受试者工作特征曲线分析评价体格检查在腰椎间盘突出症的诊断价值
舒莉, 吴萍, 胡永胜, 田慧中, 郑君涛, 刘伟
新疆医科大学第六附属医院骨科, 乌鲁木齐 830002
通讯作者: 胡永胜, Tel:13579918472; E-mail:hys690129@126.com
作者简介:

舒莉(1982-),男,新疆阿克苏人,主治医师,硕士研究生,从事骨科专业疾病的诊断治疗研究。

摘要

目的 采用受试者工作特征曲线分析评价体格检查在腰椎间盘突出症诊断中的价值。方法 回顾性分析2017年5月15日至19日在脊柱外科门诊收治的因腰腿疼痛症状拟诊断腰椎间盘突出症的患者129例,男80例,女49例,年龄21~68岁,平均48.1岁,按照诊断标准(或者金标准)根据病史+体征(体格检查)+影像学检查(MRI、X线、CT等)+或者特殊检查(如肌电图)进行或者排除目标诊断;其中专科体格检查采用评分表评价检查结果,影像学检查(MRI、X线、CT等)结果评价采用最常用的五等级法判断,用受试者工作特征曲线分析评价体格检查结果与影像学检查结果在腰椎间盘突出症诊断中的价值。结果 129例患者均按照诊断标准要求完成相关检查及诊断过程,符合腰椎间盘突出症诊断标准的患者80例,体格检查评分的曲线下面积为0.793, P=0.000,Youden指数0.48,体格检查评分≥38为最佳临界点,对应的灵敏度87.5%、特异度40.4%。影像学检查结果的曲线下面积为0.672, P=0.002,Youden指数0.308,评分≥3.5为最佳临界点,对应的灵敏度60.0%、特异度29.2%。体格检查评分和影像学检查结果的曲线下面积与0.5相比较差异均有统计学意义。结论 在腰椎间盘突出症的诊断中体格检查与影像学检查比较有更高的灵敏度和特异度,有较高的诊断价值,门诊应根据体格检查结果合理选择MRI等影像学检查项目。

关键词: 腰椎间盘突出症; 体格检查; 诊断; ROC曲线分析
中图分类号:R681.5+3 文献标识码:A 收稿日期: 2018-08-31
Evaluation of The Diagnostic Value of Physical Examination in Lumbar Intervertebral Disc Herniation by ROC Curve Analysis
SHU Li, WU Ping, HU Yong-sheng, TIAN Hui-zhong, ZHENG Jun-tao, LIU Wei
Department of Orthopedics, Sixth Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi 830002, China
Abstract

Objective To evaluate the value of physical examination in the diagnosis of lumbar disc herniation by receiver operating characteristic (ROC) curve analysis.Methods Retrospectively analyzed 129 cases of low back pain patients intended to diagnosis with lumbar disc herniation in Spine Surgery Clinic from May 15 to 19, 2017. Eligible patients including 80 males and 49 females, aged from 21 to 68 years old, average 48.1. According to the diagnostic criteria (or gold standard) and based on the medical history + signs (physical examination) + imaging tests (MRI, X-ray, CT, etc.) + or special inspection (electromyography) to include or exclude target diagnosis; A score sheet was used to assess the specialist physical examination, a five-levels method was used to evaluate imaging tests (MRI, X-ray, CT, etc.) results, the value of physical examination and imaging tests in the diagnosis of lumbar disc herniation was evaluated by ROC curve analysis.Results All of the 129 patients completed the relevant tests and diagnosis process according to the diagnostic criteria. 80 patients were diagnosed with lumbar intervertebral disc herniation. The area under the ROC curve of physical examination was 0.793, P=0.000, and the Youden index was 0.48, and the score of physical examination ≥38 was the optimal cutoff, with the corresponding sensitivity of 87.5% and specificity of 40.4%. The area under the ROC curve of imaging results was 0.672, P=0.002, and the Youden index was 0.308, and a score ≥3.5 was the optimal cutoff, with the corresponding sensitivity of 60.0% and specificity of 29.2%. The area under the ROC curve of physical examination and the imaging results were statistically significant compared with 0.5.Conclusions In the diagnosis of lumbar disc herniation, physical examination has higher sensitivity and specificity compare to imaging results, with high diagnostic value. MRI and other imaging tests in outpatient service should be reasonable choosed according to the results of the physical examination.

