(a) На этом рисунке отсечка установлена для
максимизации чувствительности, чтобы было мало
ложноотрицательных результатов, но встречались
ложноположительные результаты.
- результат ++ результат
Измерение
Частота
Нормальный Ненормальный
(b) На этом рисунке отсечка установлена так, чтобы
максимизировать специфичность, чтобы было мало
ложноположительных результатов, но встречались
ложноотрицательные результаты.
- результат + результат
Измерение
Частота
Нормальный Ненормальный
Рисунок 39.1 Когда диагностические измерения пораженных и незатронутых групп в некоторой степени перекрываются, чувствительность и специфичность обратно пропорциональны, и установление отсечки всегда является компромиссом между количеством ложноотрицательных и ложноположительных результатов.
Там, где ставится диагностическое ограничение, это всегда компромисс между ложноотрицательными и ложноположительными результатами из-за совпадения нормальных и ненормальных групп.3 Например, использование теста на тахипноэ в качестве доказательства респираторного заболевания у телят требует, чтобы ветеринар определил тахипноэ с отсечением числа вдохов в минуту. Использование отсечки в 25, скорее всего, будет более чувствительным для выявления телят с пневмонией, но может привести к ложноположительной классификации многих непневмонийных телят. Установка отсечки на 40 повысит специфичность и уменьшит количество непневмонийных телят, классифицированных как тахипнойные, но также может не определить некоторых телят, действительно больных пневмонией (увеличение ложноотрицательных классификаций).
Из соображений биобезопасности ветеринар часто тестирует коров из групп с очень низкой распространенностью, так что даже очень точный тест будет давать неточные положительные результаты, о чем свидетельствует низкая положительная прогностическая ценность теста в популяций с низким риском заболевания.
Точно так же, когда тест имеет несовершенную чувствительность, увеличивающаяся доля тест-отрицательных животных будет ложноотрицательной по мере увеличения распространенности или вероятности заболевания. Таким образом, даже высокоточный тест может привести к неточным отрицательным результатам теста (низкая отрицательная прогностическая ценность) применительно к популяциям с высокой распространенностью или вероятностью возникновения заболевания.
Прогностическая ценность результатов теста
Распространенность
Распространенность - это отношение доли животных, которые соответствуют описанию конкретного случая в данный момент к численности популяции в данный момент. Распространенность - это вероятность наличия состояния у случайно выбранной особи из этой группы. К сожалению, часто опубликованная информация о распространенности ограничена, либо опубликованные оценки распространенности настолько обширны, что имеют ограниченную пользу при большинстве инфекционных заболеваний и репродуктивных состояний, представляющих интерес для ветеринарной медицины. Решение каждого практика, основанное на анамнезе и клиническом обследовании как отдельных особей, так и групп, с учетом имеющейся информации о распространенности, часто является единственным доступным для установления вероятности как инфекционных заболеваний, так и репродуктивных состояний.
Знание или оценка распространенности важны при интерпретации диагностических тестов, потому что для тестов с несовершенной специфичностью увеличивающаяся доля животных с положительным результатом будет ложноположительной по мере уменьшения распространенности или вероятности заболевания
Прогностическая пост-тестовая ценность определяется не в лаборатории, а в полевых условиях с группой животных, на которых применяется тест; это сообщает ветеринару, полезен ли конкретный тест в определенных группах. Положительная прогностическая ценность - это доля животных с положительным результатом теста, которые на самом деле являются положительными для рассматриваемого заболевания или состояния, и в большинстве ситуаций она больше зависит от специфичности теста, чем от чувствительности. Отрицательное прогностическое значение - это доля животных с отрицательным результатом теста, которые действительно отрицательны, и в большинстве ситуаций она в большей степени зависит от чувствительности теста, чем специфичности. Как положительные, так и отрицательные прогностические значения теста зависят от распространенности состояния в популяции (или вероятности состояния у отдельных животных). По мере того как распространенность состояния повышается, в популяции появляется больше животных с таким состоянием, и появляется больше уверенности в правильности положительного результата теста. С ростом распространенности, когда чувствительность и специфичность теста сохраняют постоянство, положительная прогностическая ценность теста увеличивается, а отрицательная прогностическая ценность уменьшается, и наоборот, ОПЦ увеличивается, а ППЦ уменьшается, когда распространенность состояния уменьшается (Рисунок 39.2).
