Jarosław Kaba

Epidemiologia weterynaryjna

Testy diagnostyczne I i II i III

Zadania

04, 05, 06

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 II rok ćwiczenia 04 i 05

6

---