2015 Introducción a las Pruebas Diagnósticas Objetivo: Al finalizar el teórico, el estudiante será capaz de: comprender qué es una Prueba Diagnóstica (PD), saber cuáles son las características, propiedades y usos de las PD, aprender los significados de Sensibilidad (Se), Especificidad (Es) y su relación entre ellas., comprender el significado de Prevalencia Real y Prevalencia Aparente, internalizar los conceptos de Punto de Corte (o “Cut Off”), así como de los Valores Predictivos: Positivo (VP+ o VPP) y Negativo (VP- o VPN), conocer las generalidades de la Combinación de Pruebas Diagnósticas (Pruebas “En Serie” y Pruebas “En Paralelo”), Saber aplicar los Criterios de Selección de las PD y Comprender el significado de Prueba Patrón (o “Patrón Oro”). La palabra “diagnóstico” proviene del griego, “distinguir, conocer” y se aplica al arte o acto de reconocer una enfermedad. Una Prueba Diagnóstica (PD): es el proceso a través del cual un animal o un grupo de animales son clasificados como poseedores o carentes de un determinado atributo (usualmente, una enfermedad). Las PD son herramientas (instrumentos, preguntas, signos, síntomas, etc.) utilizadas para disminuir la “incertidumbre” en cuanto al diagnóstico y para establecer estrategias en cuanto a las decisiones clínicas. En este sentido: • las Pruebas de “Screening” (también conocidas por los nombres de: Prueba de Cribado, Prueba de Tamizaje, Prueba Presuntiva o Prueba “Cernidor”) y • las Pruebas Confirmatorias son etapas para llegar a un conocimiento más certero de la identidad de la enfermedad. Se destaca que, en la práctica, el término “prueba diagnóstica” es utilizado directamente como Prueba Confirmatoria. En general, las PD son utilizadas para: • descubrir la presencia de una enfermedad • confirmar su presencia o su ausencia Aquí se utilizarán los términos: enfermos y sanos. Enfermo o Infectado o I+ : se refiere a un animal poseedor de un atributo que causa una alteración del estado de salud. Sano o No Infectado o I- : se refiere a otro animal exento de esa alteración de interés o enfermo de otras alteraciones, excluyendo a la afección de interés. Es importante destacar, sobre su uso, que las PD: involucran no solamente a las desarrolladas en el laboratorio, sino también a las efectuadas a campo, como por ejemplo el C.M.T., los exámenes físicos, la propia historia clínica, las imágenes y los procedimientos (como los rayos X y el electrocardiograma). No solo son utilizadas para detectar enfermedad, sino también para hallar y/o cuantificar: infecciones, infestaciones, carencias, perfiles metabólicos niveles hormonales o estados fisiológicos. Su uso es tan variado que incluye la detección o cuantificación de: anticuerpos en suero sanguíneo. (por ej.: ELISA e InmunoFluorescencia Indirecta (IFI) para el caso de Neospora caninum) antígenos en raspajes prepuciales. (por ej.: Inmunofluorescencia en Campylobacteriosis Genital Bovina) ó preñez en animales gestantes. (por ej.: Prueba de Progesterona en leche) También se usa en el caso de: Estudios de prevalencia Determinar la frecuencia y distribución de un agente infeccioso. Frecuentemente por medición de anticuerpos. Problema: falsos positivos y negativos. PRUEBAS DIAGNOSTICAS (características, propiedades) Pruebas de “Screening” Conocidas como: - Pruebas de tamizaje - Pruebas de cribado - Pruebas “cernidor” - Pruebas Presuntivas Son utilizadas para distinguir: animales aparentemente sanos de animales infectados. Generalmente se requiere de una: Prueba de confirmación Prueba Confirmatoria Se refiere al proceso a través del cual un animal es clasificado como: Enfermo (ó Infectado ó I+) o como Sano (ó No Infectado ó I-) Características de