Диагностическое тестирование
Из: Greenberg R., Daniels S., Flanders D. Medical Epidemiology,
3rd edition, Lange Medical Books, NY, 2001, 215 p.
История болезни.
54-х летняя школьная учительница обратилась к своему семейному врачу для ежегодного профилактического осмотра. Она сообщила, что в предыдущий год у нее не было никаких заболеваний, чувствовала она себя хорошо, и на сегодняшний день у нее нет никаких жалоб. Приливы, наблюдавшиеся у нее год тому назад, прошли самостоятельно, без какого-то ни было лечения. Врач провел физикальное обследование, пальпацию молочных желез, исследование органов малого таза (включая тест Папаниколау), а также исследование прямой кишки. Никаких отклонений от нормы не найдено. Врач порекомендовал пациентке пройти маммографию, которая неделю спустя и была ей проведена.
Результаты маммографии оказались не нормальными, и рентгенолог посоветовал провести биопсию молочной железы. Семейный врач сообщил пациентке об аномальных результатах маммографии и отправил ее к хирургу, который согласился, что при физикальном обследовании молочные железы были нормальными. Однако, базируясь на маммографических данных, хирург и рентгенолог пришли к выводу, что необходимо провести под рентгеновским контролем тонкоигольчатую биопсию. Цитологическая оценка, полученного таким образом образца, выявила злокачественные клетки, и на следующей неделе пациентка была направлена на хирургическое лечение.
Клиническое обсуждение.
Практика клинической медицины является комбинацией, как науки, так и искусства. Кажущаяся очевидной, цепь решений, принятых врачами, которые были описаны выше в истории болезни, привели к диагностике рака молочной железы и последующему лечению. На практике, однако, процесс принятия решений в клинике может быть крайне сложным. Каждое решение, принятое врачами в описанной выше истории болезни, не исключает возможности того, что информация является неправильной. Сэр Уильям Ослер (William Osler) в 1921 году описал сложность принятия решений в клинике таким образом: «проблемы заболевания более сложны и непонятны, чем любые другие проблемы, с которыми может встретиться обученная мысль…… Изменчивость – это закон жизни. Точно так же, как нет двух одинаковых лиц, нет двух одинаковых тел и нет двух индивидуумов, которые бы реагировали одинаковым образом, и вели бы себя одинаковым образом в тех аномальных условиях, которые мы называем заболеванием. Эта фундаментальная сложность в образовании врача и та сложность, которую он (или она) могут так никогда и не понять…… Вероятность является нашим проводником в жизни».
Процесс принятия решения в клинике базируется на вероятностях. Например, по истории болезни клиницист знал, что 54-х летняя женщина с нормальными результатами пальпации молочных желез имеет крайне низкую вероятность наличия рака молочной железы (примерно 0.3%). Аномальные результаты скрининговой маммограммы увеличивают вероятность наличия рака молочной железы примерно до 13%. Рентгенологи могли бы предсказать немножко более низкую или более высокую вероятность рака молочной железы, опираясь на особенности маммограммы. Положительные тесты с тонкоигольчатой биопсией увеличивают вероятность наличия рака молочной железы до 64%. Опять- таки, базируясь на характеристиках образца, полученного при тонкоигольчатой биопсии, таких как внешний вид ядра или соотношение между ядром и цитоплазмой, оценка вероятности рака молочной железы может быть несколько повышена или понижена. Более того, при интерпретации одного и того же образца различные цитологи могут придти к разным заключениям. Некоторые цитологи могут сказать, что раковые клетки точно присутствуют в образце, в то время как другие могут сообщить, что есть подозрение на наличие неоплазматических клеток.
На рисунке 6-1 представлены в виде диаграммы стадии диагностического процесса, которые привели к диагностике рака молочной железы у женщины, описанной в истории болезни.
Рисунок 6-1. Схематическая диаграмма оцененных вероятностей рака молочной железы у 54-летней женщины без пальпируемых образований в молочной железе: до маммографии, после получения положительного результата маммографии, и после положительных результатов теста с тонкоигольчатой биопсией (before mammogram – до проведения маммографии, after positive mammogram – после получения положительного результата маммографии, after positive FNA result - после получения положительных результатов тонкоигольчатой биопсии, probability of breat cancer (percent) – вероятность рака молочной железы (в процентах)).
Вероятность подтверждения существования определенного заболевания в любой момент времени дается на горизонтальной оси. На дальнем левом краю рисунка вероятность наличия заболевания равняется нулю. Самый правый край рисунка имеет вероятность 100%. Базируясь на каждом новом значимом кусочке информации, вероятность того, что заболевание присутствует, двигается либо к нулю, либо к 100%. В профиле пациента во время диагностического исследования вероятность рака молочной железы увеличилась от нуля, до практически 67%. Целью диагностического теста является движение оцениваемой вероятности наличия заболевания к одному из концов шкалы вероятностей, предоставляя таким образом информацию, которая будет воздействовать на последующие планы по диагностике и лечению. Когда указанная вероятность заболевания оказывается близкой к нулю, то заболевание может быть исключено. Когда оцененная вероятность оказывается близкой к 100%, наличие заболевания подтверждается.
Хотя диагностические процедуры, такие как рентгеновские снимки или биопсия часто рассматриваются как лабораторные тесты, практически все подходы к сбору клинической информации могут рассматриваться как тестирование. Ответы пациента на вопросы во время сбора анамнеза, наличие или отсутствие физикальных признаков влияют на оценки клиницистом вероятности наличия заболевания. В истории болезни, описанной выше, если бы у сестры пациентки, или у ее матери ранее был бы выявлен рак молочной железы, вероятность наличия рака молочной железы у пациентки до проведения, какого бы то ни было теста, могла бы составлять около 1%. Если бы при физикальном обследовании было бы обнаружено уплотнение в молочной железе, то вероятность рака молочной железы у пациентки еще до проведения маммографии могла бы составить 20% - 40%. Опытные диагносты обычно достаточно рано формулируют гипотезу, а затем направляют сбор анамнеза и физикальное обследование таким образом, чтобы оценить вероятности относительно небольшого количества возможных заболеваний.
Тесты могут выполняться по различному количеству причин. В предыдущем обсуждении наше внимание было сфокусировано на оценке вероятности наличия заболевания. Тесты также могут использоваться для того, чтобы оценить тяжесть заболевания, предсказать исходы заболевания или мониторировать отклик на терапию. Вне зависимости от цели теста чрезвычайно важно помнить, что любой тест используется для того, чтобы оценить вероятность исхода.
Чувствительность и специфичность.
В совершенном мире медицинские тесты должны бы быть всегда правильными. Например, женщины могли бы проходить диагностические тесты, которые бы однозначно определяли, есть ли у них рак молочной железы, и при этом у теста не должно было бы быть никаких побочных эффектов. Положительный результат теста указывал бы на то, что рак имеется, а отрицательный результат теста указывал бы на отсутствие заболевания. В реальности, однако, любой тест имеет свои недостатки.
