evaluation d'un test diagnostique -...

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. . Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Micha¨ el Genin Universit´ e de Lille 2 EA 2694 - Sant´ e Publique : Epid´ emiologie et Qualit´ e des soins [email protected]

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.

......Evaluation d’un test diagnostique - Concordance

Michael Genin

Universite de Lille 2EA 2694 - Sante Publique : Epidemiologie et Qualite des soins

[email protected]

Page 2: Evaluation d'un test diagnostique - Concordancecerim.univ-lille2.fr/fileadmin/user_upload/statistiques/michael_genin/... · Evaluation d’un test diagnostique D e nitions D e nitions

Plan

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 1 / 35

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Plan

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 1 / 35

Page 4: Evaluation d'un test diagnostique - Concordancecerim.univ-lille2.fr/fileadmin/user_upload/statistiques/michael_genin/... · Evaluation d’un test diagnostique D e nitions D e nitions

Plan

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 1 / 35

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Introduction

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 2 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Introduction

Motivations

...1 Evaluation d’un nouveau test :

Reference (Gold Standard) binaire → Malade (M) / Non malade (M)Nouveau test → M / M

⇒ Quantifier le pouvoir diagnostic du nouveau test

...2 Variable numerique (ex : dosage biologique)

On desire utiliser cette variable pour separer les M des M⇒ Determiner un seuil optimal⇒ Quantifier le pouvoir discriminant de X

...3 2 tests destines a classer les patients (M et M)

⇒ Evaluation de la concordance = similitude entre les 2 tests.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 3 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostiqueDefinitionsAnalyse ROC

...3 Concordance

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostiqueDefinitionsAnalyse ROC

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 5 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 6 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 6 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 6 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions

...1 On cherche a separer les malades (M) des non-malades (M)

...2 On dispose d’une reference qui permet de les classer de maniere certaine(Gold Standard)

Considerons un test :

T+ : test positif en faveur de M

T− : test negatif en faveur de M

Considerons N patients

NM : nombre de malades (reference)

NM : nombre de non-malades (reference)

NT+ : nombre de tests positifs

NT− : nombre de tests negatifs

M M

T+ vp fp NT+

T− fn vn NT−

NM NM N

vp : vrai-positifs

vn : vrai-negatifs

fp : faux-positifs

fn : faux negatifs

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 6 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite intrinseque du test (Probabilites pre-test)

Le pourcentage de ”bien classes” defini par vp+vnN ne reflete pas les 2 types

d’erreurs qui peuvent avoir des consequence tres =...1 Dire que le patient est non-malade a tort (fn)...2 Dire que le patient est malade a tort (fp)

Ces 2 types d’erreur sont quantifies par

.Sensibilite (Se)..

......

Pourcentage de vrai-positifs (vp) chez les malades :

vp

NM= P(T+/M)

.Specificite (Sp)..

......

Pourcentage de vrai-negatifs (vn) chez les non-malades :

vn

NM

= P(T−/M)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 7 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 8 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 8 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 8 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Un test est caracterise par ces deux parametres (Se,Sp).

Remarque 1

Les tests tres sensibles sont utiles pour s’assurer que la maladie n’est paspresente (peu de faux negatifs)

→ La maladie est grave et ne doit pas etre ignoree

Les tests tres specifiques sont utiles pour s’assurer que la maladie est bienpresente (peu de faux positifs)

→ Maladie incurable, traitement lourd

Remarque 2

Ces 2 parametres sont independants de la prevalence de la maladie

→ pas besoin de respecter la prevalence de la population (echantillonrepresentatif)

→ En general, on trouve 100 M et 100 M

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite extrinseque du test (Probabilites post-test)

.Valeur Predictive Positive (VPP)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement malade sachant que le test est positif :

P(M/T+) =vp

NT+

.Valeur Predictive Negative (VPN)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement non-malade sachant que le test estnegatif :

P(M/T−) =vn

NT−

Tres important en situation clinique car on ignore tres souvent le diagnostic dereference.

