Bệnh hay không bệnh
Có hay không có trạng thái sức khỏe đang khảo sát
ĐÁNH GIÁ CÁC XÉT NGHIỆM XÁC ĐỊNH HIỆN DIỆN CỦA BỆNH TRONG QUẦN THỂ
?
PGS.TS. Lê Thanh Hiền
Xét nghiệm
-XN sàng lọc (screening test)
-XN chẩn đoán (diagnostic test)
Khoa Chăn Nuôi Thú Y
MỘT SỐ THUẬT NGỮ
Độ chính xác của xét nghiệm
Độ chính xác (accuracy) của xét nghiệm là tỷ
Độ chính xác (accuracy), mức giá trị (validity) Độ tin cậy (precision)
lệ của tất cả kết quả xét nghiệm đúng (cả dương tính lẫn âm tính) so với tổng số xét nghiệm.
Độ chính xác còn gọi là mức giá trị (validity).
Độ chính xác thường dùng để diễn đạt khả
năng chung của một xét nghiệm.
Độ tin cậy
Độ tin cậy là khả năng lập lại (repeatability) cho thấy sự giống nhau của kết quả đo lường sau nhiều lần lập lại.
Đôi khi độ tin cậy được gọi là tính đúng
(precision).
Độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm
Công thức độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm
Số con thú DƯƠNG tính bằng phương pháp chẩn đoán
Se=
Độ nhạy (Sensitivity) được định nghĩa là xác suất một con thú thật sự có bệnh có thể được phát hiện bằng chẩn đoán.
Tổng số con thú thực sự CÓ bệnh
Số con thú ÂM tính bằng phương pháp chẩn đoán
Sp=
Tổng số con thú thực sự KHÔNG có bệnh
Độ chuyên biệt (Specificity) được định nghĩa là xác suất để một con thú không bệnh được phát hiện bằng phương pháp chẩn đoán
Bệnh
Tổng
Để xác định Se, Sp người ta so sánh kết quả chẩn đoán của phương pháp cần xác định với phương pháp chuẩn (được gọi là chuẩn vàng, gold standard).
Test Dương Âm
Không bệnh b d b + d
a c a + c
a + b c + d N
Phương pháp chuẩn là phương pháp được xem như độ chính xác cao (tuy nhiên không phải là hoàn toàn tuyệt đối)
Se = a/(a+c) Sp = d/(b+d)
Ví dụ:
Phương pháp tiêu cơ Nhiễm
Tổng
Nghiên cứu về phương pháp xác định
Elisa Dương Âm
Trichinella spiralis bằng phương pháp tiêu cơ (xem như phương pháp chuẩn) và phương pháp ELISA.
Không nhiễm 26 142 168
29 3 32
55 145 200
Se=29/32=90.625% Sp=142/168=84.524%
Giả sử 200 con heo được lấy mẫu để làm ELISA, sau đó giết thú lấy cơ hoành để chẩn đoán bằng phương pháp tiêu cơ, kết quả nghi nhận như sau
Se và Sp trong các xét nghiệm có kết quả số liệu dạng liên tục – chọn giá trị điểm cắt cut-off
Ví dụ về SCC (Somatic cell count) Định nghĩa về điểm cắt (cut-off)
Bệnh
Tổng
Giá trị tiên đoán (predictive value)
Trong lâm sàng luôn đặt ra câu hỏi
Test Dương Âm
Không bệnh b d b + d
a c a + c
a + b c + d N
Nếu một con thú được chẩn đoán là dương tính thì xác suất để con thú thật sự có bệnh là bao nhiêu.
Nếu con thú được chẩn đoán là âm tính, xác suất
thật sự con thú không bệnh là bao nhiêu.
