Прогностическая ценность теста

Как уже отмечалось, чувствительность и специфичность - это характеристики теста, которые необходимо учитывать при ре­шении вопроса о том, следует ли использовать данный тест. Но

как только тест применен и получены результаты (положитель­ные или отрицательные), понятия чувствительности и специфич­ности теряют смысл, поскольку теперь диагноз известен.

Определения

Вероятность наличия заболевания при условии известного результата теста называется прогностической ценностью(predic­tive value) теста (см. рис. 3.2). Прогностическая ценность положи­тельного результата - это вероятность заболевания при положи­тельном (патологическом) результате теста; прогностическая цен­ность отрицательного результата - вероятность отсутствия за­болевания при отрицательном (нормальном) результате теста. Знание прогностической ценности теста позволяет врачу ответить на вопрос: "Каковы шансы, что данный пациент страдает (не стра­дает) определенным заболеванием, если у него результат теста по­ложителен (отрицателен)"? Прогностическую ценность иногда называют апостериорной (или посттестовой) вероятностью, т.е. вероятностью выявления болезни после того, как стали известны результаты теста (см. рис. 3.3). Среди пациентов, которым врачи общей практики поставили по клинической картине диагноз стрептококковой ангины, менее половины (44%) действительно имели это заболевание в соответствии с результатом посева мазка (прогностическая ценность положительного результата 44%). Прогностическая ценность отрицательного заключения врача об­щей практики оказалась выше: из 87 пациентов, которым диагноз стрептококковой ангины не был поставлен, у 77 (88%) диагноз также был исключен по результатам посева мазка.

Ранее были объяснены показатели, используемые для оценки эффективности диагностического теста в целом. Один из таких показателей - точность - соответствует доле правильных резуль­татов теста в общем количестве результатов как положительных, так и отрицательных. (Для представленного на рис. 3.3 примера с диагностикой ангины точность диагноза, поставленного врачом общей практики по клинической картине, равнялась 70%.) Другой обобщенный показатель при известных результатах применения теста - это площадь под характеристической кривой. Однако та­кие суммарные показатели слишком грубы и не могут быть полез­ны, поскольку специфическая информация об их составляющих - чувствительности, специфичности и прогности-ческой ценности для конкретных точек разделения, теряется при их объединении.

Факторы, определяющие прогностическую ценность теста

Прогностическая ценность - это характеристика не только самого теста. Она зависит как от чувствительности и специфично­сти теста, так и от распространенности заболевания в исследуе­мой популяции, т.е. доли лиц с изучаемым заболеванием в опреде­ленной популяции в данный момент времени. Распространен­ность называется также априорной (или претестовой) вероятнос­тью, т.е. это вероятность выявления болезни до того, как стали из­вестны результаты теста. (Подробнее о распространенности см. главу 4.)

Математическая формула, связывающая чувствительность, специфичность теста и распространенность заболевания с пред­сказательной ценностью положительного результата, выводится из теоремы Байеса для условных вероятностей:

Прогностическая ценность___________ (чувствительность) X (распространенность)________________________

положительного (чувствительность ? распространенность) т (1 - чувствительность) X (1 - распространенность) результата

Чем чувствительнее тест, тем выше прогностическая цен­ность его отрицательного результата (т.е. возрастает уверенность врача в том, что отрицательные результаты теста отвергают нали­чие заболевания).

