临床实验诊断研究的科研设计及其评价概要.docx

1、临床实验诊断研究的科研设计及其评价概要年全国血脂分析及其临床应用学术研讨会，：，二，专题报告、簿蓼，。，（）：，“：，（）：，：，（）：临床实验诊断研究的科研设计及其评价中华医学会（北京）袁桂清张莉毛家都李建陵唐栋据调查分析，在我国临床实验诊断（临床检验诊断）性研究所发表的论著中，有存在着不同程度的科研设计缺陷，甚至科研设计不合理。在研究对象的选择上，存在着不同程度的病谱偏倚（）、确认偏倚（）及联合偏倚（）等偏倚因素，极大地影响了临床实验诊断研究的质量和所发表论文结论的可信度。因此，临床实验诊断研究的科研设计正确与否，直接关系到研究结果的准确性和可靠性。所以，运用循证医学的原则”和观点，严格遵

2、循临床实验诊断研究的科研设计原则和方法，努力避免研究中的各种偏倚因素，是提高临床实验诊断研究的科学性和研究质量的根本保证。在临床实验诊断方法的研究中，其诊断价值或评价其对某一疾病诊断的准确性，最重要的是和诊断本病的金标准（）进行盲法和同步比较。所以，临床实验诊断研究的科研设计，最重要的是确立金标准，其次是正确选择研究对象或样本，用金标准判断或划分实验组（有病）和对照组（无病）。临床实验诊断研究的基本程序是：立题、科研设计、实验观察或指标检测、统计分析、理性概括步。，（）选题的原则：起点要高，先进性和创新性要强；围绕危害人群健康的重大疾病或常见病的实验诊断方法的建立、评价、改进等，探索特异性强、

3、简便快速的实验室诊断方法；注意实验诊断临床的结合及需要，重点解决临床实验诊断中的难题；注重实验诊断（检验）与临床的结合，实验诊断与基础研究的结合，解决临床实际，十自床诊断有潜在的应用开发价值或指导意义。（）选题程序：提出问题；检索和查新国内外文献，了解所选课题的研究现状及所处的水平；立题。一、临床实验诊断科研设计的要点确立金标准：临床实验诊断的金标准，是指临床上大家公认的诊断某一疾病最可靠的诊断方法，称为金标准。用金标准正确判断和区分有病和无病，是否真正符合研究对象的要求，确定人组对象。例如，在疫情期间，据说在收治的患者中有并非，而是有其他普通肺炎或其他发热患者混杂其中，可以想象，用这些样本进

4、行分析得出的某些结论其可靠程度可想而知。用金标准筛选研究对象，是保证科研质量的关键。研究对象的选择：临床实验诊断研究的对象包括两组，即用金标准判断为有病的实验组和用金标准确定为无病的对照组（明确无本病的患者或正常人群）。一般讲，研究或评价筛检诊断试验方法的价值，研究对象应选择正常人群，研究或评价临床诊断价值，研究对象应选择患者。研究样本大小的计算：用金标准确定有病和无病后，再进行实验观察或指标动态检测，将其分专题报告第七届全国脂蛋自学术会议为阳性、阴性，然后再用“评价诊断试验的四表格”分析评价指标（表）。表四格表评价模式正确估计样本的大小，足临床科研设计中的一个重要问题。样本过大，可能造成人力

5、、物力及时间的浪费。样本过小不具有统计学意义，往往造成假阴性，影响研究结果的正确性和可靠性。例如：“尿素呼气试验诊断幽门螺杆菌感染的研究。研究对象为例门诊就诊患者，其研究的目的是确定”一尿素呼气试验阳性临界值。研究者将其分为两个阶段，第一阶段例（其中阴性例，阳性例）患者，以阴性组例第分钟的：放射量的均数标准差作为判定尿素呼气阳性的临界笸，第二阶段，测定余下的例（阴性例，阳性例），并将结果与金标准（细菌学及病理组织学榆查）比较，以评价”一尿素呼气试验的敏感性和特异性。大家知道，采用正态分布法建立正常参考值范围，首先要求大样本，一般要求例以上，而本研究仅例阴性（正常人）对象即确定临界值这是不妥的，

6、鉴于临床大样本研究比较困难，还可以采用受试者特征工作特征曲线（）法制定临床诊断价值。本研究若利用例样本信息（阴性例，阳性例），采用法确定阳性临界值，可能会使结果更加稳定可靠，同时也是最佳临界值。二、临床实验诊断研究的评价指标在实验诊断的评价指标中，比较稳定的指标有敏感性、特异性、阳性似然比和阴性似然比。但敏感性和特异性要达到何种水准才有价值，需要根据临床实际进行分析，一般来说，其敏感性和特异性越强，临床意义也就越大。敏感性：敏感性就是指由金标准确诊有病的实验组内，检测出阳性病例数的比率（）。即本实验诊断的真阳性率。其敏感性越高，假阴性率也就越低。假阴性率等于漏诊率，因此，敏感性高的实验诊断用于

