Jarosław Kaba

Epidemiologia weterynaryjna

Testy diagnostyczne I i II

Zadania

Warszawa

2009Testy diagnostyczne
Wzory

Parametry testów diagnostycznych

		Rzeczywisty stan zdrowia		Razem
					chore	zdrowe
Wyniki testu	+	a	b	a+b
		-	c	d	c+d
Razem		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

Porównanie zgodności wyników testów

Statystyka kappa

		Wyniki testu Y		Razem
					+	-
Wyniki testu X	+	a	b	a+b
		-	c	d	c+d
Razem		A+c	b+d	n = a+b+c+d

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

SE_s=SE₁ x SE₂

SP_s=1-(1-SP₁) x (1-SP₂)

SE_s - czułość badań diagnostycznych seryjnych

SE₁, SE₂ - czułość pojedynczych badań diagnostycznych

SP_s - swoistość badań diagnostycznych seryjnych

SP₁, SP₂ - swoistość pojedynczych badań diagnostycznych

Badania diagnostyczne równoległe

SE_r=1-(1-SE₁) x (1-SE₂)

SP_r=SP₁ x SP₂

SE_r - czułość badań diagnostycznych równoległych

SE₁, SE₂ - czułość pojedynczych badań diagnostycznych

SP_r - swoistość badań diagnostycznych równoległych

SP₁, SP₂ - swoistość pojedynczych badań diagnostycznych

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

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 EU	liczba zwierząt rzeczywiście
		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.

1. Jakie podstawowe wielkości charakteryzujące test muszą się znaleźć w pisemnej instrukcji dołączonej do każdego zestawu?

2. Czy powyższe dane są wystarczające do ich obliczenia?

Zadanie 7

Oblicz czułość i swoistość testu, o którym mowa w zadaniu 6. dla wartości granicznych:

1. 5 EU

2. 10 EU

3. 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.

1. W jaki sposób można zaspokoić wymagania laboratorium A, a w jaki laboratorium B?

2. 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 EU	liczba zwierząt rzeczywiście
		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

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.

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.

Epidemiologia weterynaryjna

4

---