Key words: lumbar disc herniation; physical examination; diagnosis; ROC curve analysis

临床医生诊断疾病的过程是非常复杂的, 影响判断的相关因素很多, 大多数骨科疾病的诊断由临床表现、体格检查、影像学检查或者再加上特殊检查就可以完成, 一般来说取决于诊断试验(诊断方法)和试验者(诊断医师)两个因素, 它们共同构成一个“ 诊断系统” (diagnostic system) [1, 2]。任何诊断方法对目标诊断结果的显示都不是十全十美的, 以腰椎间盘突出症为例, 医师通常会按照诊断标准(或者金标准)根据病史+体征(体格检查)+影像学(MRI、X线、CT等)+或者特殊检查(如肌电图)进行目标诊断, 其中病史+体征(体格检查)为医师最容易取得的资料, 影像学(MRI、X线、CT等)+或者特殊检查(如肌电图)结果不能快速取得, 这时候医师需要判断患者有多大的可能应该完成进一步的检查, 即其预测值[3](predictive value)又称预告值、诊断价值如何, 本文拟通过受试者工作特征(receive operating characteristic, ROC)曲线分析评价体格检查在腰椎间盘突出症的诊断价值, 确定最佳临界点和可疑值范围, 同时通过ROC曲线分析评价影像学检查的诊断价值。

1 对象与方法
1.1 对象

选取2017年5月15日至19日在门诊因腰腿疼痛症状就诊拟诊断腰椎间盘突出症的患者129例作为研究对象, 其中男80例, 女49例, 年龄21~68岁, 平均48.1岁, 入选标准:因腰腿疼痛不适症状, 需要诊断或者排除腰椎间盘突出症, 能够完成相关检查, 其中MRI检查是必选项目, X线、CT、肌电图可根据需要选择。排除标准:(1)不愿意配合检查诊断, 或者无法完成所需要资料的收集, 存在医疗纠纷。(2)外伤造成腰、腿部有骨折。(3)腰、腿部做过手术不足半年。(4)年龄小于18岁或者大于70岁。(5)合并有严重心、脑、肾等疾病。(6)精神异常或心理障碍者。

1.2 方法

1.2.1 设计

本研究属于横断面调查。研究者分为三组, A组由3名本专业医师进行体格检查资料评定; B组由3名本专业医师进行影像学资料评定; C组由3名本专业医师进行综合判断。为减少误差, 各组人员固定且均有1名高级职称医师。

1.2.2 临床资料

包括患者的年龄、性别、病史等, 体格检查采用表1的评分标准, 该评分标准结合腰椎间盘突出症专科体格检查内容, 根据检查对于诊断的重要性、鉴别诊断、出现频率等进行评分。本研究采用的诊断标准(或者金标准)是根据专业要求与特点通过临床综合判断确定的, 也就是根据病史+体征(体格检查)+影像学(MRI、X线、CT等)+或者特殊检查(如肌电图)综合分析判断确定的诊断, 阳性(+)是指病例组中按照诊断标准(或者金标准)证实患有目标疾病者。阴性(-)是指按照诊断标准(或者金标准)证实未患有目标疾病者, 包括非目标疾病者和(或)与目标疾病容易产生混淆的疾病患者, 比如:腰椎管狭窄症、腰部肌肉软组织慢性劳损、腰部扭伤、第三腰椎综合征、强直性脊柱炎、脊柱腰椎结核、脊柱腰椎肿瘤、下肢静脉血栓、股骨头坏死、膝关节骨性关节炎等。影像学采用多等级法, 最常用的五等级法判断结果[2], 对每个患者的影像学(MRI、X线、CT等)+或者特殊检查(如肌电图)诊断结果的判断, 需要在下列5种可能中选择其中1种:①肯定阳性, 确定目标诊断; ②可能阳性, 个人根据理解判断; ③不清楚, 无法确定; ④可能阴性, 个人根据理解判断; ⑤肯定阴性, 排除目标诊断。依照金标准分别计算出真阳性率和假阳性率。

