ברפואה מרבים להשתמש בבדיקות כדי לאבחן מחלות או במסגרת בדיקות סקר. לעיתים קרובות, הבדיקות הרפואיות פחות מדויקות ויותר מתאימות לתפקידן: כאשר בדיקה מדויקת יכולה להתבצע לדוגמה רק במסגרת ניתוח או נתיחה שלאחר המוות או שמחירה גבוה מדי, היא איננה תמיד מעשית בשימוש קליני. לכן נפוצות בדיקות רפואיות אחרות, מעשיות יותר ומדויקות פחות.

רמות הדיוק והיכולת האבחנתית של הבדיקות הרפואיות נמדדות בהשוואה לבדיקה מדויקת (הידועה בכינוי מדד הזהב) וניתנות בצורה של מדדים שונים. המדדים לבדיקות אבחון הנפוצים ביותר הם רגישות וסגוליות וכן ערך ניבוי חיובי וערך ניבוי שלילי. מדד מודרני יותר הוא יחס נראות.

נהוג לתאר את תוצאות הבדיקה הרפואית ומדד הזהב בטבלה פשוטה. במקרה של בדיקה לזיהוי מחלה, אם לפי הבדיקה המטופל חולה, נאמר שתוצאות הבדיקה חיוביות; אם לפי הבדיקה המטופל בריא נאמר שתוצאות הבדיקה שליליות. האבחון של הבדיקה מושווה לאבחון של מדד הזהב, הקובע אם המחלה קיימת או לא קיימת. תוצאות חיוביות מאומתות מכונות חיוביות אמיתיות (true positives) ותוצאות חיוביות שקריות מכונות חיוביות שגויות (false positives). באותה דרך, מכונות תוצאות שליליות מאומתות שליליות אמיתיות (true negatives) ותוצאות שליליות שקריות מכונות שליליות שגויות (false negatives).

המדדים (קרי: אומדים) לנכונות הבדיקה מתארים הסתברויות שונות:

• רגישות - ההסתברות לזיהוי הנבדק כחולה על ידי הבדיקה, אם הוא אכן חולה.
• סגוליות - ההסתברות לזיהוי הנבדק כבריא על ידי הבדיקה, אם הוא אכן בריא.
• ערך ניבוי חיובי - ההסתברות שהנבדק אכן חולה, אם תוצאת הבדיקה חיובית.
• ערך ניבוי שלילי - ההסתברות שהנבדק אכן בריא, אם תוצאת הבדיקה שלילית.

והם מחושבים לפי הנתונים שהתקבלו בטבלה:

רגישות = #חיוביות אמיתיות#חיוביות אמיתיות+#שליליות כוזבות

סגוליות = #שליליות אמיתיות#שליליות אמיתיות+#חיוביות כוזבות

ערך ניבוי חיובי = #חיוביות אמיתיות#חיוביות אמיתיות+#חיוביות כוזבות

ערך ניבוי שלילי = #שליליות אמיתיות#שליליות אמיתיות+#שליליות כוזבות

דוגמה לנחיצותה של בדיקה לא מדויקת אך יעילה היא בדיקת דם סמוי בצואה לאבחון של סרטן המעי הגס. הדרך המדויקת ביותר לאבחון הסרטן היא קולונוסקופיה אלא שמדובר בבדיקה לא נוחה ויקרה. לעומתה, בדיקת דם סמוי בצואה פשוטה יותר לביצוע (נערכת על דגימת צואה בעזרת נייר טבול בחומרים כימיים המשנה את צבעו בבואו במגע עם דם) ויכולה לשמש כבדיקת סקר בחלקים גדולים יותר מהאוכלוסייה.

תוצאות ההשוואה בין הבדיקות שנערכו ב־203 אנשים מוצגות בטבלה:

לאחר חישוב המדדים, מתקבלות התוצאות הבאות:

רגישות ${\displaystyle 0.67=2/(1+2)=}$

סגוליות ${\displaystyle 0.91=182/(182+18)=}$

ערך ניבוי חיובי ${\displaystyle 0.10=2/(2+18)=}$

ערך ניבוי שלילי ${\displaystyle 0.99=182/(182+1)=}$

על פי תוצאות אלו, לבדיקת סקר של דם סמוי בצואה רגישות של 67%, כלומר הבדיקה תזהה נכונה סרטן בשני שלישים מהחולים. סגוליות של 91% מעידה כי הבדיקה תזהה תשעים ואחד אחוזים מהבריאים כבריאים.

תאורטית, רגישות וסגוליות אינן תלויות זו בזו וניתן להעלות את ערכיהן. אך במציאות, ניסיון להעלות את רגישות הבדיקה, למשל על ידי שינוי הסף הנקבע כמבדיל בין בדיקה חיובית לשלילית (דוגמה נפוצה היא הורדת ערך הBMI כאינדיקציה להשמנה) אומנם יעלה את מספר התוצאות החיוביות אמיתיות ויפחית את מספר התוצאות השליליות שגויות, אך באותו הזמן הוא יפחית את מספר התוצאות השליליות אמיתיות ויעלה את מספר התוצאות החיוביות שגויות או במילים אחרות יפחית את סגוליות הבדיקה.