Давайте рассмотрим тест, который имеет только положительные или отрицательные результаты. После того, как тест выполнен, возможны четыре сценария, продемонстрированные на рисунке 6-2.
| «Истинное состояние» |
||
| Результаты теста |
Заболевание |
Заболевания нет |
| Положительные |
a |
b |
| Истинно-положительные |
Ложно-положительные |
|
| Отрицательные |
c |
d |
| Ложно-отрицательные |
Истинно-отрицательные |
|
Рисунок 6-2. Формат для сравнения результатов диагностического теста с истинным состоянием заболевания.
Для целей данного обсуждения «истинный» статус заболевания определяется наиболее точным диагностическим методом, который называется «золотым стандартом». Например, «золотым стандартом» для диагностики рака молочной железы может стать гистопатологическое подтверждение рака в образцах, полученных при хирургическом вмешательстве. В ячейке «а» на рисунке 6-2 присутствует интересующее нас заболевание, и результаты теста являются положительными, поэтому такой результат называется истинно- положительным. В ячейке «d» заболевание отсутствует, а результаты теста являются отрицательными, такая ситуация называется истинно-отрицательным результатом. В обеих этих ячейках результаты теста совпадают с действительным состоянием пациента, наличием (или отсутствием) у него заболевания. Ячейка «b» представляет собой индивидуумов без заболевания, у которых имеется положительный результат теста. Поскольку эти результаты теста неправильно предполагают, что заболевание имеется, то их называют ложно-положительными результатами. Индивидуумы в ячейке «с» имеют заболевание, но у них получены отрицательные результаты теста. Эти результаты обозначаются как ложно-отрицательные, поскольку они неправильно предполагают, что заболевание отсутствует.
Любой диагностический тест может быть оценен таким образом. Первым шагом в оценке теста является определение «истинного» статуса пациента. Для теста с тонкоигольчатой биопсией необходимо было бы сравнить результаты, полученные от этой биопсии, с результатами, которые были бы получены, если бы каждая женщина после биопсии прошла хирургическую эксцизионную биопсию (иными словами удаление и гистопатологическое исследование, интересующей врача ткани). Эта процедура - «золотой стандарт», и как предполагается, отражает истинное состояние заболевания.
Именно такое сравнение результатов тонкоигольчатой биопсии с эксцизионной биопсией, было произведено у 114 женщин с нормальными результатами физикального обследования и аномальной маммограммой. Пациенткам была проведена тонкоигольчатая биопсия, а затем последовала хирургическая эксцизионная биопсия той же самой молочной железы (Bibbo и соавторы, 1988). Результаты этого сравнения представлены на рисунке 6-3.
| Хирургическая биопсия |
Всего |
||
| Результаты тонкоигольчатой биопсии |
Рак |
Рака нет |
|
| Положительные |
14 |
8 |
22 |
| Отрицательные |
1 |
91 |
91 |
| Всего |
15 |
99 |
114 |
Рисунок 6-3. Сравнение результатов теста тонкоигольчатой биопсии с результатами хирургической эксцизионной биопсии у женщин без пальпируемых образований в молочной железе (данные цитируются по статье Bibbo и соавт., Stereotaxic fine needle aspiration cytology of clinically occult malignant and premalignant breast lesions. Acta Cytol. 1988, 32, 193)
Чувствительность и специфичность – это те термины, которые используются для того, чтобы описать достоверность теста с тонкоигольчатой биопсией, по отношению к хирургической эксцизионной биопсии. Чувствительность теста определяется как процент лиц с заболеванием, у которых наблюдается положительные результаты теста. Чувствительность рассчитывается следующим образом:
Подставляя данные из рисунка 6-3, чувствительность теста с тонкоигольчатой биопсией составляет:
Чем больше чувствительность теста, тем выше вероятность того, что тест выявит лиц с имеющимся заболеванием. Для теста с тонкоигольчатой биопсией 93% всех пациентов с раком молочной железы имели положительные результаты теста. Тесты с большей чувствительностью более полезны для того, чтобы исключить наличие заболевания, иными словами отрицательный результат этого теста практически исключает вероятность того, что у пациента присутствует данное заболевание.
Специфичность теста определяется как процент лиц без заболевания, имеющих отрицательные результаты теста. Специфичность рассчитывается следующим образом:
Подставляя данные из рисунка 6-3, получаем специфичность теста с тонкоигольчатой биопсией:
Чем больше специфичность теста, тем выше вероятность того, что человек без заболевания будет исключен из рассмотрения тех, у кого данное заболевание может быть выявлено. Часто используются высоко специфичные тесты для того, чтобы подтвердить наличие заболевания. Если тест высоко специфичен, то тогда положительные результаты тестирования предполагают наличие интересующего клинициста заболевания.
Положительная и отрицательная предиктивная оценка.
Чувствительность и специфичность – это описание точности теста. Два других показателя, которые используются для того, чтобы оценить вероятность наличия или отсутствия заболевания – это положительная предиктивная оценка (PV+) и отрицательная предиктивная оценка (PV-). PV+ определяется как процент лиц с положительными результатами теста, у которых имеется искомое заболевание. Поэтому PV+ позволяет нам оценить, насколько высока вероятность того, что интересующее нас заболевание имеется, если результаты теста положительные. Обращаясь опять-таки к рисунку 6-2, PV+ рассчитывается следующим образом:
PV+ - это процент лиц с положительными результатами теста, у которых есть заболевание. Расчеты PV+ для теста с тонкоигольчатой биопсией, описанного на рисунке 6-3, составляет:
Средняя вероятность наличия рака молочной железы у женщин в данной выборке, до теста с тонкоигольчатой биопсией, была 15 женщин с раком молочной железы из всех 114 обследованных женщин (или 13%). После тестов для женщин с положительным результатом теста вероятность рака молочной железы увеличилась до 64%.
PV- определяется как процент лиц с отрицательными результатами теста, у которых нет искомого заболевания. Общая формула для расчета PV-:
Для данных с тонкоигольчатой биопсией, приведенных на рисунке 6-3, PV- составляет:
До того как была выполнена тонкоигольчатая биопсия, вероятность отсутствия рака молочной железы среди женщин в данной выборке составляла 99 здоровых женщин из общего количества 114 (или 87%). После получения отрицательного результата тонкоигольчатой биопсии, вероятность отсутствия рака молочной железы увеличилась до 99%.
После того, как была рассчитана вероятность заболевания после проведения теста с тонкоигольчатой биопсией, можно оценить полезность теста с тонкоигольчатой биопсией для пациента с не пальпируемым образованием в молочной железе. Положительный результат теста увеличивал вероятность наличия рака молочной железы от 13% до 64% . Вне зависимости от того, составляет ли вероятность рака молочной железы 13% или 64%, необходимо проводить дальнейшее обследование. Как до, так и после положительного результата с тонкоигольчатой биопсией, клиницист будет убежден в том, что вероятность рака молочной железы слишком велика для того, чтобы отказаться от таких тестов, как хирургическая биопсия, которая предоставит более точный диагноз.
