室内质量控制基础

1、第四章 室内质量控制基础谢海涛第一节 概论一、发展历史二、统计质量控制：讲述统计学基础知识。一、算术均数一、算术均数算术均数：简称均数（算术均数：简称均数（mean） 可用于反映一组呈对称分布的变量可用于反映一组呈对称分布的变量值在数量上的平均水平或者说是集中位值在数量上的平均水平或者说是集中位置的特征值。置的特征值。直接计算法直接计算法 公式公式 ：12nXXXXXnn举例：试计算举例：试计算4，4，4，6，6，8，8，8，10的均数？的均数？1323101836243X二、方差与标准差二、方差与标准差 1. 方差（方差（variance）也称均方差）也称均方差（mean square de

2、viation），反映一组数），反映一组数据的平均离散水平。据的平均离散水平。 总体方差总体方差 样本方差样本方差 22()XN22()1XXSn2、公式： 样本标准差用 表示 ，其度量单位与均数一致，所以最常用。公式：总体标准差用表示 2()XNS2()1XXSn 标准差的公式还可以写成 ：利用频数表计算标准差的公式为22()1XXnSn22()1fXfXfSf三、变异系数三、变异系数C VSX 1 0 0 % 变异系数(coefficient of variation，CV) 常用于比较度量单位不同度量单位不同或均数相差均数相差悬殊悬殊的两组(或多组)资料的变异程度。 四、正态分布四、正态

3、分布图 2-4 频 数 分 布 逐 渐 接 近 正 态 分 布 示 意1、正态分布的概念和特征、正态分布的概念和特征1正态分布曲线的数学表达式正态分布曲线的数学表达式(概率密度函数，概率密度函数，probability density function，pdf ) ，X 则称 X 服从正态分布，记作2( ,)XN ，为 X 的总体均数， 2为总体方差。 22()21()2Xf Xe2正态分布的特征正态分布的特征正态曲线下面积分布有一定的规律，总面积正态曲线下面积分布有一定的规律，总面积=1。00.10.20.30.40.5-4-3-2-101234 2-5 正态分布位置变换示意图 00.10.

4、20.30.40.50.60.70.80.9-6-5-4-3-2-10123456=0.5 =1=2 2-6 正态分布形态变换示意图 累积面积可通过对概率密度函数累积面积可通过对概率密度函数f(X)积分求得积分求得22()21()2XXF XedX X 轴与正态曲线所夹面积恒等于 1 或 100%； 区间的面积为 68.27%； 区间1.96的面积为 95.00%； 区间2.58的面积为 99.00%。 图图2-7 正态曲线面积分布示意图正态曲线面积分布示意图 第二节：误差及允许误差一、随机误差l定义：测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值（即总体均数）之差。l

5、重复性条件：是指在尽量相同的条件下，包括测量程序、人员、仪器、环境等，以及尽量短的时间间隔内完成重复测量任务。l重复测量中的变动性表明测量结果是真值、系统误差与随机误差三者的代数和。测量结果与总体均数之差则是这一测量结果的随机误差分量。l随机误差来源于影响因素的变化 随机效应 l随机误差的统计规律性：1.对称性：本质特性，是指绝对值相等而符号相反的误差，出现的次数大致相等，代数和趋近于零，具有抵偿性。凡有抵偿性的误差，原则上均可按随机误差处理。2.有界性：误差的绝对值不会超过一定的界限，不会出现绝对值很大的误差。3.单峰性：测得值以它们的算术平均值为中心而相对集中分布。二、系统误差l定义：在重

6、复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。它是测量结果中期望不为零的分量。l系统误差大抵来源于影响因素，若已知并可定量表述它对结果的影响，则称为系统效应。该效应的大小若显著，则可通过估计的修正值予以补偿。利用标准物质进行调整尽量消除系统误差。三、允许总误差1、总误差 在常规测定中每个标本测定结果都会有误差，这个误差包括了各种类型的随机误差和系统误差，因此测定结果与真值的差异是随机误差(RE)和系统误差(SE)的总和，即总误差(total error，TE)。也可用TE=1.96s+|Bias|表示(95允许误差限)。所选用的检测方法的总误差必须在临床可接受的水平

7、范围内(也就是允许总误差，TEa)，这种检测方法才能用于临床常规检查。2、分析质量技术要求（规格）l检验项目的分析质量技术要求(analytical quality specification)对于临床应用是非常重要和有用的。分析质量技术要求可表现为允许不精密度(CV)，允许偏倚(bias)和允许总误差(TEa)等形式，其中最重要的是允许总误差要求，它是医学实用性所能耐受的分析误差的大小。医学实验室所使用的方法要求在不精密度、不准确度和总误差上应小于这些分析质量技术要求。3、如何制定允许总误差l制定的允许总误差，既应反映临床应用的要求，又应不超过实验室所能达到的技术水平(state of ar