7、疾病诊断时其漏诊率就低。所以，敏感性和假阴性率具有互补性，即：敏感性一假阴性率。特异性：是指由金标准确诊为无病的对照组内，其诊断实验检测出阴性人数的比率（），即本诊断实验的真阴性率。特异性越高，其假阳性率也就越低。假阳性率等于误诊率，因此，特异性越高的实验诊断用于疾病诊断时，其发生误诊的机会就越少。由此可见，特异性和假阳性率也具有互补性。准确性：是指临床诊断实验检测出的真阳性和真阴性例数之和，占病例数的比例，即称本临床实验诊断的准确性。准确性反映了实验诊断的基本特性，即：敏感性和特异性。准确度高的实验诊断，其敏感性和特异性之和也一定较高，假阳性和假阴性之和也就最小。阳性预测值（）：是指临床诊断

8、实验诊断检出的全部阳性例数中，真正患病的例数所占的比例，即从阳性结果中能预测真正患病的百分数，这也是临床医生最关心的诊断指标。阳性预测值的高低主要受患病率的影响，因此，临床实验诊断研究的阳性预测值能在不同的患病率情况下指导临床医师合理运用实验诊断项目。阴性预测值（）：是指临床诊断实验检测出的全部阴性例数中，真正没有患本病的例数所占的比例。一般情况下（患病率）敏感性越高的实验诊断项目，其阴性预测值越高，相反，特异性越高的临床实验诊断阳性预测值越好。但是，患病率对预测值年全国血脂分析及其临床应用学术研讨会，。、，一一、专题报告：蕊爹的影响要比敏感性和特异性的影响更为重要。患病率（）：是指被检测的全

9、部对象中，真正患者的比例。患病率受很多因素影响，如不同水平的医疗机构或患者来源不同，其患病率会有很大差别。因此，不同的患病率其实验诊断的预测值也有较大的差别。用公式可以分析出阳性预测值和敏感性、特异性及患病率之间的关系：阳性预测值惠孺军蔼孺驻竽磊素篓鬈芋订丽阳性似然比（）：阳性似然比是指临床诊断检测出的真阳性率与假阳性率之间的比值，即阳性似然比敏感性（一特异性）。阳性似然比这一指标较阳性预测值为优，它反映了敏感性和特异性二者的特性，它不受患病率影响，比起敏感度和特异度更为稳定。利用这一指标可以计算出不同患病率的阳性预测值。阴性似然比（）：阴性似然比是指临床诊断实验检测出的假阴性率与真阴性率之比

10、值，即阴性似然比一敏感性特异性。三、实验诊断研究正常参考值及其确定方法众所周知，影像诊断学和病理诊断学是以形态变化依据诊断疾病不同，而检验医学（实验诊断学）主要是以提供数值判断有无疾病，主要以数字为特点。因此，以何依据判断数值的异常或正常？这就需要正常参考值作为参比系。在医学上，正常值范围的概念是：指正常人的解剖、生理、生化等种数值的变化范围。制定正常值应以正常人为对象，并且不是指机体任何器官、组织的形态和机能都正常的人，而是排除了影响所研究指标的疾病和有关因素后，所确定的同质人群。确定参考值的基本方法有：均数加减标准差法：在临床上，对正常值的确定大多采用均数个标准差作为正常范围，凡超过平均数

11、个标准差者视为异常。但是，采用此方法确定正常值必须注意，其实验诊断所测数据的频数分布是正态分布。百分位数法：大家知道，多数实验诊断所测定数值的频数分布是非正态的，为此主张用百分位数法制定正常或异常界限。这是因为采用百分位数表示可以不考虑数据的分布问题。当然，采用百分位数制定正常值有时误差较大，故要求观察的样本数要大，一般应在例以上才能减少误差。法：即受试者工作征曲线（，），临床实验诊断项目用于疾病诊断同时面临着正常和异常，临床医师通过实验诊断项目检测提供的数值区别就医者有病或无病。多数情况下，临床实验室在正常人群所测定数值的频数分布和在患者中所测定的数值的频数分布是互相交叉重叠的（见图）。所以

