Что такое отсев области применения отсева какой фракции он бывает: Виды отсева щебня – классификация разновидностей

Виды отсева щебня – классификация разновидностей

Отсев щебня – это продукт, который получают при дроблении каменной породы. По внешнему виду он напоминает крупный песок, цвет зависит от исходного материала. Размер частиц отсева не превышает 10 мм.

• Виды отсева
• По происхождению
• Гранитный
• Базальтовый
• Амфиболитовый
• Диоритовый
• Габбро
• Мраморный
• Серпентинитовый
• Кварцевый
• Известняковый
• Гравийный
• Вторичный
• Шлаковый
• Керамзитовый отсев
• Пироксенитовый отсев
• По фракциям
• По конечной обработке
• Обогащенный отсев
• Необогащенный отсев

Долгое время отсев считался побочным продуктом с невысокой стоимостью, но сегодня его ценность выросла. Использование отсева позволяет удешевить конечную продукцию и рациональнее использовать природные ресурсы.

Отсев также известен под следующими названиями:

• Песок из отсевов дробления
• Песок из отсева дробления щебня
• Каменная пыль
• Высевок

В целом, разделение отсева на виды производится на основании следующих параметров:

• Происхождения
• Фракции
• Конечной обработки

Дальше мы подробнее разберем, как характеризуется материал по каждому параметру.

По происхождению

Чаще всего сырьем для производства отсева выступают горные породы – магматические, метаморфические или осадочные. Первый вид выгодно отличается от двух остальных, так как обладает лучшими характеристиками. Реже сырьем выступают отходы других производств, таких как шлаки, бой бетона и кирпича.

По сути, из какого материала отсев приготовлен – так он и будет называться. Например, гранитный – из гранита, мраморный – из мрамора, керамзитовый – из керамзита и так далее.

Есть несколько разновидностей по происхождению; ниже мы рассмотрим подробнее каждую из них.

Гранитный

Это продукт, получаемый при производстве гранитного щебня. Он обладает очень высокими характеристиками, которые позволяют применять его в любых строительных работах. В отличие от песка, такой материал не содержит глины. Поэтому в нашем регионе на гранитном отсеве даже производят бетон на предприятиях.

Базальтовый

Базальтовый отсев – это высококачественный материал магматического происхождения. По характеристикам он превосходит даже гранит: обладает высокой плотностью и теплопроводностью. Но декоративная ценность у него ниже. К тому же, базальтовые месторождения есть далеко не во всех регионах.

Амфиболитовый

Амфиболит – это достаточно красивая порода, и в некоторых регионах его добывают для производства декоративного облицовочного камня. Однако в окрестностях Екатеринбурга, например, такого сырья нет, и весь амфиболит идет на производство щебня. Там же получается и отсев. Показатели у этого материала очень высокие, он лишь немного уступает гранитной разновидности.

Диоритовый

Он относится к магматическим горным породам. Но, в отличие от других представителей данного вида, имеет более низкие характеристики. В первую очередь, это касается морозостойкости материала. Поэтому он не используется для приготовления бетона, но хорошо подойдет для различных видов отсыпки.

Габбро

Его получают из магматической породы, по своим качествам похожей на гранит и базальт, но уступающей по ряду параметров. Хотя он достаточно прочный и не впитывает лишнюю влагу.

Основные компоненты габбро – плагиоклаз, пироксен, реже оливин и роговая обманка. Порода практически не имеет в своем составе кварца. Поэтому цвет отсева габбро бывает серым, черным или темно-зеленым.

В Свердловской области встречается светло-серый. Такой материал имеет гладкую и мягкую структуру, при растирании между пальцами скользит, будто мыльный. Его частицы не способны обеспечить хорошее сцепление с компонентами бетонных растворов, поэтому там он не используется.

Мраморный

Мрамор является метаморфической породой карбонатного или доломитового происхождения. Цвет камня белый, бежевый, желтый, с голубым или розовым оттенком, гораздо реже – черный, темно-коричневый или зеленый. Отсев, который получают из мрамора, темнее, чем основная порода. Это связано с наличием различных примесей.

Мраморный отсев – химически инертный и имеет нейтральную реакцию. Он не вступает во взаимодействие с растворителями и другими наполнителями. Материал предотвращает рост бактерий и грибков.

Отсев из мрамора нашел свое применение в ландшафтном дизайне и декоре зданий. В строительстве с ним сложнее. Во-первых, мрамор в принципе имеет низкую прочность и морозостойкость. Во-вторых, он часто бывает закрупнен (смотрите фото ниже), а это усложняет работы, где требуется устройство ровного покрытия.

Серпентинитовый

Это продукт, получаемый в процессе переработки серпентинита (змеевика). Порода является метаморфической, химический состав — непостоянный. Серпентинит — это слоистые силикаты, оливин, пироксен, амфиболы, магнетит, хромит, карбонаты, лизардит, хризотит и другие минералы.

Серпентинит имеет оливковый или зеленый цвет, реже – желто-зеленый или черный. По внешнему виду напоминает шкуру змеи, отсюда и пошло его название. Оттенок материала меняется при увлажнении, например, под дождем. Отсев из этой породы бывает серым, темно-зеленым, оливковым или черным.

Кварцевый

Кварцевый отсев также относится к метаморфическим породам и представляет большую ценность. Особенно востребован материал с высоким содержанием кремнезёма. Основное применение кварцевый отсев нашел в качестве сырья в стекольной промышленности и производстве кремния.

Известняковый

Известняковый отсев – это материал, получаемый в процессе переработки известняка. Он содержит большое количество карбоната кальция, примеси железа, магния и других минералов. Чем больше в породе кальция, тем отсев получается мягче, магний же – наоборот – придает ему твердости. Цвет материала бывает серым, белым, желтым или красным, в зависимости от включений.

Часто встречается термин «известковый отсев». На самом деле, это не совсем правильно. Поскольку исходная порода называется известняком, то и производные продукты от нее – «известняковые».

Гравийный

Преимущественно данный материал встречается в тех регионах, где отсутствуют твердые горные породы. Чтобы получить хоть сколько-нибудь прочный материал, приходится использовать гравий. Однако сам по себе гравий тоже обладает низкими характеристиками. Для повышения его качества зерна материала погружают в дробилки. В процессе самые слабые зерна разрушаются и перемалываются в мелкую песчаную субстанцию – это и есть гравийный отсев.

Для ответственных работ такой материал не подходит. Но он используется для ремонта грунтовых дорог, отсыпки садовых дорожек, а также в декоративных целях.

Вторичный

Вторичный отсев получают при дроблении старого бетона, кирпича, шифера или других стройматериалов. Его качество значительно ниже, чем у отсева из горных пород, а состав очень неоднороден. На фото ниже вы можете увидеть крупные частицы кирпича, камни и прочие включения. Все они имеют разную прочность, по-разному переносят нагрузки.

Данный отсев можно использовать для укладки тротуарной плитки, обустройства бордюров. Внешний вид у него малопривлекательный, поэтому в ландшафтном дизайне такой материал не применяется. Не подойдет он и для тех целей, где предполагаются повышенные нагрузки. К примеру, для обустройства парковки под автомобиль лучше поискать что-то другое.

Шлаковый

Материал получают в процессе дробления отходов металлургии. Он имеет высокую плотность при укладке, вместе с цементом превращается в монолитную массу. Используется в бетонных и железобетонных конструкциях. Не рекомендуется для жилых зданий из-за вредности.

Керамзитовый отсев

Его получают при дроблении или производстве керамзита (обожженная легкоплавкая глина). Используют в качестве наполнителя легкого бетона.

Пироксенитовый отсев

Пироксенитовый отсев получают в результате дробления магматической горной породы – пироксенита – на щебень. Материал может иметь серый, черный или бурый цвет. По характеристикам он нисколько не уступает своим собратьям – граниту, диориту, серпентиниту. Поэтому пироксенитовый отсев широко применяется в строительных и дорожных работах.

В Свердловской области встречаются не все виды отсева:

Чаще всего в нашем регионе используются материалы магматического происхождения – гранитный, габбро,  серпентинитовый, пироксенитовый и диоритовый отсев. У них высокое качество, и добываются породы в больших количествах. Базальтовых карьеров в области нет.

Мраморный отсев используется в основном для декора. Осадочный известняковый применяют редко из-за низких качественных характеристик. Вторичный отсев производится в небольшом количестве. Шлаковый не слишком популярен, так как небезопасен для здоровья.

По фракциям

Фракция отсева – это размер его зерен, который измеряется в миллиметрах.

Различают следующие фракции:

• 0-0,16 мм
• 0,16-2 мм
• 2-5 мм
• 0-5 мм
• 0-10 мм

В Свердловской области распространены две последние фракции: 0-5 и 0-10 мм.

Например, фракция 0-5 обозначает, что в общей массе встречаются зерна крупностью до 5 мм. А фракция 0-10 содержит зерна крупностью до 10 мм.

Производство первой фракции встречается гораздо чаще. Это связано с тем, что обычно на карьерах стоит дробилка, у которой нижние сита имеют диаметр ячеек 5 мм. Значит, на таком карьере выпускается мелкая фракция щебня – 5-10, 5-20 или 5-25. А 5-20 – это одна из самых популярных фракций.

Производство отсева 0-10 не позволяет одновременно получать фракции 5-10, 5-20 или 5-25. Потому что размер ячеек на нижних ситах будет 10 мм. Таким образом, минимальная фракция щебня в таком случае – 10-15 или 10-20.

