TP06 - Évaluation des signes et des tests de diagnostic à l’aide de la courbe ROC

Pour indications utiles à résoudre les travaux pratiques accédez: Instructions et Interpretations.    Notions introductives

La courbe ROC (Receiver Operating Characteristics) est une courbe bidimensionnelle montrant graphiquement les couples de la sensibilité (axe OY, le taux de vrais positifs) et de 1-spécificité (axe OX, (1-Sp) = taux de faux positifs), permettant ainsi l'évaluation d'un signe / test diagnostic. Il a d'abord été utilisé dans l'évaluation d'un test de diagnostic en 1960 par Lusted dans le diagnostic radiographique de la tuberculose pulmonaire. [Lusted LB. Logical analysis in roentgen diagnosis. Radiology. 1960;74:178–93].

L’analyse ROC est correctement effectuée si l'évaluation est comparée à un test de référence ( « test d'or ») et le résultat du test de diagnostic est une variable continue ou ordinale au moins cinq classes (ex. certainement normale| probablement normal| incertain| probablement anormale|certainement anormal) [Hanley JA. Récepteur caractéristique de fonctionnement (ROC) Méthodologie: l'état de la technique. Crit Rev Diagn Imaging. 1989; 29: 307-35].

Le but de l'analyse ROC est d'identifier la valeur de seuil optimale pour différencier un résultat positif d’un résultat négatif. Méthodes statistiques paramétriques (valeurs de test de diagnostic suivent une distribution normale) ou non-paramétrique (aucune hypothèse sur la distribution des valeurs de test de diagnostic) sont utilisées dans l'analyse ROC pour dériver les valeurs de l'aire sous la courbe (AUC = aire sous la courbe). Le procédé est utilisé pour mesurer un test de diagnostic ou de comparaison de deux différentes méthodes de diagnostic appliquées (mesurées à chaque patient).

La courbe ROC est:

• Une méthode d'évaluation d'un test de diagnostic.

• Une représentation graphique des valeurs seuils.

• Une méthode indépendante de la prévalence de la maladie d'intérêt.

L'analyse ROC permet de visualiser plus d'un test de diagnostic, c'est-à-dire d'identifier la valeur Se pour un Sp déterminé.

Surface sous courbe (AUC):

Un indicateur unidimensionnel qui résume l'emplacement «général» de la courbe ROC entière.

L'interprétation correcte est faite en utilisant l'intervalle de confiance à 95% associé: si la précision diagnostique AUC≥0.9 est excellente, 0.8 AUC 0.9 indique une très bonne précision diagnostique et une AUC 0.8 indique un test de diagnostic sans valeur.

La valeur maximale est 1 et indique un test de diagnostic parfait, capable d'identifier correctement les sujets malades et non-malades. AUC = 0.5 → discrimination aléatoire; AUC = 0 → le test classifie incorrectement tous les sujets malades comme négatifs et tous les sujets non- malades comme positifs. Il est possible de vérifier statistiquement si l'AUC est statistiquement significative ou non.

Hypothèses statistiques possibles:

o Un test de diagnostic:

H0: AUC = 0.5; H1: AUC ≠ 0.5

où AUC = l'aire sous la courbe du nouveau test diagnostique.

Si p 0.05 → le test de diagnostic a la capacité d'identifier les malades et les non-malades.

o Comparaison de deux tests de diagnostic:

H0: AUC1 = AUC2, vs. H1: AUC1 ≠ AUC2

où AUC1 = l'aire sous la courbe du premier test de diagnostic, AUC2 = l'aire sous la courbe du deuxième test de diagnostic.

Si p 0.05 →il existe une différence statistiquement significative dans la précision des tests; plus l'AUC est élevée, meilleur est le test evalué.

L'identification des valeurs seuils est souvent effectuée en utilisant l'une des méthodes suivantes (Figure 1):

d2 = minimum, où d2 = (1-Se) 2+ (1-Sp) 2 J = max (Se + Sp-1), où J = l'indice de Youden J = max (Se + Sp-1), où J = l'indice de Youden

Figure 1. Courbe ROC: aspects génériques. Un test de diagnostic moins performant a la courbe proche de la diagonale

 Scénario - exemple

L'appendicite aiguë est l'inflammation de l'appendice qui, s'il n'est pas traité chirurgicalement, peut se briser et pénètre dans la cavité abdominale provoquant une péritonite. Il existe trois types d'appendicite: ① catarrhe (échec) dans lequel l'annexe est turgescent, la congestion, rouge-violet, ② phlegmon (suppuration / purulente) à l'annexe ont augmenté en volume, la tension et fragile et ③ gangreneuse (colite nécrotique) le mur a des régions appendiculaire et dévitalisées avec doux aspect brun.

