Diagnostische Tests sind ein wichtiger Aspekt der Diagnosestellung. Bestimmte statistische Informationen über die Genauigkeit und Gültigkeit der Tests selbst können dazu beitragen, die Daten in verwertbare, klinisch-anwendbare Informationen umzuwandeln. Zu den wichtigsten epidemiologischen Werten von diagnostischen Tests gehören Sensitivität und Spezifität, falsch-positive und falsch-negative Ergebnisse, positive und negative prädiktive Werte, Likelihood Ratios sowie Vortestwahrscheinlichkeiten und Post-Test Wahrscheinlichkeiten. Ein Test mit hoher Sensitivität ist beispielsweise als Screening-Test nützlich, während für eine genaue Diagnose eine hohe Spezifität erforderlich ist. Alternativ dazu helfen positive und negative prädiktive Werte bei der Bestimmung der Wahrscheinlichkeit einer Erkrankung im Falle bestimmter Testergebnisse.
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Medizin ➜
Screening-Tests werden eingesetzt, um Krankheiten möglichst früh zu identifizieren und einzugreifen mit dem Ziel, die Morbidität und Mortalität zu verringern.
Screening-Tests liefern keine endgültige Diagnose:
Der Nutzen von Screening-Tests/diagnostischen Tests muss bewertet werden:
Kontingenztafeln werden üblicherweise bei der statistischen Analyse von mehreren Variablen verwendet. Zur Bewertung des epidemiologischen Werts eines Screening-Tests kann eine Tabelle ähnlich der nachstehenden verwendet werden, um die relativen Häufigkeiten für verschiedene Screening-Testergebnissen (positiv oder negativ) und dem tatsächlichen Krankheitszustand (tatsächlich erkrankt oder nicht erkrankt) von den getesteten Personen zu ermitteln.
Es ist wichtig, dass die Kontingenztafel einheitlich aufgebaut ist, damit die Standardformeln angewendet werden können. Die Standardtabelle ist unten dargestellt (mit den Ergebnissen der Screening-Tests auf der linken Seite, dem tatsächlichen Krankheitszustand oben und den “Ja” vor den “Nein”-Antworten).
In dieser Tabelle:
Sensitivität und Spezifität sind Maßstäbe für die Bewertung von Screening- und diagnostischen Tests.
Definition:
Berechnung:
Zur Berechnung der Sensitivität sollte eine 2×2-Kontingenztafel erstellt werden:
Die Sensitivität ist der Anteil der Personen, die im diagnostischen Test positiv getestet werden und die Krankheit haben (TPs, siehe Quadrat A), geteilt durch alle Personen, die unabhängig von ihren Screening-Testergebnissen wirklich erkrankt sind (TPs und FNs, A + C). Die Sensitivität wird durch die folgende Gleichung dargestellt:
$$ Sensitivität = \frac{A}{A + C} $$Beispiel: Ein neuer diagnostischer Test wird an einer Gruppe von Patient*innen getestet: Von 100 Patient*innen ist bekannt, dass sie die Krankheit haben, und von weiteren 100 Patient*innen in einer Kontrollgruppe ist bekannt, dass sie nicht krank sind. Von ihnen weisen 90 Patient*innen mit der Krankheit und 20 Personen in der Kontrollgruppe ein positives Testergebnis auf. Wie hoch ist die Sensitivität des neuen Tests?