Однако результаты отрицательного теста увеличат вероятность рака молочной железы до 1% (100% - PV- ) = 1%. В этой ситуации для тех женщин, у которых имеется аномальная маммография, но нормальные результаты теста с тонкоигольчатой биопсией, может быть принято решение отложить хирургическую биопсию, а через несколько месяцев повторить маммографическое и физикальное обследование, принимая при этом риск равный 1 к 100 того, что лечение существующего рака будет отсрочено. Более агрессивным подходом было бы выполнить хирургическую биопсию у каждой женщины с аномальной маммографией. Основой данного решения был бы тот факт, что вероятность рака молочной железы в 1% слишком высока для того, чтобы не выполнять хирургическую биопсию. Преимущество выполнения тонкоигольчатой биопсии у пациенток с аномальной маммографией заключается в том, что большое количество женщин могли бы сэкономить на расходах, и не переносить болезненную процедуру, связанную с хирургической биопсией.
В дополнение к признанию того, что все тесты могут быть ошибочными, чрезвычайно важно понимать полезность теста при изменении клинической ситуации. Более точно, претестовая вероятность наличия заболевания у индивидуума, или распространенность заболевания в популяции, сильно воздействует на предиктивную оценку. Концепция вариабельных результатов теста может быть проиллюстрирована сравнением использования тонкоигольчатой биопсии у женщин, с маммографически выявленными образованиями в молочной железе, но без пальпируемых образований, и использование тонкоигольчатой биопсии у женщин с пальпируемыми образованиями (рисунок 6-4).
Без пальпируемых образований в молочной железе
| Хирургическая биопсия |
Всего |
|||
| Результаты тонкоигольчатой биопсии |
Рак |
Рака нет |
||
| Положительные |
14 |
8 |
22 |
Распространенность=13% |
| Чувствительность=93% |
||||
| Отрицательные |
1 |
91 |
91 |
Специфичность=92% |
| PV+=64% |
||||
| Всего |
15 |
99 |
114 |
PV-=99% |
С пальпируемыми образованиями в молочной железе
| Хирургическая биопсия |
Всего |
|||
| Результаты тонкоигольчатой биопсии |
Рак |
Рака нет |
||
| Положительные |
113 |
15 |
128 |
Распространенность=38% |
| Чувствительность=93% |
||||
| Отрицательные |
8 |
181 |
189 |
Специфичность=92% |
| PV+=88% |
||||
| Всего |
121 |
196 |
317 |
PV-=96% |
Рисунок 6-4. Сравнение результатов теста тонкоигольчатой биопсии с результатами хирургической эксцизионной биопсии у женщин без пальпируемых образований в молочной железе и у женщин с пальпируемыми образованиями в молочной железе (данные, у женщин без пальпируемых образований в молочной железе цитируются по статье Bibbo и соавт., Stereotaxic fine needle aspiration cytology of clinically occult malignant and premalignant breast lesions. Acta Cytol. 1988, 32, 193; данные по женщинам с пальпируемыми образованиями в молочной железе цитируются по статье Smith и соавт., Fine-needle aspiration cytology in the diagnosis of primary breast cancer. Surgery 1988, 1988, 103, 178).
Обратите внимание на то, что распространенность рака молочной железы в этих двух группах, которая является не чем иным, как средней вероятностью претестовой вероятности наличия заболевания, выше среди женщин с пальпируемыми образованиями (38%), по сравнению с женщинами без пальпируемых образований (13%). Хотя тест с тонкоигольчатой биопсией имеет абсолютно одинаковую чувствительность и специфичность в обеих клинических ситуациях, PV+ для теста составляет 64% для женщин без пальпируемых образований и 88% для женщин с пальпируемыми образованиями. PV+ увеличивается с ростом претестовой вероятности заболевания, поэтому значительно легче подтвердить наличие рака молочной железы у женщины с большей исходной вероятностью заболевания.
PV- составляла 99%, если тест с тонкоигольчатой биопсией использовался для женщин без пальпируемых образований, но она снижалась до 96% при использовании его у женщин с пальпируемыми образованиями в молочной железе. PV- уменьшается, поскольку претестовая вероятность наличия заболевания увеличивается, заболевание легче исключить, если претестовая распространенность заболевания ниже. Различия в предиктивных оценках между этими двумя популяциями являются следствием различий в претестовой вероятности наличия заболеваний.
Насколько различия в предиктивных оценках, описанные на рисунке 6-4, имеют клиническое значение? Как обсуждалось ранее, среди женщин с не пальпируемыми образованиями, отрицательный результат с тонкоигольчатой биопсией (PV- = 99%) может уменьшить вероятность наличия заболевания до 1%, и в связи с этим исключить потребность в хирургической биопсии. В группе с пальпируемыми образованиями, после отрицательного результата теста с тонкоигольчатой биопсией, вероятность наличия рака молочной железы все еще составит около 4%, что может потребовать дальнейшего тестирования, например, при помощи хирургической биопсии. Если ни отрицательный, ни положительный результаты теста не меняют последующего ведения пациента, использование тонкоигольчатой биопсии среди женщин с пальпируемыми образованиями, должно быть поставлено под сомнение.
Точки разделения
В этой главе использование результатов с тонкоигольчатой биопсией, в качестве метода обнаружения рака молочной железы, базировалось на предположении, что в отчете о результатах тестирования будет стоять либо «рак присутствует», либо «рак отсутствует». Подобная дихотомическая классификация клинических результатов в качестве положительных или отрицательных встречается очень часто и крайне полезна. Примерами дихотомических результатов являются наличие или отсутствие боли в грудной клетке, наличие или отсутствие боли в грудных железах, наличие или отсутствие пальпируемых образований при физикальном обследовании, нормальная или аномальная щелочная фосфотаза (сывороточный маркер заболевания костей или печени). В реальной жизни, однако, результаты теста часто представлены непрерывной величиной. Например, боль в молочных железах может отсутствовать, она может возникать периодически, она может быть постоянной. Размеры образования в молочной железе обычно измеряются сантиметрами, сывороточная щелочная фосфотаза может меняться в достаточно широком диапазоне. В целом, чем более крайними являются результаты количественного теста, тем выше вероятность того, что результат отражает лабораторную ошибку, или аномалию, имеющуюся у пациента.
