导图社区 人卫第8版《流行病学》——第七章《筛检》
本章节主要介绍流行病学中一种常见的应用——筛检,筛检属于描述性研究的范畴,其中筛检试验和诊断试验的区别、真实性和可靠性的评价及相关计算是重点,有点难度,多看几遍就好了~
编辑于2023-03-15 16:14:54 广东社区模板帮助中心,点此进入>>
第七章 筛检
概述
背景
根据疾病自然史,大致可将疾病的进展分为易感期,临床前期,临床期和结局四个阶段
随着医学技术的发展,人们已经可以在某些疾病的临床前期或早期,通过适当的检测技术,将机体出现的一些异常特征(如肿瘤的早期标记物,血压升高、血脂升高等)及早检测出来,并采取适当治疗,最终可以明显提高疾病的治愈率和病人的生存质量,降低人群死亡风险
人们提出在表面健康的人群中开展筛查,这也是抗击慢性疾病,保障人群健康的重要公共卫生措施
研究对象:表面健康的人群
筛检的概念
是针对临床前期或早期的疾病阶段,运用快速、简便的试验、检查或其他方法,将未察觉或未诊断疾病的人群中的那些可能有病或缺陷、但表面健康的个体同那些可能无病者鉴别开来的一系列医疗卫生服务措施
筛检流程图
筛检一般是由国家或地区政府主导,动员全社会参与的系统工程,又称为“三早”预防,包括对目标疾病的早期发现、早期诊断、对各阶段阳性者的处理(早期治疗)及阴性者医学随访的一系列医疗和卫生服务实践活动
筛检的目的及类型
目的
1、发现隐匿的病例
在表面健康的人群中筛检出可能患有某病的个体,并进一步进行确诊和早期治疗,实现二级预防
2、发现高危人群
通过筛检发现人群中某些疾病的高危个体,并从病因学的角度采取措施,以减少疾病的发生,降低疾病的发病率,达到一级预防的目的
3、了解疾病的自然史,解释疾病的“冰山现象”
确定筛查的起始年龄,筛查间隔,筛检及治疗方案有重要意义
4、指导合理分配有限的卫生资源
如利用高危评分的方法,筛检出孕妇中的高危产妇,将其安排到条件较好的县市级医院分娩,而危险性较低的产妇,则留在当地乡卫生院或村卫生室分娩,以降低产妇死亡率
类型
筛检的实施原则
一项筛检计划应包括
1、选择筛查疾病的依据
2、明确的目标人群
3、合理的筛查程序
包括起始筛查年龄、筛查间隔、不同阶段的筛查试验和确诊试验
4、干预和随访方案
4个原则
1、筛检的疾病
(1)所筛检疾病或相关健康状态应是该地区现阶段的重大公共卫生问题,能够对人群健康和生命造成严重危害,对现患率或死亡率较高,是人群的主要是死因之一
(2)目标疾病的自然史清晰,有足够长的临床前期和可被识别的疾病标志,有早诊断的方法,且早期干预能显著降低死亡率
(3)对疾病不同阶段的干预效果及其不良反应有清晰的认识
2、筛检试验
选择合适的筛检试验是整个筛查程序设计的关键部分
选择原则
筛检试验应准确,简单,经济,安全,且容易被受检者接受
应有符合不同经济发展和卫生资源水平的筛检方法可供选择
3、疾病治疗
对筛查出的不同阶段结局均有行之有效的干预方案,且确保早期治疗的效果应优于晚期治疗
4、筛检项目实施计划及评价
目标人群是否明确
筛查-治疗程序是否有效
是否有卫生经济学价值
否符合公平性,可及性以及伦理学原则
人群获益是否超过伤害
对筛查的质控,经费保障及项目风险应对机制等方面进行评估
筛检试验评价
筛检试验
定义
用于识别外表健康的人群中那些可能患病个体或具有患病风险个体的方法
形式
1、可以是问卷,体格检查,内镜与X线的物理学检查
2、可以是细胞学或生物大分子标志物检测技术
特点
基本特点:良好的真实性,可靠性和预测度
简单性:易学习、易操作,即使是非专业人员经过适当的培训也会操作
