室内质量控制数据在医学试验室测量不确定的研究

1、上海市常规生化项目室内质量控制数据对不精密度估计的分析陈龙梅1居漪王惠民【摘要】 目的 评定测量不确定度中不精密度需室内质量控制( IQC)数据最少月数的分析，并与澳 大利亚临床生物化学家协会推荐的6个月进行比较。方法收集2009年至2011年上海地区各医院含 20个项目涉及六大测量系统共3530个分析组(以每家医院一年单个浓度的质控数据为一个分析组)的IQC数据。t检验可得每个分析组达到稳定所需最少月数，得到月份对达到稳定的分析组的变化趋势，采用u检验分析医院等级、分析物水平、项目对该趋势的影响。比较1号医院所有分析组 6个月、10个月的变异系数(CV)与全年总 CV的相对偏移。结果 研究结

2、果表明，不同等级医院间、不同分析物水平间、不同项 目间不精密度(CV)达到稳定的时间变化趋势没有明显差异，其变化趋势相同的分析组分别为96.7% 100%和98.4%。在10个月内不精密度达到稳定的分析组为87%。1号医院6个月和10个月CV的相对偏移5%的分析组分别占25%和87%。结论10个月以上的IQC数据更适用于医学实验室评定不确定度。【关键词】 测量不确定度；不精密度；室内质控；医学实验室；自上而下Expression imprecision of uncertainty measurement in medical laboratory with IQC data CHEN Lon

3、g-mei*, JU Yi, WANG Hui-min. *Department of Laboratory of Clinical Medicine, Affiliated Hospital of Nantong Uni versity, I nstitute of Laboratory Medici ne, Na nto ng Un iversity, Nan to ng 226001, ChinaCorresp onding author: Wang Hui-m in, Email: whm_jyk n .c n【Abstract 】 Objective To discove

4、r the mi nimum mon ths of IQC (Internal Quality Con trol) data in quantifying imprecision which is an essential component of measurement uncertainty and to compare with six mon ths IQC data recomme nded by AACB (Australasia n Associati on of Cli nical Biochemists). Methods The IQC datum in volvi ng

5、20 an alysis items and six measureme nt systems were collected from hospitals in Shan ghai regions betwee n 2009 and 2011. A total of 3530 group, referred to a laboratory IQC data of one concen trati on range in a year, were an alysed by t test to find the minimum mon ths in each group whe n impreci

6、si on became reliable. The in flue nces of hospital grades and measura nds concen trati on and an alysis items on the trend of month and the number of stable groups were evaluated by u test. In No.1 hospital groups, comparison was con ducted betwee n six mon ths IQC data coefficie nt variati on (CV)

7、 and ten mon ths IQC data. Results The results show that with the an alysis of the trend of month and the nu mber of stable groups, the con corda nee rates of the trend are 96.7% among hospital grades, 100% between measurands concentration, 98.4% among analysis items. There is 87% of groups imprecis

8、i on became reliable in ten mon ths. During the in terval of relative bias 5% to twelve mon ths CV, there are 25% of six mon ths groups and 87% of ten mon ths groups. Conclusions Ten mon ths IQC data is more reliable for medical laboratory in qua ntify ing imprecisi on.【Key words 】measurement uncert

9、ainty； imprecision ; medical laboratory ； Internal Quality Control测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度，没有不确定度的测量结果是不完整的。GUM 方法2 (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement , GUM )的提出标准化了不确定度的评 定方法，然而学者 Krouwer和Kristiansen就GUM是否适用于医学实验室展开了辩论，引起人们对医学实 验室不确定度评定方法的思考3,4。经典的GUM方法又称为自下而上(Bottom-up )评定方法，其

10、优点在于作者单位：226001南通大学附属医院医学检验中心南通大学检验医学研究所（陈龙梅，王惠民）；200126上海市临床检验中心（居漪）。通讯作者：王惠民，电子邮箱：whm_。南通市课题项目编号：HS2012009。对每个不确定度来源进行评定，不易漏掉较大的不确定度分量，缺点在于评定过程较为繁琐，且医学实验 室许多不确定度分量不易得到确认。因此英国皇家化学学会名下的分析方法委员会（An alytical MethodsCommittee ）于1995年提出了自上而下（Top-down）评定方法，将其作为GUM方法的补充，而后医学实验室广为引用该法进行不确定度的评定。