Результаты с тонкоигольчатой биопсией часто классифицируются следующим образом:
(1) недостаточное количество материала для того, чтобы адекватно оценить наличие или отсутствие злокачественных клеток
(2) доброкачественное (отсутствуют злокачественные клетки)
(3) подозрение (присутствуют атипичные клетки, но они не являются определенно злокачественными)
(4) злокачественные клетки имеются
То, насколько каждый из этих четырех результатов будет рассматриваться как положительный или отрицательный, будет воздействовать на оценку качества результатов теста. В обеих клинических сериях пациентов с аномалиями в молочной железе, которые были представлены выше (смотри рисунок 6-4), пациенты с неадекватным материалом рассматривались как имеющие отрицательный результат теста. Другим важным решением по отношению к тонкоигольчатой биопсии является решение, как надо классифицировать результаты, полученные у женщин с подозрением или атипичным результатом - как положительный результат, или как отрицательный результат? Последствия подобного решения были изучены при оценке теста среди женщин, с пальпируемыми образованиями в молочной железе. Эта оценка тонкоигольчатой биопсии, показанная на рисунке 6-5, базируется на двух различных допущениях: (1) подозрительные результаты с тонкоигольчатой биопсией являются положительными и (2) подозрительные результаты с тонкоигольчатой биопсией рассматриваются как отрицательные. Обратите внимание на то, что когда женщина с подозрительными результатами тонкоигольчатой биопсии относится в группу отрицательных результатов, чувствительность тонкоигольчатой биопсии уменьшается, а специфичность увеличивается.
Подозрительные результаты тонкоигольчатой биопсии рассматриваются как положительные
| Хирургическая биопсия |
Всего |
|||
| Результаты тонкоигольчатой биопсии |
Рак |
Рака нет |
||
| Положительные |
113 |
15 |
128 |
Распространенность=38% |
| Чувствительность=93% |
||||
| Отрицательные |
8 |
181 |
189 |
Специфичность=92% |
| PV+=88% |
||||
| Всего |
121 |
196 |
317 |
PV-=96% |
Подозрительные результаты тонкоигольчатой биопсии рассматриваются как отрицательные
| Хирургическая биопсия |
Всего |
|||
| Результаты тонкоигольчатой биопсии |
Рак |
Рака нет |
||
| Положительные |
91 |
0 |
91 |
Распространенность=38% |
| Чувствительность=75% |
||||
| Отрицательные |
30 |
196 |
226 |
Специфичность=100% |
| PV+=100% |
||||
| Всего |
121 |
196 |
317 |
PV-=87% |
Рисунок 6-5. Сравнение результатов тонкоигольчатой биопсии с результатами хирургической эксцизионной биопсии среди женщин с пальпируемыми образованиями в молочной железе (данные цитируются по статье Smith и соавт., Fine-needle aspiration cytology in the diagnosis of primary breast cancer. Surgery 1988, 1988, 103, 178)
Это пример изменения точки разделения, под которой понимают точку, когда тест начинает рассматриваться положительным или отрицательным. На рисунке 6-5, в котором подозрительные результаты с тонкоигольчатой биопсией рассматривались как положительные, точка разделения находилась между нормальным результатом тонкоигольчатой биопсии и подозрительной тонкоигольчатой биопсией. Когда подозрительный результат тонкоигольчатой биопсии рассматривался как отрицательный, то тогда точка разделения находилась между подозрительными результатами тонкоигольчатой биопсии и результатами, показывавшими наличие злокачественных клеток. Передвижение точки разделения изменяет чувствительность и специфичность теста, а также положительные и отрицательные предиктивные значения, тем самым, меняя способ, с помощью которого меняется тест.
Как проиллюстрировано на рисунке 6-5 с точкой разделения, установленной между категориями «доброкачественная» и «подозрительная», отрицательные результаты с тонкоигольчатой биопсией будут приводить к снижению вероятности наличия рака молочной железы, но результирующие шансы наличия рака молочной железы останутся примерно на 4%, и поэтому все еще может рассматриваться необходимость биопсии. Положительный результат с тонкоигольчатой биопсией увеличит вероятность наличия рака до 88%, но все еще не достаточно высоко, чтобы подтвердить диагноз. В противоположность этому, устанавливая в точке разделения между категориями «подозрительная» и «злокачественная» более жесткие требования для теста, чтобы рассматривать его положительным, положительная предиктивная оценка становится равной 100%. Это может оказаться клинически полезным, поскольку женщины с положительным тестом тонкоигольчатой биопсии не будут требовать дальнейших диагностических тестов перед тем, как будет начато лечение (как минимум удаление образования в молочной железе). Действительно многие клиницисты считают, что положительный результат теста с тонкоигольчатой биопсией исключает необходимость в хирургической эксцизионной биопсии, что таким образом уберегает пациента от дополнительной процедуры и снижает стоимость лечения.
Отношения правдоподобия.
Для интерпретации диагностических тестов является полезным еще один тип показателей. Эти показатели обычно называются отношениями правдоподобия (likelihood ratios (LR)). Отношения правдоподобия равняется вероятности наличия определенного результата некоего теста для человека с заболеванием, деленное на вероятность этого же результата теста для человека без заболевания. Для таких тестов, как тест с тонкоигольчатой биопсией, которые могут быть классифицированы как дихотомические, отношения правдоподобия определяются как для положительных, так и для отрицательных результатов теста. Отношение правдоподобия для положительных результатов теста (LR+) равняется вероятности положительного результата теста для человека с заболеванием, деленное на вероятность положительного результата теста для человека без заболевания. Математически отношение правдоподобия можно рассчитать следующим образом:
в которой чувствительность и специфичность выражаются как пропорция, а не проценты. Возможное наименьшее значение отношения правдоподобия возникает тогда, когда числитель является минимальным (чувствительность равняется нулю), в этом случае значение LR+ становится нулевым. Максимальное значение LR+ возникает тогда, когда знаменатель является минимальным. Специфичность равняется 1, поэтому 1 – специфичность = 0, в результате этого LR+ начинает стремиться к положительной бесконечности. LR+ = 1 указывает на абсолютно бесполезный тест, поскольку он не помогает разделить лиц с/ и без интересующего нас заболевания, в связи с тем, что вероятность положительного результата теста одинаково равна у больных и у здоровых людей. Значения LR+ больше 1 соответствует ситуации, когда человек, пораженный заболеванием, с большей вероятностью будет иметь положительный результат теста, по сравнению со здоровым человеком. Чем больше значение LR+ , тем сильнее связь между положительным результатом теста и заболеванием.
Отношение правдоподобия для отрицательного результата теста (LR- ) – это вероятность отрицательного результата теста для больного человека, деленная на вероятность отрицательного результата теста для здорового человека. Математически LR- рассчитывается следующим образом:
В этой формуле чувствительность и специфичность опять таки выражается в пропорциях, а не в процентах. Наименьшее значение LR- возникает тогда, когда числитель является минимальным (чувствительность = 1, поэтому 1 – чувствительность = 0), что приводит к значению LR- равному нулю. Наибольшее значение LR- возникает тогда, когда знаменатель является минимальным (специфичность = 0, что приводит к значению LR- , приближающемуся к плюс бесконечности). Точно так же, как LR+ , значение LR- = 1 указывает на бессмысленный тест, который не позволяет разделить пациентов с заболеванием, и лиц без интересующего нас заболевания, поскольку вероятность отрицательного результата одинаково вероятна среди лиц, пораженных и не пораженных данным заболеванием. Чем меньше значение LR- , тем сильнее взаимосвязь между отрицательным результатом теста и вероятностью того, что у пациента заболевания нет.