8、t)。因此，需要由临床医学家和临床化学家共同研究制定。lIFCCIUPACWHO三机构于1999年4月在瑞典斯德哥尔摩举办的“建立全球检验医学质量技术要求的策略会议”上提出了“一致性声明(草案)”，其中提出可应用下列层次模型来建立分析质量技术要求。 (1)评价在特定的临床情况下分析性能对临床结果的影响。(2)评价在一般情况下分析性能对临床决定的影响：基于生物变异分量的数据；基于临床医生观点分析的数据。(3)已发表的专业性推荐文件：来源于国家和国际专业团体；来源于地区性或个别的专家。(4)性能目标由以下机构确定：政府机构；室间质量评价(EQA)计划的组织者。(5)基于当前技术水平的目标：由室间质

9、评或能力验证计划数据证实；当前关于方法学的发表文章。 l早在50年代，一些医师根据经验提出了一些检验项目的允许总误差。这种方法的缺点是主观成分较大，而且收集临床的意见也很困难，不同临床医生建议往往差异很大，实验室无所是从。lTonks于1963年从理论上研究此问题，提出根据参考值与参考范围而设定，其公式是： 允许总误差()=土(14)(参考值上界-参考值下界)参考值均值X100l由于其允许总误差以参考值范围表示，有临床实用意义，但缺点是参考值范围的宽度与试验本身的不精密度有关，一项不精密的方法由于测出的参考范围较宽，以致可制定出较宽的可允许误差限度，就会使一些性能不好的分析方法的应用合法化。

10、l目前国际上常推荐根据生物学变异制定的不精密度标准。生物学变异或称生理变异(CVB)，包括个体内变异(CVI)及个体间变异(CVG)，也就是通常所说的生理波动。l生物学变异可用来导出临床实验检测项目的不精密度、不准确度和总误差的分析质量。l体内和个体间变异分量表达为变异系数(分别为CVI和CVG)。用百分数分别表示分析不精密度(I)、偏倚(B)和总误差(TE)。可分别按下列公式计算出来： )01. 0(33. 2)05. 0(65. 125. 05 . 022BITEBITECVCVBCVIGII总误差要求：偏倚要求：不精密度要求： l这样规定出来的分析质量技术水平对某些检测项目要求太高，目前

11、技术水平很难达到，主要是一些生物变异小的项目，如血清钠、钙和钾等。l此外又如美国病理家学会（CAP）建议：为了在人群中筛选某些疾病，不精密度（CV）应等于或小于个体内和个体间变异的二分之一（即1/2CVB）。对于个别试验，目的在与辅助诊断或监测治疗效果，则CV应1/2CVI 。 l在实际工作中常综合上述因素，由权威机构制定允许总误差，例如美国临床实验室改进修正案（CLIA88）中能力验证（室间质量评价）对检验项目的分析质量要求。l我国卫生部临床检验中心推荐使用上述标准。并建议我国实验室可据此制定自己实验室质量控制标准和措施的依据。第三节质控图与质控规则 一、质控图的定义 （control ch

12、arts）控 系评价测定结果是否处于统计控制状态的一种图表。是对过程质量加以测定、记录从而评估和监察过程是否处于控制状态的一种统计方法设计的图。控制限（control limits）是在控制图上作出需要行动信号的标准，或判断一组数据是否处于控制状态之中的标准。控制限由上限和下限规定可接受的范围。常用的质控图有Levey-Jennings质控图、和Z-分数图等。 二、室内质量控制（internal quality control，IQC）l指在一个实验室内部对所有影响质量的各个环节进行系统控制。目的是控制本实验室常规工作的精密度，提高常规工作前后的一致性。l质控图即是室内质量控制工作的重要环节，

13、用来观察日常工作质量。l根据质控结果判断分析结果是否在控，病人结果能否发出。质控图的作用、两种错误及表现方式 质控图是用于区分异常或特殊原因引起的波动和过程固有的随机波动的一种特殊统计工具。 功能：诊断、控制、确认。 查出原因、采取措施、彻底消除、不再出现、纳入标准。 假失控、假在控。三、Levey-Jennings质控图 数据采集与处理l连续测定同一批号质控品20天以上。l计算均值及标准差。l确定质控上限及下限。Levey-Jennings质控图的制作 以时间（天数或日期）为X轴，以质控品的测定值为Y轴。各水平线为均值或质控限。一般以X2s为警告限， X3s控制限。 Levey-Jennin