(a) Если у 20% популяции есть заболевание, отрицательное
прогностическое значение теста составляет 100,0%, а
положительное прогностическое значение составляет 88,3%
Отрицательный тестe Положительный тест
Популяция 20% популяции
без заболевания имеют
заболевание
Популяция с
заболеванием
Значения теста
(c) Если 1% популяции имеет заболевание, отрицательное
прогностическое значение теста составляет 100,0%, а
положительное прогностическое значение составляет 16,0%
Отрицательный тест Положительный тест
Популяция 1% популяции
без заболевания имеет
заболевание
Популяция с
заболеванием
Значения теста
Частота
Частота
(b) Если у 10% популяции есть заболевание, отрицательная
прогностическая ценность теста составляет 100.0%, а
положительная прогностическая ценность 67.0%
Отрицательный тест Положительный тест
Популяция 10% популяции
без заболевания имеют
заболевание
Популяция с
заболеванием
Значения теста
(d) Если у 0,01% популяции есть заболевание, отрицательное
прогностическое значение теста составляет 100,0%, а положительное
прогностическое значение составляет 0,2%
Отрицательный тест Положительный тест
Популяция 0,01% популяции
без заболевания имеют заболевание
Популяция
с заболеванием
Значения теста
Частота
Частота
Рисунок 39.2 Если тест имеет неполную специфичность (то есть <100%), когда распространенность состояния уменьшается, то положительная прогностическая ценность положительного теста (ППЦ) уменьшается. В этих примерах чувствительность и специфичность теста составляют 99,99% и 95% соответственно, и распространенность изменений состояния/заболевания.
Вероятность того, что тест-положительное животное является действительно положительным (положительная прогностическая ценность или прогностическая ценность положительного теста), рассчитывается следующим образом:
Положительная прогностическая ценность = (Se × P ) /{(Se × P)
+ (1 − P) × (1 − Sp)}
Вероятность того, что тест-отрицательное животное является действительно отрицательным (отрицательная прогностическая ценность или прогностическая ценность отрицательного теста), рассчитывается следующим образом:
Отрицательная прогностическая ценность = (1 – P) /{(1 − P)
+ (1 − Se) /(Sp)}
где Se - чувствительность теста, P - распространенность, а Sp - специфичность теста.
Примером того, как вероятность состояния/заболевания у определенных классов крупного рогатого скота или в стадах с конкретными диагнозами или другими характеристиками в анамнезе влияет на интерпретацию теста, является разная уверенность, которую ветеринар придает положительному результату теста для персистентной инфекции вирусной диареи крупного рогатого скота (BVD-PI) в зависимости от сигналов животных и истории стада. Использование теста BVD-PI, который имеет чувствительность 99,7% и специфичность 99,3% в разных ситуациях, приведет к разным положительным прогностическим значениям и, следовательно, к разной достоверности диагноза, что повлияет на последующие шаги ветеринара.
Если тест BVD-PI применяется к теленку, который умер за короткий срок от пневмонии и диареи в стаде с подтвержденными случаями BVD в течение последних 2-х месяцев, ветеринар может сделать вывод, что вероятность того, что теленок является BVD-PI составляет около 70%, прежде чем он или она запросит диагностический тест. С вероятностью статуса BVD-PI 70%, чувствительностью теста 99,7% и специфичностью 99,3% положительное прогностическое значение составляет 99,7%, и ветеринар, скорее всего, поверит в положительный результат теста. В отличие от этого случая, ветеринарный врач клиента, который регулярно проверяет всех телят на ранчо на наличие BVD-PI в рамках строгого протокола биобезопасности и в качестве маркетингового инструмента для продвижения продаж своих здоровых телят, может оценить вероятность обнаружения истинной BVD-PI у животного как очень низкую (<0,1% вероятности). Использование тех же тестов (чувствительность 99,7% и специфичность 99,3%) в этом стаде с низким риском приводит к положительному прогностическому значению 12,5%, и ветеринар, вероятно, будет очень скептически относиться к тому, что теленок действительно является BVD-PI.
Стратегия диагностического тестирования
После одного теста очень маловероятно получить как почти идеальную прогностическую ценность положительного результата теста, так и почти идеальную прогностическую ценность отрицательного результата теста; следовательно, ветеринары должны признать, что они могут оказаться в ситуации, когда можно верить только одному варианту результата теста: положительному или отрицательному.
Затем ветеринар должен решить, что делать с животными, к результатам теста которых нет доверия: либо повторно протестировать его, либо сознательно принять вероятность ложноположительного результата (ситуация с низким положительным прогностическим значением) или ложноотрицательного результата (ситуация с низким отрицательным прогностическим значением) без дополнительных диагностических усилий. То есть вы соглашаетесь с тем, что можете выбраковать или лечить некоторых ложноположительных животных, если стоимость дальнейшей диагностики превышает стоимость ложноположительного вмешательства; или вы соглашаетесь с тем, что можете содержать в стаде или не лечить некоторых ложноотрицательных животных, если стоимость дальнейшей диагностики превышает стоимость ложноотрицательного вмешательства.