Antwort: In diesem Fall gab es 100 Patient*innen, von denen bekannt war, dass sie die Krankheit hatten. Die Sensitivität ist der Anteil dieser Patient*innen, die aufgrund des positiven Tests korrekt identifiziert wurden. Folgende Kontingenztafel:
Erkrankt | Kontrollgruppe | Insgesamt | |
---|---|---|---|
Positiver Test | 90 | 20 | 110 |
Negativer Test | 10 | 80 | 90 |
Insgesamt | 100 | 100 | 200 |
Bedeutung der Sensitivität:
Definition:
Berechnung:
Auch die Spezifität wird anhand einer ähnlichen Kontingenztafel berechnet:
Die Spezifität ist der Anteil der Personen, die wirklich negativ sind und einen negativen Screening-Test haben (TNs, gefunden im Quadrat D), geteilt durch alle Personen, die wirklich negativ sind, unabhängig von ihren Screening-Testergebnissen (TNs und FPs, B + D). Die Spezifität wird durch die folgende Gleichung berechnet:
$$ Spezifität = \frac{D}{B + D}\ oder \ Spezifität = \frac{TN}{(FP + TN)} $$wobei TN = richtig-negative und FP = falsch-positive Ergebnisse sind
Beispiel: Ein neuer diagnostischer Test wird an einer Gruppe von Patient*innen getestet: Von 100 Patient*innen ist bekannt, dass sie die Krankheit haben, und von weiteren 100 Patient*innen in einer Kontrollgruppe ist bekannt, dass sie nicht krank sind. Von ihnen weisen 90 Patient*innen mit der Krankheit und 20 Personen in der Kontrollgruppe ein positives Ergebnis auf. Wie hoch ist die Spezifität des neuen Tests?
Antwort: In diesem Fall sind alle Patient*innen in der Kontrollgruppe bekanntermaßen krankheitsfrei. Die Spezifität ist der Anteil dieser Patient*innen, die aufgrund des negativen Tests korrekt identifiziert wurden. Folgende Kontingenztafel:
Erkrankt | Kontrollgruppe | Insgesamt | |
---|---|---|---|
Positiver Test | 90 | 20 | 110 |
Negativer Test | 10 | 80 | 90 |
Insgesamt | 100 | 100 | 200 |
Bedeutung der Spezifität:
Prädiktive Werte werden auch als “Präzisionsraten” bezeichnet.
Definition:
Der positive prädiktive Wert (PPV) ist der Prozentsatz der Personen mit einem positiven Testergebnis, die tatsächlich erkrankt sind, unter allen Personen mit einem positiven Ergebnis (A), unabhängig davon, ob sie die Krankheit haben oder nicht (A+B).
Berechnung:
Der positive prädiktive Wert (PPV) wird anhand der folgenden Gleichung berechnet:
$$ Positiver\ prädiktiver\ Wert = \frac{A}{A + B} $$wobei A = richtig-positive und B = falsch-positive Ergebnisse sind
Beispiel: Ein neuer diagnostischer Test wird an einer Gruppe von Patient*innen getestet: Von 100 Patient*innen ist bekannt, dass sie die Krankheit haben, und von weiteren 100 Patient*innen in einer Kontrollgruppe ist bekannt, dass sie nicht krank sind. Von ihnen weisen 90 Patient*innen mit der Krankheit und 20 Personen in der Kontrollgruppe ein positives Ergebnis auf. Wie hoch ist der positive prädiktive Wert des neuen Tests?
Antwort: Der positive prädiktive Wert fragt nach dem Anteil der TP-Fälle an allen positiven Fällen (TP + FP). Folgende Kontingenztafel:
Erkrankt | Kontrollgruppe | Insgesamt | |
---|---|---|---|
Positiver Test | 90 | 20 | 110 |
Negativer Test | 10 | 80 | 90 |
Insgesamt | 100 | 100 | 200 |
Unterschied zwischen positivem prädiktivem Wert und Sensitivität:
Definition:
Der negative prädiktive Wert (NPV) ist der prozentuale Anteil der Personen mit einem negativen Testergebnis, die tatsächlich krankheitsfrei (D) sind, an allen Personen mit einem negativen Ergebnis (unabhängig davon, ob sie die Krankheit haben oder nicht, C + D).
Berechnung:
Der negative prädiktive Wert wird anhand der folgenden Gleichung berechnet:
$$ Negativer\ prädiktiver\ Wert = \frac{D}{C + D} $$wobei D = richtig-negative und C = falsch-negative Ergebnisse sind
Beispiel: Ein neuer diagnostischer Test wird an einer Gruppe von Patient*innen getestet: Von 100 Patient*innen ist bekannt, dass sie die Krankheit haben, und von weiteren 100 Patient*innen in einer Kontrollgruppe ist bekannt, dass sie nicht krank sind. Von ihnen weisen 90 Patient*innen mit der Krankheit und 20 Personen in der Kontrollgruppe ein positives Ergebnis auf. Wie hoch ist der negative prädiktive Wert des neuen Tests?