las Pruebas Diagnósticas (PD) La PD “ideal” debería cumplir con 3 premisas: Que todos los individuos sanos tienen un rango de valores uniforme en los resultados de la PD. Que todos los individuos enfermos tienen un rango de valores uniforme en los resultados de la PD, pero diferente de los obtenidos en los individuos sanos. Que todos los resultados de la PD son consistentes con la condición de individuo sano o enfermo. Representación Gráfica de una población animal con respecto a su estado de salud y los resultados de una PD IDEAL: (Nota: se trata de 2 distribuciones de Frecuencia = la de los animales sanos y la de los enfermos) SANOS Punto de Corte (ó Cut Off) ENFERMOS + VN VN = Verdaderos Negativos VP VP = Verdaderos Positivos La discriminación diagnóstica de esta PD es perfecta, separando sanos de enfermos La Prueba Diagnóstica “Ideal” - NO EXISTE La capacidad discriminatoria de una PD depende de: La variabilidad de la misma PD La variabilidad de los individuos sanos La variabilidad de los individuos enfermos Representación Gráfica de una población animal con respecto a su estado de salud y los resultados de una PD ENFERMOS SANOS Punto de Corte VN VP FN 1/8 FN VN = Falsos Negativos = Verdaderos Negativos FP 1/16 FP VP 1/32 1/128 = Falsos Positivos = Verdaderos Positivos Punto de Corte ( o “Cut-Off” ) ENFERMOS SANOS Punto de Corte Valor arbitrario de división VN VP FN 1/8 FN = Falsos Negativos VN = Verdaderos Negativos FP 1/16 1/32 1/128 FP = Falsos Positivos VP = Verdaderos Positivos Se trata de un valor crítico, por encima del cual, los animales son clasificados como POSITIVOS, incluyendo dentro de éstos, la mayoría de los animales enfermos (Verdaderos Positivos o VP) y una pequeña porción de animales sanos (Falsos Positivos o FP) y por debajo del cual, los animales son clasificados como NEGATIVOS, incluyendo dentro de éstos, la mayoría de los animales sanos (Verdaderos Negativos o VN) y una pequeña porción de animales enfermos (Falsos Negativos o FN). Propiedades de las Pruebas Diagnósticas Sensibilidad (ó Se) Es la Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales infectados (ó Enfermos ó I+) Especificidad (ó Es) Es la Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales No infectados (ó Sanos ó I-) Sensibilidad (Se).Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales infectados Es la habilidad de una PD para detectar: un animal enfermo en una Población enferma Cuanto más grande es esta Probabilidad, más sensible es la PD. La Se mide la capacidad discriminatoria de la PD en una Población enferma. Un buen Test da resultados positivos en animales enfermos. Especificidad (Es).Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales sanos Es la habilidad de una PD para detectar: un animal sano en una Población sana Cuanto más grande es esta Probabilidad, más específica es la PD. La Es mide la capacidad discriminatoria de la PD en una Población sana. Un buen Test da resultados negativos en animales sanos. Los conceptos de sensibilidad y especificidad permiten valorar la validez de una PD. Tanto sensibilidad como especificidad proporcionan información acerca de: la probabilidad de obtener un resultado concreto (positivo o negativo) en función de la verdadera condición del enfermo con respecto a la enfermedad. Sin embargo, cuando a un paciente (un animal) se le realiza alguna prueba, el médico carece de información “a priori” acerca de su verdadero diagnóstico, y más bien la pregunta se plantea en sentido contrario: Ante un resultado positivo (o negativo) en la prueba: ¿cuál es la probabilidad de que el paciente esté realmente enfermo (o sano)? Aquí solo se ha abordado el problema en una dirección. Ahora, por medio