12、，如将正常值的上限定在点，其敏感度和阴性预测值达标，这种情况不会漏掉一个患者，但会有相当一部分正常人误诊为患者。假如将正常值的上限定在点，其特异度和阳性预测值为，也就是说不会将一个健康人误诊为患者，但是，它会漏轸相当数量的患者。假使我们将正常值定在两者频数分布曲线的交叉处，即点上，这会使误诊率和漏诊率减少到最低程度。在疾病人群筛查时，将点作为正常值的上限是比较合适的，这就是最佳临界值。应用点作为划分正常和异常的界限，其假阳性和假阴性的病例数之和最小。曲线是以敏感性为纵座标，假阳性（一特异性）为横座标，所形成的曲线，可以用来决定最佳临界值。其计算方法是选择一系列不同的临界值，再计算出各自的敏感性

13、和特异性，然后列出各临界点的敏感性和假阳性标在图上（目前已有处理软件），将各点连接起来形成曲线，即为曲线。最靠近左上角的点（点）即为最佳临界点（图）。以该点作为区别正常或异常的临界点，其敏感性和特异性都比较高，而且假阳性和假阴性之和最低。如图点处敏感性为，特异性为。当专题报告第七届全国脂蛋白学术会议雾鬟荔囊霪黧缓爨翳鬓鬓鬟黟图正常人与患者测定值的频数分布然，仅靠一两次实验要想找到一个敏感性和特异性都好的临界点是难以完成的。曲线可用来比较种以上的实验诊断项目的诊断价值，有利于帮助临床医师作出最佳选择。墓趔鞋粤蚶霸弱鼬一特异性（假阳性率）图糖尿病实验宣诊断血糖测定曲线从临床实际制定正常值：在有些情

14、况下，临床实验诊断的测定值要达到何水准，有时需要根据临床疾病治疗实际而定。例如，血清胆固醇当超过水平时，发生冠心病的危险性显著增年全国血脂分析及其临床应用学术研讨会一溪鬟黉霾囊鬟雾霉赣。专题报告加，而低于此水平其危险性就不显著，于是临床从危险因素的角度出发，将血清胆固醇水平定为超过为异常。四、临床实验诊断研究的设计方法完全随机化实验设计：在临床实验诊断研究中，往往需要将研究对象分成实验组和对照组。因此，正确分组是保证实验条件一致性和可比性的关键之一，其目的是减少实验的误差，提高实验结果的正确性。由于分组不正确导致结论错误的例子并不少见。随机化就是将每个研究对象都有等同机会被分配到实验组或对照组

15、中去，即除了处理措施之外，两组的其他因素基本一致和均衡，而不是凭研究者的主观意愿随意对研究对象进行分组。其应用范围是，凡是两组实验无法配对或多组实验无法配伍时，均可采用完全随机实验设计。随机并非随意，任意将研究对象或样本一分为二那不是随机，而是随意。配对实验设计：配对实验设计指的是受试对象相同或基本齐同的实验设计，包括自身前后配对设计、左右配对设计和异体配对设计。其优点是抽样误差小，实验效率高，所需样本量相对较少。自身前后配对设汁主要适用于急性性与短期的实验，需要时间较长的实验不宜用此种设计。其原因是随着时间的延长，有可能混入一些干扰因素，从而使处理前后失去可比性。随机区组实验设计：也称配伍组

16、实验设计，是按照一定的条件，将几个条件相同的受试对象划分成一个配伍组或区组，然后在每个区组内部随机将每个受试对象分配到各组，对每组分别给予不同的处理，然后对其结果进行方差分析。其特点是各个区组内部条件基本相同，组间均衡性好，因而抽样误差小，实验效率高。其应用范围是凡是实验的目的是回答两种因素，即被试因素和配伍组因素各自的差异有统计学意义的情况下，均可采用此种设计。交叉实验设计：交叉实验设计的特点是，其样本分配按完全随机或异体配对方式分为两组，但在实验处理上将两组分别先后观察。这种设计也称交叉配对设计。其应用范围主要用于受试对象来源较少，而且受试对象状态比较恒定的状况下使用交叉实验设计。层次分组

17、实验设计：在临床研究中，研究对象可按甲因素分为几个大组，然后再按乙因素分为几个小组，每个小组又可按丙因素分为几个亚组。这种设计是依照不同饿因素进行分层，每层再分组，因而称层次分组设计。其应用范围是生理参数的确定、病因研究、治疗效果影响因素的研究。析因实验设计：以上几种实验设计均只考虑因素本身的作用，而未考虑因素之间的交互作用。但事实上有些事物之间存在着交互作用，甚至这种交互作用超过因素本身的作用。在临床研究中，有时既要知道各因素的作用，又要知道因素之间的交互作用，故采用析因实验设计可以满足这一要求。其要点是将两个或多个因素的各个水平进行排列组合，交叉分组进行实验研究。队列实验设计：也称队列研究

