Testy diagnostyczne

Jarosław Kaba
Epidemiologia weterynaryjna
Testy diagnostyczne I i II i III
Zadania
04, 05, 06
Warszawa
2009
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Testy diagnostyczne
Wzory
Parametry testów diagnostycznych
Rzeczywisty stan zdrowia
Razem
chore
Wyniki testu
Razem
zdrowe
+
a
b
a+b
-
c
d
c+d
a+c
b+d
n = a+b+c+d
SE = a / (a+c)
gdzie:
SE
- czułość testu
a
- liczba zwierząt chorych trafnie zdiagnozowanych przez test
a+c
- ogólna liczba zwierząt chorych
SP = d / (b+d)
gdzie:
SP
- swoistość testu
d
- liczba zwierząt zdrowych trafnie zdiagnozowanych przez test
b+d
- ogólna liczba zwierząt zdrowych
WP+ = a / (a+b)
gdzie:
WP+
- wartość predykcyjna dodatnia
a
- liczba zwierząt chorych trafnie zdiagnozowanych przez test
a+b
- liczba zwierząt zakwalifikowanych przez test jako chore
WP- = d / (c+d)
gdzie:
WP- wartość predykcyjna ujemna
d
- liczba zwierząt zdrowych trafnie zdiagnozowanych przez test
c+d
- liczba zwierząt zakwalifikowanych przez test jako zdrowe
AP = (a+b)/n
gdzie:
AP
- obliczona prewalencja (chorobowość)
a+b
- liczba zwierząt zakwalifikowanych przez test jako chore
TP = (a+c)/n
gdzie:
TP
- rzeczywista prewalencja (chorobowość)
a+c
- ogólna liczba zwierząt chorych
2
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Porównanie zgodności wyników testów
Statystyka kappa
Wyniki testu Y
+
Razem
-
+
a
b
a+b
-
c
d
c+d
A+c
b+d
n = a+b+c+d
Wyniki testu X
Razem
kappa = 2x (a x d - b x c) / [(a+c) x (c+d) + (a+b) x (b+d)]
Interpretacja wyników
Wartość statystyki kappa Stopień zgodności testów
< 0,10
brak
0,11 – 0,20
bardzo niski
0,21 – 0,40
niski
0,41 – 0,60
średnia
0,61 – 0,80
wysoki
0,81 – 1,00
bardzo wysoki
Badania diagnostyczne seryjne
SEs=SE1 x SE2
SPs=1-(1-SP1) x (1-SP2)
SEs - czułość badań diagnostycznych seryjnych
SE1, SE2 - czułość pojedynczych badań diagnostycznych
SPs - swoistość badań diagnostycznych seryjnych
SP1, SP2 - swoistość pojedynczych badań diagnostycznych
Badania diagnostyczne równoległe
SEr=1-(1-SE1) x (1-SE2)
SPr=SP1 x SP2
SEr - czułość badań diagnostycznych równoległych
SE1, SE2 - czułość pojedynczych badań diagnostycznych
SPr - swoistość badań diagnostycznych równoległych
SP1, SP2 - swoistość pojedynczych badań diagnostycznych
3
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Testy diagnostyczne
Zadania
Zadanie 1
Diagnostykę parazytologiczną w kierunku zarażenia pewnym nicieniem
żołądkowo - jelitowym wykonuje się zwykle metodą koproskopową.
Opracowano nową metodę serologiczną. Jest on szybka, daje się
zautomatyzować i przez to jest łatwa w zastosowaniu w przypadku dużej
liczby próbek. Jak obliczyć czułość i swoistość nowej metody?
Zadanie 2
Jedną z metod serologicznych wykorzystywanych w badaniach brucelozy
jest aglutynacja próbówkowa. Przeprowadzono ocenę tej metody
diagnostycznej w populacji 10 000 krów. Wiadomo, że w populacji tej było
300 zwierząt zakażonych, z których test wykrył jedynie 186. Test dał
ogółem 234 wyniki dodatnie. Oblicz czułość i swoistość testu.
Zadanie 3
Właściciel stada owiec kupił od sąsiada maciorkę o wysokiej wartości
hodowlanej. Przed dołączeniem do stada zbadał ją serologicznie w
kierunku choroby maedi-visna. Okazało się, że maciorka jest serododatnia.
Właściciel chce wiedzieć jakie jest prawdopodobieństwo, że jest ona
rzeczywiście zakażona wirusem maedi-visna. O interpretację zwrócił się do
lekarza opiekującego się jego stadem. Czy lekarz może mu na to pytanie
odpowiedzieć? Jakie obliczenia należy wykonać i jakie dane będą do tego
potrzebne?