Существуют две основные категории стратегий тестирования, которые используют более одного диагностического теста для определения тест-положительного или тест-отрицательного статуса. Первый из них описывается как «серийное тестирование» и обычно используется в качестве повторного тестирования животных с положительными результатами теста, когда прогностическая ценность положительного теста низка после первоначального теста. Причинами, по которым тест может иметь низкую положительную прогностическую ценность, являются либо низкая специфичность теста, либо низкая распространенность в популяции. Интерпретация двух последовательных тестов требует положительных результатов в обоих тестах, чтобы соответствовать определению случая как положительного Конечные результаты «серийного тестирования» - это потеря чувствительности по сравнению с одним тестом, но увеличение специфичности. Следовательно, положительная прогностическая ценность улучшается, а отрицательная прогностическая ценность уменьшается при интерпретации серийных тестов по сравнению с использованием одного теста.
(a) На этой диаграмме тест имеет очень хорошую чувствительность и отрицательную прогностическую ценность, но специфичность составляет менее 100%, а положительная прогностическая ценность плохая. Следовательно, животных с положительной реакцией следует повторно тестировать и интерпретировать «последовательные» результаты.
Если положительные результаты теста не вызывают доверия:
-
Повторное тестирование положительных животных
-
Интерпретировать результаты серийных тестов
-
Второй тест должен быть положительным, чтобы животное считалось положительным
Есть несколько причин для серийного тестирования. В некоторых случаях второй тест является более дорогим, трудоемким или трудным, чем первоначальный тест; поэтому мы хотим использовать этот тест только в группах с более высокой распространенностью. В других ситуациях последствия ложноположительных результатов после одного теста принесут больше вреда, чем пользы от выявления всех положительных случаев. Если у теленка положительный тест на BVD-PI в стаде с низкой вероятностью BVD, положительное прогностическое значение будет низким, тогда значимость теленка должна заставить ветеринара выполнить второй тест, интерпретируемый в серии, и теленок будет классифицирован как истинно BVD-PI, только если он имеет положительный результат как по первому, так и по второму тесту.
Другая категория стратегий множественного тестирования - это тестирование «параллельно», которое обычно используется для повторного тестирования животных с отрицательными результатами теста, когда прогностическая ценность отрицательного теста низкая после первоначального теста. Причины, по которым тест может иметь низкую отрицательную прогностическую ценность, заключаются либо в том, что тест имеет низкую чувствительность, либо в популяции очень высокая распространенность этого состояния.
Существующие тесты для Tritrichomonas foetus имеют очень хорошую специфичность, но чувствительность намного меньше 100%, равную 53– 77% в полевых условиях.4-6 Если ветеринар тестирует быков в ситуации, когда вероятность трихомониаза составляет не менее 50%, отрицательная прогностическая ценность составляет всего около 77%, что означает, что многие тест-отрицательные быки действительно инфицированы. При тестировании стада с известными Трихомониаз-позитивными быками ветеринар, скорее всего, оценит вероятность заражения других быков в стаде как очень высокую, что еще больше снижает уверенность в отрицательных результатах теста.
(b) На этой диаграмме тест имеет очень хорошую специфичность и положительную прогностическую ценность, но чувствительность меньше 100% и отрицательная прогностическая ценность плохая. Таким образом, отрицательных по тесту животных следует повторно протестировать и интерпретировать «параллельные» результаты.
Если отрицательные результаты теста не вызывают доверия:
-
Повторное тестирование отрицательных животных
-
Интерпретировать тесты параллельно
-
Второй тест должен быть отрицательным, чтобы животное считалось тест-отрицательным
- результат + результат+
Значения теста
Частота
Нормальные Ненормальные
- результат + результат
Значения теста
Частота
Нормальные Ненормальные
Рисунок 39.3 После первоначального диагностического теста одно направление результата теста (положительное или отрицательное) должно быть очень хорошим (почти идеальное прогностическое значение), но другое направление результата теста может привести к гораздо более низкому пост-тестовому прогностическому значению. Для состояний/заболеваний, влияющих на репродукцию крупного рогатого скота, дополнительные диагностические тесты интерпретируются «последовательно» в ситуациях, когда ветеринарный врач не доверяет первоначальным положительным результатам теста, и животные с положительной реакцией тестируются повторно . Дополнительные тесты интерпретируются «параллельно» в ситуациях, когда ветеринарный врач не доверяет первоначальным отрицательным результатам теста, и тестированные отрицательные животные тестируются повторно.