Tỉ lệ dương tính giả = b/(b+d) = 1 – Sp
Lưu ý
Tỉ lệ âm tính giả = c/(a+c) = 1 – Se
Mối liên quan giữa Se, Sp và tỷ lệ nhiễm
Giá trị tiên đoán phụ thuộc Se, Sp, và tỉ lệ
bệnh thật của quần thể
Trên thực tế chỉ căn cứ vào kết quả xét nghiệm để xác định tỷ lệ nhiễm. Điều này có thể chấp nhận khi phương pháp chẩn đoán đó được công nhận.
Giá trị tiên đoán có thể được cải thiện bằng cách chọn các xét nghiệm có độ nhạy và độ chuyên biệt cao. Xét nghiệm nhạy sẽ cải thiện giá trị tiên đoán âm
AP: apparent prevalence – Tỉ lệ bệnh biểu kiến TP: true prevalence – Tỉ lệ bệnh thật
(ít kết quả âm tính giả).
Xét nghiệm chuyên biệt giúp cải thiện giá trị tiên
đoán dương (ít kết quả dương tính giả).
Bệnh
Tổng
Tổng
P
1 - P
1
Tổng Tình trạnh bệnh thực sự Bệnh Không bệnh (1 - Sp) × (1 - P) Dương tính Se × P Se × P + (1 - Sp) × (1 -P) Âm tính (1 - Se) × P Sp × (1 - P) (1 - Se) × P + Sp × (1 - P) P hương pháp chẩn đoán cần xác định
Test Dương Âm
Không bệnh b d b + d
a c a + c
a + b c + d N
P=
Từ đó có thể tính được là AP = Se × P+(1-Sp)×(1-P)
Se = a/(a+c) Sp = d/(b+d)
P = (a+c)/N AP = (a+b)/N
Nghiên cứu về phương pháp xác định Trichinella spiralis bằng phương pháp tiêu cơ
Phương pháp chuẩn
PV (+) =
=
(phương pháp tiêu cơ) Dương tính Âm tính
26 142
Tổng 55 145
Dương tính Âm tính
29 3
168
200
Tổng
32
Phương pháp chẩn đoán cần xác định (ELISA)
PV (-) =
Se = 29/32 = 90,625% TP= 32/200 PV (+) = 29/55 = 52,72%
Sp= 142/168 = 84,524% AP = 55/200 = 27,5% PV (- )= 142/145 = 97,93%
=
Xét nghiệm kết hợp
Kết hợp song song (parallel testing) là kiểu kết hợp mà 2 xét
thực hiện trước sau.
nghiệm đều được thực hiện trên một mẫu.
Kết luận cuối cùng là sự phối hợp kết quả của hai xét nghiệm trên. Bất cứ một trong 2 hay cả 2 xét nghiệm cho kết quả dương tính thì xem như mẫu được kết luận là dương tính.
Xét nghiệm 1 có độ nhạy cao được thực hiện trước. Những mẫu cho kết quả dương tính mới được tiến hành xét nghiệm 2 (thường có độ chuyên biệt cao). Mục đích chung cho kiểu phối hợp này là làm tăng độ
Như vậy con thú chỉ được cho là âm tính khi cả 2 xét nghiệm đều cho âm tính. Điều này làm cho xét nghiệm kết hợp song song gia tăng độ nhậy một cách đáng kể.
chuyên biệt cho xét nghiệm chung.
Công thức tính độ nhạy và độ chuyên biệt của xét nghiệm song song
Kết hợp tuần tự (serial testing) là 2 xét nghiệm được
như sau
nghiệm kết hợp tuần tự như sau
Công thức tính độ chuyên biệt và độ nhạy của xét
SeSer = Se1×Se2
Separ = 1 – (1-Se1)×(1-Se2) Sppar = Sp1×Sp2
SpSer = 1 – (1-Sp1)×(1-Sp2)
Ví dụ
Mức độ phù hợp của hai xét nghiệm
Mức độ thống nhất được gọi là trị số thống kê kappa
Trong một đàn bò sữa 200 con, tỷ lệ bệnh viêm vú
(K).
khoảng 5%.
biệt 65% để chẩn đoán.