廉价性:原则上在健康收益一定的情况下,筛检试验的费用越低越好
快速性:很快得到结果
安全性:不会给受试者带来创伤,原则上初筛方法不宜采用可能成创伤的检查手段
可接受性:易于被目标人群接受
筛检试验与诊断试验的区别
筛检试验的评价方法及指标
(一)真实性
效度、准确性
1、研究设计
真实性评价采用“对比”研究的思路,比较筛检试验与疾病的标准方法,判断结果的一致程度
两类
以医院为研究现场的病例-非病例(对照)设计
先用“金标准”确定某病的患病和非患病人群
随机选择病例组和非病例组,再用待评价的筛检试验盲法检测两组对象
以社区为研究现场的横断面设计
抽取一个目标人群的代表性样本
同时用金标准和筛检试验盲法检测所有研究对象
事后根据金标准检测判断病例组和非病例组
优缺点对比
病例-非病例方法的设计要点
1、确定金标准
“金标准”是指当前临床医学界公认的诊断疾病的最准确可靠的方法
目的:准确区分受试对象是否为某病病人
最佳的金标准有
病理诊断
活检
手术发现
微生物培养
尸检或特殊检查
由于筛检对象(尤其是非病例组)包括健康人,难以对所有对象进行上述检查,因此金标准也可以选择准确性较高的影像诊断、临床综合判断、结合短时间内重复或随访,尽量减少确诊方法的误诊和漏诊
2、选择研究对象
受试对象
应能代表筛检试验可能应用的人群
尽量满足随机化抽样原则
筛检目的:发现临床前期或早期的病人
病例选择应包括
早期病症轻微的病例
考虑疾病的各种临床类型(不同病情程度、不同病程、典型和不典型、有无并发症、是否治疗过)
非病例组
金标准证实未患有目标疾病者
包括非病人和(或)与目标疾病易产生混淆的疾病病人
3、样本量计算
相关参数
(1)筛检试验的灵敏度
(2)筛检试验的特异度
(3)显著性水平α
(4)容许误差δ
近似公式
当灵敏度和特异度在20%~80%区间变化时
δ为容许误差,一般定在0.05~0.01
p为待评价的筛检方法的灵敏度或特异度
灵敏度用于估计病例组的样本量
特异度用于估计非病例组的样本量
样本率的分布呈偏态,需要对率的平方根作反正弦转换,再代入下式
当灵敏度或特异度小于20%或大于80%时
4、确定筛查结局分类标准或截断值
筛检试验结果需明确的、有明显区分度的阳性和阴性判断标准
分类或等级指标
根据专业知识判断
连续型指标
确定判断阳性结果的具体取值——截断值
5、盲法测量
一般采用盲法来控制信息偏倚
2、资料整理及真实性评价
资料整理
真实性评价指标
灵敏度/真阳性率
定义:实际患病且被筛检试验标准判断为阳性的百分比
反映了筛检试验发现病人的能力
假阴性率/漏诊率
定义:实际患病但被筛检试验确定为阴性的百分比
反映的是筛检试验漏诊病人的情况
互补:灵敏度=1-假阴性率
特异度/真阴性率
定义:实际无病且被筛检试验标准判断为阴性的百分比
反映了筛检试验鉴别排除病人的能力
假阳性率/误诊率
定义:又称“假阳性率”,是指实际无病,但被筛检试验判断为阳性的百分比
反映的是筛检试验误诊病人的情况
易错描述
误诊率是指在新筛检方法检测出的所有阳性人数中,误判为病人的比例(×)
误诊率是指“金标准”确诊的非病人中用新筛检方法误判为阳性的比例(√)
互补:特异度=1-假阳性率
正确指数/约登指数
表示筛检方法识别真正病人与非病人的总能力
范围:0~1
指数越大,真实性越高
似然比
同时反映灵敏度和特异度的总和指标
阳性似然比
比值越大,试验结果阳性时为真阳性的概率越大
阴性似然比
比值越小,试验为阴性时为真阴性的概率越大