По конечной обработке

После добычи и дробления породы отсев может подвергаться дополнительной обработке для повышения его свойств.

В связи с этим, материал разделяют на:

• Обогащенный
• Необогащенный

Теперь о каждом подробнее.

Обогащенный отсев

Он поддается обработке сухим либо влажным способом. Цель обогащения – выделить зерна размером 0,16-5,0 мм, удалить загрязнения (пыль, комки глины и т.д.). Тем самым качество материала улучшается, спектр его использования расширяется.

Также нужно отметить что дополнительная обработка отсева приводит к увеличению затрат, а, следовательно, и стоимости. Учитывая то, что это – побочный продукт, обогащение материала встречается достаточно редко.

Необогащенный отсев

В данном случае отсев не подвергается дополнительной обработке. Такой материал содержит частицы различного размера, в том числе пылевидные.

В отличие от щебня, отсев имеет менее однородный зерновой состав. Когда дробят щебень, важно, чтобы зерна основных фракций были практически одинакового размера. И недопустимо, чтобы, например, во фракции 20-40 присутствовали зерна по 50-70 мм. Но с отсевом ситуация другая. В процессе просеивания в него могут попасть и крупные камни, и пыль.

Это хорошо заметно на фото ниже. Обратите внимание на левый снимок – на нем изображены мелкие фракции щебня. У каждой из них – свой размер зерен, и зерна похожи друг на друга. А теперь взгляните на отсев (справа): в его составе присутствуют совершенно разные частицы.

Характеристики и возможность применения необогащенного отсев будут зависеть от качества сырья, из которого он изготовлен. Например, отсев, сырьем для которого послужил бой бетона, даже в обогащенном состоянии не пригоден для использования в ответственных работах. А отсев из плотных горных пород высокого качества, таких как гранит, не требует дополнительной обработки. Он уже не содержит в себе посторонних включений, таких как глину в виде частиц или пыли.

Видов отсева существует большое количество. Как мы уже поняли, возможность применения той или иной разновидности этого материала зависит от исходной породы, размера зерен и дополнительной обработки. Так, например, гранитный отсев почти не содержит примесей, имеет высокую плотность. Он является наиболее универсальным в применении. Широко используется как наполнитель в производстве бетона высоких марок. Также ценится за декоративные качества.

сфера применения, назначение и описание подбора фракций (105 фото)

Гранитный щебень. Фото Грунтовозов

Потребителям предоставляется широкий выбор сыпучих материалов. Неподготовленный покупатель может столкнуться с определенными трудностями при выборе. Ведь каждый материал обладает собственными характеристиками, достоинствами и недостатками, что определяет сферы применения и рекомендации к использованию.

Отдельные разновидности материалов вызывают повышенный интерес пользователей Интернета, поэтому подробно рассмотрены в данной статье.

Отсев щебня

Данный материал является вторичным, и получается после дробления различных горных пород.

Отсев щебня классифицируется в зависимости от изначального сырья и бывает нескольких видов:

Фракция гранитного отсева — получается в результате дробления натурального камня. По внешнему виду схож с песком, но не содержит глинистых и других примесей. Обладает морозостойкостью и является экологически чистым. Используется зачастую для оформления клумб.

Гравийный – образован из неорганических горных пород. Представляет собой рыхлый остаточный материал, содержащий частицы минералов, что делает его менее прочным.

Известняковый – имеет зернистость до 5 мм. Обладает вяжущими свойствами, а также растворяется в воде. Часто данный материал используют зимой во время гололеда для посыпки дороги.

Таблица

Песок	Отсев
Размеры зерен	Не более 5 мм	Не более 5 мм
Производство	Обычно добыча в карьере с помощью экскаватора	Добыча камня в карьере взрывным способом с последующим дроблением и сортировкой
Область применения	Строительство зданий и элементов транспортной инфраструктуры, производство бетонных изделий и товарного бетона, пескоструйные работы и многое другое	Строительство зданий и элементов транспортной инфраструктуры, производство асфальтобетона, тротуарной плитки и многое другое

Характеристики материала

Щебневой отсев обладает определенными характеристиками, которые определяют сферу его применения:

• стойкость к механическим нагрузкам;
• размер;
• плотность насыпи;
• высокая морозостойкость;
• различные формы зерен – игольчатые и плоские;
• количество различных примесей.

Если искать в интернете «сколько стоит отсев», то можно заметить, что данный материал является бюджетным, и позволяет снизить общие затраты при строительстве или других работах.

Сравнение

Понятно, что если для производства отсева необходим целый комплекс различных операций, машин и агрегатов (взрывные работы, дробилки, грохоты), то и себестоимость его намного выше, чем себестоимость песка, который чаще всего просто черпают экскаватором из карьера. Действительно, песок продается по ценам в несколько раз меньшим, чем стоит щебень. Интересно, что при продаже щебня используется такое понятие, как «насыпной вес». Это значит, что кубометр отсева (фракция 0-5, где зерна расположены близко друг к другу и максимально заполняют объем) будет весить больше, чем кубометр фракции 60-100, где между зернами (фактически – булыжниками) останется много свободного пространства. Насыпной вес песка и отсева практически одинаков. Ну вот, пожалуй, теперь мы полностью разобрались, в чем разница между песком и отсевом.

Основная область применения отсева щебня

Многие думают, что применение отсева наиболее распространено в ландшафтном дизайне, но они ошибаются. Большое потребление отсева приходится на укладку асфальта. Отсев является важным материалом при изготовлении бетона для асфальта высокого качества, так как обеспечивает ему высокую прочность. Здесь отсев выполняет функцию песка.

Широко используется отсев при оформлении ландшафтного дизайна. Множество дорожек и площадок на улице, которые выложенные именно отсевом.Он преимущественно имеет вид розового гранита. Дизайнеры придумали много способов применения данного материла в своей сфере.

Помимо дизайна, отсев часто используют при производстве строительных растворов. Для получения данных растворов, песок смешивают вместе с отсевом. Таким образом, значительно повышая прочность изделия. Например, из данной смеси укладывают тротуары, бордюры.

И последним в списке являются коммунальные службы. Они используют отсев как средство борьбы с гололедом.

Если говорить про индивидуальное строительство, то здесь также используют отсев. Например, в отливке фундамента или проектировании ландшафтного дизайна. Это далеко не весь печень, где можно применить отсев.

Для многих может стать удивлением, но отсев активно используется для удобрения в сельском хозяйстве.

Гравийный состав

Сам по себе гравий является рыхлым материалом осадочного типа. В нем встречаются минеральные компоненты как результат процессов разрушения породы. Имеет прочность более низкого порядка по сравнению со щебнем. Сцепляемость внутри смеси у гравия также меньше.

Размер крошки 0,16- 2,5 мм. Относится к категории М800-М1000 по уровню прочности. Содержание пыли и органики не более 0,6%. Насыпная прочность 1,4 т/куб. м.

Мелкий отсев гравия применяется при гололеде для покрытия дорожек и тротуаров, а также во время ремонта дорог, в обустройстве покрытия спортивных площадок, при отделке садовых дорожек.

Использование отсева от песка

Отсев от песка представляет собой куски породы, которые остаются после промывки основной песчаной массы. Данный материал не используют в цементобетонных смесях.

Отсев является отходным материалом при производстве щебня, поэтому его стоимость в разы меньше. Поэтому многие хотят применять именно такую смесь.

Но использование такого материал возможно только для конструкций с низкими нагрузками. И то, заменить можно только небольшую часть основного щебня.

Как сделать раствор из отсева?

Для создания качественного раствора из отсева, цемент и вода должны иметь высокое качество, чтобы готовый материал был прочным. Это также зависит и от правильно подобранных пропорций.

Лучше всего найти в интернете «сколько нужно отсева», чтобы не ошибиться. Список необходимых материалов и инструментов для изготовления раствора:

• цемент;
• отсев;
• вода;
• инструмент для перемешивания (бетономешалка).

Песок является популярным строительным материалом, и от этого имеет достаточно высокую стоимость. Благодаря современным технологиям стала возможна замена песка обычным отсевом.

Качественные характеристики от этого не ухудшаться. Именно поэтому сегодня многие производители отдают предпочтение отсеву щебня и активно используют его для различных целей.

Выполнение земляных работ

Имея на руках схему планируемой отделки с учетом привязки к местности и ландшафту, занимаются трассировкой. Для этого проводят замеры всех сторон, проверяют соответствие длин и диагоналей.

Вне зависимости от выбора типа основания подготовку начинают с выемки грунта. Если правильно подготовить ложе, это упростит работу по укладке и позволит сделать облицовку максимально ровно. Высота вынимаемого почвенного слоя зависит от типа выбранного основания. При этом учитывают общую толщину укладываемых слоев вместе с плиткой. Чем их больше, тем больший пласт грунта снимают.

При выемке нужно учитывать тот факт, что плитку нужно укладывать вровень с поверхностью земли (иногда чуть выше). Если она будет ниже, неизбежно скопление воды после обильных осадков.

При выполнении выемки учитывают усадку используемых сыпучих материалов и самого грунта. Высота выемки при обустройстве садовых дорожек на даче и тротуаров составляет не менее 20-25 см. Основание под участки с наибольшей нагрузкой должно быть надежным. Если планируется положить плитку для зоны парковки, необходимо снять пласт не менее 28-30 см.