Казалось бы, какое отношение имеет распространенность за­болевания к отдельному пациенту? Для тех, кто настроен скепти­чески, продемонстрируем, как будет работать тест при крайних значениях распространенности заболевания. Вспомним, что неза­висимо от того, насколько чувствителен и специфичен тест (все­гда далекий от совершенства), небольшая доля пациентов немину-

емо классифицируется ошибочно. Представим себе популяцию, в которой ни у кого нет рассматриваемого заболевания. В такой группе все положительные результаты, даже при очень специфич­ном тесте, будут ложноположительными. Следовательно, когда распространенность заболевания стремится к нулю, прогностиче­ская ценность положительного результата теста тоже стремится к нулю. Наоборот, если данная болезнь есть у каждого в исследуе­мой популяции, все отрицательные результаты даже высокочувст­вительного теста окажутся ложноотрицательными. Когда распро­страненность стремится к 100%, прогностическая ценность отри­цательного результата теста стремится к нулю. Убедить скептика в существовании перечисленных связей поможет также анализ рис. 3.2: фиксируя чувствительность и специфичность на постоян­ном уровне и изменяя распространенность, попробуйте вычис­лить прогностическую ценность теста.

Влияние распространенности заболевания на прогностичес­кую ценность положительного результата теста для различных высоких уровней чувствительности и специфичности иллюстри­рует рис. 3.8. Когда распространенность болезни в исследуемой популяции относительно высока (несколько процентов и более) тест работает хорошо. Однако при низких значениях распростра­ненности прогностическая ценность положительного результата падает почти до нуля и тест практически непригоден. По мере сни­жения чувствительности и специфичности зависимость прогнос­тической ценности теста от распространенности заболевания уси­ливается.

Пример. Прогностическая ценность теста с ПСА для диагности­ки рака предстательной железы исследовалась при разных значени­ях распространенности заболевания. Среди пожилых мужчин, у ко­торых отсутствовали какие-либо симптомы, а распространенность рака предстательной железы оценивалась в 6-12%, лишь приблизи­тельно у 15% с уровнем ПСА 4 мг/дл и более действительно был рак предстательной железы. В группе более высокого риска (с симптомами или вызывающими подозрение результатами пальце­вого ректального исследования), где распространенность составля­ла 26%, рак был обнаружен у 40% мужчин с положительным ре­зультатом теста [7]. Иными словами, если бы тест использовался для скрининга в группе мужчин без симптомов заболевания, то на один случай истинного выявления рака пришлось бы 5-6 случаев ошибочного выявления заболевания, причем этих пациентов при­шлось бы подвергнуть дополнительным исследованиям, часто включая биопсию. В то же время в группе с выраженной симптома­тикой рака предстательной железы, заболевание подтверждается почти у 50% больных, имеющих положительный результат теста при скрининге по уровню ПСА.

Другой пример влияния распространенности болезни на прогностическую ценность положительного результата теста от­носится к принимаемым в наше время мерам профилактики пере­дачи вируса иммунодефицита человека через препараты крови.

Пример. Донорская кровь подвергается скринингу на антитела к ВИЧ.

Однако положение менялось. По мере увеличения распространен­ности ВИЧ-инфекции в общей популяции повысилась и прогностическая ценность положительного результата теста при скрининге. Через год после выхода в свет упомянутой статьи были опубликованы данные о том, что распространенность инфициро­ванных порций крови составляет 25 на 10 000 среди 67 190 обследо­ванных, следовательно, при тех же значениях чувствительности и специфичности прогностическая ценность положительного резуль­тата теста равна 2,5%, т.е. стала гораздо выше, чем несколькими го­дами раньше [9].

Оценка априорной вероятности заболевания

Как оценить априорную вероятность заболевания у пациента, чтобы вычислить прогностическую ценность того или иного ре­зультата теста? Существует несколько источников информации: медицинская литература, архивы медицинских учреждений, мне­ние специалистов. Хотя итоговая оценка априорной вероятности заболевания редко бывает точной, ошибка, как правило, не на­столько велика, чтобы изменить клинические суждения, базирую­щиеся на этих оценках. Во всяком случае, врачебные решения, бе­зусловно, становятся точнее, если они основаны на формальных оценках, а не на общих представлениях.

В принципе, при определении прогностической ценности ре­зультата теста априорная вероятность заболевания более важна, нежели чувствительность и специфичность (см.

