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Sensibilità e specificità di un test

OBIETTIVI:

- apprendere il significato della "sensibilità" e della "specificità" di un test

- calcolare la sensibilità e la specificità di un test avendo a disposizione i dati necessari


La sensibilità e la specificità sono due criteri che vengono impiegati per valutare la capacità di un test di individuare, fra le unità di una popolazione, quelle provviste del «carattere» ricercato e quelle che invece ne sono prive. Quasi sempre il carattere ricercato è rappresentato dalla presenza di una malattia; quindi possiamo dire che la sensibilità e la specificità servono a valutare la capacità di un test di individuare gli animali sani e gli animali malati. Negli esempi che seguiranno, faremo sempre riferimento a questo tipo di utilizzo del test.

Il termine «sensibilità» in senso epidemiologico viene utilizzato diversamente da quanto avviene in immunologia, in farmacologia o in altri settori, ove «un test sensibile è quello capace di svelare la presenza di piccole quantità di anticorpi, tossine, enzimi ecc.». Evidentemente, questo concetto di sensibilità è da tenere ben distinto da quello utilizzato in epidemiologia: infatti, un test immunologicamente «molto sensibile» potrebbe essere «poco sensibile» se utilizzato a scopo epidemiologico.

Per farti meglio comprendere il concetto sensibilità e specificità di un test, ti consiglio di partire dalla Cap. 11, Unità 3 - Valutazione della performance di un test tabella a due entrate già descritta nell'Unità precedente, e che, per tua comodità, viene qui riprodotta di nuovo:

Epidemiologia veterinaria: sensibilità e specificità di un test

Memorizza la disposizione delle righe e colonne della tabella, sarai facilitato nell'apprendimento delle prossime unità didattiche!
Ricordati:
· colonne=realtà (malato/sano);
· righe=esito test: (positivo/negativo);
· a=malati test-positivi;
· b=sani test-positivi;
· c=malati test-negativi;
· d=sani test-negativi.
Questa disposizione delle righe e delle colonne nella Tabella non è obbligatoria, ma è quella adottata più comunemente e rappresenta quasi uno "standard".

Vediamo ora più in dettaglio le principali caratteristiche della sensibilità e della specificità di un test.

Sensibilità

Abbiamo già visto che non tutti gli animali malati, sottoposti ad un test, risultano positivi:

Epidemiologia veterinaria: sensibilità e specificità di un test

La sensibilità risponde alla domanda: «quanti, degli animali malati sottoposti al test, sono risultati positivi?».

Pertanto, la sensibilità di un test è la sua capacità di identificare correttamente gli animali malati. In termini di probabilità, la sensibilità è la probabilità che un animale malato risulti positivo al test.
Possiamo anche dire che la sensibilità è la proporzione di animali malati che risultano positivi al test.

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SENSIBILITÀ =
- probabilità che un malato risulti test-positivo
- proporzione dei malati che risultano test-positivi

La seconda definizione è la migliore allo scopo di intuire il calcolo della la sensibilità: nella tabella, i «malati» sono rappresentati da (a+c) e, fra questi, i «test-positivi» sono rappresentati da (a); quindi, la sensibilità si calcola con la proporzione a/(a+c):

Epidemiologia veterinaria: sensibilità di un test

Ti ricordo che la frazione a/(a+c) ha la particolarità di includere al denominatore il valore presente al numeratore; si tratta quindi di una Cap. 10, Unità 1 - Misure di frequenza delle malattie: espressione generale proporzione, che può assumere soltanto valori compresi fra 0 e 1 (esprimibili anche come percentuali da 0 a 100).

Ad un esame superficiale, potresti pensare che una altissima sensibilità è l'unica qualità desiderabile in un test: infatti, il poter identificare correttamente, attraverso un test, tutti gli animali ammalati è tutto quello che ti serve.

Tuttavia, se esamini meglio la questione, ti rendi conto che le cose non stanno proprio cosí: un'alta sensibilità non è sufficiente. Infatti, è necessario anche un altro requisito: un buon test deve identificare come positivi soltanto gli animali che hanno la malattia; cioè, è necessario che fra i test-positivi non siano inclusi anche animali sani. Da questa osservazione discende il concetto di specificità.