В ходе снятия земли избавляются от мусора, камней, сорняков. Плодородный слой можно использовать для обустройства грядок либо клумб. Прежде чем укладывать на дно дренаж и гидроизоляцию, избавляются от корней и всего того, что может в дальнейшем послужить катализатором разрушения уложенной брусчатки. Большие комья земли разбивают, делая дно канавы однородным.

На дне траншеи формируют небольшой уклон в направлении от строения (до 3%). В среднем уклон на мощение составляет 1 см на погонный метр. Затем днище трамбуют, придавая основанию большую прочность и снижая процент усадки земли под весом укладываемых настилов.

При отсутствии электротрамбовки для уплотнения задействуют малогабаритную уплотняющую технику.

Далее занимаются установкой бордюрного камня.

Фото отсева


https://www.youtube.com/watch?v=-7olzB8L0Sk

Что такое отсев щебня и где он используется?

Отсев щебня — это природный материал, который остается в результате дробления твердых горных пород. Он образуется после того, как самые крупные осколки щебня будут распределены по фракциям. Таким образом, к отсеву относят самые мелкие элементы размером до 1 см. Из-за этого зачастую употребляется синоним данного понятия: песок из отсевов дробления. 




Характеристики материала

Долгое время ввиду своего происхождения отсев считался материалом, непригодным для использования. Кроме того, многие считают его аналогом песок. Однако со временем отсев стал активно применяться, и сейчас считается достаточно востребованным материалом.

Для него характерны следующие параметры:

1. Прочность. Под данной характеристикой понимаю способность отсева выдерживать механические нагрузки. Показатель измеряется в кг/см2;
2. Размер.  Крупность отдельных элементов, или фракция, которая измеряется в мм;
3. Насыпная плотность. От данного показателя зависит, насколько плотно можно уложить материал. Измеряется в кг/м3;
4. Морозостойкость. Важный показатель, который фиксирует количество циклов замерзания и разморозки, который может выдержать отсев;
5. Лещадность. Ключевой показатель для щебня, измеряемый в процентном соотношении и указывающий на наличие плоских и игольчатых зерен в составе массы;
6. Количество примесей. В процентном соотношении также измеряется концентрация примесей;
7. Удельная эффективная радиоактивность. Данный показатель измеряется в Бк/кг.

Сравнение самых популярных видов отсева

Чаще всего в работе используется один из двух видов щебня: гранитный и гравийный. Следовательно, и отсев производят из этих же материалов.

Характеристика	Гранитный отсев	Гравийный отсев
Прочность	М1200	М800-М1000
Морозостойкость	300 циклов	150 циклов
Лещадность	14,5%	17%
Насыпная плотность	1340 кг/м3	1400 кг/м3
Количество примесей	0,4%	0,6%

Возьмите на заметку: щебень также производят из известняка, и такой материал обладает наименьшей прочностью по сравнению со всеми остальными материалами. 

Отсев щебня применяется для экономии. Например, добавив его в бетон, можно существенно снизить стоимость смеси, при этом не теряя показателей качества. Однако полностью заменить им ни песок, ни щебень более крупных фракций нельзя. Большие осколки камней требуют меньшего количества цементного раствора, который служит для заполнения промежутков между ними. А песок в свою очередь в связи с цементом образует прочный клеящий состав. 

Применение отсева щебня

Одно из основных преимуществ отсева — стоимость, которая существенно ниже, чем у исходного сырья. И при этом характеристики сохраняются те же, что и у остальных фракций щебня. Это позволило найти отсеву применение в следующих отраслях:

• Строительство. Отсев активно используется при производстве бетона, создании железобетонных конструкций и др. Причем блоки, произведенные с применением данного материала, пользуются большой популярностью среди строительных организаций благодаря низкой стоимости, экологичности и удобству транспортировки. 
• Ландшафтный дизайн. Крашеный щебень является популярным материалом для устройства садовых дорожек, клумб, подпорных стенок.
• Устройство противоскользящих покрытий. Благодаря наличию острых граней у отдельных элементов, отсев становится идеальным материалом для создания различных типов противоскользящих полов и других типов покрытий. Также отсевом посыпают трассы в гололедицу.
• Дренаж. Наличие мелких каменных частиц в системе дренажа помогает фильтровать и очищать воду.
• Изготовление удобрений. Отсев применяется при создании полимерных покрытий и сельскохозяйственных удобрений. 

Вам также может быть интересно

5 сфер использования древесного компоста

Сделать компост сегодня можно из любых органических отходов, но именно древесина считается самым оптимальным материалом, если нужно получить компост быстро и в промышленных масштабах. Правда, в естественных условиях древесина перегнивает медленно, скорость разложения зависит от нескольких факторов: …

Как избавиться от строительных отходов промышленному предприятию?

В процессе осуществления промышленными предприятиями строительно-монтажных, ремонтных работ, а также оказания услуг, относящихся к строительной деятельности,  на стройплощадках скапливается большое количество отходов. Обращение со строительными отходами осуществляется в соответствии с требованиями законодательства  Республики Беларусь  в области архитектурной, …

Как рассчитать необходимое количество щебня для строительства

Определить правильную стоимость материала  и составить смету помогут знания точного расчета объема щебня. С помощью такой информации можно за небольшие сроки составить график строительных работ для обеспечения своевременной доставки материала к объекту. Грамотный расчет поможет выяснить итоговое …

Что такое лещадность щебня

Щебень представляет собой часто применяемый в строительстве сыпучий материал. Его добавляют в бетонный раствор для создания крепких железобетонных конструкций, закладки фундамента, устройства дорог и множества других целей. На сферу применения влияют характеристики щебня и его свойства: происхождение …

Скрининг на заболевания

Скрининг на заболевания

Скрининг на заболевания


---

Без скрининга диагноз заболевания ставится только после появления симптомов. Однако болезнь часто начинается задолго до появления симптомов, и даже при отсутствии симптомов может быть момент, когда болезнь может быть обнаружена с помощью скринингового теста. Интервал времени между возможным обнаружением при скрининге и более поздним обнаружением после появления симптомов является «выявляемой доклинической фазой» или

DPCP . Мы надеемся, что обнаружение заболевания при DPCP приведет к более раннему лечению, что, в свою очередь, приведет к лучшему исходу. Тем не менее, это не всегда так. Было много споров относительно возраста, в котором следует начинать рутинную маммографию для выявления рака молочной железы. Совсем недавно возникли разногласия по поводу того, следует ли вообще проводить скрининг ПСА (специфического антигена простаты) у мужчин.

---

После завершения этого модуля студент сможет:

• Определите, какие типы заболеваний подходят для скрининга
• Перечислите характеристики хорошего скринингового теста
• Определите, что подразумевается под надежностью скринингового теста, и перечислите факторы, влияющие на надежность
• Дайте определение «выявляемой доклинической стадии» заболевания
• Определение, расчет и интерпретация чувствительности, специфичности, положительной прогностической ценности и отрицательной прогностической ценности скринингового теста
• Объясните, как увеличение или уменьшение порогового значения, используемого для выявления отклонений от нормы, влияет на чувствительность и специфичность скринингового теста
• Объясните, как на прогностическую ценность влияет распространенность заболевания
• Объясните, что подразумевается под «смещением времени выполнения заказа»
• Объясните, что подразумевается под «смещением длины во времени»
• Обсудите потенциальный вред скрининга

 

---

Обнаруживаемая доклиническая фаза

Без скрининга диагноз заболевания ставится только после появления симптомов.

Однако болезнь часто начинается задолго до появления симптомов, и даже при отсутствии симптомов может быть момент, когда болезнь может быть обнаружена с помощью скринингового теста. Интервал времени между возможным обнаружением при скрининге и более поздним обнаружением после появления симптомов называется «выявляемой доклинической фазой» или DPCP . Мы надеемся, что обнаружение заболевания при DPCP приведет к более раннему лечению, что, в свою очередь, приведет к лучшему исходу. Тем не менее, это не всегда так.

Когда скрининг может быть полезен

1. Заболевание серьезное (например, рак шейки матки).
2. Когда лечение до появления симптомов более эффективно, чем лечение, отложенное до появления симптомов.
3. Когда распространенность заболевания при DPCP относительно высока.

По этим критериям скрининг артериального давления для выявления и лечения гипертензии является идеальным условием для скрининга.

Однако скрининг не всегда уместен

:
• Многие люди с камнями в желчном пузыре остаются бессимптомными и не требуют хирургического вмешательства. Если они становятся симптоматическими, желчный пузырь можно удалить, а отсроченное лечение обычно не вызывает проблем.
• Даже если рак легкого выявляется с помощью скрининга, более раннее лечение, по-видимому, существенно не продлевает выживаемость.
• Скрининг очень неэффективен, когда распространенность заболевания низкая.
• Существуют разногласия по поводу роли тестирования на ПСА (специфический антиген простаты) для выявления рака простаты. Смотрите видео ниже:

Характеристики хорошего скринингового теста

• Недорогой
• Простота управления
• Минимальный дискомфорт
• Надежный (стабильный)
• Действителен (различает больных и здоровых людей)

Источники ненадежности (несогласованности)

Если тест надежен, он дает стабильные результаты при повторных тестах. Изменчивость в измерении может быть результатом физиологических вариаций или результатом переменных, связанных с методом тестирования. Например, если бы кто-то использовал сфигмоманометр для многократного измерения артериального давления в течение долгого времени у одного человека, результаты могли бы варьироваться в зависимости от:
• Биологическая изменчивость (АД обычно варьируется в пределах одного человека).
• Изменчивость прибора (надежен ли тонометр).
• Изменчивость внутри наблюдателя (выполняет ли данный тестер тест каждый раз одинаково).
• Изменчивость между наблюдателями (одинаково ли каждый раз выполняют тест разные тестировщики).