Cikotic et collaborateurs ont étudié l'utilité de la calprotectine (une protéine microbienne accumulée dans les neutrophiles mais existant dans une plus petite quantité également dans les monocytes et les macrophages). Le scénario de l'exercice est basé sur un article publié par Cikotic et collaborateurs et les questions de réponse est base sur cet article. Cet exercice vous aidera à évaluer l'utilité clinique d'évaluer le taux sanguin de calprotectine pour différencier une appendicite aiguë, et l'appendicite aiguë compliquée (perforation ou abcès, empyème) de celle non-compliquée.

Protocole d’étude

Afin de répondre à ces questions, nous lirons différentes sections (spécifiées pour chaque question individuelle) de l'article intitulé Plasma calprotectin level: usage in distinction of uncomplicated from complicated acute appendicitis, auteurs Cikot M, Peker KD, Bozkurt MA, Kocatas A, Kones O, Binboga S, et al., publié dans World Journal of Emergency Surgery 2016;11:7. Doi: 10.1186/s13017-016-0062-9

 1. But et objectifs (Abstract & le dernier paragraphe de l’Introduction)

Objectif: Évaluation de la calprotectine comme biomarqueur dans le diagnostic de l'appendicite aiguë et respectivement dans la discrimination entre l'appendicite aiguë compliquée et non compliquée.

Objectifs de l'étude:

Comparaison des marqueurs inflammatoires de routine dans la pratique médicale (protéine C réactive - CRP, leucocyte - WBC) avec les taux plasmatiques de calprotectine chez les patients atteints d'appendicite aiguë. Le rôle de la calprotectine plasmatique dans le diagnostic de l'appendicite aiguë compliquée et non compliquée. Précision de la calprotectine et de la protéine C-réactive comme marqueurs de l'appendicite aiguë.

2. Domaine de recherche: Evaluation d'une procédure de diagnostic

 

3. Type d'étude: (Methods)

selon les objectifs de l'étude: analytique en fonction des résultats: interventionnel Selon la technique utilisée pour choisir les groupes: sans appariement (engl. unmatched) La technique de masquage a-t-elle été utilisée pour évaluer les tests appliqués? Il n'y a aucune information dans le texte de l'article qui permettra l'évaluation du masquage.

4. Population accessible et échantillon d'étude (Methods)

Population accessible: Les patients atteints d'appendicite aiguë traités à Bakirkoy Dr. Sadi Konuk Training and Research Hospital Échantillon d'étude: Cas: Patients atteints d'appendicite aiguë ASA (American Society of Anesthesiologists) I-III avec traitement laparoscopique entre janvier 2013 et mai 2013. Les sujets atteints d'appendicite perforée, gangreneuse ou d'abcès intra-abdominal ont été inclus dans le groupe de l'appendicite compliqué. Contrôle: Patients qui étaient présents en même temps dans le même hôpital pour une douleur abdominale dans le flanc droit ou à droite et à gauche des quadrants inférieurs avec un diagnostic laparoscopique d'une autre pathologie ( douleur abdominale non spécifique ). Les patients présentant des pathologies inflammatoires pelviennes (18 cas), des ovaires hémorragiques ou brisés (16 cas) ou des diverticulites (3 cas) ont été exclus du groupe contrôle.

5. Méthode de collecte des données (Methods)

Selon la population enquêtée: L'article ne précise pas si une méthode d'échantillonnage a été utilisée ou non. En fonction de la durée de la collecte de données: Pas clairement spécifié dans l'article. Selon la composition du groupe ou des groupes de sujets: cas-témoins (les deux groupes ont été définis en fonction de la présence/absence d'appendicite aiguë).

 

6. Tests diagnostiques (Methods)

Tests de diagnostic appliqués

Claprotectine: la limite d'identification = 46,8 ng / ml. Le sang prélevé sur les patients a été centrifugé pendant 15 minutes à 2000 × g. Le plasma a été stocké à -80 ° C jusqu'au dosage. La détermination a été faite avec le kit Cal ELISA (East Biopharm, Chine) Valeurs normales de CRP: 0,01-0,5 mg / dL WBC valeurs normales: 4-11 × 103 / mm

Les marqueurs ont été déterminés après le diagnostic et avant le traitement (chirurgie).