11、自上而下方法主要考虑了系统误差和随机误差相关的两个不确定 度分量，可通过计算偏移和不精密度而获得。北欧创新中心（Nordic Inn ovation Cen ter, Nordtest ）主张通过分析质控品计算实验室内的不精密度，AACB （ Australasian Association of Clinical Biochemists ）推荐至少需分析六个月的IQC数据，但AACB并没有提供该推荐的依据。本文将通过分析上海市各医院IQC的有关数据，探讨我国医学实验室IQC数据达到稳定所需最少月数，以期为医学实验室应用IQC数据评定不精密度提供参考。材料与方法一、仪器和试剂仪器分别为罗氏、雅

12、培、日立、西门子德灵、贝克曼、奥林帕斯等公司的自动生化分析仪，试剂来自 罗氏、雅培、日立、西门子德灵、贝克曼、奥林帕斯、四川迈克等多个厂商，校准品为各仪器厂家所配套。采用三种不同浓度的贝克曼液体质控品，即L1、L2、L3，批号分别为 M802291/M802292/M802293 （ 2009年）、M901761/M901762/M901763（2010 年）、M909751/M909752/M909753（2011 年）。由上海市临床检验中心（SCCL ）分别发放给一级医院L1和L2、二级医院L2和L3、三级医院L1和L3水平的质控品，并且于每年1月1日更新批号，各医院的检测结果每天以电子形

13、式上报SCCL。二、数据来源IQC数据来自2009年至2011年上海市地区，涉及共 38家医疗机构，其中一级医院实验室 20家、二 级医院实验室8家、三级医院实验室10家。以每家医院一年某项目单个浓度的质控结果为一个分析组，剔除一年内数据一直不能达到稳定的分析组（检验步骤见方法部分1.1 ），根据医学决定水平，将 3个浓度水平分为高、低两个浓度， 20个测量项目在不同浓度的分析组数见表1。表120个测量项目的IQC数据分析组数汇总表项目简称（单位）项目全称低浓度高浓度分析组总数浓度范围分析组数浓度范围分析组数ALB (g/L)白蛋白22276028256136196ALP (U/L)碱性磷酸酶

14、2715311318227276189ALT (U/L)丙氨酸氨基转移酶154063168382134197AST (U/L)门冬氨酸氨基转移酶303854173399115169Ca (mmol/L)钙离子1.672.69772.93.459136CK (U/L)肌酸激酶383615855873251109Cl (mmol/L)氯离子7496849712394178Cr (umol/L)肌酐419761342718134195GGT (U/L)Y谷氨酰基转移酶1319011030446074184Glu (mmol/L)葡萄糖2.4131212024.581202LDH (U/L)乳酸脱氢酶

15、432477825046268146K (mmol/L)钾离子2.45.01265.87.653179Na (mmol/L)钠离子1081359813616179177P (mmol/L)磷离子0.51.56781.72.357135TB (umol/L)总胆红素10176061135121181TCh (mmol/L)总胆固醇2.42.8603.75.8135195TG (mmol/L)三酰甘油0.681.631201.643.0969189TP (g/L)总蛋白3544595786132191UA (umol/L)尿酸12241611554968971186Urea (mmol/L)尿素2

16、.43631124.5133196合计3530三、方法1. IQC数据达到稳定所需最少月数的分析1.1不同分析组不精密度稳定所需最少月数的分析以下列公式逐个计算 2个月（12月）、3个月（13月）、4个月（14月）等直至11个月（111 月） 的均值与标准差作为样本均值与样本标准差，以一年的均值与标准差作为总体均值与总体标准差，将样本 与总体进行t检验分析，得知多个与总体无统计学差异的连续月数的样本，以其中对应的最小月份为每个 分析组不精密度稳定所需的最少月数，剔除需12个月不精密度才能达到稳定的分析组。X = _ - ， s 8，其中n1是之前所有月份的天数，X1是之前所有月n1 +n2口+

17、抵-2份的均值，自是之前所有月份的标准差，n2是本月的天数，X2是本月的均值，S2是本月的标准差。1.2不同等级医院间不精密度达到稳定所需时间差异分析以ALB项目低浓度的一级医院为例，计算某个月份不精密度达到稳定的分析组数百分比，以月份对达到稳定的分析组百分比绘制成一条相关直线，计算相关系数r值，并对r值进行t检验，探索不精密度达到稳定的分析组百分比与月份存在的线性关系。同样方法分别计算 ALB项目低浓度的二级医院和三级医院的r值和t值。应用u检验两两分析三条直线的 r值间是否存在统计学差异，计算u值，探索不同等级医院间月份与分析组百分比的变化趋势的差异。同样方法计算ALB项目高浓度下不同等级