Расчет LR+ и LR- может быть проиллюстрирован данными теста с тонкоигольчатой биопсией, выполненного у женщин без пальпаторно определяемых образований в молочной железе (смотри рисунок 6-3). В данном случае LR+ составляет:
LR- составляет:
Одно из желательных свойств отношений правдоподобия заключается в том, что они не зависят от распространенности заболевания. Это может быть показано на данных, представленных на рисунке 6-4. Для женщин без образований в молочной железе, определяемых пальпаторно, распространенность заболевания составляет 13%. Как только что было рассчитано, LR+ составляет 11.63, а LR- составляет 0.08. Для женщин, с пальпируемыми образованиями в молочной железе, распространенность заболевания значительно выше (38%), однако LR+ все еще дается уравнением:
А LR- все еще дается уравнением:
Таким образом, в противоположность предиктивным оценкам отношения правдоподобия не изменяются с изменением распространенности заболевания.
Как указано выше, размеры двух отношений правдоподобия указывают на силу взаимосвязи между результатами теста и вероятностью наличия заболевания. Диагностический тест с большим значением LR+ увеличивает подозрение на наличие заболевания у пациентов с положительными результатами теста. Чем больше значение LR+ , тем выше диагностическая значимость теста. Хотя иногда достаточно условно, но значения LR+ , превышающие 10, рассматриваются, как указывающие на тест с высокой диагностической ценностью. Тест с тонкоигольчатой биопсией имеет LR+ = 11.63, и поэтому он удовлетворяет данному критерию. Аналогичные идеи можно применить и к LR- , за исключением того, что он идет в противоположном направлении. Диагностический тест с небольшим LR- уменьшает подозрение на наличие заболевания у пациента с отрицательными результатами теста. Чем меньше размеры LR- , тем выше диагностическая значимость теста. Вновь, опять таки немножко условно, но значение LR- = 0.1 или менее, рассматривается как указание на тест с высокой диагностической значимостью, поэтому тест с тонкоигольчатой биопсией, имеющий LR- = 0.08, также удовлетворяет этому критерию.
Отношения правдоподобия могут использоваться для того, чтобы получить прямые показатели того, насколько вероятность наличия заболевания меняется в зависимости от результатов диагностического теста. Начнем с рассмотрения вероятности того, что у пациента имеется заболевание, но достаточных клинических проявлений заболевания не выявляется. Обычно подобный показатель называют претестовой вероятностью заболевания. Для конкретного пациента претестовая вероятность заболевания базируется на имеющейся клинической информации об этом пациенте. Например, пациентка, история болезни которой была описана в начале этой главы, имела нормальные результаты пальпации молочных желез и аномальную маммограмму, и ей было больше 50 лет. Лечащий врач мог бы оценить вероятность наличия рака молочной железы для этой пациентки до выполнения теста с тонкоигольчатой биопсией, либо проанализировав опубликованные исследования женщин с аналогичными характеристиками, либо полагаясь на свой собственный клинический опыт. Информация, представленная на рисунке 6-3, базируется на одной из опубликованных групп пациентов, которые имели клинические характеристики, аналогичные данным пациентки, описанной в начале главы. Среди этих 114 пациенток у 15 был рак молочной железы (иными словами претестовая вероятность наличия заболевания в данной группе составляла 15: 114 = 0.13). Базируясь на этой информации, наша оценка претестовой вероятности наличия заболевания для данной пациентки составит 0.13.
Теперь нам необходимо перевести претестовую вероятность наличия заболевания в претестовые шансы наличия заболевания. Претестовые шансы наличия заболевания определяются, как оцененная до выполнения диагностического тестирования вероятность того, что у пациента есть заболевание, деленная на вероятность того, что у пациента нет заболевания. В данном случае претестовые шансы заболевания равны:
Теперь можно посчитать посттестовые шансы наличия заболевания. Шансы наличия заболевания после выполнения теста определяются, как оценка после проведения диагностического тестирования вероятности того, что у пациента есть заболевание, деленная на вероятность того, что у пациента заболевания нет. Посттестовые шансы заболевания рассчитываются как произведение претестовых шансов наличия заболевания и отношения правдоподобия. В данном случае посттестовые шансы составляют:
Наконец, посттестовые вероятности заболевания можно рассчитать следующим образом:
Иными словами, в результате получения положительного результата тестирования, оцененная вероятность наличия заболевания повысилась от 0.13 до 0.64 – практически пятикратное увеличение вероятности наличия заболевания.
Характеристические кривые.
Как отмечалось в разделе по точкам разделения, тонко игольчатая биопсия является примером диагностического теста, в котором результаты классифицируются в дискретные категории по возможному результату. Эти результаты могут включать в себя неадекватное количество материала для оценки, доброкачественное новообразование, подозрительное и злокачественное новообразование. Точку разделения между положительными и отрицательными результатами можно установить таким образом, чтобы иметь либо достаточно ограниченное определение положительных результатов (обнаружение злокачественных клеток), или более широкое определение положительных результатов (имеются либо подозрительные, либо злокачественные клетки). Изменения в точке разделения, как было показано ранее, воздействуют на чувствительность, специфичность и предиктивные оценки теста с тонкоигольчатой биопсией, и в связи с этим оказывают воздействие на клиническую ценность полученной информации.
Другие типы диагностических тестов, такие как уровень ферментов в плазме крови, дают результаты, измеряющиеся на непрерывной шкале. В подобной ситуации имеется значительно больше возможностей для того, где устанавливать точку разделения между положительным и отрицательным результатами теста. При использовании непрерывной шкалы изменения различные точки разделения будут приводить к различным значениям чувствительности и специфичности. В качестве общего правила можно считать, что по мере того, как значения точки разделения увеличиваются, происходит соответствующее уменьшение специфичности. Удобным инструментом, графически суммирующим эти взаимоотношения, является характеристическая кривая (ROC кривая). Эта кривая получила название от своего первого применения - измерения способности операторов радаров отличить сигнал радара от шума. Для целей диагностического тестирования график строится таким образом, что чувствительность (иногда обозначаемая, как частота истинно положительных результатов) наносится на вертикальную ось, и 1 – специфичность (иногда обозначаемая, как частота ложно положительных результатов) наносится на горизонтальную ось. В каждой точке разделения рассчитываются чувствительность и 1 – специфичность. Эти результаты затем наносятся на график по всем возможным точкам разделения, что и приводит к появлению характеристической кривой. Гипотетический пример характеристической кривой показан на рисунке 6-6.