Ces formules sont utilisables lorsque l’echantillon est representatif de lapopulation !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 9 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite extrinseque du test (Probabilites post-test)

.Valeur Predictive Positive (VPP)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement malade sachant que le test est positif :

P(M/T+) =vp

NT+

.Valeur Predictive Negative (VPN)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement non-malade sachant que le test estnegatif :

P(M/T−) =vn

NT−

Tres important en situation clinique car on ignore tres souvent le diagnostic dereference.

Ces formules sont utilisables lorsque l’echantillon est representatif de lapopulation !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 9 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite extrinseque du test (Probabilites post-test)

.Valeur Predictive Positive (VPP)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement malade sachant que le test est positif :

P(M/T+) =vp

NT+

.Valeur Predictive Negative (VPN)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement non-malade sachant que le test estnegatif :

P(M/T−) =vn

NT−

Tres important en situation clinique car on ignore tres souvent le diagnostic dereference.

Ces formules sont utilisables lorsque l’echantillon est representatif de lapopulation !!

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Definitions - Validite extrinseque du test (Probabilites post-test)

.Valeur Predictive Positive (VPP)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement malade sachant que le test est positif :

P(M/T+) =vp

NT+

.Valeur Predictive Negative (VPN)..

......

Probabilite qu’un individu soit reellement non-malade sachant que le test estnegatif :

P(M/T−) =vn

NT−

Tres important en situation clinique car on ignore tres souvent le diagnostic dereference.

Ces formules sont utilisables lorsque l’echantillon est representatif de lapopulation !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 9 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Remarque 1

Une VPP faible → examens supplementaires lourds chez des non-malades

Une VPN faible → rassurer des patients a tort

→ Indice de fiabilite du test

Remarque 2

Ces deux parametres dependent de l’echantillon etudie (prevalence de lamaladie). Donc si l’echantillon n’est pas representatif (prevalence) :

→ Calcul de VPP et VPN en utilisant une formule faisant intervenir Se, Sp etprevalence de la maladie (Formule de Bayes).

→ Un prevalence importante va ameliorer la VPP mais diminuer la VPN

→ Un prevalence faible va diminuer la VPP mais ameliorer la VPN

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 10 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

Exemple : Se = 0.8 et Sp = 0.9

Echantillon 1M M

T+ 80 10 90

T− 20 90 110

100 100 200

VPP =80

90≈ 0.89

VPN =90

110≈ 0.82

Echantillon 2M M

T+ 160 10 170

T− 40 90 130

200 100 300

VPP =160

170≈ 0.94

VPN =90

130≈ 0.69

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 12 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 12 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Definitions

En situation clinique, on ne dispose pas du diagnostic de reference mais ondispose de

Sensibilite et Specificite du test

La prevalence de la maladie dans la population (P(M) = p)

On souhaite calculer la VPP et la VPN en utilisant ces informations :

VPP = P(M/T+) =P(T+/M)P(M)

P(T+)=

P(T+/M)P(M)

P(T+/M)P(M) + P(T+/M)P(M)

.

......VPP =

Se.p

Se.p + (1− Sp)(1− p)

VPN = P(M/T−) =P(T−/M)P(M)

P(T−)=

P(T−/M)P(M)

P(T−/M)P(M) + P(T−/M)P(M)

.

......VPN =

Sp(1− p)

Sp(1− p) + (1− Se)p

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostiqueDefinitionsAnalyse ROC

...3 Concordance

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 13 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Problematique

On dispose d’une variable quantitative X (ex : dosage biologique). On souhaite :

Determiner le seuil optimal (pour separer les M des M)

Quantifier le pouvoir diagnostic de X

Le seuil optimal est celui qui separe au mieux les M des M en respectant les deuxtypes de risques (fp,fn).

⇒ max(Se, Sp)

Probleme : les deux parametres varient en sens contraire !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 14 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Problematique

On dispose d’une variable quantitative X (ex : dosage biologique). On souhaite :

Determiner le seuil optimal (pour separer les M des M)

Quantifier le pouvoir diagnostic de X

Le seuil optimal est celui qui separe au mieux les M des M en respectant les deuxtypes de risques (fp,fn).