18、医院的t值和u值及其他19个项目高、低浓度下不同等级医院的t值和u值。1.3不同浓度间不精密度达到稳定所需时间差异分析以ALB项目的低浓度为例，计算所有等级医院某个月份不精密度达到稳定的分析组百分比，以月份对达到稳定的分析组百分比绘制成一条相关直线并计算r值，对r值进行t检验，探索不精密度达到稳定的分析组百分比与月份存在的线性关系。同样方法得到ALB项目的高浓度r值和t值。应用u检验分析两条直线的r值间是否有统计学差异，计算u值，探索不同浓度间月份与分析组百分比的变化趋势的差异。同样方法分析其他19个项目高、低浓度的t值和u值。1.4不同项目之间不精密度达到稳定所需时间差异分析以ALB项目为例

19、，计算某个月份不精密度达到稳定的分析组百分比，以月份对达到稳定的分析组百分比绘制成一条相关直线，计算r值和t值，同样方法计算其他 19个项目的r值和t值。应用u检验两两分析二十条直线的r值间是否有统计学差异，计算u值，探索不同项目间月份与分析组百分比的变化趋势的差异。1.5不精密度达到稳定所需时间的分析计算不同月份高、低浓度所有项目的不精密度达到稳定的分析组数百分比，以月数为横坐标、达到稳 定的分析组数百分比为纵坐标建立柱形图。2. 6个月变异系数（CV）或10个月CV代表实验室不精密度的效果比较以1号医院的所有分析组的 CV为研究对象，计算10个月CV或6个月CV与12个月CV偏移相对值 b

20、rel,1和brei,2，将相对偏移的大小分成三组（ 1% ）,根据每组所占百分比绘制饼图。、不同等级医院间不精密度达到稳定所需时间差异分析1.以ALB项目低浓度的一级医院为例，计算某个月份不精密度达到稳定的分析组百分比，得到以月 份对达到稳定的分析组百分比的相关直线，计算r值，见图1。月份图1低浓度ALB 一级医院CV达到稳定与月份的关系图对r值进行t检验，分析一级医院稳定的分析组百分比与月份是否存在线性关系。同样方法计算二级医院和三级医院的r值和t值。对不同等级医院 r值间的统计学差异进行 u检验分析，结果如表 2。 表2低浓度ALB医院等级间t检验和u检验结果单条直线的t检验t检验结果直

21、线间的u检验u检验结果P值一级医院t112.49一二级医院u1,20.100.92二级医院t211.93一三级医院山,30.430.67三级医院t315.39二三级医院匕,30.530.60由表可知，t检验分析不同等级医院r值的结果均大于2.228 （自由度为10、双侧95%的可信区间时的t临界值，P0.05），表明三个等级医院间的不精密 度达到稳定的变化趋势无明显差异。2.同样方法分析 ALB项目高浓度和其他19个项目高、低浓度的IQC数据的不精密度达到稳定所需月 数的直线相关，计算各个项目的r值和t值，以及对不同等级医院的r值间进行两两比较（计算 u值）。发现三个等级医院的t检验结果均大于

22、 2.228,表明20个项目各等级医院（不管是低浓度还是高浓度）不精 密度稳定的分析组百分比与月数存在正相关。在各分析项目三个等级医院间进行两两比较的120个u检验结果中，仅4个结果大于1.96，分别为GGT高浓度水平的u2,3=2.50、P高浓度水平的u1,3=2.83、TP低浓 度水平的5,2=2.61、u2,3=2.42，表明20个项目高、低浓度下三个等级医院间的不精密度达到稳定的变化趋 势相同的比例为96.7%。二、不同浓度间不精密度达到稳定所需时间差异分析1. 以ALB项目的低浓度为例，计算所有等级医院某个月份不精密度达到稳定的所有分析组百分比，得到 以月份对达到稳定的分析组百分比的