在选择筛检试验时应选择阳性似然比高,阴性似然比低的方法,此时试验的准确性最佳
(二)可靠性
信度、精确度、可重复性
定义:是指在相同条件下用某测量工具(如筛检试验)重复测量同一受试者时结果的一致程度
可信度评价与金标准诊断是否患病的结果无关
研究设计
通常与真实性评价同时开展
方法
由两名或多名检查者采用同样的检查程序对研究人群进行同时盲法检查
eg.血压重复测量三次
样本量计算
Bland-Altman法推荐对连续性变量进行一致性评价,所需的样本量应不少于100例
如果真实性研究的样本量较大(1000以上),可随机抽取5%~10%样本进行重复检测
1、信度指标
重测资料总的来说可以看作配对(定量、定性)资料
(1)连续性测量资料
同一样品或一组同质性样品(个体差异较小的样品)进行多次重复测量
标准差和变异系数
值越小,方法的精密度越高
一批不同质样品(对象)进行两次重复测量
两次测量值的相关系数(r)
r≥90%,可认为一致性较好
配对t检验分析
(2)分类测量的资料
配对四格表
符合率/一致率
kappa指标
常用来评价两次检测结果的一致性,该指标的计算考虑机遇因素的影响,是更为客观的指标
一般认为Kappa值≥0.75为一致性极好,在0.4~0.75为中、高度一致;≤0.4为一致性差
将该公式上下同时除以N²,则可以变为
那么
实际观察一致率
机遇一致率
配对χ²检验
2、影响筛检试验可靠性的因素
(1)受试对象生物学变异
由于个体生物周期的生物学变异,使得同一受试对象在不同时间获得的临床测量值有所波动
(2)观察者
由于测量者之间、同一测量者在不同时间的技术水平不一,判断尺寸掌握差异,预期偏倚等均可导致重复测量的结果不一致
(3)实验室条件
重复测量时,测量仪器不稳定,试验方式本身不稳定,不同厂家、同一厂家生产的不同批号的试剂盒的纯度,有效成分的含量,试剂的稳定性等均有不同,由此可能引起测量误差
(三)预测值
定义
是应用筛检结果的阳性和阴性来估计受检者为病人和非病人可能性的指标
反映了筛检试验实际应用到人群筛查后,获得的收益大小
计算方法
1、直接计算法
前提:在社区开展的,基于横断面设计的筛查试验评价,样本人群的疾病现患率与目标人群的现患率一致
(1)阳性预测值
筛检发现的阳性者(分母)中患目标疾病的人所占的比例
(2)阴性预测值
筛检发现的阴性者(分母)不患目标疾病的人所占的比例
2、间接计算法
前提:在医院开展的,基于病例-非病例设计的筛查试验研究,病例组和非病例组的构成比不能代表目标人群的现患与未患比例,因此不能直接计算预测值
(1)阳性预测值
(2)阴性预测值
Bayes公式
预测值与真实性指标、现患率的关系
筛检试验的灵敏度,特异度和目标人群的疾病患病率都会影响预测值的大小
(1)现患率对预测值的影响
(2)灵敏度、特异度对预测值的影响
(四)确定连续性测量指标的阳性截断值
筛查试验的结果是连续性指标时,需要确定阳性/阴性结果的判定标准——截断值
两组人群测量值分布的三种状态
假设病人的测量值总体上大于非病人,H为病人的最低值,X为非病人的最高值
(1)独立双峰分布
总人群分布成独立分布的双峰型,病人和非病人分布曲线完全无重叠
原则上把截断值选在病人中的最小值H处,筛检试验的判断准确度可达100%,但在实际检测中人们是很难穷尽病人的最小值的,通常的做法是根据非病人检测值的99%~99.9%CI上限来确定截断值
具体可信限值取决于疾病的发生率的大小
对发病率极低(<10/10万)的疾病可选择99.9%上限值,这样既可保证灵敏度达到100%,又避免过高的假阳性检出率