18、，是将被研究人群按照他们是否接触某一因素分组，如同两个列队，然后分别随访，比较各组的实验室观察指标。不同个体的前后对照实验设计：在进行某种防治措施或接触某种可能的致病因素前后，在不同个体中随访实验室观测结果。病例对照实验设计：是从果到因，从现在回顾过去的一种回顾性实验室调查分析研究。横断面实验设计：又称现况调查或横断面研究，适合于患病率调查或普查，即对现场情况的临床实验室监测调查。单病例实验设计：也就是临床上特殊病例报告和病例分析，是指个以下的临床病例报告，如罕见、特殊个案病例实验室诊断研究，这在中华检验医学杂志上比较常见，也是比较简单的科研设计，但应注意其诊断的可靠性。序惯实验设计：这类设计

19、事先不规定样本数量，而是实验室每观测一个或一对受试者后即进行分析，等到可下结论时即停止实验观察。可避免盲目加大样本造成浪费，又可避免样本过小作不出第七届全国脂蛋自学术会议 专题报告 曩器；每一。？案甏霪囊鸶骢 应有的结论。常用于新药和老药配对、新药与安慰剂的配对实验。 五、临床实验诊断科研设计的原则或评价原则 临床实验诊断方法研究的设计原则或评价原则，就是对研究创建和开发新的实验诊断方法或对已 发表的新的实验诊断方法在应用于临床前进行临床验证所遵循的原则。对临床实验诊断研究的科研设 计，应注意其科学性、创新性、逻辑性、规范性、伦理性的一般原则外，在医学统计学的要求上，还 要遵循对照、随机、重复

20、、均衡和盲法原则。 实验诊断与标准诊断法（金标准）的盲法对比：首先是实验诊断的准确性，即临床实验诊断方 法是否能准确地反映研究对象确实有病或无病，首先是与金标准进行盲法比较，也就是临床上大家公 认的标准诊断方法的比较。例如：“用技术检测沙眼衣原体主要外膜蛋白基因序列”，本研究拟评 价技术检测患者宫颈细胞碎片中沙眼衣原体的敏感性。研究对象为妇科门诊就诊者，选择患有不 同程度的感染或不孕症患者例，检测结果表明，用免疫荧光技术检出阳性患者例，而且例阳性 标本的检测结果也均为阳性，故此研究者下结论：的敏感性为。 众所周知，诊断衣原体已有公认和可靠的金标准，那就是从细胞培养中分离到衣原体。而本研究 仅以

21、免疫荧光技术检测的例阳性标本为标准，检测亦为阳性，就说明其敏感性为，这是 不是正确的，应将检测结果与细胞培养这一金标准结果进行比较才可靠。 研究对象应包括各型病例：对临床实验诊断的研究设计，其研究对象应当包括各型病例，如轻 型、重型、治疗和未治疗者，以及患有容易混淆的疾病。 实验组与对照组对象的来源：不同来源的研究对象对临床实验诊断研究的结论评价也有影响， 采用的研究对象不同，将会直接影响实验诊断的评价结论的可靠性。 实验诊断的重复性：即本实验诊断方法的重复测定值处于相对稳定状态，即多次重复测定其结 果彼此接近的程度也就是说，在不同时间、不同操作者和不同实验室都能重复，而且所得结果基本 一致。

22、 确定正常值的合理性和可靠性：首先正常值的含义应清楚，因为不同含义的正常值可直接影响 测定值的意义。正态分布的数据，正常值可用平均值均数标准差表示。非正态分布数据可用中位数和 百分比数表示，注意不要通用正态分布法。例如：“网织红细胞计数与分类的参考范围调查“一文 其目的是通过样本调查制定出网织红细胞计数与分类的正常参考值范围。采用的是正态分布法（均数 标准差，）确定不同组别网织红细胞分类正常参考值范围（表）： 表两组网织红细胞分类的正常参考值范围 从表中可以看出，女性其均数标准差范围为一，显然指标不应出现负数，其原因 是高荧光网织红细胞不属于正态分布，而是应用百分位数比较合适。 联合实验的评价

23、：对联合实验诊断准确性的评价，不仅要看联合实验的总体敏感性、特异性和 准确性，还要对单项实验诊断的敏感性、特异性和准确性进行评价。 实验诊断研究的步骤：实验诊断方法研究或用于临床，必须要求研究者将操作步骤、注意事 项、结果判断方法、指征、检验标本的采集、运送和贮存方法等加以描述。 实用诊断价值：该实验诊断方法的临床实用性，患者和临床医生接受程度，操作简便、无创、 快速、经济是患者和临床所欢迎的，因此，在进行临床实验诊断方法研究的选题和科研设计时，临床 实用性诊断价值是首先要考虑的问题和出发点。 ？；笺爱黉篱翼鬻囊冀囊雾鬓錾鬓黪； 年全国血脂分析及其临床应用学术研讨会 专题报告 六、临床实验诊断

