Hodnocení diagnostických testů Mgr. Kateřina Langová, Ph.D. Ústav lékařské biofyziky LF UP v Olomouci katerina.langova@upol.cz

Likelihood ratio (LR) – věrohodnostní poměr – kombinuje SE a SP TP+FN celkový počet nemocných FP+TN celkový počet zdravých TP+FP celkový počet pozitivních FN+TN celkový počet negativních N celkový počet pacientů TP – správná pozitivita FP – falešná pozitivita FN – falešná negativita TN – správná negativita TP FP TP + FP FN TN FN + TN TP + FN FP + TN Předtestová pravděpodobnost = p-st výskytu nemoci (prevalence) … (TP+FN)/N Senzitivita = pravděpodobnost, že test bude pozitivní u nemocných. SE = TP/(TP+FN) Specificita = pravděpodobnost, že test bude negativní u zdravých. SP = TN/(FP+TN) Likelihood ratio (LR) – věrohodnostní poměr – kombinuje SE a SP LR pro pozitivní test - poměr pravděpodobnosti, že test je pozitivní u nemocných ku pravděpodobnosti, že test je chybně pozitivní u zdravých LR+ = SE/(1-SP) LR pro negativní test - poměr pravděpodobnosti, že test je chybně negativní u nemocných ku pravděpodobnosti, že test je negativní u zdravých LR- = (1-SE)/SP Potestová pravděpodobnost pro pozitivní test – pravděpodobnost výskytu nemoci u pozitivních pacientů - pozitivní prediktivní hodnota … TP/(TP+FP) Potestová pravděpodobnost pro negativní test - pravděpodobnost výskytu nemoci u negativních pacientů - doplněk negativní prediktivní hodnoty … FN/(FN+TN)

„Clinical eye“ of the paediatrician N = 117 TP (Správná pozitivita) = 42 TN (Správná negativita) = 49 FP (Falešná pozitivita) = 26 FN (Falešná negativita) = 0 Předtestová pravděpodobnost = (TP+FN)/N = 42/117 = 0,36 = 36 % Senzitivita = TP/(TP+FN) = 42/42 = 1 = 100 % Specificita = TN/(FP+TN) = 49/75 = 0,65 = 65 % LR pro pozitivní test = SE/(1-SP) = 1/(1-0,65) = 1/0,35 = 2,9 LR pro negativní test = (1-SE)/SP = (1-100)/0,65 = 0/0,65 = 0 = 0 % Potestová pravděpodobnost pro pozitivní test = TP/(TP+FP) = 42/(42+26) = 42/68 = = 0,62 = 62 % Potestová pravděpodobnost pro negativní test = FN/(FN+TN) = 0/(0+49) = 0/49 = = 0 = 0%

TP (Správná pozitivita) = 42 TN (Správná negativita) = 55 Feacal calprotectin N = 117 TP (Správná pozitivita) = 42 TN (Správná negativita) = 55 FP (Falešná pozitivita) = 20 FN (Falešná negativita) = 0 Předtestová pravděpodobnost = (TP+FN)/N = 42/117 = 0,36 = 36 % Senzitivita = TP/(TP+FN) = 42/42 = 1 = 100 % Specificita = TN/(FP+TN) = 55/75 = 0,73 = 73 % LR pro pozitivní test = SE/(1-SP) = 1/(1-0,73) = 1/0,27 = 3,8 LR pro negativní test = (1-SE)/SP = (1-100)/0,73 = 0/0,73 = 0 = 0 % Potestová pravděpodobnost pro pozitivní test = TP/(TP+FP) = 42/(42+20) = 42/62 = = 0,68 = 68 % Potestová pravděpodobnost pro negativní test = FN/(FN+TN) = 0/(0+55) = 0/55 = = 0 = 0%

Feacal calprotectin (gastrointestinal infection excluded) N = 104 TP (Správná pozitivita) = 42 TN (Správná negativita) = 50 FP (Falešná pozitivita) = 12 FN (Falešná negativita) = 0 Předtestová pravděpodobnost = (TP+FN)/N = 42/104 = 0,40 = 40 % Senzitivita = TP/(TP+FN) = 42/42 = 1 = 100 % Specificita = TN/(FP+TN) = 50/62 = 0,81 = 81 % LR pro pozitivní test = SE/(1-SP) = 1/(1-0,81) = 1/0,19 = 5,2 LR pro negativní test = (1-SE)/SP = (1-100)/0,81 = 0/0,81 = 0 = 0 % Potestová pravděpodobnost pro pozitivní test = TP/(TP+FP) = 42/(42+12) = 42/54 = = 0,78 = 78 % Potestová pravděpodobnost pro negativní test = FN/(FN+TN) = 0/(0+50) = 0/50 = = 0 = 0%

Intervaly spolehlivosti – konfidenční intervaly (CI) Bodové odhady parametru vyšetřované populace závisí na náhodném výběru uskutečněném ve vyšetřované populaci. Proto se při zkoumání neznámých parametrů populace využíváme intervalový odhad. Principem intervalového odhadu parametru základního souboru je ve většině případů nějaký vhodný bodový odhad, který má vlastnosti některé známé náhodné veličiny. Právě na takové náhodné veličině je potom konstrukce tohoto intervalu závislá. Cíl induktivní statistiky – odhadnout na základě náhodného výběru parametry celé zkoumané populace. Interval spolehlivosti je interval, v němž leží hledaný populační parametr s předem zvolenou pravděpodobností (většinou 95%).

Změny diskriminační hranice (cut-off hodnoty) mění vzájemný poměr senzitivity a specificity cut-off hodnota cut-off hodnota (50 mg/g)

Rozložení hodnot fekálního kalprotektinu: Falešně negativní (0 %) Pacienti s IBD Zdraví Správně pozitivní (100 %) Správně negativní (73 %) Falešně pozitivní (27 %) cut-off hodnota = 50 mg/g … senzitivita=100%, specificita=73% Co by se stalo, kdybychom změnili cut-off hodnotu? cut-off hodnota = 45 mg/g) … senzitivita = ? %, specificita = ? % cut-off hodnota = 55 mg/g) … senzitivita = ? %, specificita = ? % . Odpověď by dala ROC analýza.

ROC analýza Diagnostickou efektivitu laboratorních testů lze hodnotit pomocí tzv. ROC analýzy, která hledá optimální cut-off hodnoty a počítá pro tyto hodnoty senzitivitu a specificitu testu. ROC křivka (Receiver Operating characteristic Curve) je křivka znázorňující vztah mezi senzitivitou a specificitou pro všechny možné cut-off hodnoty kvantitativní proměnné.

ROC křivka U testu, který nemá žádnou schopnost rozlišovat mezi nemocí a stavem bez nemoci, probíhá křivka jako diagonála. U testu, který diskriminuje oba stavy, se křivka posouvá do levého horního rohu. správná pozitivita (senzitivita) falešná pozitivita (1-specificita) Plocha pod ROC křivkou (Area Under the Curve - AUC) slouží k vyjádření diagnostické efektivity (síly) testu. Test, jehož AUC > 0,75, lze považovat za uspokojivě diskriminující test.