de los llamados Valores Predictivos de la PD, se podrá completar esta información. Valor predictivo positivo (VP+ ó VPP): Es la probabilidad que, ante un resultado positivo en la PD, un animal esté realmente enfermo. El valor predictivo positivo puede estimarse, por tanto, a partir de la proporción de pacientes con un resultado positivo en la prueba que finalmente resultaron estar enfermos: Valor predictivo negativo (VP- ó VPN): Es la probabilidad de que, ante un resultado negativo en la PD, un animal esté realmente sano. Se estima dividiendo el número de verdaderos negativos entre el total de pacientes con un resultado negativo en la prueba: ENFERMEDAD Condición + PRESENTE (Enfermos ó I+ )) VP POSITIVA (Verdaderos ( ó Anormal) Positivos) (a) Resultado de la PD - NEGATIVA ( ó Normal) FN (Falsos Negativos) (c) AUSENTE (Sanos ó I- ) FP (Falsos Positivos) (b) VN (Verdaderos Negativos) (d) Total: Valores Predictivos Valor Predictivo Positivo VP + = VP + FP (a + b) VP VP + FP Valor Predictivo Negativo VP - = FN + VN (c + d) VN FN + VN Total: ENFERMOS SANOS Punto de Corte VN VP FN 1 / 8 FN VN = Falsos Negativos = Verdaderos Negativos FP 1 / 1 6 FP VP 1 / 3 2 Positivos = Falsos = Verdaderos Positivos 1 / 1 2 8 VP + FN (a + c) FP + VN (b + d) Sensibilidad VP VP + FN Especificidad VN FP + VN Tabla de doble entrada N = (a + b + c + d) Clasificación de los resultados Prevalencia Real (o Verdadera) y Prevalencia Aparente PR = VP+FN ó (a+c) N ó (“n”) PA = x 100 Se denomina Prevalencia Real a la proporción de animales enfermos, existentes en el estado natural y que es independiente y anterior a la ejecución de la Prueba Diagnóstica (PD). (Se la conoce también como Prevalencia Pre-Prueba) VP+FP ó (a+b) N ó (“n”) x 100 Se denomina Prevalencia Aparente a la proporción de animales positivos a la PD. Se trata de una estimación sesgada de la Verdadera Prevalencia de la enfermedad. La magnitud de este sesgo dependerá de las características de la Prueba y de la Prevalencia Real de la enfermedad. Tanto la Sensibilidad (Se) como la Especificidad (Es) tienen diferentes efectos sobre la Prev. Aparente En general, la variaciones moderadas de la Sensibilidad (Se) de la PD no afectan mayormente las estimaciones de prevalencia. Por el contrario, las estimaciones de Prevalencia de una enfermedad se ven muy influenciadas por variaciones de la Especificidad (Es) de la PD. Hay que tener en cuenta que cuando se están analizando resultados de un relevamiento en una determinada población, se debe prestar mucha atención al error que es provocado principalmente por la falta de especificidad, para no sobreestimar la prevalencia de la enfermedad. Este efecto es más marcado a medida que la Prevalencia de la enfermedad es más baja. Por último, la sobreestimación de la Prevalencia de una enfermedad puede ser notable, particularmente en Prevalencias Reales que son bajas. ENFERMEDAD Condición PRESENTE (Enfermos ó I+ ) + VP (Verdaderos POSITIVA Positivos) ( ó Anormal) (a) Resultado de la PD - NEGATIVA ( ó Normal) AUSENTE (Sanos ó I- ) FP (Falsos Positivos) (b) 18 15 FN (Falsos Negativos) (c) VN (Verdaderos Negativos) (d) 38 78 VP + FN FP + VN Total: (a + c) 56 (b + d) Sensibilidad (Se) VP VP + FN 32,1 93 Especificidad (Es) VN FP + VN 83,8 Total: Valor Predictivo Positivo (VP +) = VP + FP (a + b) 33 FN + VN (c + d) 116 VP VP + FP = 54,5 Valor Predictivo Negativo (VP -) = VN FN + VN = 67,2 N = 149 (a + b + c + d) Clasificación de los resultados Sensibilidad (Se).Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales infectados Es la habilidad de una PD para detectar: un animal enfermo en una Población enferma Cuanto más grande es esta Probabilidad, más sensible es la PD. La Se mide la capacidad discriminatoria de la PD en una Población enferma. Un buen Test da resultados positivos en animales enfermos. a (Se) = a+c 18 (Se) = 56 ó VP x 100 VP + FN x 100 = 32,1% VP + FN = I+ (ó Total de enfermos) Especificidad (Es).Probabilidad de que una PD identifique correctamente a los animales sanos Es la habilidad de una PD para detectar: un animal sano en una Población sana Cuanto más grande es esta Probabilidad, más específica es la PD. La Es mide la capacidad discriminatoria de la PD en una Población sana. Un buen Test da resultados negativos en animales sanos. d (Es) = b+d 78 (Es) = 93 ó VN VN + FP x 100 = 83,8% x 100 VN + FP = I(ó Total de sanos) Representación Gráfica de una población animal con respecto a su estado de salud y los resultados de una PD Punto de Corte (ó Cut Off) SANOS ENFERMOS + VN VP FN 1/8 FN VN = Falsos Negativos = Verdaderos Negativos FP 1/16 FP VP 1/32 1/128 = Falsos Positivos = Verdaderos Positivos Representación Gráfica de una población animal con respecto a su estado de salud y los resultados de una PD, con un valor de corte 1/8. (Hay aumento de la Sensibilidad y disminución de la Especificidad) SANOS de la Se de la Es ENFERMOS Punto de Corte VP VN 1/8 FN VN = Falsos Negativos = Verdaderos Negativos FP 1/16 FP VP 1/32 1/128 = Falsos Positivos = Verdaderos Positivos Representación Gráfica de una población animal con respecto a su estado de salud y los resultados de una PD, con un valor de corte 1/32. (Hay aumento de la Especificidad y disminución de la Sensibilidad) SANOS ENFERMOS de la Es Punto de Corte de la Se VN 1/8 FN VN = Falsos Negativos = Verdaderos Negativos FN 1/16 FP VP VP 1/32 1/128 = Falsos Positivos = Verdaderos Positivos Combinaciones de PRUEBAS DIAGNOSTICAS (Generalidades) Es muy común la utilización de combinaciones de PD para emitir un diagnóstico. Estas combinaciones pueden ser: en forma secuencial o en forma simultánea. PD realizadas en forma secuencial Pruebas “En Serie” o “Consecutivas” En este tipo de pruebas, los resultados de todas las pruebas usadas deben ser positivos, de lo contrario el animal se considera negativo a la enfermedad. Por tanto, sólo se correrán muestras positivas a una prueba precedente, con la siguiente prueba. Se realiza primero, la PD que se conoce como Prueba Presuntiva (o “de Screening” o “de Tamizaje”) y si ésta resulta positiva, entonces también tiene que dar positiva la segunda PD consecutiva a la anterior, también llamada Prueba Confirmatoria. PD realizadas en forma secuencial Pruebas “En Serie” o “Consecutivas” Ejemplo Ilustrativo Caso 1.- Resultado de la 1ª PD o Prueba Presuntiva (o “de Screening”) Estado de los 10 tubos, antes de realizar esta PD Aplicación de la Prueba Presuntiva Estado de los 10 tubos, luego de realizada esta PD Se ve que los 10 tubos han resultado negativos, por lo que no se necesita realizar la 2ª PD o Prueba Confirmatoria, por lo que se concluye que el diagnóstico es negativo para la enfermedad buscada. Ejemplo Ilustrativo PD realizadas en forma secuencial Pruebas “En Serie” o “Consecutivas” Caso 2.- Resultado de la 1ª PD o Prueba Presuntiva (o “de Screening”) Estado de los 10 tubos, antes de realizar esta PD Aplicación de la Prueba Presuntiva Resultado de los 10 tubos, luego de realizada esta PD De los 10 tubos, sólo 2 han resultado positivos a esta 1ª Prueba (Presuntiva), por lo que, sólo a los 2 tubos positivos se les deberá realizar la 2ª Prueba (o Prueba Confirmatoria). Caso 2.- Resultado de la 2ª PD o Prueba Confirmatoria Estado de los 2 tubos, antes de realizar esta PD 3 posibles resultados de los 2 tubos, luego de realizada esta PD Aplicación de la Prueba Confirmatoria 1er. Resultado Posible: Los 2 tubos han resultado negativos, por lo que se concluye que para la enfermedad buscada hay un resultado final negativo, por ende, el diagnostico final es negativo. 