24、研究设计的正确选择 正确选题，明确目标。 病因研究：一般选择随机对照临床实验、队列研究（前瞻性较可靠）、病例对照研究等。 缶床疗效评价；一般选择随机对照临床实验研究、序惯实验研究、自身前一后对照实验研究、 不同个体的前后对照研究、交叉实验研究。 实验诊断方法评价：对金标准进行比较，计算出该实验诊断的敏感度、特异度、阳性和阴性预 测值。 研究疾病预后自然病程：列队研究。 疾病在人群中的分布定量研究：横断面研究。 特殊病例研究：病例报告、病例分析。 七、临床实验诊断研究中偏倚因素的控制 偏倚，就足当研究结果与其真值之间出现了某种差值，人们把这种差异现象或结果，称为偏倚。 偏倚可出现在临床实验研究的

25、全过程，一旦发生偏倚效应，往往在研究结束后很难纠正或克服。必然 造成研究结果和结论不同程度的失真或歪曲。因此，在进行临床实验诊断研究科研没计前，就要考虑 到该研究的各种偏倚的特点，采取有效的控制措施，使其对研究的影响减少到最低程度，力求研究结 论的真实可靠。一般通过对照鉴别处理因素与非处理因素的差异，并通过对照消除和减少实验误差。 因为在临床诊断研究中偏倚因素很多不设对照难以排除偏倚因素对研究结果的影响可能导致错误 的结论；如病例的选择、标本采集的规范性等。临床偏倚因素中有选择性偏倚、观察性偏倚和混杂性 偏倚种。其克服的方法是：用随机方法分实验组和对照组，以控制选择性偏倚，用盲法控制观察性 偏

26、倚，用配对和分层的方法消除混杂性偏倚。 设汁方案控制：选择正确的设计方案，是避免实验诊断研究中出现选择性偏倚的重要手段，其 最有效的措施是选择随机对照设计方案，特别是将研究对象分层及随机分组，就能使研究组别问的基 线状况有良好可比性，克服研究者因处于某种主观愿望而随便决定研究对象分组或接受某种实验措施， 从而导致主观愿望的“理想”结果。 人选标准控制：严格研究对象的纳入标准，在实施研究前，对纳入的研究对象要制定明确而客 观标准，使研究对象限制在某一特定范围内，减少彼此之间的差异，有利于对观察因素得出正确的结 论。 盲法控制：偏倚所造成的系统误差，在临床实验诊断研究的各个阶段都可能发生，上述随机

27、化 实验的方法可以解决选择性偏倚。一般而言，盲法是克服观察者和观察对象发生偏倚的的最有效的方 法。如当研究者知道研究对象正接受某种治疗时，他们会倾向于报告病情改善。虽然观察者是诚实的， 但总是希望研究成功，故研究者会发生某种心理倾向（这是一种心理状态或心理倾向）。应用盲法可 有效控制这类偏倚。 配对控制：对研究组中的每一成员，都选择具有相同特点的对象作为对照组。配对一般常用的 因素有性别、年龄病情等，这些都是与多种疾病转归密切相关的因素。只有将这些因素加以控制，才 有可能得出可靠的结论。例如，研究小儿镰状细胞贫血与其生长和智力发育的关系。由于生长和 智力发育同时会受到很多因素的影响，比如种族、

28、性别、出生体重、母亲怀孕年龄、智商和社会经济 条件等诸多因素影响。因此，必须较好的控制这些影响因素，才能得出镰状细胞贫血对小儿发育有无 影响的确切结论。设计者采用配对的方法，选择了个对结果有明显影响的因素进行配对，首先对不 起例患儿和解例正常血红蛋白儿童进行了比较，从出生后追踪年，发现两者体力和智力发 育并无区别。 分层控制：在研究资料收集后，其分析阶段常用的控制偏倚的方法。其方法是将观察对象及对 第七届全国脂蛋自学术会议 ，。，露 照组按照临床相似的特点，分成若干亚组再进行比较。比如按不同的年龄段进行分组分析比较。 参考文献 胡良平检验医学中常见的统计学问题及对策中华检验医学杂志，： 毛宗福，丁元林陈华诊断试验评价常见缺陷分析中华检验医学杂志，：