Рисунок 6-6. Гипотетический пример характеристической кривой: непрерывная линия представляет собой результаты диагностического теста, прерывистая линия служит в качестве референтной линии теста с отсутствием диагностического значения (ось у – чувствительность, ось х – (1-специфичность)).
На этом графике характеристики диагностического теста показаны непрерывной линией, прерывистая диагональная линия представляет собой референтный тест, который не имеет никакого диагностического значения. В каждой точке этой прерывистой линии чувствительность = 1 - специфичность. Обратите внимание, что если чувствительность = 1 – специфичность, то тогда числитель LR+ = знаменателю. Иными словами, в каждой точке этой прерывистой диагональной линии LR+ = 1, или положительные результаты теста одинаково вероятны как у лиц с, так и у лиц без, интересующего нас заболевания. Диагностический тест, который бы являлся клинически полезным, должен иметь характеристическую кривую, которая далеко отходит от прерывистой диагональной линии.
Другим способом представления характеристической кривой является представление о том, что значения по вертикальной оси (чувствительность) является «сигналом», а по горизонтальной оси (1 – специфичность) – шумом. При движении в левостороннюю часть рисунка 6-6, имеется очень резкий подъем в чувствительности (в сигнале), с соответствующим умеренным увеличением 1 – специфичности (шуме). Иными словами, наблюдается значительное увеличение чувствительности только с умеренным снижением специфичности, очень хорошее соотношение. По мере того, как мы двигаемся к правой стороне рисунка 6-6, характеристическая кривая становится очень плоской, указывая на то, что происходит очень небольшое усиление сигнала, при значительном увеличении шума, крайне неудачное соотношение.
Суммарный индекс общей эффективности теста может быть рассчитан как площадь под характеристической кривой, причем, чем больше площадь, тем выше качество теста. Самое большое возможное значение площади под характеристической кривой составляет 1, что является эквивалентом великолепного теста. В противоположность этому, область под заштрихованной диагональной линией, соответствующая тесту, который не может различать лиц с заболеванием и без заболевания, составляет 0.5.
Учитывая эти крайние значения, очевидно, что для площади под кривой необходимо быть ближе к 1, чем к 0.5. Этот принцип также может использоваться для того, чтобы сравнивать относительную ценность двух различных диагностических тестов при определенных заболеваниях. Эта идея проиллюстрирована на рисунке 6-7, в котором сравнивается качество двух гипотетических диагностических тестов А и В. Площадь под характеристической кривой больше для теста А, чем для теста В, что указывает на большую диагностическую значимость этого теста.
 |
Рисунок 6-7. Характеристические кривые, сравнивающие эффективность двух гипопотетических тестов (А и Б) для определенного заболевания: прерывистая диагональная линия служит в качестве референтой, представляя собой тест с отсутствием диагностического значения. Площадь под кривой теста А больше, чем площадь по кривой теста В, указывая на то, что тест А является лучшим, по сравнению с тестом В. значения (ось у – чувствительность, ось х – (1-специфичность))
Скрининговые тесты.
В истории болезни, описанной в начале главы, маммограмма была рекомендована пациентке в качестве скринингового теста на выявление рака молочной железы. Целью маммографии являлось обнаружение рака молочной железы в самом начале заболевания, которое развивалось бы дальше, если бы тест не был выполнен. На рисунке 6-8 представлена схема течения заболевания на протяжении длительного периода времени, и она иллюстрирует возможность обнаружения заболевания с помощью скринингового теста до появления клинических симптомов, благодаря этому появляется возможность для более эффективного лечения и увеличения выживаемости. В этой схематической диаграмме присутствуют две важные концепции: (1) скрининговый тест может идентифицировать индивидуумов с заболеванием до того, как это заболевание будет выявлено обычными диагностическими тестами (например, когда появляются симптомы), и (2) лечение, начатое в момент обнаружения заболевания скрининговыми методиками, в противоположность времени рутинной диагностики, приводят к увеличению продолжительности жизни.
Рак молочной железы является классическим примером прогрессирующего заболевания. Как и при многих других новообразованиях считается, что рак молочной железы начинается с одной единственной злокачественной клетки, которая быстро растет и формирует увеличивающуюся опухоль. Через какой-то промежуток времени клетки рака молочной железы могут распространиться через лимфатическую систему в подмышечные лимфатические узлы и, в конце концов, в другие части тела через лимфатическую систему, сосудистую систему и через оба пути. Обнаружение рака молочной железы в начале заболевания уменьшает вероятность того, что рак распространится в лимфатические узлы и другие части тела.
Рисунок 6-8. Естественное течение заболевания на протяжении времени, включая преклиническую стадию, в которой скрининговый тест может выявить наличие заболевания (Biologic onset of disease – биологическое начало заболевания, disease detectable by screening test – заболевание может быть выявлено скрининговым тестом, detection by screening test – выявление заболевания скриниговым тестом, disease detectable by routine methods – заболевание может быть выявлено рутинными методами, death – смерть).
Давно было известно, что продолжительность выживаемости от момента постановки диагноза рака молочной железы, связана с размерами опухоли и степени ее распространения в прилежащие и отдаленные части тела. Когда маммография была введена впервые, было очевидно, что раковые поражения в молочной железе – даже те, что не могут быть обнаружены наиболее опытными клиницистами – могут быть выявлены маммограммой. Исследователи постулировали, что скринируя женщин, не имеющих никаких симптомов, при помощи маммографии можно выявить рак молочной железы на ранних стадиях, и поэтому пораженные женщины, как группа, будут жить дольше. Логика казалась абсолютно правильной, но при оценке любой скрининговой программы нужно оценить два важных источника систематических ошибок – временную ошибку и ошибку длины.
Как проиллюстрировано на рисунке 6-9, временная ошибка – это увеличение выживаемости при ее измерении от момента постановки диагноза до смерти без удлинения продолжительности жизни.
 |
Рисунок 6-9. Сравнение пациента с обычным клиническим диагнозом заболевания и пациента с заболеванием, выявленным скринингом. Заштрихованная область представляет собой вводное время между обнаружением заболевания скринингом и обнаружения его обычными методами диагностики (DNA damage – повреждение ДНК, Cancer Begins – возникает рак, Cancer first screen detectable – рак становится возможным выявить при скрининге, Lead Time – вводное время, Diagnosis by screening – постановка диагноза при скрининге, Apparent survival – кажущаяся продолжительность жизни, Diagnosis by symptoms – диагноз ставится на основании наличия симптомов, Patient diagnosed from clinical symptoms – пациент, которому диагноз поставлен на основании симптомов, Patient diagnosed by screening - пациент, которому диагноз поставлен на основании скринигового теста).