⇒ max(Se, Sp)

Probleme : les deux parametres varient en sens contraire !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 14 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Problematique

On dispose d’une variable quantitative X (ex : dosage biologique). On souhaite :

Determiner le seuil optimal (pour separer les M des M)

Quantifier le pouvoir diagnostic de X

Le seuil optimal est celui qui separe au mieux les M des M en respectant les deuxtypes de risques (fp,fn).

⇒ max(Se, Sp)

Probleme : les deux parametres varient en sens contraire !!

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Problematique

On dispose d’une variable quantitative X (ex : dosage biologique). On souhaite :

Determiner le seuil optimal (pour separer les M des M)

Quantifier le pouvoir diagnostic de X

Le seuil optimal est celui qui separe au mieux les M des M en respectant les deuxtypes de risques (fp,fn).

⇒ max(Se, Sp)

Probleme : les deux parametres varient en sens contraire !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 14 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Problematique

On dispose d’une variable quantitative X (ex : dosage biologique). On souhaite :

Determiner le seuil optimal (pour separer les M des M)

Quantifier le pouvoir diagnostic de X

Le seuil optimal est celui qui separe au mieux les M des M en respectant les deuxtypes de risques (fp,fn).

⇒ max(Se, Sp)

Probleme : les deux parametres varient en sens contraire !!

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 14 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Exemple - 2 cas extremes

M M

Xs1

vn pour s1

fp pour s1

vp pour s1

Seuil s1 :

Si X < s1 alors M (pas de fn)

Si X ≥ s1 alors M et M (bcp de fp)

⇒ Se = 1 mais Sp mauvaise

M M

T+ (X ≥ s1) vp fp

T− (X < s1) 0 vn

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 15 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Exemple - 2 cas extremes

M M

Xs1

vn pour s1

fp pour s1

vp pour s1

Seuil s1 :

Si X < s1 alors M (pas de fn)

Si X ≥ s1 alors M et M (bcp de fp)

⇒ Se = 1 mais Sp mauvaise

M M

T+ (X ≥ s1) vp fp

T− (X < s1) 0 vn

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 15 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Exemple - 2 cas extremes

M M

Xs2vn pour s2

fn pour s2

vp pour s2

Seuil s2 :

Si X < s2 alors M et M (bcp de fn)

Mais si X ≥ s2 alors M (pas de fp)

⇒ Sp = 1 mais Se mauvaise

M M

T+ (X ≥ s2) vp 0

T− (X < s2) fn vn

→ Necessite de trouver un compromis !! ←

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 16 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Exemple - 2 cas extremes

M M

Xs2vn pour s2

fn pour s2

vp pour s2

Seuil s2 :

Si X < s2 alors M et M (bcp de fn)

Mais si X ≥ s2 alors M (pas de fp)

⇒ Sp = 1 mais Se mauvaise

M M

T+ (X ≥ s2) vp 0

T− (X < s2) fn vn

→ Necessite de trouver un compromis !! ←

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 16 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Exemple - 2 cas extremes

M M

Xs2vn pour s2

fn pour s2

vp pour s2

Seuil s2 :

Si X < s2 alors M et M (bcp de fn)

Mais si X ≥ s2 alors M (pas de fp)

⇒ Sp = 1 mais Se mauvaise

M M

T+ (X ≥ s2) vp 0

T− (X < s2) fn vn

→ Necessite de trouver un compromis !! ←

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 16 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

● Point idéal (0,1)

● s2

s1

Objectif : determiner le seuil s qui separe au mieux les M des M

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 17 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

● Point idéal (0,1)

● s2

s1

Objectif : determiner le seuil s qui separe au mieux les M des M

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 17 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

● Point idéal (0,1)

● s2

s1

Seuil s optimal

Solution : determiner le seuil s qui minimise la distance euclidienne du point (0, 1)

d((0, 1), s) =√

(0− xs)2 + (1− ys)2

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 18 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