факторов риска и клинических особенностей пациентов. Для при­мера достаточно взять различия в вероятности наличия болезни печени у здорового молодого человека, не злоупотребляющего наркотиками или алкоголем, и у желтушного наркомана, приме­няющего внутривенные наркотики. В настоящее время врачам не нужны тесты, чувствительность и специфичность которых суще­ственно ниже 50%, а если оба эти показателя равны 99%, то тест считается отличным. Другими словами, на практике чувствитель­ность и специфичность редко варьируют более чем в двукратных пределах.

Как повысить априорную вероятность заболевания

Поскольку прогностическая ценность результата теста зави­сит от распространенности заболевания, становится понятным, почему врачи стремятся применять диагностические тесты в груп­пах больных с повышенной распространенностью подозреваемой болезни. В действительности (см. рис. 3.8) диагностические тесты наиболее эффективны, когда распространенность заболевания не слишком высока и не слишком низка.

Существуют различные способы повышения вероятности за­болевания в обследуемой группе до назначения диагностического теста.

Процесс предварительного отбора

Хорошо известен такой способ повышения вероятности бо­лезни в обследуемой группе, как направление пациентов на обсле­дование в клинику или отделение неотложной медицинской по­мощи. Заключение специалистов увеличивает шансы того, что за жалобами пациента действительно кроется серьезное заболева­ние, что оправдывает более активный подход к проведению диа­гностических тестов. В практике первичной медицинской помо­щи, особенно в отсутствие у пациента жалоб, шансы обнаружения болезни значительно ниже, поэтому тесты следует назначать с большей осторожностью.

Пример. Работая в военном госпитале, один из авторов этой кни­ги наблюдал сотни людей с головной болью. Он редко назначал ди­агностические тесты и не встретил ни одного случая, когда головная боль была обусловлена серьезными причинами. Автор полагает, что серьезные заболевания не были пропущены, поскольку пациенты этой категории постоянно лечились в одном госпитале и долгое вре­мя находились под наблюдением. Однако после возвращения на ра­боту в районную больницу автор в течение первой же недели столк­нулся со случаем, когда у пациента, обратившегося в отделение не­отложной медицинской помощи по поводу головной боли, был об­наружен абсцесс мозжечка.

Поскольку на протяжении своей клинической практики врач порой оказывается в условиях, когда распространенность того или иного заболевания может быть крайне низкой или крайне высокой, он должен иметь в виду, что интенсивность диагности­ческих мероприятий должна соответствовать конкретной ситуа­ции.

Демографические группы

Работая с определенным контингентом больных, врач может повысить эффективность диагностических тестов путем их прове­дения в демографических группах с повышенным риском заболе­вания. Так, у 65-летнего мужчины вероятность ишемической бо­лезни сердца в качестве причины атипичной боли в грудной клет­ке будет в 15 раз выше, чем у 30-летней женщины. Следовательно, ЭКГ-проба с физической нагрузкой (специальный тест для диа­гностики ИБС) менее эффективна для подтверждения диагноза у молодой женщины, нежели у пожилого мужчины [10]. Аналогич­ным образом прогностическая ценность положительного резуль­тата теста на серповидно-клеточную анемию выше у представите­лей негроидной расы, чем у европеоидов.

Особенности клинической ситуации

Решение о назначении диагностического теста в существен­ной мере зависит от особенностей клинической ситуации. Вероят­ность выявления болезни повышается или снижается в зависимо­сти от наличия или отсутствия симптомов и факторов риска. На­пример, диагноз ИБС у женщины с болями в грудной клетке бо­лее вероятен, если пациентка страдает типичной стенокардией, она курит и у нее повышено артериальное давление. В подобных случаях проведение ЭКГ-пробы с физической нагрузкой выявит ИБС с большей вероятностью, чем у лиц с жалобами на неспеци­фические боли в грудной клетке, и без факторов риска ИБС.