Обратите внимание, что на рисунке 6-9 человек, у которого при помощи скрининга было выявлено заболевание, и человек, у которого заболевание было выявлено без скрининга, умирают в одно и то же время, но время от момента постановки диагноза до смерти больше для пациента, подвергшегося скринингу, поскольку у него рак был выявлен в более ранний момент времени. Время от ранней диагностики при помощи скрининга, до обычного момента постановки диагноза обычно определяется как дополнительное время (lead-time или вводное время).
Временная ошибка возникает, когда заболевание, обнаруживаемое скрининговой программой, является менее агрессивным, по сравнению с заболеванием, которое выявляется без скрининга. В среднем рак молочной железы, выявленный скрининговой программой, может быть менее агрессивным, чем рак, который диагностируется после появления симптомов. Это может возникать в связи с тем, что менее агрессивные раки растут медленнее, чем более агрессивные злокачественные новообразования, и поэтому время, когда рак обнаруживается только при помощи скрининга, больше для менее быстро растущих неоплазм. Если мы измерим продолжительность жизни индивидуума с раком молочной железы, выявленной скринингом, окажется, что они живут дольше, поскольку рак у подобных пациентов растет с меньшей скоростью, чем рак у пациентов, диагноз у которых был поставлен рутинными методами диагностики.
Для того чтобы справиться с ошибками вводного времени и временем смещенной выборки, а также оценить истинную пользу от скрининговой программы, полезно измерить смертность в целой популяции. Затем случайным образом индивидуумы разбиваются на участвующих в скрининговой программе и тех, кто не подвергается скринингу, а далее прослеживается их смертность от интересующего нас заболевания. Подобное исследование было выполнено в 1960 году Планом по медицинскому страхованию в Нью-Йорке (HIP). В этом исследовании женщины случайным образом были разбиты на две группы – одна получала обычный уход, а другая участвовала в скрининговой программе, состоящей из ежегодного обследования молочной железы и выполнения маммограмм.
Результаты этого исследования, посвященного полезности маммографии в качестве скринингового инструмента, показаны на рисунке 6-10. При оценке любого скринингового теста важно идентифицировать ложно отрицательные результаты. В исследовании HIP в скрининговой группе женщины с положительными результатами, но не имеющие симптомов, направлялись на биопсию. В то время не было определенных тестов, или тестов «золотых стандартов», таких как тонко игольчатая биопсия, которые могли бы быть выполнены на здоровых женщинах после маммографии для того, чтобы определить, не был ли пропущен рак молочной железы. Примерное количество ложно-отрицательных скрининговых результатов (в данном примере 47) было получено определением количества раков молочной железы, которые возникали между скрининговыми обследованиями, они были обозначены как «интервальные раки». Если симптоматический рак возникал после скрининговой маммограммы, но до следующей маммограммы, предполагалось, что первая маммограмма была ложно отрицательной.
| Заболевание |
Всего |
|||
| Результаты маммографии |
Рак |
Рака нет |
||
| Положительные |
132 |
985 |
1117 |
Распространенность=0,3% |
| Чувствительность=73,7% |
||||
| Отрицательные |
47 |
62295 |
62342 |
Специфичность=98,4% |
| PV+=11,8% |
||||
| Всего |
179 |
63280 |
63459 |
PV-=99,9% |
Рисунок 6-10. Результаты маммографического скрининга в исследовании в Нью-Йорке (HIP) (данные цитируются по статье Shapiro S. и соавт. в кн.: Periodic Screening for Breast Cancer: The Health Insurance Plan Project and Its Sequelae, 1963-1986. John Hopkins, 1988)
Обратите внимание, что на рисунке 6-10 маммография имеет прекрасную специфичность (98%), однако количество ложно-положительных результатов превышает количество истинно- положительных результатов в соотношении 7 к 1 (PV+ = 12%). Это означает, что среди женщин с положительными маммографиями, которые были отправлены на хирургическую биопсию для того, чтобы подтвердить диагноз, более чем 7 биопсий оказались отрицательными, на каждый случай, когда был обнаружен рак молочной железы. Это высокая частота ложно -положительных результатов связана с низкой распространенностью рака молочной железы в популяции в целом. Низкое PV+ очень типично для скрининговых тестов, которые разработаны для того, чтобы обнаруживать наличие заболевания, которое поражает только небольшой процент лиц в исходной популяции в данный момент времени. Поэтому, когда скрининг внедряется в популяцию в целом, чрезвычайно важно проанализировать расходы, заболеваемость и ложную тревогу, связанные с ложно-положительными результатами тестов.
Одной из целей исследования HIP было определить, насколько повторное использование маммографии может уменьшить смертность от рака молочной железы. Одновременное использование контрольной группы позволило исследователям оценить взаимоотношение между маммографическим скринингом и смертностью от рака молочной железы. Случайное разделение женщин в группы (либо в группу скрининга, либо в группу обычной помощи) обычно позволяло сбалансировать группу, которая была подвергнута скринингу, с группой, не подвергавшейся скринингу, по отношению к другим факторам, которые могли оказать воздействие на смертность от рака молочной железы. Оценка откорректированных по возрасту показателей смертности от рака молочной железы, а не оценка продолжительности выживаемости, уменьшила возможный эффект временных ошибок. После начала скрининга медленно растущие опухоли, по всей вероятности, были удалены из группы женщин, подвергшихся скринингу, и эффективность последующих ежегодных маммограмм при снижении рака молочной железы с меньшей вероятностью могли бы отражать ошибки выборки с разной длиной течения заболевания. Исследователи, проводившие HIP, пришли к выводу, что маммография снижает смертность от рака молочной железы среди скринированной популяции на 30%, по сравнению с контрольной группой женщин, которые получают обычное лечение. Результат этого исследования совместно с результатами исследования аналогичного дизайна в других странах, подтвердили эффективность скрининга с использованием маммографии.
Список критериев для успешной скрининговой программы представлен в таблице 6-1. Скрининговая программа для рака молочной железы с использованием маммографии, может быть оценена при помощи этих критериев. Рак молочной железы является важной проблемой общественного здоровья в Соединенных Штатах. В определенный период времени в своей жизни одна из каждых 9 женщин будет диагностирована, как имеющая рак молочной железы. Ранее обнаружение позволяет провести ранее и менее широкое хирургическое вмешательство, что уменьшает инвалидизацию и смертность от этого заболевания. Поскольку заболеваемость раком молочной железы постоянно увеличивается с возрастом, популяция высокого риска определяется как группа женщин в возрасте 50 лет и старше. Хотя скрининговые рекомендации для женщин моложе 50 лет остаются спорными, широко рекомендуется, чтобы женщинам в возрасте 50 лет и старше один раз в год проводилась маммография. Хотя тест и вызывает некоторый дискомфорт, для большинства женщин эта процедура является вполне приемлемой. Имеется крайне небольшой риск развития рака молочной железы, связанный с облучением, вызванным маммографией. Этот риск, однако, не значим по сравнению со средним риском заболевания у женщины. Ну и, наконец, маммография является относительно чувствительным и специфичным тестом.