(2)部分重叠双峰分布
总人群分布成双峰型,病人和非病人分布曲线小部分重叠
在H至X之间,当截断值向非病人的最高值方向(X)移动,特异度升高,灵敏度降低
发现病人的能力下降了
当截断指向病人的最低值(H)方向移动时,灵敏度增大,特异度降低
发现病人的能力增加了
筛检试验阳性结果的截断值选择在何处,可从以下几个方面进行考虑
(1)如果疾病的预后差,漏诊病人可能带来严重后果,目前又有可靠的治疗方法则截断值应向提高灵敏度方向移动,尽可能多的发现可疑病人,但会使假阳性增加
(2)如果疾病后续诊疗方法不理想,则截断值应向提高特异度的方向移动,尽可能将非病人鉴别出来,减小假阳性对参加者造成的心理压力,如肝癌的筛检
(3)一般而言,筛检试验应综合考虑灵敏度和特异度达到平衡,此时将临界点定在非病人与病人分布的交界区,实际操作时,一般采用受试者工作曲线来决定最佳截断值
受试者工作曲线(ROC)
基本原理:将病人和非病人的测量值从小到大排序,即可划分一系列截断值。对应每个截断值可计算相应的灵敏度和特异度。绘制1-特异度(假阳性)为横坐标,灵敏度为纵坐标的坐标轴,每个截断值对应的灵敏度和1-特异度值构成坐标点,多个坐标点相连,即ROC曲线
距离坐标轴左上角最近的坐标点可同时满足筛检试验的灵敏度和特异度相对最优,它所对应的取值即最佳截断值
ROC曲线你整个横轴构成的面积(AUC)也可以反映检测方法的真实性。AUC越接近1.0,检测方法真实性越高。等于0.5时,则真实性最低,无应用价值
还可以利用AUC线下面积直接比较两种以上筛检试验的真实性的优劣
(3)单峰连续分布
总人群分布成单峰型,病人和非病人的分布相互交错,区分度较差,此时无论截断值如何选择都可能有较大的误判率
这类指标通常用作初筛方法,截断值可选择图形中的拐点,此时尽管误诊率较高,但可尽量避免漏诊
如果病人的测量值完全包含于非病人的范围内,且分布较宽,则不宜采用该类型指标开展疾病筛检
筛检效果的评价
筛检效果评价阶段及研究方法
三个人群获益阶段
近期收益
早中期疾病中间结局改善
长远期人群终末结局风险(死亡)降低
评价内容
生物学效应指标
安全性评价
卫生经济评价
项目可持续性评价/社会适应性评价
一向筛检项目开展之前,就应计划在人群基础上逐级深入的开展以下研究
1、局部范围精细化设计的现场干预研究
2、扩大区域的社区干预研究
3、推广应用后的验证研究
筛检效果评价阶段
1、第一阶段(现场干预研究)
一般采用设计严谨的随机对照试验,将研究对象以个体或整群随机的方式分为两组,干预组需要接受连续周期性的筛查,对照组则需接受常规的医疗服务
理想的筛检项目试验研究往往需要庞大的样本量和较长的随访期,可获得筛查项目的近期至长远期的一系列效果指标
RCT研究多用来评价筛查方法的收益,中间结局改善情况,筛查成本及人群可接受度等近期效果指标
2、第二阶段(筛检示范区建设阶段)
这一阶段采用多中心的社区类实验究连续观察筛查的中、远期效果生物学指标,卫生经济学效果指标及筛查和治疗的不良反应事件发生情况等,探索筛检在实际环境中的运作机制
3、第三阶段(验证和应用阶段)
该阶多采用观察性的研究方法,进一步验证真实条件下筛查所取得的远期生物学效应,卫生经济学效益以及项目的可持续性
开展这类研究的前提是:筛查项目已经在某地区广泛推广,地区全人群健康档案齐全,有连续多年的完整、准确的筛查和疾病登记信息
常用流行病学方法
(1)回顾性队列研究
该方法在以推广筛查的地区,通过比较既往参与筛查人群和不接受筛查人群的随访一段时间后的归因死亡率、生存率的差异来说明筛查项目的效果