На надежность всех тестов может повлиять один или несколько из этих факторов.


---

Валидность теста — это способность скринингового теста точно идентифицировать больных и здоровых лиц. Идеальным скрининговым тестом является исключительно

чувствительный (высокая вероятность выявления заболевания) и чрезвычайно специфичный (высокая вероятность того, что у тех, у кого нет заболевания, результаты скрининга будут отрицательными). Однако четкое различие между «нормальным» и «ненормальным» встречается редко.

Срок действия скринингового теста основан на его точности выявления больных и здоровых людей, и это может быть определено только в том случае, если точность скринингового теста можно сравнить с неким «золотым стандартом», который устанавливает истинный статус болезни. Золотой стандарт может быть очень точным, но более дорогим диагностическим тестом. В качестве альтернативы, это может быть окончательный диагноз, основанный на серии диагностических тестов. Если бы не было окончательных тестов, которые были бы осуществимы, или если бы золотой стандарт диагностики был инвазивным, таким как хирургическое иссечение, истинный статус болезни можно было бы определить только путем наблюдения за субъектами в течение определенного периода времени, чтобы определить, у кого из пациентов в конечном итоге развилась болезнь. Например, точность маммографии при раке молочной железы должна определяться путем наблюдения за субъектами в течение нескольких лет, чтобы увидеть, действительно ли рак присутствует.

Таблица 2 x 2, или таблица сопряженности, также используется при проверке достоверности скринингового теста, но обратите внимание, что это таблица сопряженности, отличная от тех, которые используются для подведения итогов когортных исследований, рандомизированных клинических испытаний и исследований случай-контроль. . В приведенной ниже таблице 2 x 2 показаны результаты оценки скринингового теста на рак молочной железы среди 64 810 субъектов.

	Заболевший	Не болен	Всего
Положительный результат теста	132	983	1 115
Тест отрицательный	45	63 650	63 695
Итоги по столбцу	177	64 633	64 810

В таблице непредвиденных обстоятельств для оценки скринингового теста в столбцах указан истинный статус заболевания, а в строках — наблюдаемые результаты скринингового теста. В приведенной выше таблице показаны результаты скринингового теста на рак молочной железы. У 177 женщин в конечном итоге был обнаружен рак молочной железы, а у 64 633 женщин не было рака молочной железы во время исследования. Среди 177 женщин с раком молочной железы у 132 был положительный скрининговый тест (истинно положительный результат), а у 45 — отрицательный (ложноотрицательный). Среди 64 633 женщин без рака молочной железы 63 650 соответственно имели отрицательные результаты скрининговых тестов (истинно отрицательные), но 983 человека имели ошибочно положительные скрининговые тесты (ложноположительные результаты).

Если мы сосредоточимся на строках, мы обнаружим, что у 1115 субъектов было положительное заболевание при скрининге, то есть результаты теста были ненормальными и предполагали заболевание. Однако только у 132 из них на самом деле было обнаружено заболевание, основываясь на тесте золотого стандарта. Также обратите внимание, что у 63 695 человек был отрицательный скрининговый тест, что свидетельствует об отсутствии у них заболевания, НО на самом деле 45 из этих людей действительно были больны.

Чувствительность

Одним из показателей валидности теста является чувствительность , т. е. насколько точен скрининговый тест в выявлении заболевания у людей, у которых оно действительно есть. Думая о чувствительности, сосредоточьтесь на людях, которые на самом деле действительно были больны, — в данном случае на левой колонке.

Таблица — Иллюстрация чувствительности скринингового теста

Подчеркнут столбец с больными субъектами, поскольку чувствительность фокусируется на вероятности того, что тест правильно идентифицирует больных субъектов.

	Заболевший	Не болен	Всего
Положительный результат теста	132	983	1 115
Тест отрицательный	45	63 650	63 695
Итоги по столбцу	177	64 633	64 810

Какова была вероятность того, что скрининговый тест правильно укажет на заболевание в этой подгруппе? Вероятность — это просто процент больных людей, у которых был положительный скрининговый тест, т. е. 132/177 = 74,6%. Я мог бы интерпретировать это, сказав: «Вероятность того, что скрининговый тест правильно идентифицирует больных, составляет 74,6%».

Специфика

Специфичность фокусируется на точности скринингового теста при правильной классификации действительно здоровых людей. Это вероятность того, что здоровые субъекты будут классифицированы скрининговым тестом как нормальные.

Таблица — иллюстрация специфичности скринингового теста

Выделен столбец с здоровыми субъектами. Специфичность фокусируется на вероятности того, что скрининговый тест правильно идентифицирует здоровых субъектов.

	Заболевший	Не болен	Всего
Положительный результат теста	132	983	1 115
Тест отрицательный	45	63 650	63 695
Итоги по столбцу	177	64 633	64 810

 

Как отмечено в модуле биостатистики по Вероятности,

• Чувствительность = доля истинно положительных результатов = P(положительный результат на экране | заболевание) = a/(a+c)
• Специфичность = Фракция истинно отрицательных результатов = P(Отрицательный результат скрининга | Без признаков заболевания) = d/(b+d)

Ссылка на модуль биостатистики по Вероятности,

В этом примере специфичность составляет 63 650/64 633 = 98,5%. Я мог бы интерпретировать это, сказав: : «Вероятность того, что скрининг-тест правильно идентифицирует здоровых субъектов, равна 9».8,5%.»

 

Вопрос: В приведенном выше примере, какова была распространенность заболевания среди 64 810 человек в исследуемой популяции? Вычислите ответ самостоятельно, прежде чем смотреть на ответ.

Ответ

---

(Или Критерий «Нормальный»)

Одна из проблем заключается в том, что необходимо принять решение о том, какое тестовое значение будет использоваться для различения нормальных и аномальных результатов. К сожалению, когда мы сравниваем распределения результатов скрининга у людей с заболеванием и без него, мы обнаруживаем, что почти всегда есть некоторое совпадение, как показано на рисунке справа. Решение Критерий «нормальный » по сравнению с ненормальным может быть сложным.

Рисунок 16-5 в учебнике Ашенграу и Сиджа резюмирует проблему.

Может быть очень низкий диапазон результатов теста (например, ниже точки A на приведенном выше рисунке), что указывает на отсутствие заболевания с очень высокой вероятностью, и может быть очень высокий диапазон (например, выше точки B), который указывает на наличие заболевания с очень высокой вероятностью. Однако там, где распределения перекрываются, существует «серая зона», в которой гораздо меньше уверенности в результатах.

Рассмотрим пример, показанный на следующем рисунке.

Если сдвинуть порог влево, то можно увеличить чувствительность, но специфичность будет хуже. Если мы переместим отсечку вправо, специфичность улучшится, но чувствительность ухудшится. Изменение критерия положительного результата теста («отклонение от нормы») всегда влияет как на чувствительность, так и на специфичность теста.

ROC-кривые

(кривые рабочих характеристик приемника)

( ПРИМЕЧАНИЕ: Вы не будете тестироваться на кривых ROC на вводном курсе. )

Кривые ROC

обеспечивают средство определения критерия положительности, который максимизирует точность теста, когда значения теста у больных и здоровых субъектов перекрываются. Как показано на предыдущем рисунке, можно выбрать несколько различных критериев положительности и вычислить чувствительность и специфичность, которые будут получены в результате каждой точки отсечения. В приведенном выше примере предположим, что я вычислил чувствительность и специфичность, которые получились бы, если бы я использовал точки отсечения 2, 4 или 6. Если бы я сделал это для приведенного выше примера, таблица по таблице выглядела бы примерно так:

Критерий положительности	Чувствительность (истинно положительный показатель)	Специфика	Частота ложноположительных результатов (1-специфичность)
2	0,94	0,65	0,35
4	0,80	0,80	0,20
6	0,50	0,97	0,03

 

Затем я мог бы построить график истинно положительных результатов (чувствительность) как функцию частоты ложных положительных результатов (1-специфичность), и график выглядел бы так, как показано на рисунке ниже.

Обратите внимание, что проценты истинно положительных и ложноположительных результатов, полученные с использованием трех разных точек отсечения (критериев), показаны тремя синими точками, представляющими проценты истинно положительных и ложноположительных результатов с использованием трех разных критериев положительности. Это кривая характеристики приемник-оператор, которая оценивает точность теста, глядя на то, как изменяются показатели истинно положительных и ложноположительных результатов при использовании различных критериев положительности. Если бы у больных людей значения теста всегда были выше, чем значения теста у здоровых людей, т. е. было бы два совершенно разных распределения, то можно было бы легко выбрать критерий положительности, который давал бы истинную положительную долю 1 (100%). и уровень ложных срабатываний 0, как показано синей звездой в верхнем левом углу (координаты 0,1). Чем ближе кривая ROC касается левой оси и верхней границы, тем точнее тест, т. Е. Чем ближе кривая к звезде. Диагональная синяя линия иллюстрирует кривую ROC для бесполезного теста, для которого частота истинно положительных и ложноположительных результатов одинакова независимо от используемого критерия положительности — другими словами, распределение значений теста для больных и здоровых людей. полностью перекрываются. Итак, чем ближе кривая ROC к синей звезде, тем она лучше, а чем ближе она к диагональной синей линии, тем она хуже.