2do. Resultado Posible: 1 de los tubos ha resultado negativo y el otro tubo ha resultado positivo. Entonces, aunque sea un solo tubo el positivo, ya se considera que, para la enfermedad buscada, el diagnóstico final es positivo. 3er. Resultado Posible: Loa 2 tubos han resultado positivos, por lo que, por supuesto, se considera que, para la enfermedad buscada, el diagnóstico final es positivo. PD realizadas en forma secuencial Pruebas “En Serie” o “Consecutivas” Ejemplo Ilustrativo Ejemplo de: Prueba “En Serie”: es el caso de requerir esta PD para el diagnóstico de la Brucelosis Bovina, donde como 1ª PD (o Prueba Presuntiva) se utiliza el Rosa de Bengala y como prueba secuencial o 2ª PD (o Prueba Confirmatoria) se utiliza el Rivanol. Concepto Importante a recordar: En el caso de las Pruebas “En Serie”, lo que se desea es incrementar la Especificidad (Es) y el Valor Predictivo Positivo (VP+) generales, para aumentar la confianza en el resultado positivo final. PD realizadas en forma simultánea Pruebas “En Paralelo” o “A la vez” En estas PD, los resultados de todas las pruebas realizadas deben ser negativos, de lo contrario el animal se considera positivo a la enfermedad. Dicho de otro modo, en estas pruebas en paralelo, ante un resultado positivo de cualquiera de ellas, se considera diagnóstico positivo de la enfermedad. Ejemplo ilustrativo: PD: “A” PD: “B” PD realizadas en forma simultánea Pruebas “En Paralelo” o “A la vez” Luego de realizadas estas 2 PD, se pueden obtener 4 resultados posibles que son: PD: “A” PD: “B” Ambas PD han resultado negativas, por lo que el diagnóstico es negativo para la enfermedad estudiada. PD: “A” PD: “B” PD: “A” PD: “B” PD: “A” PD: “B” En estos otros 3 resultados posibles: • PD “A” negativa y PD “B” positiva ó • PD “A” positiva y PD “B” negativa ó • PD “A” positiva y PD “B” positiva ya sea que al menos una PD dé un resultado positivo o ambas PD juntas den resultado positivo, entonces se considera que el diagnóstico es positivo para enfermedad estudiada. PD realizadas en forma simultánea Pruebas “En Paralelo” o “A la vez” Ejemplo de: Prueba “En Paralelo”: PD: “A” PD: “B” PD: “A” PD: “B” PD: “A” PD: “B” PD: “A” PD: “B” En la eventualidad de tener la necesidad de realizar el diagnóstico de la existencia o no de lesión canalicular en el hígado de un gato, se sabe que las enzimas Fosfatasa Alcalina y Gamma GT son “marcadoras” de lesión canalicular para dicha especie, en dicho órgano y para ello, se utilizan ambas PD, por lo que para este ejemplo, la PD “A” sería la determinación de los niveles de la enzima Fosfatasa Alcalina y la PD “B” sería la determinación de la enzima Gamma GT para diagnosticar la lesión canalicular. Si ambas PD dan resultado negativo, entonces se considera que no hay lesión canalicular y en cambio si una de las PD (ya sea la PD “A” ó la PD “B”) o ambas PD (la PD “A” y la PD “B”) dan resultado positivo, se considera que existe lesión canalicular del hígado. Concepto Importante a recordar: En el caso de las Pruebas “En Paralelo”, lo que se desea, es incrementar la Sensibilidad (Se) y el Valor Predictivo Negativo (VP-) generales, para aumentar la confianza en el resultado negativo final. Algunos criterios de selección de PD: Es conveniente utilizar una PD con Alta Sensibilidad (Se) y con Alto Valor Predictivo Negativo (VP-) cuando: a) es ventajoso descartar un diagnóstico en las primeras fases de un programa, para reducir el número posible de animales que deben tratarse. Dado que hay más confianza en una PD negativa, esto permite tener