Antwort: Der negative prädiktive Wert fragt nach dem Anteil der TN-Fälle an den gesamten negativen Fällen (TN + FN). Folgende Kontingenztafel:
Erkrankt | Kontrollgruppe | Insgesamt | |
---|---|---|---|
Positiver Test | 90 | 20 | 110 |
Negativer Test | 10 | 80 | 90 |
Insgesamt | 100 | 100 | 200 |
Unterschied zwischen negativem prädiktivem Wert und Spezifität:
Beispiel Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung:
In einer Studie haben 4.810 Frauen einen Urin-Schwangerschaftstest zu Hause durchgeführt. Alle unterziehen sich einer Ultraschalluntersuchung, um festzustellen, ob sie wirklich schwanger sind oder nicht. Unter ihnen haben 9 Frauen ein positives Urin-Schwangerschaftstestergebnis und sind tatsächlich im Ultraschall Ultraschall Ultraschall (Sonographie) nachgewiesen schwanger; 1 Frau hat ein negatives Urin-Schwangerschaftstestergebnis, ist aber tatsächlich schwanger; 351 Frauen haben positive Urin-Schwangerschaftstestergebnisse und sind nicht schwanger; 4.449 Frauen haben negative Urin-Schwangerschaftstests und Ultraschallergebnisse bestätigen, dass sie nicht schwanger sind. (Hinweis: Dies sind Beispieldaten und stellen keine realen Werte dar).
In diesem Beispiel ist der Heim-Schwangerschaftstest der Screening-Test und “Schwangerschaft” ist der “Krankheitszustand”.
Folgende Kontingenztafel:
Schwanger | Nicht schwanger | Insgesamt | |
---|---|---|---|
Positiver Test | 9 | 351 | 360 |
Negativer Test | 1 | 4,449 | 4,450 |
Insgesamt | 10 | 4,800 | 4,810 |
Klinische Frage | Welcher statistische Wert? | Gleichung | Antwort |
---|---|---|---|
Wenn die Frau tatsächlich schwanger ist, wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass der Urin-Schwangerschaftstest positiv ist? | Sensitivität | = A / (A + C)
= 9 / (10) |
90% |
Wenn eine Frau nicht schwanger ist, wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass der Urin-Schwangerschaftstest korrekt anzeigt, dass sie nicht schwanger ist? | Spezifität | = B / (B + D)
= 4,449 / 4,800 |
92.7% |
Wenn der Urin-Schwangerschaftstest einer Frau positiv ist, wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass sie tatsächlich schwanger ist? | Positiver prädiktiver Wert | = A / (A + B)
= 9 / 360 |
2.5% |
Wenn der Urin-Schwangerschaftstest einer Frau negativ ist, wie hoch ist dann die Wahrscheinlichkeit, dass sie wirklich nicht schwanger ist? | Negativer prädiktiver Wert | = D / (C + D)
= 4,449 / 4,450 |
99.9% |
Unter Verwendung desselben Schwangerschaftsbeispiels aus dem obigen Abschnitt und mit dem Wissen, dass die Sensitivität 90% und die Spezifität 92,7% beträgt, können die LR+ und LR- wie folgt berechnet werden:
LR+ = 0,9 / (1 – 0,927) = 12,3 = 1.230 %.
LR- = (1 – 0,9) / 0,927 = 0,11 = 11 %
Auswertung: Die Wahrscheinlichkeit, dass eine positiv getestete Frau tatsächlich schwanger ist, ist um das 12-fache höher. Ein negatives Testergebnis verringert die Wahrscheinlichkeit einer Schwangerschaft Schwangerschaft Schwangerschaft: Diagnostik, mütterliche Physiologie und Routineversorgung um 89 %.