Это стандартный способ оценки точности теста, но, возможно, другим подходом может быть рассмотрение серьезности последствий ложноотрицательного теста. Например, неспособность идентифицировать диабет сразу по анализу мочи с помощью щупа не обязательно будет иметь какие-либо серьезные последствия в долгосрочной перспективе, но неспособность идентифицировать состояние, которое приводит к более быстрому летальному исходу или имеет серьезные инвалидизирующие последствия, будет гораздо хуже. Следовательно, подход, основанный на здравом смысле, может состоять в том, чтобы выбрать критерий, который максимизирует чувствительность, и принять более высокий уровень ложноположительных результатов, который связан с очень серьезным состоянием и принесет пользу пациенту при ранней диагностике.

 Вот ссылка на журнальную статью, описывающую исследование чувствительности и специфичности теста ПСА на рак предстательной железы. [Ричард М. Хоффман, Франк Д. Гиллиленд и др.: Точность определения простатспецифического антигена в общественной практике. Семейная практика BMC 2002, 3:19]

В видео ниже доктор Дэвид Фелсон из Медицинской школы Бостонского университета обсуждает чувствительность и специфичность скрининговых и диагностических тестов.

---

При оценке осуществимости или успеха программы скрининга следует также учитывать положительные и отрицательные прогностические значения. Они также вычисляются из той же таблицы непредвиденных обстоятельств 2 x 2, но с совершенно другой точки зрения.

• Положительное прогностическое значение — это вероятность того, что у субъектов с положительным скрининговым тестом действительно есть заболевание.
• Отрицательное прогностическое значение — это вероятность того, что у субъектов с отрицательным скрининговым тестом действительно нет заболевания.

Один из способов избежать путаницы с чувствительностью и специфичностью — представить, что вы пациент и только что получили результаты своего скринингового теста (или представить, что вы врач, рассказывающий пациенту о результатах скринингового теста. Если тест был положительный, пациент захочет узнать вероятность того, что у него действительно есть заболевание, т. е. насколько ему следует волноваться?

И наоборот, если это хорошие новости, а скрининговый тест дал отрицательный результат, насколько пациент должен быть уверен? Какова вероятность того, что они здоровы?

Еще один способ, который помогает мне не сбиться с пути, — всегда ориентировать мою таблицу непредвиденных обстоятельств на золотой стандарт вверху, а истинный статус болезни указан в столбцах. На иллюстрациях, использованных ранее для чувствительности и специфичности, особое внимание уделялось числам в левой колонке для чувствительности и в правой колонке для специфичности. Если эта ориентация используется последовательно, в центре внимания прогностической ценности находится то, что происходит в каждой строке в таблице 2 x 2, как вы увидите ниже.


Положительное прогностическое значение

Если у испытуемого неправильный скрининговый тест (т. е. положительный), какова вероятность того, что у испытуемого действительно есть заболевание? В примере, который мы использовали, было 1115 субъектов, у которых скрининговый тест был положительным, но только у 132 из них действительно было заболевание, согласно золотому стандарту диагностики. Следовательно, если скрининг-тест субъекта был положительным, вероятность заболевания составляла 132/1115 = 11,8%.

Таблица — Иллюстрация положительной прогностической ценности гипотетического скринингового теста

Положительное прогностическое значение фокусируется на субъектах с положительным скрининговым тестом, чтобы узнать вероятность заболевания у этих субъектов.

	Заболевший	Не болен	Всего
Положительный результат теста	132	983	1 115
Тест отрицательный	45	63 650	63 695
Итоги по столбцу	177	64 633	64 810

Здесь положительное прогностическое значение составляет 132/1115 = 0,118, или 11,8%.

Интерпретация: Среди тех, у кого был положительный скрининг-тест, вероятность заболевания составила 11,8%.

Отрицательное прогнозируемое значение

Отрицательное прогностическое значение: если испытуемый имеет отрицательный скрининг-тест, какова вероятность того, что испытуемый действительно не есть болезнь? В том же примере было 63 895 субъектов, у которых скрининговый тест был отрицательным, и 63 650 из них были фактически здоровы. Следовательно, отрицательная прогностическая ценность теста составила 63 650/63 695 = 99,9%.

Таблица — Иллюстрация отрицательной предикативной ценности гипотетического скринингового теста

 

Отрицательное прогностическое значение фокусируется на субъектах с отрицательным скрининговым тестом, чтобы узнать вероятность того, что субъекты с отрицательным тестом действительно не больны.

	Заболевший	Не болен	Всего
Положительный результат теста	132	983	1 115
Отрицательный результат теста	45	63 650	63 695
Итоги по столбцу	177	64 633	64 810

 

Здесь отрицательные прогностические значения составляют 63,650/63,950=0,999 или 99,9%.

Интерпретация: Среди тех, у кого был отрицательный скрининговый тест, вероятность отсутствия болезни составила 99,9%.

Калькулятор достоверности скрининга

Этот виджет вычисляет для вас чувствительность, специфичность, положительную и отрицательную прогностическую ценность. Просто введите результаты скрининговой оценки в бирюзовые ячейки.

Дополнительно

Доктор Дэвид Фелсон является профессором медицины в Школе медицины Бостонского университета и читает курс клинической эпидемиологии в Школе общественного здравоохранения BU. В видео ниже он обсуждает прогностическую ценность.

 

---

Одним из факторов, влияющих на осуществимость программы скрининга, является выход , т. е. количество выявленных случаев. Это можно оценить по положительной прогностической ценности.

Чувствительность и специфичность являются характеристиками теста и зависят только от характеристик теста и выбранного критерия положительности. Напротив, положительная прогностическая ценность теста, или , очень зависит от распространенности заболевания в тестируемой популяции. Чем выше распространенность заболевания среди обследуемой популяции, тем выше положительные прогностические значения (и выход). Следовательно, основным средством повышения результативности программы скрининга является нацеливание теста на группы людей с повышенным риском развития заболевания.

Чтобы проиллюстрировать влияние распространенности на прогностическую ценность положительного результата, рассмотрим выход, который можно получить при тестировании на ВИЧ в трех различных условиях. Серологическое тестирование на ВИЧ — чрезвычайно чувствительны (100%) и специфичны (99,5%), но положительная прогностическая ценность тестирования на ВИЧ будет заметно различаться в зависимости от распространенности доклинического заболевания среди тестируемого населения. Приведенные ниже примеры показывают, насколько сильно варьируется предикативное значение среди трех групп испытуемых.

Все эти три сценария иллюстрируют последствия тестирования на ВИЧ с использованием теста со 100% чувствительностью и 99,5% специфичностью. Все три показывают результаты скрининга 100 000 субъектов. Единственное, что различается между этими тремя группами населения, — это распространенность ранее не диагностированного ВИЧ.

Программа скрининга №1

Сценарий 1 ^st иллюстрирует результат, если программа скрининга проводилась среди женщин-доноров крови, у которых распространенность заболевания составляет всего 0,01%. Даже при 100% чувствительности и 95% специфичности положительная прогностическая ценность (выход) составляет всего 1,9%.

Таблица – Скрининг на ВИЧ в популяции с ВИЧ Распространённость женщин-доноров крови

	Действительно ВИЧ+	Действительно ВИЧ-	Всего строк
Экранный тест +	10	510	520
Экранный тест —	0	99 480	99 480
Итоги по столбцу	10	99 990	100 000

Распространенность 10/100 000 = 0,01%

Положительное прогностическое значение = 10/520=0,019, или 1,9%

Программа скрининга №2

Сценарий 2 ^nd иллюстрирует выход, если программа скрининга проводится среди мужчин в клинике на инфекции, передающиеся половым путем, у которых распространенность заболевания составляет 4%. При той же чувствительности и специфичности положительная прогностическая ценность (выход) составляет 89%.

Таблица

– Скрининг на ВИЧ среди мужчин, обращающихся в венерические диспансеры

 

	Действительно ВИЧ+	Действительно ВИЧ-	Всего строк
Экранный тест +	4000	480	4 480
Экранный тест —	0	95 520	95 520
Итоги по столбцу	4000	96 000	100 000

Распространенность среди мужчин, посещающих клиники по поводу заболеваний, передающихся половым путем = 4000/100000=0,04, или 4%

Положительное прогностическое значение = 4000/4480 = 0,83 или 83%

Программа скрининга №3

Таблица – Скрининг на ВИЧ в популяции лиц, употребляющих наркотики внутривенно

	Действительно ВИЧ+	Действительно ВИЧ-	Всего строк
Тест экрана +	20 000	400	20 400
Экранный тест —	0	79 600	79 600
	20 000	80 000	100 000

Распространенность ВИЧ среди этих внутривенных наркоманов = 20 000/100 000 = 0,20, или 20%

Положительная прогностическая ценность = 20 000/20 400 = 0,98 или 98 %

 

Этот сценарий 3 ^rd иллюстрирует результат, если программа скрининга проводилась среди потребителей внутривенных наркотиков, у которых распространенность заболевания составляет 20%. При той же чувствительности и специфичности положительная прогностическая ценность (выход) составляет 98%.