confianza que los animales no tratados (por que fueron negativos a la PD) no diseminarán la enfermedad. b) un Falso Negativo (FN) es peligroso. Por ejemplo: un animal FN que ingrese a un país con una enfermedad exótica tendría consecuencias graves. Algunos criterios de selección de PD: Es conveniente utilizar una PD con Alta Especificidad (Es) y con Alto Valor Predictivo Positivo (VP+) cuando: a) es ventajoso confirmar un diagnóstico. Dado que hay más confianza en una PD positiva, esto permite que los animales que sean tratados, sean confirmados con buena seguridad. b) un Falso Positivo (FP) es peligroso. Por ejemplo: si se considera sacrificar aquellos animales positivos a la PD, el costo de demasiados FP podría ser muy alto. Resumiendo: Es importante tener en cuenta, a la hora de seleccionar una PD, que: Si se aplican PD de Tamizaje (“Screening” o “Presuntivas”) con el propósito de identificar casos para tratamiento, es deseable una PD con un Alto VP+. De otra manera se trataría o sacrificaría una gran proporción de animales innecesariamente. Es deseable que las PD utilizadas en las fases iniciales de un Programa de Control sean muy sensibles (de modo que haya pocos FN) y que la PD que se utilice en las fases finales sea muy específica (para reducir los FP). Esto es especialmente cierto cuando la Prevalencia es baja (2%), cuando la mayoría de los animales están libres de la enfermedad y los resultados de una PD, aún altamente sensible y específica, incluirán un gran número de falsos positivos. Para determinar el verdadero estado de salud de los animales se usa un método diagnóstico o combinación de ellos, conocido como: “Prueba Patrón” o “Patrón Oro” Esta prueba, determina en forma absoluta y sin error si la condición (por ej.: enfermedad o infección, etc.) esta presente en un animal. En la mayoría de las enfermedades infecciosas puede ser: El cultivo y aislamiento para identificar el agente patógeno. En otros casos puede ser: La biopsia, necropsia u otro criterio inequívoco de diagnóstico. Es importante destacar que en algunas enfermedades no existe tal “Prueba Oro”, así como en otras, este diagnóstico perfecto o exacto puede ser muy difícil de alcanzar o no resulta práctico o es muy costoso o es muy laborioso o es muy invasor. Conclusiones Antes de interpretar un resultado, se debería: Conocer las características de la prueba. Conocer la situación epidemiológica general a la que se enfrenta. Aceptar que no existen pruebas 100% confiables. Chequeo final, del cumplimiento del Objetivo: Finalizado el teórico, el estudiante ha sido capaz de: comprender qué es una Prueba Diagnóstica (PD), saber cuáles son las características, propiedades y usos de las PD, aprender los significados de Sensibilidad (Se), Especificidad (Es) y su relación entre ellas., comprender el significado de Prevalencia Real y Prevalencia Aparente, internalizar los conceptos de Punto de Corte (o “Cut Off”), así como de los Valores Predictivos: Positivo (VP+ o VPP) y Negativo (VP- o VPN), conocer las generalidades de la Combinación de Pruebas Diagnósticas (Pruebas “En Serie” y Pruebas “En Paralelo”), Saber aplicar los Criterios de Selección de las PD y Comprender el significado de Prueba Patrón (o “Patrón Oro”). Bibliografía Consultada: Tarabla H. D., - “Epidemiología Diagnóstica” – Centro de Publicaciones, Secretaría de Extensión, Universidad Nacional del Litoral (UNL), Santa Fe, Argentina – 2000. Salman M., - “Propiedades de las Pruebas Diagnósticas” – (Traducción del Dr. Cristóbal Zepeda) – Colorado State University – III Curso de Epidemiología Veterinaria y Análisis de Riesgo – Fort Collins, Colorado, U.S.A. – 11 al 22 de agosto de 2003. Fin Muchas Gracias !!!