Test de référence utilisé: examen histopathologique (cette information est disponible uniquement dans la section Résultats. Cette information devait être trouvée dans la section Méthodes.)

Les résultats attendus. L’analyse et présentation des données.

7. Analyse statistique et interprétation des résultats

Description de l'échantillon étudié (sexe, âge, etc.) (Results, dans le texte) M/F: 54/35 groupe de cas, respectivement 20/10 groupe témoin. Âge (moyenne (amplitude)): 28 (19-45) groupe de cas, 31 (21-56) groupe témoin. Dans l'échantillon d'appendicite aiguë, combien de patients ont une appendicite compliquée et combien ont une appendicite non compliquée? (Results, dans le texte) appendicite non compliquée (inflammation des muqueuses): 22 patients appendicite compliquée: 67 patients (48 patients avec appendicite phlegmoneuse, 19 patients avec appendicite gangreneuse) Quelles sont les valeurs de Se, Sp, VPP, VPN pour la calprotectine?? (Results, dans le texte)

o Pour la valeur seuil de 46 ng / ml: Se = 98.88%, Sp = 83.33%, VPP = 94.64%, VPN = 96.15%

Les valeurs des marqueurs étudiés étaient significativement différentes dans le groupe appendicite aiguë par rapport au groupe témoin? (Results, Table 1) p0.05 à Les marqueurs étudiés avaient des valeurs significativement plus élevées dans le groupe de l'appendicite aiguë par rapport au groupe témoin: Les valeurs des marqueurs étudiés étaient significativement différentes chez ceux ayant une appendicite compliquée par rapport à ceux ayant une appendicite non compliquée?(Results, Table 2) Il n’ont été pas trové des différences statistiquement significatives dans les globules blancs (WBC) (p = 0.164). Les valeurs de la protéine C réactive (PCR) étaient statistiquement significativement plus élevées dans le groupe de l'appendicite compliquée (p = 0.014). La calprotectine avait des valeurs environ 3 fois plus élevées chez les patients présentant une appendicite compliquée que chez les patients présentant une appendicite non compliquée. La différence était statistiquement élevée (p = 0.0001). Existe-t-il une différence statistiquement significative entre les marqueurs étudiés dans le diagnostic des patients atteints d'appendicite aiguë? (Results, Table 4) La comparaison des valeurs d'AUC pour les paires de marqueurs a révélé l'absence de la différence statistiquement significative (p> 0.9, voir le tableau 4) Y a-t-il une différence statistiquement significative entre les marqueurs étudiés dans l'appendicite compliquée versus l'appendicite non compliquée? (Results, Table 5)

 Interpréter les données. Discussions

8. Discussions

Quel est le marqueur le plus efficace pour identifier les patients avec une appendicite aiguë?(Results) Les trois marqueurs étudiés présentaient des valeurs de l'aire sous la courbe (AUC) supérieures à 0.9, la limite inférieure de l'intervalle de confiance étant de 95% supérieure à 0.8. → Les trois marqueurs sont de bons tests dans le diagnostic de l'appendicite aiguë. (Table 4) Quel est le marqueur le plus efficace dans dans le diagnostic (discrimination, distinguer) de l'appendicite compliquée?(Results, Table 5 & Fig. 2) Le seul biomarqueur ayant la capacité de distinguer l'appendicite compliquée par rapport à l'appendicite non compliqué est la calprotectine car l'AUC = 0.935 et l'intervalle de confiance inférieur> 0.8 indiquant un excellent test diagnostique. La limite inférieure du nombre de globules blancs (WBC) se situe dans la région d'un test diagnostique non diagnostiqué. Le niveau de confiance inférieur pour la protéine C-réactive (CRP) est inférieur à 0.5.

Notes : l’intersection avec diagonale signifie que l'AUC n'est pas significativement différente de 0.5 ; la seule courbe qui ne se croise pas en diagonale, donc le seul biomarqueur significatif est la calprotectine

9. Conclusion de l’étude

L'un des trois marqueurs étudiés est aussi utile pour identifier les patients souffrant d'appendicite aiguë. La calprotectine semble être un marqueur utile pour distinguer les patients présentant une appendicite compliquée

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