表1 腰椎间盘突出症体格检查评分标准
1.3 统计学方法

使用SPSS 22.0统计软件。对于预测值的评价采用ROC曲线计算灵敏度、特异度、Youden指数、最佳临界点、曲线下面积等, 其中两组曲线下面积的比较采用t检验。

2 结 果

129例患者均按照诊断标准要求完成相关检查及诊断过程, 符合腰椎间盘突出症的有80例, 体格检查评分的曲线下面积为0.793, P=0.000; Youden指数0.48, 体格检查评分≥ 38为最佳临界点, 对应的灵敏度87.5%、特异度40.4%。影像学检查结果的曲线下面积为0.672, P=0.002; Youden指数0.308, 评分≥ 3.5为最佳临界点, 对应的灵敏度60.0%、特异度29.2%。体格检查评分和影像学检查的曲线下面积与0.5相比较差异均有统计学意义, 体格检查评分的曲线下面积大于影像学检查结果的曲线下面积, 见图1。二种检查方法比较的统计学分析数据见表2。表明体格检查的诊断效能优于影像学结果。

图1 体格检查评分和影像学检查结果的ROC曲线

表2 二种检查方法比较的统计学分析数据
3 讨 论

医师在腰椎间盘突出症的诊断过程中或多或少存在以下问题:(1)过于依赖影像学检查结果, 看病的过程就是看片子的过程, 特别是MRI检查, 门诊甚至出现没有MRI检查医生不敢轻易判断或无法给予治疗的情况, 对于大多数患者而言, 没有进行仔细的体格检查是造成许多患者就医感受不好的原因之一。(2)大医院的MRI检查预约时间普遍偏长, 需要几天甚至1周, 不能随需随做, 患者等待时间长, 肌电图检查属于有创检查, 对技术及设备要求高, 这些都不适合普及应用于社区和基层医院开展诊断治疗活动。(3)一些医生基本诊断能力严重不足, 动手能力差, 体格检查的重要性没有体现, 对住院医师、规培医师、实习医师培训指导的带教工作有缺陷。(4)现在开展的远程会诊亦有不足, 网络看病、手机看病仅仅能够询问病史、阅片, 没有体格检查, 违背医师诊断的基本原则[3], 存在严重缺陷。(5)少数患者因为体内存在金属或者异物或患有幽闭恐惧综合征无法做MRI检查, 这些情况医生应该考虑如何进行相关检查。通常认为医师在临床诊断过程中应该将询问病史、体格检查作为患者诊断的第一手资料, 第一手资料属于基本资料, 根据专业特点合理分析判断所需要的进一步检查作为第二手诊断资料, 第二手资料属于辅助资料, 对于大多数疾病应该以第一手资料的内容作为主要资料开展诊断治疗行为, 这是医师诊断疾病必须遵守的基本思路与行为。许多疾病有时候是非常复杂且难以辨别的, 虽然现代医学进步很快, 出现了许多新的诊断方法与技术, 但是依然有其局限性与不足, 如果直接以第二手诊断资料作为直接诊断依据开展诊断治疗行为, 容易犯主观错误造成误诊。以腰椎间盘突出症为例, 第二手资料与第一手资料明显不符的情况并不少见, 这时候应该以第一手资料为主, 在这里强调体格检查的重要性, 并不是在否定影像学检查特别是MRI检查的重要性, 而是在诊断过程中, 应该合理地应用MRI检查, 不是所有待诊患者都需要做MRI检查。以腰椎间盘突出症为例, 在诊断过程中, 体格检查作为诊断试验[4](诊断方法)是因为其具有良好的真实性、可靠性、可重复性和一定的预测性, 能够为进一步的诊断及处理提供思路与方向, 而且还具有简单、快速、廉价、安全、容易接受5个特点。