14、gs质控图，至少应该提供两种浓度水平的质控图。同时将两副Levey-Jennings图描绘在一幅图中，便于对质控的整体统筹考虑 。Levey-Jennings质控图Levey-Jennings质控图结果分析l应该有95%的点在2s以内。l超过2s ，但在3s以内提示警戒。l超过3s即为失控。l不能连续5个点在均值的同一侧。l不能有连续5点连升或连降。四、Z-分数图lZ-分数（Z-score）：某质控品的测定值与其均值之差除以该质控品的标准差。即l Z-分数=(ximat-xmat)/smatlXimat是给定质控品的第i个测定值，xmat是该质控品的均值，smat是该质控品的标准差。Z-分数图

15、上的值表示质控品测定值远离均值的标准差的倍数；正负号表示偏离的方向。五、质控规则的性能特征l不同的质控方法对误差检出能力不同。因此实际工作中质量控制程度依赖于所选择的质控方法。l质控方法由质控规则和每批质控测定值个数（N）确定。l不同质控方法与由此决定的分析批质控概率，就成为质控方法的性能特征。这些特征确定了质控方法的功效。l无误差分析批：只有固有的随机误差。l有误差分析批：除了固有的随机误差外还有其他误差。专用名词解释l真失控（true reject,TR）：质控方法对有误差分析批作出失控判断。l假失控（false reject,FR）：质控方法对无误差分析批作出失控判断。l假在控（fals

16、e accept,FA）：质控方法对有误差分析批作出在控判断。l真在控（true accept,TA）：质控方法对无误差分析批作出在控判断。分析批和质控状态分类误差检出概率： Ped=nTR/(nTR+nFA) 假失控概率： Pfr=nFR/(nFR+nTA)功效函数图及计算机模拟l作用：在质控方法的设计上保证常规试验达到规定的质量水平，并表达当分析批中存在随机误差或系统误差时，判断分析批失控的概率。l作图方法：假定处于稳定状态时分析过程的系统误差为0。X轴为临界系统误差大小，以 s 的个数表示；Y轴为误差检出概率Ped。Ped作为质控测定值个数N和检出分析误差大小的函数，Y轴的截距则为假失控

17、概率Pfr。理想的功效函数图六、常用质控规则l质控规则是解释质控数据和判断质控状态的标准，以符号AL表示。A为超过质控限（L）的测定值的个数，L是质控限。当质控测定值不能满足某规则要求时即为违背该规则。七、Westgard多规则质控方法lWestgard多规则质控方法是在L-J质控方法基础上发展起来的，因此很容易与常用的L-J质控图进行比较并涵括后者的结果。l通过单值质控图进行简单的数据分析和显示。l具有低的假失控或假报警概率。l当失控时，能确定产生失控的误差类型，由此可帮助确定失控的原因以寻找解决的办法。Westward最常用质控规则多规则质控误差检索程序多规则质控误差检索举例失控问题的解决

18、l根据具体情况分析误差的类型随机误差或偶然误差。l根据误差类型分析误差的可能来源。l当同批两个不同浓度的质控品都违背规则时，通常不是质控品本身的问题，更可能是校准品、仪器、试剂等方面的原因。l依“从简单到复杂”的原则分析可能原因。第四节、质量控制方法的设计与应用第四节、质量控制方法的设计与应用l质量目标的确定质量目标的确定（Quality Goals） 分析过程的总允许误差（TEa） 比对检验评价限（比对检验评价限（PT） 生物学目标（Biologic Goals）l临床质量要求临床质量要求 医学决定水平 分析前影响因素l不同的质控方法对误差检出能力不同。因此实际工作质量控制程度依赖于所选择的

19、质控方法。l常用工具有功效函数图法和操作过程规范图法。l常用质控规则常用质控规则 BECKMAN 12S 警告警告 12.5S 随机误差 13S 随随机误差机误差 R4S 随机误差 22S 系统误差 41S 系统误差 10X 系统系统误差误差Special Reference LabNCCL质质控控数数据据12S22S13SR4S41S10X在在控控，发发出出报报告告失失 控控检检查查校校准准否是是是是是是否否否否否多多规规则则质质控控流流程程图图TE3SD2SD1SDX-1SD-2SD-3SDTE1、功效函数l室内质控规则的性能特征（功效函数） 误差检出概率（Ped） 90% 假失控概率（Pfr） 5%功效函数图功效函数图功效函数图功效函数