Большинство врачей интуитивно осознают, что ценность ди­агностического теста повышается, если вероятность данной болез­ни у пациента велика. Однако при возрастающей доступности ди­агностических тестов соблазнителен менее избирательный подход к их назначению. Нужно помнить, что чем менее избирательно врач подходит к назначению теста, тем ниже и распространен­ность заболевания, и прогностическая ценность положительного результата теста.

Роль этого эффекта может быть гораздо важнее, чем полагают многие.

Пример, На рис. 3.9 изображено влияние некоторых факторов на интерпретацию результатов ЭКГ-теста с физической нагрузкой. Прогностическая ценность положительного результата этого теста для диагностики ИБС может изменяться от 1,7 до 99,8% в зависимо­сти от возраста, симптомов и выраженности изменений на ЭКГ. Так, снижение сегмента STна 1 мм во время нагрузки у 35-летнего паци­ента, не имеющего симптомов, будет ложноположительным в 98% случаев и более. Такие же результаты теста у 60-летнего пациента с типичной стенокардией в анамнезе будут означать наличие ИБС в 90% случаев и более [10].

Учитывая возможность такого эффекта, врачи должны по-раз­ному интерпретировать сходные результаты тестов в различных си­туациях. Отрицательный результат при пробе с физической нагруз­кой у 35-летнего пациента без каких-либо симптомов только под­твердит и без того малую вероятность ИБС, а положительный ре­зультат у такого обследуемого (бегуна, пилота, бизнесмена), навер­ное, введет в заблуждение. Совсем иначе обстоит дело при обследо­вании 65-летнего мужчины с типичной стенокардией, когда тест скорее поможет подтвердить, а не отвергнуть болезнь. Тест полезнее всего использовать в промежуточных ситуациях, когда априорная вероятность заболевания не слишком высока и не слишком низка.

Рис. 3.9. Влияние распространенности заболевания на прогностическую ценность положительно­го результата теста Вероятность наличия ишемической болезни сердца (ИБС) у мужчин в зависи­мости от возраста, симптомов и снижения сегмента STна ЭКГ при пробе с физической нагрузкой [Diamond G А , Forrester J S Analysis of probability as an aid in the clinical diagnosis of coronary artery disease N Engl J Med 1979,300 1350-1358]

Например, у 60-летнего мужчины с атипичной болью в области сердца вероятность ИБС составляет 67% до проведения пробы с физической нагрузкой и 99% после пробы, показавшей снижение сегмента STна 2 мм и более.

Поскольку диагностическая эффективность теста сильно зави­сит от распространенности заболевания, врач должен оценить веро­ятность болезни до назначения теста. До недавнего времени при оценке априорной вероятности заболевания врачи опирались лишь на клинические наблюдения и собственный опыт. Теперь благодаря наличию больших электронных банков клинических данных есть возможность количественно оценивать вероятности заболевания при различных сочетаниях клинических признаков [11].

Замечания по поводу медицинской литературы

Публикуемые описания диагностических тестов часто вклю­чают в себя не только показатели чувствительности и специфич­ности, но и интерпретацию положительных и отрицательных ре­зультатов теста, т.е. прогностическую ценность. Это следует при­ветствовать, поскольку такая информация действительно нужна клиницистам. Однако подобные исследования чаще всего прово­дятся в университетских клиниках, среди пациентов, у которых распространенность серьезных заболеваний относительно высока. Вследствие этого имеющиеся в медицинской литературе выводы о прогностической ценности тестов могут оказаться ошибочными, если применить тот же тест в менее рафинированных условиях. Еще хуже то, что некоторые авторы оценивают эффективность те­ста, проводя его в группе заведомо больных и в равной ей по чис­ленности группе заведомо здоровых. Это неплохой способ опреде­ления чувствительности и специфичности. Однако прогностичес­кая ценность положительного результата, определенная в таких исследованиях, ни о чем не говорит, поскольку она определена в популяции пациентов с искусственно заданной авторами распро­страненностью заболевания на уровне 50%.