Zadanie 4
W mieście istnieje kilka hodowli kotów syjamskich. Laboratorium
diagnostyczne w ciągu pięciu ostatnich lat przebadało serologicznie 327
kotów pochodzących z tych hodowli i w 38 przypadkach stwierdzono
zakażenie wirusem białaczki kotów. W diagnostyce laboratorium
wykorzystuje test ELISA o czułości 81% i swoistości 89%. Hodowca z
innego miasta przed zakupem dorosłego kocura dostarczył próbkę
surowicy do laboratorium. Uzyskano wynik ujemny. Jakie jest
prawdopodobieństwo, że zwierzę to rzeczywiście nie jest zakażone
wirusem białaczki kotów?
Zadanie 5
4
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Do diagnostyki serologicznej wirusowego zapalenia stawów i mózgu kóz
wykorzystuje się często metodę ELISA. Jest to metoda wysoce czuła (90%)
i wysoce swoista (90%). Testy te zastaną zastosowane w rutynowej
diagnostyce w trzech laboratoriach. Każde laboratorium będzie
diagnozowało 1000 zwierząt
A
Laboratorium diagnostyczne A działa na terenie gdzie choroba występuje
rzadko (1 koza zakażona na 100). Oblicz wartości predykcyjne dodatnią i
ujemną testu.
B
Laboratorium diagnostyczne B działa na terenie gdzie choroba występuje
stosunkowo często (30 kóz zakażonych na 100). Oblicz wartości
predykcyjne dodatnią i ujemną testu.
C
Laboratorium diagnostyczne C działa na terenie gdzie choroba występuje
bardzo często (90 kóz zakażonych na 100). Oblicz wartości predykcyjne
dodatnią i ujemną testu.
Zadanie 6
Firma opracowuje nowy test ELISA. Przeprowadzając standaryzację
zbadano nim surowice pochodzące od zwierząt, których stan zdrowia był
znany. Wyniki zebrano w tabeli:
wyniki testu ELISA liczba zwierząt rzeczywiście
EU
zakażonych niezakażonych
0-5
0
27
6-10
0
3
11-15
1
9
16-20
5
2
21-25
2
3
26-30
6
0
31-35
7
1
36-40
5
0
41-45
4
0
46-50
3
0
51-55
2
1
56-60
58
0
Test został opracowany z myślą o rutynowej diagnostyce i będzie
sprzedawany w postaci gotowych zestawów.
a. Jakie podstawowe wielkości charakteryzujące test muszą się znaleźć
w pisemnej instrukcji dołączonej do każdego zestawu?
b. Czy powyższe dane są wystarczające do ich obliczenia?
5
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Zadanie 7
Oblicz czułość i swoistość testu, o którym mowa w zadaniu 6. dla wartości
granicznych:
a. 5 EU
b. 10 EU
c. 50 EU
Zadanie 8
Test, o którym mowa zadaniu 6. jest już dostępny na rynku i cieszy się
uznaniem klientów ze względu na swoją wysoką czułość i swoistość.
Laboratorium A potrzebuje jednak testu o minimum 95% swoistość, a
laboratorium B odwrotnie o minimum 95% czułości.
a. W jaki sposób można zaspokoić wymagania laboratorium A, a w jaki
laboratorium B?
b. Określ parametry testu, które producent powinien umieścić w
instrukcji jeśli zrezygnuje z zamieszczania krzywej ROC.
Zadanie 9
Prowadząc prace badawcze firma opracowała nowy test B konkurencyjny
do starego testu A, o którym mowa w poprzednich zadaniach (zad. 6, 7, 8).
Wyniki standaryzacji nowego testu B zebrano w tabeli. Zdecyduj, który z
opracowanych testów będzie bardziej przydatny w rutynowej diagnostyce,
a w związku z tym powinien być wybrany i skierowany do produkcji.
wyniki testu ELISA liczba zwierząt rzeczywiście
EU
zakażonych Niezakażonych
0-5
0
14
6-10
1
19
11-15
0
20
16-20
8
21
21-25
7
15
26-30
1
13
31-35
13
17
36-40
23
15
41-45
10
12
46-50
22
4
51-55
31
0
56-60
14
0
6
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Zadanie 10
Lekarz wprowadza metodę USG do diagnostyki cielności u krów. Nie ma
jeszcze odpowiedniego doświadczenia i postawione diagnozy potwierdza
rutynowymi badaniami rektalnymi. Obiema metodami zbadał 362 krowy.