Эти три сценария иллюстрируют то, что если у вас ограниченные ресурсы для скрининга и вы хотите получить максимальную отдачу от вложенных средств, нацельтесь на подгруппу населения, которая, вероятно, будет иметь более высокую распространенность заболевания, и не t проводить скрининг подмножеств, вероятность заболевания которыми крайне мала.

[От Ричарда М. Хоффмана, Фрэнка Д. Гиллиланда и др.: Точность тестирования на простат-специфический антиген в общественной практике. Семейная практика BMC 2002, 3:19]

«Методы: результатов теста на ПСА сравнивали с референтным стандартом биопсии простаты. Субъектами были 2620 мужчин в возрасте 40 лет и старше, которые проходили анализ (ПСА) и биопсию с 01.01.95 по 31.12.98 в Альбукерке, Агломерация Нью-Мексико. Диагностические измерения включали площадь под кривой характеристик работы приемника, чувствительность, специфичность и отношение правдоподобия

.

Результаты: Рак был обнаружен у 930 человек (35%). Площадь под ROC-кривой составила 0,67, а пороговое значение ПСА, равное 4 нг/мл, имело чувствительность 86% и специфичность 33%».0006

Вопрос: Какова была положительная прогностическая ценность в этом исследовании? Подсказка: вы должны использовать предоставленную информацию, чтобы собрать воедино полную таблицу 2×2; затем вычислить PPV. Посмотрите, сможете ли вы это сделать, прежде чем смотреть ответ.

Ответить

 

Дополнительно

Доктор Дэвид Фелсон является профессором медицины в Школе медицины Бостонского университета и читает курс клинической эпидемиологии в Школе общественного здравоохранения BU. В видео ниже он обсуждает последовательное и параллельное диагностическое тестирование.

---

На первый взгляд может показаться, что скрининг — это хорошо, но есть последствия скрининга, которые влекут за собой затраты, и потенциальные преимущества скрининга необходимо сопоставлять с рисками, особенно в подгруппах населения, у которых есть низкая распространенность заболевания !

У скрининга есть два важных недостатка:

• ложноположительные результаты , люди с положительным тестом, хотя на самом деле у них нет болезни,
• ложноотрицательные результаты , люди с отрицательным результатом теста, хотя они действительно больны.

В частности, необходимо учитывать, что происходит с людьми, у которых был положительный скрининговый тест, но оказалось, что у них нет заболевания (ложноположительные результаты) . Женщины в возрасте 20-30 лет могут заболеть раком молочной железы, но вероятность этого крайне мала (и чувствительность маммографии низка, поскольку у молодых женщин ткань молочной железы более плотная). Мало того, что доходность будет низкой, многие ложноположительные результаты будут вызывать крайнюю тревогу и беспокойство. Они также могут без необходимости проходить инвазивные диагностические тесты, такие как игольная и хирургическая биопсия. В случае анализа крови кала на колоректальный рак пациенты с положительными скрининговыми тестами будут подвергаться колоноскопии, которая является дорогостоящей, неудобной и неудобной, и она сопряжена с собственными рисками, такими как случайная перфорация толстой кишки. Такие осложнения встречаются редко, но они случаются. Другая проблема ложноотрицательных результатов , которые будут уверены, что у них нет болезни, хотя она действительно есть. Эти опасности скрининга должны быть рассмотрены до того, как будет предпринята программа скрининга.

Для очень актуального взгляда на это см. следующую краткую статью из New York Times о потенциальном вреде скрининга на рак простаты. Ссылка на статью

 

---

Некоторые обеспокоены тем, что чрезмерное внимание уделяется ранней диагностике заболеваний и что все более агрессивное преследование аномалий среди людей без симптомов приводит к реальному вреду и большим затратам, не принося никакой пользы. Интересную точку зрения см. в следующем эссе Гилберта Уэлча, Лизы Шварц и Стивена Волошина «Что делает нас больными — это эпидемия диагнозов» в New York Times.

Это статья в «Нью-Йорк Таймс» (Тара Паркер-Поуп: ссылка на «Ученые стремятся обуздать диагнозы рака»), в которой обсуждается проблема гипердиагностики.

---

Даже если тест точно и эффективно выявляет людей с доклиническим заболеванием, его эффективность в конечном итоге измеряется его способностью снижать заболеваемость и смертность от заболевания. Наиболее точным показателем эффективности является разница в смертности от конкретных причин между теми, кто был диагностирован при скрининге, и теми, кто был диагностирован по симптомам. Существует несколько дизайнов исследований, которые потенциально можно использовать для оценки эффективности скрининга.

К ним относятся корреляционные исследования, в которых изучаются тенденции смертности от конкретных заболеваний с течением времени, сопоставляя их с частотой скрининга в популяции. Тем не менее, 1) это показатели для всего населения, и они не могут установить, что среди тех, кто проходит скрининг, наблюдается снижение смертности; 2) нельзя приспосабливаться к смешению; и 3) невозможно определить оптимальные стратегии скрининга для подмножеств населения.

исследования случай-контроль и когортные исследования часто используются для оценки скрининга, но их главное ограничение заключается в том, что исследовательские группы могут быть несопоставимы из-за искажающих факторов, систематической ошибки добровольцев, систематической ошибки времени выполнения и систематической ошибки продолжительности.

Из-за этих ограничений оптимальным средством оценки эффективности программы скрининга является проведение рандомизированных клинических испытаний (РКИ) с достаточно большой выборкой, чтобы обеспечить контроль потенциальных смешанных факторов. Однако затраты и этические проблемы, связанные с РКИ для скрининга, могут быть значительными, и многие данные будут по-прежнему поступать из обсервационных исследований. Программы скрининга также имеют тенденцию выглядеть лучше, чем они есть на самом деле, благодаря нескольким факторам:

---

Люди, решившие участвовать в программах скрининга, как правило, более здоровы, ведут более здоровый образ жизни и, как правило, лучше придерживаются терапии, и благодаря этому их результаты, как правило, лучше. Однако добровольцы также могут представлять «встревоженных людей», т. е. людей, у которых нет симптомов, но которые относятся к группе повышенного риска (например, родственники женщин с раком молочной железы). Все эти факторы могут исказить очевидную пользу от скрининга.

---

Предпосылкой скрининга является то, что он позволяет выявить заболевание на ранней стадии, чтобы вы могли начать лечение на ранней стадии, чтобы добиться излечения или, по крайней мере, увеличения продолжительности жизни. Скрининг может дать вам толчок к заболеванию; это «время выполнения заказа» — хорошая вещь, но оно может исказить эффективность скрининга. У двух субъектов справа одинаковый возраст, одинаковое время начала заболевания, одинаковая DPCP и одно и то же время смерти. Однако, если мы сравним время выживания с точки зрения диагноза, субъект, чье заболевание было выявлено в результате скрининга, оказывается, выживает дольше, но только потому, что его заболевание было выявлено раньше.

На следующем рисунке два пациента снова имеют идентичное биологическое начало и обнаруживаемые доклинические фазы. В этом случае пациент, прошедший скрининг, живет дольше, чем пациент, не прошедший скрининг, но его время выживания все же преувеличено за счет времени, предшествующего раннему диагнозу.

---

Длина DPCP может существенно варьироваться от человека к человеку. Рак предстательной железы, например, является очень медленно растущей опухолью у многих мужчин, но очень быстро прогрессирующей и приводящей к летальному исходу у других. Эти различия в DPCP преувеличивают очевидную пользу скрининга, поскольку существует большая вероятность того, что скрининг выявит субъектов с длинными DPCP и, следовательно, более доброкачественными заболеваниями.

 

 

Для иллюстрации рассмотрим гипотетическое рандомизированное исследование, в котором половина субъектов подвергалась скринингу, а другая половина — нет. Поскольку мы распределили испытуемых случайным образом, DPCP более или менее равномерно распределены в двух группах. Если провести скрининг у половины испытуемых в конкретный момент времени, то с большей вероятностью у тех, у кого положительный результат скрининга, в среднем будут более длительные DPCP, потому что они выявляются скринингом, но их заболевание не прогрессировало до стадии причинения симптомов или смерти.

Непроверенная популяция будет включать набор субъектов с длинными и короткими DPCP, и все они будут идентифицированы по их симптомам и/или смерти. Прошедшие скрининг субъекты, у которых выявлено заболевание, имеют тенденцию к более длительному периоду выживания, потому что в среднем у них менее агрессивная форма рака.

Для получения подробной информации о смещении времени выполнения и смещении времени выполнения перейдите по этой ссылке: Учебник по смещению времени выполнения, продолжительности и гипердиагностике.

---

Синдром Дауна представляет собой спектр аномалий, которые обычно возникают в результате ошибки во время гаметогенеза в яичнике, что приводит к рождению ребенка с тремя копиями хромосомы 21 (трисомия 21) вместо нормальных двух копий. Кадр ниже из Национального института здравоохранения дает краткое описание синдрома.

До 2014 г. самым современным методом скрининга во время беременности был комбинированный подход в течение первого триместра, который проводился в два этапа на 11–13 неделе беременности.

• Ультразвуковое исследование (скрининг-тест воротникового пространства), при котором УЗИ используется для измерения определенной области на задней части шеи ребенка в поисках скоплений жидкости, возникающих при аномалиях.
• Анализы крови. Результаты УЗИ сочетаются с уровнями связанного с беременностью плазменного белка-А (РАРР-А) и гормона, известного как хорионический гонадотропин человека (ХГЧ).