Specificità

Non tutti gli animali sani, sottoposti ad un test, risultano negativi:

Epidemiologia veterinaria: sensibilità e specificità di un test

La specificità risponde alla domanda: «quanti, degli animali sani sottoposti al test, sono risultati negativi?».

Pertanto, la specificità di un test è la sua capacità di identificare correttamente gli animali sani. In termini di probabilità, la specificità è la probabilità che un animale sano risulti negativo al test.
Possiamo anche dire che la specificità è la proporzione di animali sani che risultano negativi al test

.

SPECIFICITÀ =
- probabilità che un sano risulti test-negativo
- proporzione dei sani che risultano test-negativi

Ancora una volta, la seconda definizione è la migliore per di intuire il calcolo della la specificità: nella tabella i «sani» sono rappresentati da (b+d) e, fra questi, i «test-negativi» sono rappresentati da (d); quindi, la specificità si calcola con la proporzione d/(b+d):

Epidemiologia veterinaria: specificità di un test

Nota che anche la specificità, come la sensibilità, è definita attraverso una proporzione e quindi assume un valore compreso fra 0 e 1.

Nelle operazioni di screening su larga scala, che coinvolgono un elevato numero di individui, la specificità del test è di grande importanza. Ad esempio, nel 2002 in Italia sono stati effettuati 746.678 test per la BSE (encefalopatia spongiforme bovina); di essi, 34 sono risultati positivi. Questi dati indicano che il test utilizzato era dotato di specificità straordinariamente elevata. Se si fosse utilizzato un test con specificità pari a 0.99 (ossia 99%), l'1% dei bovini SANI saggiati sarebbe risultato positivo: ossia ben 7467 animali!

Stima della sensibilità e specificità

I valori di sensibilità e specificità di un test vengono calcolati attraverso esperimenti eseguiti su un campione. Lavorando su un campione, come Cap. 9, Unità 13 - Dimensione o numerosità del campione già ricordato, esiste il problema della variabilità dovuta al caso. Perciò soprattutto quando il campione studiato è piccolo, è opportuno calcolare Cap. 9, Unità 12 - Errore standard e limiti fiduciali l'intervallo di confidenza (es. intervallo di confidenza 95%), che serve a quantificare la precisione della stima ottenuta riguardo ai valori di sensibilità e specificità.

L'intervallo di confidenza di una percentuale (o di una proporzione) è stato trattato in una Cap. 9, Unità 13 - Errore standard e limiti fiduciali unità precedente. Qui di seguito c'è un esempio a scopo di... ripasso.

Per il calcolo dell'intervallo di confidenza 95% di un dato valore di sensibilità, si utilizza la formula seguente:

Epidemiologia veterinaria: intervalli di confidenza

Per calcolare l'intervallo di confidenza 99% basta sostituire il coefficiente 1.96 con 2.53.

Ovviamente la suddetta formula può essere utilizzata anche per il calcolo dell'intervallo di confidenza della specificità: devi sostituire il valore di Se con Sp, e n con il totale degli animali non-malati (ossia b+d).

ESEMPIO. Hai applicato un test in un campione di 95 animali. Quarantadue animali sono risultati test-positivi e 53 test-negativi. I risultati riassunti nella sottostante Tabella.
Tabella
Qui di seguito, il calcolo della sensibilità e della specificità e dei relativi intervalli di confidenza 95%.
Tabella

L'interpretazione ed il significato dell'intervallo di confidenza sono già stati spiegati in una unità  Cap. 9, Unità 12 - Errore standard e limiti fiduciali precedente.

Per concludere

Infine, per sottolineare nuovamente i risvolti pratici legati alle caratteristiche di sensibilità ed alla specificità di un test, si può ricordare che...

TEST MOLTO SENSIBILE ---> raramente misclassifica i MALATI
TEST MOLTO SPECIFICO ---> raramente misclassifica i SANI

NELLA PROSSIMA UNITÀ:
si tratta ancora della sensibilità e specificità di un test; si spiega come esse siano legate inversamente l'una all'altra e come sia possibile farle variare agendo sul valore di soglia.

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