(2)病例对照研究
研究假设是:如果筛查项目能够降低疾病死亡率,则在同一人群中死亡病人封存接受筛查的比例应低于存活病人
病例是在实施了筛查项目的地区人群的所有死亡病例的随机样本
对照是同一源人群(包括病人)的存活者的随机样本
(3)生态学研究
筛查推广较长时间后,可应用生态学研究方法比较开展地区和未开展地区或者项目地区开展前后人群肿瘤归因死亡率的变化,以此说明筛查项目的长远效果
筛查项目评价内容及指标
1、收益
收益
也称收获量,指经筛检后能使多少原来未发现的病人(或临床前期病人,高危人群)得到诊断和治疗
该类指标反映人群在短期内因筛检得以早诊早治的收益情况
指标
阳性预测值
最常用的收益指标
转诊率或筛查阳性率
即筛查阳性人数占筛查目标人群数的比例
转诊率与筛检试验的灵敏度高或特异度低有关,如果目标人群基数较大,该指标不宜太高,否则不符合卫生经济学原则
早诊/早治率
即早期病例在筛查所发现的全部病例中所占的比例,如果筛查的早诊率显著高于正常医疗程序发现的早诊率,则可认为筛查收益较好
提高筛检收益的方法
(1)高危人群策略
疾病在某些年龄,性别,种族及主要危险因素暴露特征人群中有较高的患病率,在这些高危人群中开展筛查可提高阳性预测值,也更符合低成本,高效益的原则
(2)选择合理的筛查方案
选择高灵敏度方法
目的是尽可能不漏诊病例
采用联合试验
定义:在实施筛检时可采用两种或两种以上筛检试验检查同一受试对象,以提高筛检的灵敏度和特异度,增加筛检的收益,这种方法叫做联合试验
类型
串联试验/系列试验
一组筛检试验按一定的顺序相连,初筛阳性者进入下一轮筛检,全部筛检试验结果均为阳性者才定为阳性
发现病人的能力下降了
该法可以提高特异度,但会使灵敏度降低
初筛的方法尽量选择灵敏度高的方法,第二轮的筛查则尽可能选择特异度较高的方法
并联试验/平行试验
全部筛检试验同时平行开展,任何一项筛检试验结果阳性就可判断为阳性
发现病人的能力提高了
该方法的优点是可以弥补两种方法灵敏度都不足的问题,提高筛查整体的灵敏度,但会降低特异度。
在设计并联筛查方案时,应充分考虑筛查方法的成本-效益比
筛查起始年龄和时间间隔
筛查的起始年龄和筛查间隔应根据人群最大获益的时点来确定
筛查间隔要根据方法的准确性来调整
用灵敏度和特异度均高的方法,筛查间隔可较长
灵敏度较低的方法,可以通过提高筛查频率来减少漏诊的情况
2、生物学效果指标
生物学效果评价是根据筛查能改善疾病的中间或终末结局状态(发病或预后)的观察终点来设定,通常采用率为指标,另外筛查效果一般都是通过对比研究来体现,故需要计算相对比指标
(1)结局测量指标
归因死亡率
评价筛检人群长远期获益的终点结局指标
归因死亡率降低是筛查效果评价中最有说服力的结论性指标
治愈率,复发率,病死率,生存率和生存时间
评价筛检人群早期或中期获益的中间结局指标
常用1年,3年,5年生存率来评价癌症的筛检计划
要注意应用这些指标时,应注意领先时间、病程长短等时间相关偏倚的影响
复发率:中远期生物学效果评价指标
(2)关联指标
随机对照试验
效果指数
保护率
保护率:不是【结局】测量指标,是关联指标
保护率:是预防性试验研究中的评价预防措施效果的指标
归因危险度或绝对危险度
观察性研究
死亡危险率比(RR)
优势比(OR)
(3)需要筛检人数(NNBS)
不是结局测量指标
是实验流行病学指标“需治疗人数(NNT)”在筛检项目效果评价中的具体应用