 

В конце 2011 года бесклеточное секвенирование ДНК (тестирование вкДНК) материнской плазмы было введено в качестве нового метода скрининга в США. Бьянки и др. сообщили о результатах нового скринингового теста среди 2052 женщин с одноплодной беременностью, которые были включены в исследование.

Эта ссылка ниже позволит вам прослушать репортаж об исследовании на Национальном общественном радио (NPR).

В приведенных ниже таблицах обобщаются оценки «Стандартного теста на синдром Дауна» и результаты, полученные с помощью новейшего метода секвенирования ДНК.

Стандартный тест

	Синдром Дауна	Не вниз
Тест +	5	69
Тест —	0	1835
	5	1904

 

Секвенирование ДНК

	Синдром Дауна	Не вниз
Тест +	5	6
Тест —	0	1898
	5	1904

 

На первый взгляд результаты очень похожи. Вычислите чувствительность, специфичность и положительную прогностическую ценность каждого скринингового теста и прокомментируйте полезность нового теста ДНК по сравнению с предыдущим стандартным тестом.

Ответ

---

Статьи, посвященные некоторым противоречиям в скрининге заболеваний:

Маммографический скрининг рака молочной железы

• Сюзанна Флетчер и Джоанн Элмор: Маммографический скрининг рака молочной железы. Н. англ. Дж. Мед. 2003; 348:1672-80.
• Партридж А.Х. и Винер Е.П.: О маммографии – больше согласия, чем разногласий. Перспективная статья в: N. Engl. Дж. Мед. 2009;361(26):2499-2501.
• Truog RD: Скрининговая маммография и слово на букву «Р». Перспективная статья в: N. Engl. Дж. Мед. 2009;361(26):2501-2503.

Рак шейки матки

• Sawaya GF: Скрининг рака шейки матки – новые рекомендации и баланс между пользой и вредом. Перспективная статья в: N. Engl. Дж. Мед. 2009;361(26):2503-05.
• Ли Т.Х., Кантофф П.В., Макнотон-Коллинз М.Ф. Круглый стол «Перспектива»: скрининг рака простаты, New Engl. Дж. Мед. 2009 г.; 360:e18

Скрининг рака предстательной железы на ПСА

• Целевая группа профилактических служб США — скрининг рака простаты
• Аллан С. Бретт, доктор медицины, и Ричард Дж. Аблин, доктор философии. Скрининг рака предстательной железы — что упустила Целевая группа профилактических служб США. Н. англ. Дж. Мед. 2011;365(21):1949. (Перспективная статья), 24 ноября 2011 г.
• Мэри Ф. Макнотон-Коллинз, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения, и Майкл Дж. Барри, доктор медицинских наук. Один человек за раз — Разрешение спора о PSA. Н. англ. Дж. Мед. 2011;365(21):1951. (Перспективная статья), 24 ноября 2011 г.
• Fritz H. Schröder, MD. Стратификация риска — Целевая группа профилактических служб США и скрининг рака предстательной железы. Н. англ. Дж. Мед. 2011;365:1953 — 1955. . (Перспективная статья), 24 ноября 2011 г.
• Мэтью Р. Смит, доктор медицины, доктор философии. Эффективное лечение рака предстательной железы на ранней стадии — возможно, необходимо или и то, и другое? Н. англ. Дж. Мед. 2011;365(21):1953. (От редакции), 5 мая 2011 г.
• www.cdc.gov/cancer/prostate/pdf/prosguide.pdf

---

Вопрос по исследованию Hoffman, Gillaland, et al. на стр. 6 о скрининге ПСА

Субъектами были 2620 мужчин в возрасте 40 лет и старше, прошедших тестирование (ПСА) и биопсию.

Рак был обнаружен у 930 человек (35%). Площадь под ROC-кривой составила 0,67, а пороговое значение ПСА, равное 4 нг/мл, имело чувствительность 86% и специфичность 33%. Какова была положительная прогностическая ценность в этом исследовании?

Ответ:

Площадь под кривой ROC не имеет значения. Вопрос дает нам общее количество субъектов и распространенность рака простаты, подтвержденного биопсией. Это также дает нам чувствительность и специфичность теста ПСА, который они использовали, поэтому мы можем построить таблицу непредвиденных обстоятельств из этой информации, а затем вычислить положительное прогностическое значение.

Было 930 мужчин с подтвержденным раком предстательной железы, так что это итог столбца по раку. Если чувствительность была 86%, то число заболевших мужчин с положительным тестом составило 0,86 х 930 = 799,8 или 800 человек. Следовательно, остальные 130 мужчин с раком простаты должны были иметь отрицательный результат теста на ПСА. Если исследование включало 2620 мужчин и 930 из них имели рак, то должно было быть 2620-930=1690 мужчин без рака. А если специфичность была 33%, то должно было быть 0,33 х 1690 = 557,8 или 558 мужчин без рака, у которых тест на ПСА был отрицательным. Следовательно, количество мужчин без рака простаты с положительными тестами должно быть 1690-558=1132.

Из этой информации мы теперь можем построить нашу таблицу непредвиденных обстоятельств проверки, как показано ниже. Последний столбец был рассчитан путем сложения чисел в столбцах 2 и 3.

Таблица

– Результаты скрининга рака предстательной железы с помощью теста на простат-специфический антиген

	Проверено биопсией Рак	Нет рака	Всего строк
Экран PSA +	800	1 132	1 932
Экран PSA —	130	558	688
Итоги по столбцу	930	1 690	2 620

Учитывая эти данные, положительная прогностическая ценность составляет 800/1932 = 0,42, или 42%.

Интерпретация: вероятность рака предстательной железы, подтвержденного биопсией, среди мужчин с положительным тестом на ПСА составила 42%.

Отрицательная прогностическая ценность составила 558/688 = 0,81, или 81%.

Интерпретация: Вероятность отсутствия рака предстательной железы среди мужчин с отрицательным результатом теста на ПСА составила 81%.

 

---

Ответ на вопрос о синдроме Дауна на стр. 9

Стандартный тест

Чувствительность = 5/5 = 100%

Специфичность = 1835/1904 = 96,4%

Положительное прогностическое значение = 5/74 = 6,8%

 

Секвенирование ДНК

Чувствительность = 5/5 = 100 % Специфичность = 1898/1904 = 99,7 % Положительное прогностическое значение = 5/11 = 45,5 %

 

Оба теста имели чувствительность 100%. Однако, как предположили в эфире NPR, специфичность нового теста, в котором использовалось секвенирование ДНК, была выше и дала только 6 ложноположительных скрининговых тестов по сравнению с 69. ложноположительные тесты с более старым стандартным тестом. Поскольку женщинам с положительными скрининговыми тестами рекомендуется пройти амниоцентез для окончательного диагноза, ложноположительные тесты в этих условиях представляют собой случаи, когда был проведен ненужный амниоцентез, подвергающий плод риску.

Обратите внимание, что амниоцентез является дорогостоящим и вызывает беспокойство, а также может вызвать выкидыш (риск 0,25-0,5%). Другие редкие осложнения амниоцентеза включают травму ребенка или матери, инфекцию и преждевременные роды.

10.3 — Чувствительность, специфичность, положительное прогностическое значение и отрицательное прогностическое значение

В этом примере две колонки указывают фактическое состояние субъектов, больных или здоровых. В строках указаны результаты теста, положительные или отрицательные.

Ячейка A содержит истинно положительные результаты, субъектов с заболеванием и положительные результаты тестов. Субъекты клетки D не имеют заболевания, и тест дает результаты.

Хороший тест будет иметь минимальные числа в ячейках B и C. Ячейка B идентифицирует людей без болезни, но для которых тест показывает «болезнь». Это ложные срабатывания. Ячейка C имеет ложноотрицательные результаты.

Если эти результаты взяты из популяционного исследования, распространенность можно рассчитать следующим образом: умножить на 100\)

Популяция, используемая для исследования, влияет на расчет распространенности.

Чувствительность – это вероятность того, что тест укажет на «заболевание» среди больных:

Чувствительность: A/(A+C) × 100

Специфичность – это доля лиц без заболевания у кого будет отрицательный результат теста:

Специфичность: D/(D+B) × 100

Чувствительность и специфичность являются характеристиками теста . Население не влияет на результаты.

Врач и пациент задают разные вопросы: какова вероятность того, что человек с положительным тестом действительно болен? Если субъект находится в первой строке таблицы выше, какова вероятность того, что он окажется в ячейке А по сравнению с ячейкой В? Клиницист вычисляет по ряду следующим образом:

Положительное прогностическое значение: A/(A+B) × 100

Отрицательное прогностическое значение: D/(D+C) × 100

Положительные и негативные значения. зависят от распространенности заболеваний среди тестируемой популяции. Если мы тестируем в условиях высокой распространенности, более вероятно, что люди с положительным результатом теста действительно больны, чем если бы тест проводился в популяции с низкой распространенностью.

Давайте посмотрим, как это работает с некоторыми числами…

Гипотетический пример 1 — Скрининг-тест A

100 человек проходят тестирование на заболевание. 15 человек имеют заболевание; 85 человек не больны. Итак, распространенность составляет 15%:

• Распространенность болезней:
  \(\dfrac{T_{\text{disease}}}{\text{Total}} \times 100\),
  15/100 × 100 = 15%

Чувствительность составляет две трети, поэтому тест способен выявить две трети людей с заболеванием. Тест пропускает одну треть людей, у которых есть заболевание.