● Point idéal (0,1)

● s2

s1

Seuil s optimal

Solution : determiner le seuil s qui minimise la distance euclidienne du point (0, 1)

d((0, 1), s) =√

(0− xs)2 + (1− ys)2

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 18 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

La courbe ROC presente 2 interets :

Choix du meilleur seuil

Permet de visualiser puis quantifier le pouvoir discriminant de X

→ Calcul de l’aire sous la courbe ROC (AUC)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 19 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

La courbe ROC presente 2 interets :

Choix du meilleur seuil

Permet de visualiser puis quantifier le pouvoir discriminant de X

→ Calcul de l’aire sous la courbe ROC (AUC)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 19 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

La courbe ROC presente 2 interets :

Choix du meilleur seuil

Permet de visualiser puis quantifier le pouvoir discriminant de X

→ Calcul de l’aire sous la courbe ROC (AUC)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 19 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

La courbe ROC presente 2 interets :

Choix du meilleur seuil

Permet de visualiser puis quantifier le pouvoir discriminant de X

→ Calcul de l’aire sous la courbe ROC (AUC)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

La courbe ROC presente 2 interets :

Choix du meilleur seuil

Permet de visualiser puis quantifier le pouvoir discriminant de X

→ Calcul de l’aire sous la courbe ROC (AUC)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 19 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrimination

→ 0.5 ≤ AUC ≤ 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrim. parfaite

→ Se = 1, Sp = 1

→ AUC = 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

∅ Discrimination

→ AUC = 0.5

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 20 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrimination

→ 0.5 ≤ AUC ≤ 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrim. parfaite

→ Se = 1, Sp = 1

→ AUC = 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

∅ Discrimination

→ AUC = 0.5

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 20 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrimination

→ 0.5 ≤ AUC ≤ 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrim. parfaite

→ Se = 1, Sp = 1

→ AUC = 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

∅ Discrimination

→ AUC = 0.5

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrimination

→ 0.5 ≤ AUC ≤ 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

Discrim. parfaite

→ Se = 1, Sp = 1

→ AUC = 1

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1−Sp

Se

∅ Discrimination

→ AUC = 0.5

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 20 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

AUC Discrimination

0.5 Nulle0.7 - 0.8 Acceptable0.8 - 0.9 Excellente> 0.9 Exceptionnelle

Remarques :

Si AUC = 0.5 alors on classe de maniere completement aleatoire lesobservations

Si AUC > 0.9 le classement est tres bon, voire trop bon, il faut evaluer s’il ya overfitting

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 21 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

AUC Discrimination

0.5 Nulle0.7 - 0.8 Acceptable0.8 - 0.9 Excellente> 0.9 Exceptionnelle

Remarques :

Si AUC = 0.5 alors on classe de maniere completement aleatoire lesobservations

Si AUC > 0.9 le classement est tres bon, voire trop bon, il faut evaluer s’il ya overfitting

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 21 / 35

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Evaluation d’un test diagnostique Analyse ROC

Courbe ROC (Receiver Operating Characteristic)

AUC Discrimination

0.5 Nulle0.7 - 0.8 Acceptable0.8 - 0.9 Excellente> 0.9 Exceptionnelle

Remarques :

Si AUC = 0.5 alors on classe de maniere completement aleatoire lesobservations

Si AUC > 0.9 le classement est tres bon, voire trop bon, il faut evaluer s’il ya overfitting

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 21 / 35

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Concordance

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 ConcordanceIntroductionCoefficient kappaTest de significativite du coefficientIntervalle de confiance du coefficient

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 22 / 35

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Concordance Introduction

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 ConcordanceIntroductionCoefficient kappaTest de significativite du coefficientIntervalle de confiance du coefficient

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 23 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Objectif

Evaluer la concordance (accord, similitude,. . . ) entre

2 techniques

2 jugements

2 tests

. . .

par rapport a un critere

quantitatif

→ Mesure biologique faite avec 2 appareils differents

qualitatif

→ Tests vivant/deces

Cette notion inclue celle de reproductibilite (ex : p mesures avec le meme appareil→ validation de l’appareil)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 24 / 35