从诊断试验的测量值、截断值变化与敏感性和特异性的关系图(见图2)中可以看到, 患者与非患者呈现部分重叠的双峰分布, 在A点竖线与B点竖线之间区域既有患者也有非患者, 临床实际工作中诊断界值(threshold, 即诊断标准, 图2中的经过C点竖线作为诊断界值)可以因为许多因素发生变化时, 诊断界值向左或者向右移动时其敏感度和特异度也会随之发生相应变化, 当诊断界值向A方向移动时诊断试验的灵敏度不断增高, 能够发现更多的患者, 同时假阳性增高, 特异度不断降低; 当诊断界值向B方向移动时诊断试验的特异度不断增加, 能够发现更多的非患者, 同时假阴性增高, 灵敏度不断降低。临床实际工作中诊断试验需要灵敏度与特异度达到一个平衡才具有好的诊断效能, 通常将诊断界值临界点定在患者与非患者双峰分布的交界处, 而实际操作时采用ROC曲线分析来决定最佳截断值, ROC曲线分析可以很好地进行直观对比, ROC曲线分析的本质就是动态分析、比较不同诊断试验在多个诊断界值条件下, 其相对应的灵敏度-特异度曲线[5]

图2 诊断试验的测量值、截断值变化与灵敏度和特异度的关系图

ROC 曲线分析[6], 源于信号探测理论, 最早用于雷达兵判断信号和噪声之间的关系, 1960年首先将ROC分析应用于医学诊断领域, 是目前国际公认的能够非常直观评价2种或2种以上诊断效能差异性的客观标准。ROC分析反映的是随诊断界值改变而动态变化的灵敏度、特异度曲线, 能够很好地反映医生的诊断过程是否客观、合理、准确。在医师的诊断工作中, 相同的疾病在许多方面表现出不同的情况, 不同医师的诊断水平也会有差异, 这些都会影响诊断效能, 那么医师在诊断时就会出现不一样的结果, 也就是可能出现假阳性或者假阴性[7]

在骨科医师临床诊断过程中, 诊断医师根据专业知识的理解、患者实际情况及各种检查结果, 可能做出多种诊断结果, 采用ROC曲线分析可以发现如果诊断界值很低, 判断为阳性结果的患者就会很多, 因为假阳性患者会明显增加, 这时候灵敏度很高, 特异度很低, 如曲线的开始上升期, 反之诊断界值很高, 判断为阳性结果的患者就会很少, 因为许多患者会判断为无病, 造成诊断患者明显下降, 这时候灵敏度很低, 特异度很高, 如曲线顶部的水平期, 上升期与水平期的中间阶段是曲线的最佳临界点区域, 也是灵敏度、特异度实际临床意义区域。所以只有对不同的诊断界值下的灵敏度-特异度曲线进行比较, 才能全面反映诊断系统的效能。在腰椎间盘突出症的诊断过程中, 可以看到体格检查评分的曲线下面积大于影像学结果的曲线下面积, 表明体格检查的诊断效能优于影像学结果, 进一步说明体格检查在诊断中的重要性, 体格检查评分≥ 38为最佳诊断临界点; Youden指数0.48, 对应的灵敏度87.5%、特异度40.4%, 影像学结果评价曲线Youden指数0.308, 对应的灵敏度60.0%、特异度29.2%。说明体格检查相应指标优于影像学结果。体格检查评分的曲线下面积和影像学结果的曲线下面积均大于0.5, 说明二者均为有效诊断方法[8]

参考文献
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[8] 于学文, 牛刚, 杨健, . 腰椎间盘突出症CT、MRI诊断的定量评价[J]. 中华医学杂志, 2011, 91(1): 23-27. [本文引用:1]