要内容为检测系统的可比性和受试人群的可比性1.检测系统的可比性不同检测系统或方法的可比性，可使用CLSIEP9-A2文件《利用患者样本进行方法学比对和偏倚评估》验证确认这种可比性若不能用CLSIEP9-A2文件得到验证，那么实验室必须进行新的参考值研究（三）参考区间的转移与验证2.受试人群的可比性相同或具有可比性的分析系统，其参考区间在实验室之间转移时，服务对象或人群的可比性可通过三种方法来评估其可接受性：主观评定、小样本参考个体的验证（约20例）、大样本参考个体的验证（约60例）（三）参考区间的转移与验证二、分界值与医学决定水平（一）分界值1.分界值与诊断性能分界值（cutoffvalue）又称阈值、临界值、鉴别值、指定值等，是指划分检验项目结果正常与异常，或阴性与阳性的界值分界值的位置直接影响检验项目的诊断性能。许多检验项目的检测结果在健康人与病人的分布有交叉，此时分界值的确定应综合研究确定（一）分界值2.分界值的选择传统方法的过程一般是先初步确定几个分界值，分别计算真阳性、真阴性、假阳性、假阴性数值，进一步计算诊断敏感性、诊断特异性等指标，最后根据早期诊断、疗效观察、流行病学调查等各种不同目的确定分界值国际上公认推荐采用ROC曲线的方法选择分界值（二）医学决定水平1.医学决定水平医学决定水平（Medicinedecidelevel，MDL）医学决定水平是指对疾病的诊断或治疗起关键作用的某一被测成分的浓度，即临床按照不同病情给予不同处理的指标阈值包括提示需要制定进一步检查计划的阈值，相当于待诊值提示需要采取治疗措施的界值，相当于确诊值提示预后或需要紧急处理的界值，相当于危急值（二）医学决定水平2.医学决定水平的制定医学决定水平的制定不但要根据健康人群参考值，也要根据无关疾病患者的参考值及有关疾病患者分型，分期的测定值，同时还要考虑文献资料及听取对实验诊断有丰富经验的医生的意见（三）危急值1.危急值（criticalvalue）危急值是指某项或某类检验的异常结果，而当这种检验异常结果出现时，表明患者可能正处于有生命危险的边缘状态，临床医生需要及时得到检验信息，给予患者迅速、有效的干预措施或治疗，以挽救患者生命，否则就有可能出现严重后果，失去最佳抢救机会（三）危急值1.危急值（criticalvalue）危急值包括危及生命的极度异常的检验结果例如成人的血糖39.2mmol/L或2.2mmol/L；血钙3.5mmol/L或1.5mmol/L等都属于危急值国家重大传染病反映那些需要引起我们足够重视的患者的检验结果，如H7N9等（三）危急值2.危急值项目的选择不同的实验室间纳入的危急值项目差异很大，危急值项目的确定应该由医院行政管理部门组织相关科室协商确定3.危急值界限的确定根据年龄种族性别，基于医学决定水平，基于医疗机构第三节检验项目诊断性能的临床评价重点提示前言临床检验项目或检查方法的诊断性能评价的方法，不同于技术性能评价的方法，它是以流行病学调查为基础，对某种检验项目在某种疾病诊断、筛查和疗效监测等方面价值进行评估的临床研究性试验在对新检验项目的诊断性能进行评估时，除满足临床生物化学检验专业的要求外，还必须符合统计学要求重点提示内容一、检验项目的诊断性能临床评价内容二、检验项目的诊断性能临床评价方法三、检验项目的评价研究四、检验项目的诊断性能评价指标一、检验项目诊断性能的临床评价内容1.真实性指检验项目本身能真实地反映疾病的本质或病理过程，其评价指标包括诊断准确性、可靠性等。要保证检验项目的评价结果的真实、可靠，对其进行研究性评价的方法必须具有科学性检验项目诊断性能的临床评价内容一、检验项目诊断性能的临床评价内容2.先进性指与其他检验项目或旧