• Чувствительность:
  A/(A + C) × 100
  10/15 × 100 = 67%

Специфичность теста составляет 53%. Другими словами, из 85 человек без заболевания у 45 действительно отрицательные результаты, а у 40 человек положительный результат на заболевание, которого у них нет.

• Специфичность:
  D/(D + B) × 100
  45/85 × 100 = 53%

Чувствительность и специфичность являются характеристиками этого теста. Однако для клинициста важным фактом является то, что среди людей с положительным результатом теста только 20% действительно болеют этим заболеванием.

• Положительное прогностическое значение:
  A/(A + B) × 100
  10/50 × 100 = 20%

Среди тех, у кого тест отрицательный, 90% не болеют.

• Отрицательное прогностическое значение:
  D/(D + C) × 100
  45/50 × 100 = 90%

Теперь давайте изменим распространенность.

Гипотетический пример 2. Увеличение распространенности, тот же тест

На этот раз мы используем тот же тест, но в другой популяции, распространенность заболевания составляет 30%.

• Распространенность болезней:
• \(\dfrac{T_{\text{болезнь}}}{\text{Всего}} \умножить на 100\)
  30/100 × 100 = 30%

Мы сохраняем ту же чувствительность и специфичность, поскольку это характеристики данного теста.

• Чувствительность:
  A/(A + C) × 100
  20/30 × 100 = 67%
• Специфичность:
  D/(D + B) × 100
  37/70 × 100 = 53%

Теперь вычислим прогностические значения:

• Положительное прогностическое значение:
  A/(A + B) × 100
  20/53 × 100 = 38%
• Отрицательное прогностическое значение:
  D/(D + C) × 100
  37/47 × 100 = 79%

Использование того же теста в популяции с более высокой распространенностью повышает положительную прогностическую ценность. И наоборот, увеличение распространенности приводит к снижению отрицательной прогностической ценности. При рассмотрении прогностических значений диагностических или скрининговых тестов необходимо учитывать влияние распространенности заболевания . На рисунке ниже показана взаимосвязь между распространенностью заболевания и прогностической ценностью теста с чувствительностью 95% и специфичностью 95%:

Связь между распространенностью заболевания и прогностической ценностью теста с чувствительностью 95% и специфичностью 85%.
(Из Mausner JS, Kramer S: Mausner and Bahn Epidemiology: An Introductory Text. Philadelphia, WB Saunders, 1985, с. 221.)

Попробуйте!

При каких обстоятельствах вы действительно хотели бы свести к минимуму ложные срабатывания?

Сведение к минимуму ложноположительных результатов важно, когда затраты или риски последующего лечения высоки, а само заболевание не угрожает жизни… Одним из примеров является рак предстательной железы у пожилых мужчин; с другой стороны, акушеры должны учитывать потенциальный вред от ложноположительного теста на АФП в материнской сыворотке (который может сопровождаться амниоцентезом, ультразвуковым исследованием и усиленным наблюдением за плодом, а также вызывает беспокойство у родителей и маркировку будущего ребенка) против потенциальная выгода.

Попробуйте!

Когда вы хотите свести к минимуму ложноотрицательные результаты?

Нам не нужно много ложноотрицательных результатов, если заболевание часто протекает бессимптомно, а

1. серьезно, быстро прогрессирует и поддается более эффективному лечению на ранних стадиях, ИЛИ
2. легко передается от одного человека к другому

Что такое хороший тест в популяции? На самом деле все тесты имеют свои преимущества и недостатки, так что ни один тест не идеален. Бесплатных обедов в скрининге и раннем выявлении заболеваний не бывает.

Что такое неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ) и какие заболевания можно с его помощью выявить?: MedlinePlus Genetics

Неинвазивное пренатальное тестирование (НИПТ), иногда называемое неинвазивным пренатальным скринингом (НИПС), представляет собой метод определения риска того, что плод будет рождаются с определенными генетическими отклонениями. В этом тесте анализируются небольшие фрагменты ДНК, циркулирующие в крови беременной женщины. В отличие от большей части ДНК, которая находится внутри клеточного ядра, эти фрагменты находятся в свободном плавании, а не внутри клеток, поэтому их называют внеклеточной ДНК (вкДНК). Эти небольшие фрагменты обычно содержат менее 200 строительных блоков ДНК (пар оснований) и возникают, когда клетки отмирают и разрушаются, а их содержимое, включая ДНК, попадает в кровоток.

Во время беременности кровоток матери содержит смесь вкДНК, происходящей из ее клеток и клеток плаценты. Плацента представляет собой ткань в матке, которая связывает плод и кровоснабжение матери. Эти клетки попадают в кровоток матери на протяжении всей беременности. ДНК плацентарных клеток обычно идентична ДНК плода. Анализ вкДНК из плаценты дает возможность раннего обнаружения определенных генетических аномалий без вреда для плода.

НИПТ чаще всего используется для поиска хромосомных нарушений, вызванных наличием лишней или отсутствующей копии (анеуплоидии) хромосомы. НИПТ в первую очередь ищет синдром Дауна (трисомия 21, вызванная дополнительной хромосомой 21), трисомия 18 (вызванная дополнительной хромосомой 18), трисомия 13 (вызванная дополнительной хромосомой 13), а также лишние или отсутствующие копии Х-хромосомы и Y-хромосома (половые хромосомы). Точность теста зависит от расстройства.

НИПТ может включать скрининг дополнительных хромосомных нарушений, вызванных отсутствием (удалением) или копированием (дублированием) участков хромосомы. НИПТ начинают использовать для выявления генетических нарушений, вызванных изменениями (вариантами) в отдельных генах. По мере совершенствования технологий и снижения стоимости генетического тестирования исследователи ожидают, что НИПТ станет доступным для многих других генетических состояний.

НИПТ считается неинвазивным, поскольку требует забора крови только у беременной женщины и не представляет никакого риска для плода. НИПТ — это скрининговый тест, а это означает, что он не даст однозначного ответа о том, есть ли у плода генетическое заболевание. Тест может только оценить, увеличивается или уменьшается риск возникновения определенных состояний. В некоторых случаях результаты НИПТ указывают на повышенный риск генетической аномалии, когда плод фактически не поражен (ложноположительные результаты), или результаты указывают на снижение риска генетической аномалии, когда плод действительно поражен (ложноотрицательный результат). Поскольку НИПТ анализирует как вкДНК плода, так и матери, тест может выявить генетическое заболевание у матери.

В кровотоке матери должно быть достаточно вкДНК плода, чтобы можно было идентифицировать хромосомные аномалии плода. Доля вкДНК в материнской крови, которая поступает из плаценты, известна как фетальная фракция. Как правило, фракция плода должна быть выше 4 процентов, что обычно происходит примерно на десятой неделе беременности. Низкие фракции плода могут привести к невозможности проведения теста или ложноотрицательному результату. Причины низких фракций плода включают слишком раннее тестирование во время беременности, ошибки выборки, ожирение матери и аномалии плода.

Существует несколько методов НИПТ для анализа внеклеточной ДНК плода. Для определения хромосомной анеуплоидии наиболее распространенным методом является подсчет всех фрагментов вкДНК (как плода, так и матери). Если процент фрагментов вкДНК от каждой хромосомы соответствует ожидаемому, то у плода снижается риск хромосомного заболевания (отрицательный результат теста). Если процент фрагментов вкДНК из определенной хромосомы больше, чем ожидалось, то у плода повышена вероятность наличия состояния трисомии (положительный результат теста). Положительный результат скрининга указывает на то, что для подтверждения результата следует провести дополнительное тестирование (называемое диагностическим тестированием, поскольку оно используется для диагностики заболевания).

Мнение Комитета № 640: Скрининг бесклеточной ДНК на анеуплоидию плода. Акушерство Гинекол. 2015 сен; 126 (3): e31-7. doi: 10.1097/AOG.0000000000001051. PubMed: 26287791.

Дондорп В., де Верт Г., Бомбард Ю. , Бьянки Д.В., Бергманн С., Борри П., Читти Л.С., Феллманн Ф., Форзано Ф., Холл А., Хеннеман Л., Ховард Х.К., Лукассен А., Ормонд К., Петерлин Б., Радойкович Д., Роговски В., Соллер М., Тиббен А., Транебьерг Л., ван Эль К.Г., Корнел М.К. Неинвазивное пренатальное тестирование на анеуплоидию и не только: проблемы ответственных инноваций в пренатальном скрининге. Резюме и рекомендации. Eur J Hum Genet. 1 апреля 2015 г. doi: 10.1038/ejhg.2015.56. [Epub перед печатью] PubMed: 25828867.

Goldwaser T, Klugman S. Бесклеточная ДНК для обнаружения анеуплоидии плода. Фертил Стерил. 2018 Февраль; 109 (2): 195-200. doi: 10.1016/j.fertnstert.2017.12.019. PubMed: 29447662.

Грегг А.Р., Скотко Б.Г., Бенкендорф Дж.Л., Монаган К.Г., Баджадж К., Бест Р.Г., Клагман С., Уотсон М.С. Неинвазивный пренатальный скрининг на анеуплоидию плода, обновление 2016 г.: заявление о позиции Американского колледжа медицинской генетики и геномики. Генет Мед. 2016 Окт;18(10):1056-65. doi: 10.1038/gim.2016.97.