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Concordance Introduction

Difference entre concordance et liaison

Exemple : Accord entre 2 radiologues R1 et R2 sur une meme serie deradiographies

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 95 8Non-Malade 5 92

Pour evaluer la concordance entre R1 et R2 un test du χ2 n’est pas suffisant car :

L’existence d’une liaison entre R1 et R2 n’implique pas forcement laconcordance entre eux

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 10 95Non-Malade 105 20

En revanche, une concordance importante → un liaison significative.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 25 / 35

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Concordance Introduction

Difference entre concordance et liaison

Exemple : Accord entre 2 radiologues R1 et R2 sur une meme serie deradiographies

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 95 8Non-Malade 5 92

Pour evaluer la concordance entre R1 et R2 un test du χ2 n’est pas suffisant car :

L’existence d’une liaison entre R1 et R2 n’implique pas forcement laconcordance entre eux

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 10 95Non-Malade 105 20

En revanche, une concordance importante → un liaison significative.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 25 / 35

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Concordance Introduction

Difference entre concordance et liaison

Exemple : Accord entre 2 radiologues R1 et R2 sur une meme serie deradiographies

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 95 8Non-Malade 5 92

Pour evaluer la concordance entre R1 et R2 un test du χ2 n’est pas suffisant car :

L’existence d’une liaison entre R1 et R2 n’implique pas forcement laconcordance entre eux

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 10 95Non-Malade 105 20

En revanche, une concordance importante → un liaison significative.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 25 / 35

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Concordance Introduction

Difference entre concordance et liaison

Exemple : Accord entre 2 radiologues R1 et R2 sur une meme serie deradiographies

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 95 8Non-Malade 5 92

Pour evaluer la concordance entre R1 et R2 un test du χ2 n’est pas suffisant car :

L’existence d’une liaison entre R1 et R2 n’implique pas forcement laconcordance entre eux

R1\R2 Malade Non-MaladeMalade 10 95Non-Malade 105 20

En revanche, une concordance importante → un liaison significative.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 25 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 ConcordanceIntroductionCoefficient kappaTest de significativite du coefficientIntervalle de confiance du coefficient

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 26 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Considerons 2 tests A et B effectues un echantillon de N individus.

A\B T+ T−

T+ a b nA+

T− c d nA−

nB+ nB− N

Idee : La concordance entre A et B peut etre decomposee en...1 Une concordance aleatoire (liee au hasard)...2 Une concordance reelle

La concordance observee est definie par

.

......po =

a+ d

N

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 27 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Sous l’hypothese d’independance des tests, on peut reconstituer le tableau deseffectifs theoriques :

A\B T+ T−

T+ nA+ nB+

N

nA+ nB−

NnA+

T− nA− nB+

N

nA− n

B−N

nA−

nB+ nB− N

Et ainsi en deduire la concordance due au hasard :.

......pc =

nA+nB+

N +nA−nB−

N

N

Il faut corriger la concordance observee (po) en tenant compte de celle qui seraitdue au hasard (pc)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 28 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Sous l’hypothese d’independance des tests, on peut reconstituer le tableau deseffectifs theoriques :

A\B T+ T−

T+ nA+ nB+

N

nA+ nB−

NnA+

T− nA− nB+

N

nA− n

B−N

nA−

nB+ nB− N

Et ainsi en deduire la concordance due au hasard :.

......pc =

nA+nB+

N +nA−nB−

N

N

Il faut corriger la concordance observee (po) en tenant compte de celle qui seraitdue au hasard (pc)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 28 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Sous l’hypothese d’independance des tests, on peut reconstituer le tableau deseffectifs theoriques :

A\B T+ T−

T+ nA+ nB+

N

nA+ nB−

NnA+

T− nA− nB+

N

nA− n

B−N

nA−

nB+ nB− N

Et ainsi en deduire la concordance due au hasard :.