在筛查研究中,以目标疾病的死亡率作为结局指标,随访一定期限后,计算对照组与筛检组的疾病归因死亡率之差(AR),将AR取倒数值,得到NNBS=1/AR
该指标表示减少一例目标疾病病例的死亡需要筛检多少人,这个数值越小越好
3、卫生经济学评价
筛查成本
是提供卫生服务过程中所消耗的资源
包括
项目成本(项目培训、管理、组织的费用)
个人直接成本(诊治和交通陪护等)
个人间接成本(生产力损失)
成本-效果分析
效果指筛检项目开展后健康改善方面所取得的生物学效果
如:复发率、死亡率等下降,生存期的延长
指标:生存-效果比(CER)
每延长一年生存期所消耗的成本
成本-效用分析
效用是综合了生物学效果和人们对结果主观感受和功能状况的指标
它不仅关心病人能存活多久,还关心存活的质量
如:寿命年作为观察指标,考虑到疾病对病人生命质量的影响,则应测量质量调整寿命年
指标:成本效用比(CUR)
成本-效益分析
效益是指将健康改善的结局用货币价值来衡量
是公共卫生项目经济学评价中最佳的评价指标
指标:成本效益比(CBR)
卫生经济学模型
常用:马尔可夫模型
4、安全性和伦理学评价
安全性及伦理问题
评价伤害的指标
过度诊断/治疗率
不良事件发生率
筛检相关的伤害包括三个方面
(1)筛查方法本身造成的伤害
(2)筛查的假阳性则可能面临过度诊断的问题,可能会经历确诊前的焦虑情绪困扰
(3)如果早期诊断的病例是所谓的“惰性病例”,随之而来的过度治疗可能会损害其健康
必须遵循“赫尔辛基宣言”的医学伦理学准则
(1)开展筛查研究前应提交伦理委员会审查及获得受试者的知情同意
(2)应保护受试者的生命健康,尊严,完整性,自我决定权和隐私
(3)筛查应该是有益无害或收益远大于危害的
(4)如果筛检的价值和安全性已确定,项目应公平合理的对待每一个社会成员
政策、经济及人力支持环境
人群接受度
5、项目可持续性评价
筛检效果评价中常见的偏倚
1、领先时间偏倚
领先时间:是指临床前筛查诊断的时点(年龄)至常规临床诊断时间(年龄)之间的时间间隔
该间隔是疾病的自然病程阶段,如果筛查只提前了发现疾病的时点,而并未改变筛查人群的死亡时点(年龄),也会观察到筛查人群比不筛查人群生存时间更长的假象,领先时间偏倚
以生命年为指标评价筛查效果时,应扣除领先时间,否则会高估了筛查效果
2、病程偏倚
疾病被检出的可能性和疾病的进展速度有关
肺癌的非小细胞癌恶性程度高,肿瘤增长速度快,在临床前期被筛检发现的机会较低
腺癌的恶性程度低,筛查能检出该亚类病人的概率较大
如果筛查组中疾病进展缓慢的病人占较大比例时,可能观察到筛查组较未筛查组生存概率更高或生存时间更长,此时筛查的效果被高估了,且产生了病程长短偏倚
3、志愿者偏倚
健康行为可能决定筛查意愿,参加筛查者与不参加者相比可能有更高的受教育程度,个人经济状况更好,更关注自身的健康,不良行为习惯的发生率较低,因此参加筛查的人群总的发病或死亡风险可能低于不参加筛查人群
主动参与筛查者对后续的治疗的顺应性更高
这些因素都可能使筛查人群的死亡风险低于不参与人群,导致筛查效果被高估,即产生健康志愿者偏倚
4、过度诊断偏倚
如果筛查出的病变正处于良性阶段,可能逆转至正常状态(如宫颈癌的CIN Ⅰ阶段可自行恢复)、或病人病程停滞或进展缓慢,病人可能在出现临床症状前就死于其他竞争性疾病
筛查发现过多的早期病例,而增加了诊断治疗的负担,这种现象称为“过度诊断”
因为筛检这些“惰性病例”被发现、确诊患病、并被记入病人总体之中,导致经筛检发现的病人有较多的生存者有或较长的平均生存期,从而高估了筛查效果,即产生了过度诊断偏倚,他也是病程偏倚的一种极端形式