23、相关直线，计算r值和相应t值，见图2。月份图2低浓度ALB的分析组CV达到稳定与月份的关系同样方法计算ALB项目高浓度下的t值与r值。用u检验分析高、低浓度r值间的统计学差异，结果 如表3。表3 ALB项目的高、低浓度间t检验和u检验结果项目低浓度t低高浓度t高高、低浓度u高，低ALB20.9918.400.282. 同样方法计算其他19个项目高、低浓度间的 t值和u值，发现20个项目高、低浓度的t检验结果 均大于2.228，表明20个项目不同浓度下不精密度的稳定性与月份存在正相关。每个项目的高、低浓度间 u检验结果均小于1.96，表明20个项目不同浓度间的不精密度达到稳定的变化趋势无明显差异

24、。三、20个项目间不精密度达到稳定所需时间差异分析计算ALB项目某个月份不精密度达到稳定的所有分析组百分比，得到月份对达到稳定的分析组百分比的相关直线，计算r值和相应t值。同样方法计算其他 19个项目的r值和t值。u检验分析20个项目r值 间的统计学差异，在 380 个结果中，仅 ALP 项目与 CK( u=2.09 )、CI(u=2.40)、Glu (u=2.06 )、LDH( u=2.22 )、 P( u=2.39)、TB( u=2.32)间的u检验结果大于1.96，表明20个项目间不精密度达到稳定的变化趋势相同 的比例为98.4%。四、不精密度达到稳定所需时间分析计算某个月份不精密度达到

25、稳定的所有分析组百分比并建立柱形图，结果见图3, 87%的分析组在10月份IQC数据的不精密度可达到稳定。力比分百组析分图320个项目不精密度达到稳定的趋势图五、6个月CV或10个月CV与12个月CV之间的偏移比较以1号医院所有分析组为研究对象， 根据分析组CV的相对偏移brei,i（ 10个月与12个月CV间的相对 偏移）与brei,2 （6个月与12个月CV间的相对偏移）分为 3组，即相对偏移分别为 哥、5%10%、0%, 各组的所占比见图4。 5跖TO站 10%87%0%图4 brel,1与brel,2在三组内的百分比图结果表明，计算连续 10个月CV与12个月CV的相对偏移在5%10%

26、的为13% , 5%的为87%，而6 个月CV与12个月CV的相对偏移在 5%10%的占33%,昌0%的占42%。不确定度评定过程中不精密度是重要的分量，在医学实验室可利用IQC数据获得不精密度6,8，所以评定IQC数据所需最少月数成为解决医学实验室评定不精密度的关键。本研究分析了SCCL2009年至2011年罗氏、雅培、日立、西门子德灵、贝克曼、奥林帕斯等测量系统的IQC数据，包含20个项目三个等级医院共3530个分析组。根据t检验、u检验等统计学方法，得出至少需要10个月的IQC数据计算不精密度的结论。本课题组选用的质控品以人血清为基质，不仅可有效地降低基体效应且可反映患者标本在测量 过程

27、的不精密度。由于不同批号间的质控品可引起系统误差，以及更换质控品时大多实验室的不精密度均 出现较大波动，故以一年的IQC数据代表总体进行t检验，不仅可避免夸大不精密度，且全面包含了周期为一年内所有引起不精密度的影响因素。尽管不精密度的大小与浓度有关9，但是其随着月份变化的趋势与浓度无关。不同等级医院间、20个项目间不精密度达到稳定的变化趋势相同的比例为96.7%和98.4%。比较的结果表明IQC数据在6个月达到稳定的比例有限。不确定度的评定不仅需计算不精密度，还应包含偏移7,8,11，有关偏移的评定本研究组将另行讨论。此外，本课题原计划分析年份间不精密度变化趋势，但由于连续多年参加EQA的医疗

28、机构较少，无法进一步分析。有关IQC数据稳定性评定标准，我们期待有更多的类似文献报道，以期可以建立不确定度评定的 有关标准。综上所述，通过IQC数据评定不确定度中的不精密度已被广泛认可，如何正确合理地应用IQC数据仍是亟待解决的课题。参考文献1 Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM). International vocabulary of basic and general terms in metrology. 3rd ed. 2012.2 Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM).

29、Guide to the expressi on of un certa inty in measureme nt. 1st ed. 2008.3 Krouwer JS. Critique of the guide to the expressi on of un certa inty in measureme nt method of estimati ng and reporti ng un certai nty in diag nostic assays. Clin Chem, 2003, 49: 1818-1821.4 Kristia nsen J. The guide to expressi on of un certa inty in measureme nt approach for estimat ing