......pc =

nA+nB+

N +nA−nB−

N

N

Il faut corriger la concordance observee (po) en tenant compte de celle qui seraitdue au hasard (pc)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 28 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Sous l’hypothese d’independance des tests, on peut reconstituer le tableau deseffectifs theoriques :

A\B T+ T−

T+ nA+ nB+

N

nA+ nB−

NnA+

T− nA− nB+

N

nA− n

B−N

nA−

nB+ nB− N

Et ainsi en deduire la concordance due au hasard :.

......pc =

nA+nB+

N +nA−nB−

N

N

Il faut corriger la concordance observee (po) en tenant compte de celle qui seraitdue au hasard (pc)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 28 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Sous l’hypothese d’independance des tests, on peut reconstituer le tableau deseffectifs theoriques :

A\B T+ T−

T+ nA+ nB+

N

nA+ nB−

NnA+

T− nA− nB+

N

nA− n

B−N

nA−

nB+ nB− N

Et ainsi en deduire la concordance due au hasard :.

......pc =

nA+nB+

N +nA−nB−

N

N

Il faut corriger la concordance observee (po) en tenant compte de celle qui seraitdue au hasard (pc)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 28 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

On definit ainsi le coefficient kappa k :

.

......k =

po − pc1− pc

Interpretation en termes de concordance :

k ≤ 0.2 → Negligeable

0.2 < k ≤ 0.4 → Faible

0.4 < k ≤ 0.6 → Moyenne

0.6 < k ≤ 0.8 → Bonne

0.8 < k ≤ 1 → Excellente

On montre que

.

......

E[K ] = κ

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 29 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

On definit ainsi le coefficient kappa k :

.

......k =

po − pc1− pc

Interpretation en termes de concordance :

k ≤ 0.2 → Negligeable

0.2 < k ≤ 0.4 → Faible

0.4 < k ≤ 0.6 → Moyenne

0.6 < k ≤ 0.8 → Bonne

0.8 < k ≤ 1 → Excellente

On montre que

.

......

E[K ] = κ

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

On definit ainsi le coefficient kappa k :

.

......k =

po − pc1− pc

Interpretation en termes de concordance :

k ≤ 0.2 → Negligeable

0.2 < k ≤ 0.4 → Faible

0.4 < k ≤ 0.6 → Moyenne

0.6 < k ≤ 0.8 → Bonne

0.8 < k ≤ 1 → Excellente

On montre que

.

......

E[K ] = κ

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

On definit ainsi le coefficient kappa k :

.

......k =

po − pc1− pc

Interpretation en termes de concordance :

k ≤ 0.2 → Negligeable

0.2 < k ≤ 0.4 → Faible

0.4 < k ≤ 0.6 → Moyenne

0.6 < k ≤ 0.8 → Bonne

0.8 < k ≤ 1 → Excellente

On montre que

.

......

E[K ] = κ

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Exemple

Effectifs observes

A\B T+ T−

T+ 45 15 60

T− 5 35 40

50 50 100

po =45 + 35

100= 0.8

Effectifs theoriques

A\B T+ T−

T+ 30 30 60

T− 20 20 40

50 50 100

pc =30 + 20

100= 0.5

k =po − pc1− pc

=0.8− 0.5

0.5= 0.6

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 30 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Exemple

Effectifs observes

A\B T+ T−

T+ 45 15 60

T− 5 35 40

50 50 100

po =45 + 35

100= 0.8

Effectifs theoriques

A\B T+ T−

T+ 30 30 60

T− 20 20 40

50 50 100

pc =30 + 20

100= 0.5

k =po − pc1− pc

=0.8− 0.5

0.5= 0.6

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 30 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Exemple

Effectifs observes

A\B T+ T−

T+ 45 15 60

T− 5 35 40

50 50 100

po =45 + 35

100= 0.8

Effectifs theoriques

A\B T+ T−

T+ 30 30 60

T− 20 20 40

50 50 100

pc =30 + 20

100= 0.5

k =po − pc1− pc

=0.8− 0.5

0.5= 0.6

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 30 / 35

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Concordance Coefficient kappa

