診斷實驗評估指標-靈敏度(sensitivity)特異度(specificity)准確度(accuracy)


在臨床上經常會用到診斷試驗的手段,用於疾病診斷、病人隨訪或療效監測等。判斷某一診斷試驗的結果是否真實、可靠,是否具有實用性,從而確定合理的醫療決策。

       一項診斷試驗需要具備能正確的鑒別患病和未患病的能力,以反映患病實際情況的准確程度,這其中涉及到幾個重要概念:靈敏度(sensitivity)、特異度(specificity)、准確度(accuracy)、陽性預測值以及陰性預測值。

      希望大家能夠准確理解以上5個重要指標,並通過以下模擬試題練習加深理解。

      模擬試題:一項胃癌臨床診斷試驗受試人數是200人,實際情況為50人患胃癌,150人正常;診斷結果顯示,有160人正常,40人診斷為胃癌,而這40人當中實則僅有35人真正患癌。請根據數據判斷該項診斷試驗的靈敏度(sensitivity)、特異度(specificity)、准確度(accuracy)、陽性預測值以及陰性預測值。

      其實,這5個指標在也適用於評價我們call變異所用的軟件效能。比如:全基因組測序進行SNV檢測時使用了2個軟件: GATK和MuTect,共檢出1300個變異,其中GATK檢出1000個SNV,MuTect檢出1100個SNV,共有SNV是800個;經過目標區域測序進行驗證后,發現共有的800個突變均得到驗證, GATK特有的SNV有80個得到驗證,MuTect特有的SNV有150個得到驗證(假定經過目標區域測序驗證成功的SNV即為真實存在的突變) 。請計算MuTect軟件的以上5個指標。

靈敏度(Sensitivity,也稱為真陽性率)是指實際為陽性的樣本中,判斷為陽性的比例(例如真正有生病的人中,被醫院判斷為有生病者的比例),計算方式是真陽性除以真陽性+假陰性(實際為陽性,但判斷為陰性)的比值(能將實際患病的病例正確地判斷為患病的能力,即患者被判為陽性的概率);

特異度(Specificity,也稱為真陰性率)是指實際為陰性的樣本中,判斷為陰性的比例(例如真正未生病的人中,被醫院判斷為未生病者的比例),計算方式是真陰性除以真陰性+假陽性(實際為陰性,但判斷為陽性)的比值(能正確判斷實際未患病的病例的能力,即試驗結果為陰性的比例)。

陽性預測值是指真陽性人數占試驗結果陽性人數的百分比,表示試驗結果陽性者屬於真病例的概率。

陰性預測值是指真陰性人數占試驗結果陰性人數的百分比,表示試驗結果陰性者屬於非病例的概率。

准確度(accuracy)也稱效率(efficiency),用真陽性與真陰性人數之和占受試人數的百分率表示。

靈敏度= a/(a+c)×100%

特異度=d/(b+d)×100%

陽性預測值=a/(a+b)×100%

陰性預測值=d/(c+d)×100%

准確度=(a+d)/n×100%

模擬題1為基礎題,意在幫助大家理解概念,而在實際情況中我們遇到的情況可能就是類似於模擬題2的情境。准確把握真實值和試驗值,畫出四格表是關鍵,然后就可以代入公式啦~

模擬題1較為簡單,四格表如下:

 
疾病
陽性
陰性
試驗結果
陽性
真陽性   35    a
假陽性 5      b
陰性
假陰性    15    c
真陰性 145     d

模擬題2首先要畫出MuTect 軟件和GATK軟件變異檢出情況(文恩圖),則理解起來更容易。

針對於MuTect軟件的變異檢出畫四格表,如下:

 

 

  真變異
陽性 陰性
MuTect檢測結果 陽性 真陽性    950     a 假陽性 150      b
陰性 假陰性   80     c 真陰性 120       d


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