ערכי רגישות וסגוליות נשארים בדרך כלל קבועים. אם הבדיקה נבדקה באוכלוסיות אחידות מבחינה קלינית ותערך באותן אוכלוסיות, הערכים לא ישתנו. שימוש שגוי בבדיקות יגרום לשינויים בערכים. לדוגמה, בדיקה שנועדה לאבחן זאבת בקרב חולים המציגים תסמינים אופייניים איננה יכולה לשמש באוכלוסייה כללית שכן מספר התוצאות החיוביות שגויות יגדל באופן דרמטי. באותה דרך, הרגישות והסגוליות של בדיקות שנועדו לאוכלוסייה כללית יכולות להשתנות בבדיקת אנשים שהופיעו בהם תסמיני מחלה.

חסרונם העיקרי של מדדים אלו הוא בחוסר יכולתם לענות על השאלה המתבקשת "הבדיקה שלי חיובית, האם אני חולה?". התשובה לשאלה טמונה בערכי הניבוי של הבדיקה.

ערכי הניבוי מעידים על נכונות התוצאות לגבי נבדקים שלא ידוע מצבם לפני הבדיקה (המצב המעשי): משמעותו של ערך ניבוי חיובי של 10% היא שרק עשרה אחוזים מהנבדקים שנמצאו חולים בסרטן הם אכן חולים, כלומר שבמידה והבדיקה הייתה משמשת לאבחון סרטן המעי הגס, שמונה עשר אנשים בריאים (תשעים אחוזים מאלו שבדיקתם חיובית) היו מקבלים את הבשורה השגויה שהם חולים בסרטן. מאידך, על פי ערך הניבוי השלילי 99% מהנבדקים שנמצאו בריאים הם אכן בריאים. מכאן שבדיקת דם סמוי בצואה איננה שימושית לאבחון המחלה אך יש לה ערך גבוה בשלילת המחלה. כל נבדק שנמצא בריא יחשב לבריא ואלו שנמצאו חולים ישלחו לבירור נוסף ומדויק יותר. אם במקרה הזה היו משתמשים בבדיקת דם סמוי בלבד, 203 אנשים היו נבדקים בקלות יחסית, ל־183 מתוכם היו מבשרים כי הם בריאים (אחד מהם [0.55%] יקבל הודעה שגויה והוא כן חולה) ורק 20 אנשים (כעשרה אחוזים) היו נאלצים לעבור בדיקה נוספת.

חסרונם העיקרי של ערכי הניבוי נמצא ברגישותם לשיעור הימצאות המחלה הנבדקת היכול להשתנות מאוכלוסייה אחת לאחרת. בטבלאות הבאות מוצגים נתוני בדיקת איידס בשתי אוכלוסיות שונות:

הרגישות והסגוליות של הבדיקה באוכלוסייה א' כפי שעולה מנתוני הטבלה גבוהות (כ־99.99%). גם ערכי הניבוי גבוהים ותוצאות חישוביהם הם כ־91% לערך ניבוי חיובי ו־99.99% לערך ניבוי שלילי. במידה ובדיקת אדם מסוים באוכלוסייה א' נמצאה חיובית, ישנה הסתברות של תשעים ואחד אחוזים שהוא אכן חולה (או תשעה אחוזים להיותו בריא).

באוכלוסייה ב' התמונה משתנה. ערכי הרגישות והסגוליות נשארים גבוהים עם ערכים של כ־99.99% וכך גם ערך הניבוי השלילי, אבל ערך הניבוי החיובי יורד בצורה דרמטית ל־50%. במידה ובדיקת אדם באוכלוסייה ב' נמצאה חיובית, ישנה הסתברות של חמישים אחוזים שהוא בריא.

ההבדל בין שתי האוכלוסיות הוא שיעור ההימצאות של המחלה. באוכלוסייה א' ישנם כעשרת אלפים חולים בקרב כמיליון בני אדם, שיעור הימצאות של כאחוז אחד. באוכלוסייה ב' ישנם רק כאלף חולים בקרב מיליון בני אדם, שיעור הימצאות של כעשירית אחוז. ככל ששיעור ההימצאות יורד, כך פוחת ערך הניבוי החיובי ועולה ערך הניבוי השלילי. לבדיקה המסוימת שהודגמה יהיו ערכי ניבוי חיובי גבוהים יותר למשל במדינה מוכת איידס או בקרב משתמשים בסמים המשתמשים במזרקים.

ערך מורחב – יחס נראות

יחס נראות (מסומן בדרך כלל באותיות LR שהן ראשי התיבות למונח האנגלי Likelihood Ratio) עדיף על ערכי המדדים המסורתיים יותר של בדיקות אבחון. רגישות וסגוליות למשל, מוגבלים ביכולתם להעריך רק בדיקות שתוצאותיהן דיכוטומיות, בעוד שיחסי נראות יכולים לתאר בדיקה עם מספר רב של תוצאות. כאשר מספר רב של תוצאות מחולק ונבדק בצורה דיכוטומית אובדת אינפורמציה על הבדיקה.

ניתן לחשב את יחסי הנראות לפי הרגישות והסגוליות בדרך הבאה:

יחסי נראות עולים על רגישות וסגוליות גם בתכונתם לקבוע את ההסתברות לקיום המחלה על פי תוצאות הבדיקה בעוד שהאחרונים מוגבלים לקביעת ההסתברות לקיום המחלה על פי קיומה בנבדקים. תכונה דומה מתקיימת בערכי ניבוי, אלא שאלו, שלא כמו יחסי נראות, רגישים לשיעור הימצאות המחלה ולכן לעיתים אינם שימושיים.

• אורי גבאי, אפידמיולוגיה קלינית, אבחון, אמצעי אבחון ואסטרטגיית האבחון, Virtual TAU, אוניברסיטת תל אביב