Concordance entre 2 jugements categoriels : Coefficient Kappa

Exemple

Effectifs observes

A\B T+ T−

T+ 45 15 60

T− 5 35 40

50 50 100

po =45 + 35

100= 0.8

Effectifs theoriques

A\B T+ T−

T+ 30 30 60

T− 20 20 40

50 50 100

pc =30 + 20

100= 0.5

k =po − pc1− pc

=0.8− 0.5

0.5= 0.6

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 30 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 ConcordanceIntroductionCoefficient kappaTest de significativite du coefficientIntervalle de confiance du coefficient

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 31 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

Page 139: Evaluation d'un test diagnostique - Concordancecerim.univ-lille2.fr/fileadmin/user_upload/statistiques/michael_genin/... · Evaluation d’un test diagnostique D e nitions D e nitions

Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Condition d’application : N ≥ 30

Les hypotheses de test sont les suivantes :

.

......

{H0 : κ = 0 Concordance aleatoire po = pc

H1 : κ > 0 Concordance non aleatoire po > pc

Sous H0, E[K ] = 0 et po = pc donc

V[K ] =po(1− po)

N(1− pc)2=

pc(1− pc)

N(1− pc)2=

pcN(1− pc)

. Sous H0, pour N ≥ 30, la statistique de test est

.

......Z =

K − E[K ]√V[K ]

=K√V[K ]

∼ N (0, 1)

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 32 / 35

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Concordance Test de significativite du coefficient

Test de significativite du coefficient kappa

Retour a l’exemple : pc = 0.5√s2k =

√0.5

100× 0.5= 0.1

z =k

sk=

0.6

0.1= 6

Donc rejet de H0 → concordance statistiquement significative.

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 33 / 35

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Concordance Intervalle de confiance du coefficient

Point etudie

...1 Introduction

...2 Evaluation d’un test diagnostique

...3 ConcordanceIntroductionCoefficient kappaTest de significativite du coefficientIntervalle de confiance du coefficient

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 34 / 35

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Concordance Intervalle de confiance du coefficient

Intervalle de confiance du coefficient kappa

Si test est NS → STOP.

Sinon nous devons donner une estimation de la vraie valeur κ → IC.

L’intervalle de confiance de κ au niveau de confiance 1− α est donne par :

.

......

IC1−ακ =

[k ± z1−α/2

√po(1− po)

N(1− pc)2

]

Retour a l’exemple : po = 0.8, pc = 0.5, N = 100, k = 0.6

IC95%κ =

[0.6± 1.96

√0.8× 0.2

100× (1− 0.5)2

]

IC95%κ = [0.4432; 0.7568]

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 35 / 35

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Concordance Intervalle de confiance du coefficient

Intervalle de confiance du coefficient kappa

Si test est NS → STOP.

Sinon nous devons donner une estimation de la vraie valeur κ → IC.

L’intervalle de confiance de κ au niveau de confiance 1− α est donne par :

.

......

IC1−ακ =

[k ± z1−α/2

√po(1− po)

N(1− pc)2

]

Retour a l’exemple : po = 0.8, pc = 0.5, N = 100, k = 0.6

IC95%κ =

[0.6± 1.96

√0.8× 0.2

100× (1− 0.5)2

]

IC95%κ = [0.4432; 0.7568]

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 35 / 35

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Concordance Intervalle de confiance du coefficient

Intervalle de confiance du coefficient kappa

Si test est NS → STOP.

Sinon nous devons donner une estimation de la vraie valeur κ → IC.

L’intervalle de confiance de κ au niveau de confiance 1− α est donne par :

.

......

IC1−ακ =

[k ± z1−α/2

√po(1− po)

N(1− pc)2

]

Retour a l’exemple : po = 0.8, pc = 0.5, N = 100, k = 0.6

IC95%κ =

[0.6± 1.96

√0.8× 0.2

100× (1− 0.5)2

]

IC95%κ = [0.4432; 0.7568]

Michael Genin (Universite de Lille 2) Evaluation d’un test diagnostique - Concordance Version - 18 avril 2014 35 / 35