Badaniem USG zdiagnozował 328 ciąż, z których 319 potwierdził
badaniem rektalnym. Na podstawie obrazu USG wykluczył 34 ciąże i
diagnoza te była zgodna z wynikiem badań rektalnych w 31 przypadkach.
W jakim stopniu obie te metody były zgodne?
Zadanie 11
W diagnostyce serologicznej białaczki u bydła stosuje się testy ELISA i
immunodyfuzji w żelu agarozowym AGID. Zbadano 356 surowic i
trzymano następujące wyniki:
dodatnie w teście ELISA, dodatnie w teście AGID
161
dodatnie w teście ELISA, wątpliwe w teście AGID
2
dodatnie w teście ELISA, ujemne w teście AGID
24
wątpliwe w teście ELISA, dodatnie w teście AGID
8
wątpliwe w teście ELISA, wątpliwe w teście AGID
0
wątpliwe w teście ELISA, ujemne w teście AGID
6
ujemne w teście ELISA, dodatnie w teście AGID
6
ujemne w teście ELISA, wątpliwe w teście AGID
0
ujemne w teście ELISA, ujemne w teście AGID
149.
Oceń zgodność obu testów. Co można powiedzieć o czułości i swoistości
obu testów.
Zadanie 12
Porównano dwie metody badań rentgenologicznych stosowanych w
diagnostyce urazów kości udowej u psa: rentgenotelewizję i klasyczne
zdjęcie na kliszy rtg. Uzyskane wyniki zebrano w tabeli:
złamanie na zdjęciu, złamanie w rentgenotelewizji
83
złamanie na zdjęciu, pęknięcie w rentgenotelewizji
18
złamanie na zdjęciu, brak zmian w rentgenotelewizji
7
pęknięcie na zdjęciu, złamanie w rentgenotelewizji
24
pęknięcie na zdjęciu, pęknięcie w rentgenotelewizji
57
pęknięcie na zdjęciu, brak zmian w rentgenotelewizji
31
brak zmian na zdjęciu, złamanie w rentgenotelewizji
1
brak zmian na zdjęciu, pęknięcie w rentgenotelewizji
1
brak zmian na zdjęciu, brak zmian w rentgenotelewizji
92.
Oceń zgodność obu zastosowanych metod diagnostycznych.
7
Epidemiologia weterynaryjna II rok ćwiczenia 04 i 05
Zadanie 13
Diagnostyka serologiczna choroby Johnego u przeżuwaczy jest trudna.
Zwykle zastosowanie znajdują odczyn wiązania dopełniacza i test ELISA.
Oceń wyniki tych testów przeprowadzone w stadzie 52 kóz:
dodatnie w teście ELISA, dodatnie w OWD
9
dodatnie w teście ELISA, wątpliwe w OWD
2
dodatnie w teście ELISA, ujemne w OWD
7
wątpliwe w teście ELISA, dodatnie w OWD
8
wątpliwe w teście ELISA, wątpliwe w OWD
1
wątpliwe w teście ELISA, ujemne w OWD
5
ujemne w teście ELISA, dodatnie w OWD
5
ujemne w teście ELISA, wątpliwe w OWD
0
ujemne w teście ELISA, ujemne w OWD
15.
Co możesz powiedzieć o zgodności testów. Jak byś prowadził zwalczanie
choroby w stadzie?
Zadanie 14
W stadzie liczącym 1000 zwierząt występuje pewna choroba.
Współczynnik chorobowości wynosi około 15%. Choroba przebiega
przewlekle i często przez długi czas brak jest objawów klinicznych.
Choroba ma jednak tendencję do szerzenia się w stadzie. Brak jest
skutecznych metod leczenia. Zwierzęta zakażone usuwa się ze stada.
Dysponujemy dwoma metodami diagnostycznymi. Test ELISA
charakteryzuje się czułości 80% i swoistością 70%, test AGID czułością
60% i swoistością 75%. Jaka będzie czułość i swoistość badań
serologicznych równoległych, a jaka seryjnych? Zaproponuj sposób
przeprowadzenia badań serologicznych w tym stadzie.
Zadanie 15
Ze stada o którym mowa w poprzednim zadaniu wybrano 11 zwierząt o
bardzo wysokiej wartości hodowlanej. Zbadano je serologicznie testem
ELISA. Otrzymano jeden wynik dodatni. Wynik ten potwierdzono badając
surowicę ponownie tym razem za pomocą testu AGID. Skomentuj te
wyniki.
8