Таблица 6-1. Критерии успешной скрининговой программы.
| Основы критерия |
Критерии |
| Эффект на инвалидизацию и заболеваемость популяции |
Инвалидизация или смертность от заболевания должны быть значительной проблемой общественного здоровья |
| Существуют популяции высокого риска |
|
| Эффективное раннее вмешательство уменьшает инвалидизацию или смертность |
|
| Скрининговый тест |
Скрининговый тест должен быть чувствительным и специфичным |
| Скрининговый тест должен быть приемлемым для целевой популяции |
|
| Со скрининговым тестом должен быть ассоциирован минимальный риск |
|
| Диагностическое обследование после получения положительного результата должно иметь приемлемую частоту инвалидизации, учитывая количество ложно-положительных результатов |
Выводы.
В данной главе были представлены принципы оценки интерпретации диагностических тестов. В качестве примера использовалась диагностика рака молочной железы. Процесс формулировки диагноза может быть представлен как процесс сравнения вероятностей. Когда определенный диагноз исключается, то вероятность заболевания близка к нулю. Когда определенный диагноз подтверждается, то тогда вероятность того, что заболевание имеется, близка к 100%. Для клинициста важной является проблема сбора информации, которая позволит постепенно улучшать оценку вероятности до тех пор, пока наличие заболевания будет либо подтверждено, либо отвергнуто.
Вся клиническая информация может оказаться ошибочной. Принятие во внимание различных ошибок, которые могут возникнуть при диагностическом тестировании, позволяет врачам адекватнее выбирать тесты и интерпретировать результаты. Один тип ошибки, который обычно называется ложно-отрицательным, обозначается так в том случае, когда тест не обнаруживает заболевания, несмотря на то, что заболевание имеется. Когда процент ложно-отрицательных ошибок низок, говоря, что тест является чувствительным. Вторым типом ошибок, которые называются ложно-положительными результатами, являются ошибки, когда тест обнаруживает заболевание, при его отсутствии на самом деле. Тест с небольшим количеством ложно- положительных результатов называется специфичным.
Чувствительность и специфичность являются характеристиками диагностического теста. Очень полезно рассмотреть два других показателя – положительную предиктивную оценку (PV+) и отрицательную предиктивную оценку (PV-), которые используются для того, чтобы интерпретировать результаты диагностического теста. PV+ - это процент лиц с положительными результатами теста, у которых на самом деле имеется заболевание. PV- - это процент лиц с отрицательным результатом теста, у которых заболевание отсутствует. Как положительные, так и отрицательные предиктивные значения во многом находятся под влиянием того, какова была либо претестовая вероятность наличия заболевания у пациента, либо распространенность заболевания в популяции, где проводилось тестирование.
В некоторых ситуациях тест может приводить только к одному из двух результатов - либо положительному, либо отрицательному. Однако в других случаях возможны различные результаты, или даже результат может измеряться на непрерывной шкале. Для многоуровневых или количественных результатов теста может быть выбрана точка разделения, которая позволит отделить те значения, которые рассматриваются как положительные, от тех значений, которые рассматриваются как отрицательные. Выбор отрезной точки воздействует на чувствительность и специфичность теста, и соответственно, на положительные и отрицательные предиктивные значения. Повышение порога признания результата типичным приведет к повышению специфичности (будет наблюдаться меньшее количество ложно-положительных результатов), но при этом будет происходить потеря чувствительности (больше ложно-отрицательных результатов или пропущенных случаев). С другой стороны, понижение порога для признания результата положительным, обычно приводит к уменьшению ложно-положительных результатов (снижение специфичности).
Результаты диагностического теста могут быть оценены при помощи использования отношений правдоподобия. Отношения правдоподобия для положительного теста (LR+) – это вероятность положительного результата теста у человека с заболеванием, интересующим исследователя, деленное на вероятность положительного результата теста у человека без интересующего исследователя заболевания. При отношении LR+ = 10 или более предполагается, что тест имеет значительное диагностическое значение. Отношение правдоподобия для отрицательного результата теста (LR-) – это вероятность отрицательного результата теста для человека с данным заболеванием, деленное на вероятность отрицательного результата теста у здорового человека. Значения LR- = 0.1 или менее означает большое диагностическое значение теста. При комбинации с претестовыми оценками вероятности наличия заболевания LR+ может использоваться для того, чтобы оценить посттестовую вероятность заболевания. Для диагностических тестов, которые дают количественные результаты, характеристики теста могут быть представлены графически при помощи характеристической кривой. Площадь под характеристической кривой служит в качестве общего показателя качества теста, при этом площадь, равная единице указывает на совершенный тест, а площадь равная 0.5 указывает на то, что тест не может отделить больного пациента от здорового индивидуума. Соответствующая площадь под характеристической кривой для двух диагностических тестов для определенного заболевания может использоваться для того, чтобы идентифицировать тесты, которые будут давать большее диагностическое значение.
Использование тестов для того, чтобы выявить наличие заболевания в более раннем периоде, чем оно могло бы быть обнаружено при обычных методах, называется скринингом. Оценка скрининговых тестов должна принимать во внимание два типа эффектов, которые воздействуют на результат – ошибку вводного времени и смещенную по времени выборку. Ошибка вводного времени может возникать при сравнении времени выживаемости. Скриниг выявляет случаи, при которых заболевание возникает вначале клинического течения, поэтому время выживаемости может казаться более длительным, даже, несмотря на то, что время наступления смерти точно такое же, какое было бы при отсутствии скрининга. Ошибки вводного времени могут быть минимизированы, когда в качестве результата оценивается смертность, а не продолжительность выживаемости. Смещенные по времени выборки могут возникать, когда скрининговый тест обнаруживает в основном медленно прогрессирующее заболевание, которое с меньшей вероятностью вызывает смерть, или может приводить к отсроченной смерти. Влияние выборок со смещенным временем может быть уменьшено при повторении скрининга, поскольку медленно прогрессирующие формы заболевания могут быть удалены при начальном скрининге, и таким образом не будут значительно представлены при повторном скрининге.
Успешная скрининговая программа будет фокусироваться на заболеваниях с соответствующим воздействием на здоровье, для которых ранняя диагностика и эффективное лечение позволяет значительно уменьшить риск заболеваемости и смертности. В дополнение к этому необходимо определить популяцию высокого риска, для которой (1) данный тест является приемлемым, и (2) тест может применяться с минимальным риском. Ложно - отрицательные и, в особенности, ложно - положительные результаты скринининга должны наблюдаться в относительно небольшом количестве случаев, а расходы и болезненность последующей оценки ложно -положительных результатов должны быть приемлемыми. При использовании этих критериев скрининг с использованием маммографии является весьма полезной техникой, по крайней мере, для женщин старше 50-ти лет.