-1 (hoàn toàn trái ngược) qua zero (thống nhất do ngẫu nhiên mà thôi) đến +1 (thống nhất hoàn toàn).
Trị số K biến động từ Dùng xét nghiệm CMT có độ nhạy 86% và độ chuyên
độ nhạy và độ chuyên biệt thế nào?
từ 0 đến 0,2 là nhẹ, 0,2 đến 0,4 = được, 0,4 đến 0,6 = vừa, 0,6 đến 0,8 = nhiều, 0,8 đến 1 = hoàn toàn thống nhất
Thông thường K Có thể dùng phương pháp phân lập vi sinh vật gây viêm nhiễm trong sữa để chẩn đoán. Phương pháp phân lập này có độ nhạy là 70% và độ chuyên biệt là 89%. Sự kết hợp 2 xét nghiệm này với nhau sẽ làm thay đổi
Ví dụ
Xét nghiệm 2
Dương tính
Âm tính
Tổng
Trong một bệnh xá thú y, người ta ghi nhận
a
b
a + b
Xét nghiệm 1 Dương tính
c
d
c + d
Âm tính
a + c
b + d
N
Tổng
Kappa (K) = (Po - Pe)/(1 - Pe)
Po: Tỷ lệ quan sát 2 xét nghiệm đều cho kết quả giống nhau (cả hai cùng âm hoặc
120 ca bệnh nghi ngờ viêm phổi trên mèo và được chẩn đoán bằng phương pháp nghe trực tiếp trên lâm sàng. Kết quả ghi nhận từ 2 bác sĩ thú y như sau: bác sĩ thú y 1 cho là 31 con bị viêm phổi (chỉ có 10 con được bác sĩ thú y 2 đồng ý) và 89 con không bị viêm phổi (trong khi bác sĩ thú y 2 cho là có 6 con viêm phổi). Xác định mức độ tương đồng của 2 nhận định từ 2 bác sĩ thú y trên.
Pe: Tỷ lệ phù hợp mong muốn Po = (a + d)/n Pe (+) = (a + b) × (a + c)/n Pe (−) = (c + d) × (b + d)/n Pe = [Pe (+) + Pe (−)]/ n
cùng dương);
Dịch tễ huyết thanh học
Tổng
Bác sĩ thú y 2 Bệnh Không bệnh
Dịch tễ huyết thanh học chú trọng điều tra về
Bác sĩ thú y 1 Bệnh
Không bệnh
10 6
21 83
31 89
Tổng
16
104
120
tình trạng nhiễm trùng và bệnh trong quần thể bằng cách đo lường các biến số của máu. Một trong những thành phần chính của máu
Po = (a + d)/n = (10 + 83)/120 = 0,775
thường được đo lường là kháng thể đặc hiệu. Sự hiện diện của kháng thể cho thấy có sự tiếp xúc với tác nhân gây bệnh trong quá khứ hay hiện tại.
Pe (+) = (a + b) × (a + c)/n = 31× 16/120 = 4,13 Pe (−) = (c + d) × (b + d)/n = 89 × 104/120 = 77,13 Pe = [Pe (+) + Pe (−)]/n = (4,13 + 77,13)/120 = 0,677
K = (Po - Pe)/(1 - Pe) = (0,775 - 0,677)/(1 - 0,677) = 0,303
Cách diễn đạt lượng kháng thể
Định tính thông qua chọn lựa cut-off Thể hiện định lượng hiệu giá kháng thể
Pha loãng đơn loạt Xác định sự hiện diện của kháng thể đến nồng độ
pha loãng nhất
1, 2, 3, 4...
Thường pha loãng 2 lần 1/2, 1/4, 1/8, 1/16... Mã hoá: Log2 của nghịch đảo của độ pha loãng sẽ là
Pha loãng 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024 Mẫu
Hiệu giá trung bình
1
2
Trung bình mã hoá độ pha loãng
5
Mẫu
ví dụ, 5 trị số hiệu giá 1/2, 1/4, 1/2, 1/8 và 1/4; hiệu giá mã hóa tương ứng sẽ là 1, 2, 1, 3 và 2; khi ấy trung bình mã hóa số học là (1 + 2 + 1 + 3 + 2)/5 = 1,8.
6
3 4
3 1/2
4 1/32
Hiệu giá trung bình hìnhhọc (geometric mean titre, GMT) là đối log2 của trung bình mã hóa. ví dụ, nếu trung bình số học của vài hiệu giá mã hóa là
1 1/16 7 2 1/128
1,8; như thế log2 GMT = 1,8 và GMT = 21,8 = 3,5.
7 1/256
5 1/8 6 1/32
Pha loãng 1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 1/64 1/128 1/256 1/512 1/1024 Mẫu
Phương pháp ELISA
1
2 3
ENZYME LINKED IMMUNOSORBENT ASSAY
5
6
2 1/128
3 1/2
Hệ số mã hóa lũy thừa cơ số 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Rất phổ biến hiện nay Dùng trong phòng thí nghiệm để thăm dò Ag/Ab Có thể định lượng Độ nhạy/đặc hiệu cao Chi phí vừa phải, nhanh, nhạy (ng/ml; pg/ml), đặc hiệu Có thể tự động hóa Ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
4 Mẫu 1 1/16 7
4 1/32 Trung bình mã hoá = (4+7+1+5+3+5+8)/7 = 4.7 5 1/8 Hiệu giá trung bình hình học GMT = 24.7 = 26 6 1/32
Nguyên tắc: Kết hợp kháng nguyên chuẩn với kháng thể trong huyết thanh, kháng thể kháng huyết thanh có khả năng phát quang dưới tác động của enzyme
7 1/256
Tỷ lệ bảo hộ (%): 5/7 ~71%
ELISA phát hiện kháng nguyên p27 của (ALV) Avian Leukosis Virus
Độ chính xác của xét nghiệm: cut-off
Quần thể CÓ kháng thể
• Giá trị tỉ số S/P =
Số mẫu OD: Optical Density OD= log I0/I = ε. C. b
Quần thể KHÔNG kháng thể
Giá trị đo
• Chuyển đổi giữa S/P và hiệu giá kháng thể
Titer = Antilog10(hệ số góc ▪ logS/P + hằng số)
• Giá trị điểm cắt – cut-off để xác định dương tính hay âm tính
S/P = 0.2
Dương tính giả Âm tính giả
Được dùng rất phổ biến
Đánh giá kết quả xét nghiệm huyết thanh học
Mục tiêu
Giới hạn của ELISA
Chẩn đoán bệnh Quản l ý sức khoẻ đàn
Đánh giá hiệu quả chủng ngừa vaccine Xác định sự cần thiết của việc tái chủng trên đàn Đánh giá kháng thể mẹ truyềnXác định thời
điểm tiêm phòng
Chỉ đo lường IgG, không phải IgA, IgM, CMI Khi sử dụng để chẩn đoán cần XN nhiều lần Cần máy móc chuyên dụng Không quá chuyên biệt Không phân biệt chủng Dương tính giả & âm tính giả
Đánh giá kỹ thuật tiêm phòng Xác định nhiễm trước tiêm phòng
Tóm tắt
Các xét nghiệm đánh giá sự xuất hiện bệnh đều
không thể tuyệt đối chính xác
Giá trị độ nhạy và độ chuyên biệt đặc trưng cho
khả năng của một xét nghiệm
Tính giá trị tỉ lệ bệnh thật từ Se, Sp Chọn lựa Se cao hay Sp cao phụ thuộc vào mục
đích cụ thể
Sự thống nhất giữa các phương pháp xét nghiệm Các cách giúp tăng Se, Sp Tính GMT đánh giá mức kháng thể Sử dụng kết quả ELISA
