臨床化學(xué)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制計(jì)算實(shí)際西格瑪值的新方法*

王 輝，徐克和，唐書強(qiáng)，黃亨建

(四川大學(xué)華西醫(yī)院實(shí)驗(yàn)醫(yī)學(xué)科，成都 610041)

質(zhì)量控制在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室具有重要作用。近年來，將工業(yè)上六西格瑪(sigma，σ)管理理論引入醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域，建立了一種在統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)上的量化質(zhì)量控制管理方法[1-2]。基本理論為以σ值量化分析流程，作為評(píng)價(jià)分析過程性能度量的指標(biāo)[3-4]，σ值越大代表分析過程質(zhì)量越高，σ值越小代表分析過程質(zhì)量越差。獲得σ值有兩種方法，一種是通過觀察輸出流程的結(jié)果，計(jì)數(shù)缺陷產(chǎn)品數(shù)，進(jìn)而獲得每百萬次的缺陷率(defects per million，DPM)，通過σ與DPM換算表得σ值；另一種方法是以預(yù)先定義的允許限值和過程的特征指標(biāo)計(jì)算σ值，其中分析項(xiàng)目的允許限值通常來源于美國CLIA’88、德國RilibaK質(zhì)控指南、澳大利亞皇家病理學(xué)會(huì)(RCPA)質(zhì)量規(guī)范、生物學(xué)變異最低、期望和最優(yōu)的質(zhì)量規(guī)范，即允許總誤差(allowable total error，TEa)。過程的特征指標(biāo)包括分析方法的不精密度即標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation，s)或變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)和偏倚(bias)，分別可通過室內(nèi)質(zhì)量控制(internal quality control，IQC)連續(xù)6個(gè)月以上的數(shù)據(jù)和室間質(zhì)量評(píng)價(jià)(external quality assessment，EQA)的偏差獲得[5]。

6σ質(zhì)量管理理論通過對(duì)檢測過程量化[6]，為臨床實(shí)驗(yàn)室的檢測過程性能評(píng)價(jià)提供了客觀的衡量標(biāo)準(zhǔn)，從而發(fā)現(xiàn)影響檢測性能的因素，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量改進(jìn)。在實(shí)際工作中，采用第二種方法計(jì)算σ值發(fā)現(xiàn)存在以下問題：westgard兩種計(jì)算公式(絕對(duì)濃度和百分?jǐn)?shù))所計(jì)算的σ值并不一致，甚至可能相差很大，錯(cuò)誤估計(jì)檢測項(xiàng)目分析性能；對(duì)于質(zhì)量目標(biāo)要求高的檢測項(xiàng)目可能計(jì)算出σ為負(fù)值等。COSKUN等[7]提出一種新方法，通過Z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化計(jì)算實(shí)際的σ值，解決了以上問題。但其研究中分析物的靶值通過參考方法測定，CV來源于用常規(guī)方法對(duì)同一檢測項(xiàng)目多次測定，計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)差后得到，再進(jìn)行Z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化。這在常規(guī)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用中有一定難度，不可能對(duì)每一個(gè)分析物都采用參考方法測定，本研究以伯樂公司全球質(zhì)控材料為分析對(duì)象結(jié)合IQC中兩個(gè)批號(hào)質(zhì)控材料測定數(shù)據(jù)計(jì)算檢測項(xiàng)目σ值。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 鉀(K)、鈉(Na)、氯(Cl)、鈣(Ca)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、堿性磷酸酶(ALP)、淀粉酶(AMY)、乳酸脫氫酶(LDH)和谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶(GGT)等10個(gè)生化檢測項(xiàng)目。

1.2 儀器與試劑 儀器為羅氏Cobas8000全自動(dòng)生化分析儀，試劑與校準(zhǔn)物均為羅氏產(chǎn)品，EQA為衛(wèi)生部室間質(zhì)量評(píng)價(jià)，IQC材料為伯樂公司產(chǎn)品，批號(hào)為45751和45753。

方法(1)：結(jié)合IQC與 EQA，其中x1，s，CV為連續(xù)6個(gè)月IQC數(shù)據(jù)的累積均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。bias通過EQA獲得，x2為本實(shí)驗(yàn)室EQA測量結(jié)果，μ2為EQA靶值。則：

(3)

bias1=|x2-μ2|

(4)

(5)

TEa1=TEa%×μ2

(6)

方法(2)：伯樂公司全球質(zhì)控材料，批號(hào)為45751和45753，儀器為羅氏Cobas8000全自動(dòng)生化分析儀，累積到2018年1月份的均值作為靶值μ1，x1，s，CV為連續(xù)6個(gè)月IQC數(shù)據(jù)的累積均值、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。則

bias2=|x1-μ1|

(7)

(8)

TEa2=TEa%×μ1

(9)

當(dāng)測定結(jié)果為絕對(duì)濃度時(shí)采用公式(1)，當(dāng)為百分?jǐn)?shù)時(shí)采用公式(2)，分別計(jì)算Westgard兩種公式在兩種方法下檢測項(xiàng)目的σ1，σ2值。

2 結(jié)果

2.1 方法①計(jì)算σ值 本實(shí)驗(yàn)室10個(gè)生化檢測項(xiàng)目EQA的結(jié)果見表1。方法①計(jì)算公式的σ1與σ2值，見表2。表2中可以看出σ1與σ2值并不相同，甚至相差很大。而且對(duì)Na，Cl，Ca三個(gè)TEa要求高的檢測項(xiàng)目，σ值計(jì)算結(jié)果為負(fù)值。

表1 生化檢測項(xiàng)目EQA結(jié)果

表2 方法1計(jì)算生化檢測項(xiàng)目σ值

2.2 σ1與σ2值的比較 以IQC累積均值與EQA靶值的比值(x1/μ2)為橫軸，σ1，σ2為縱軸繪制散點(diǎn)圖，比較σ1與σ2的關(guān)系，結(jié)果見圖1，當(dāng)x1/μ2<1時(shí)，公式(1)和(2)計(jì)算值：σ1>σ2；當(dāng)x1/μ2>1時(shí)，公式(1)和(2)計(jì)算值：σ1<σ2。

注：左為質(zhì)控材料批號(hào)45751 σ1與σ2值的比較，右為質(zhì)控材料批號(hào)45753 σ1與σ2值的比較。

2.3 方法(2)計(jì)算σ值 全球伯樂公司質(zhì)控材料，批號(hào)為45751和45753，儀器為羅氏Cobas8000全自動(dòng)生化分析儀，累積到2018年1月份的均值作為靶值μ1，計(jì)算IQC累積均值x1與μ1的比值，x1/μ1值大小接近于1，見表3。利用方法(2)計(jì)算σ1，σ2值結(jié)果見表4。從表4中可以看出σ1與σ2值大小非常接近。

表3 全球伯樂公司質(zhì)控材料累積值

注：實(shí)驗(yàn)室數(shù)：累積到2018年1月份參與實(shí)驗(yàn)室總數(shù)。

表4 方法2計(jì)算生化檢測項(xiàng)目σ值

(10)

此推導(dǎo)公式結(jié)果基于IQC與EQA，IQC得到均值x1、標(biāo)準(zhǔn)差s、變異系數(shù)CV，EQA得到bias，x2為本實(shí)驗(yàn)室EQA測量結(jié)果，μ2為EQA靶值，因此σ1與σ2關(guān)系建立是IQC累積均值x1與室間質(zhì)評(píng)靶值μ2的比值。很顯然，這兩者之間并沒有直接的關(guān)系，甚至相差非常大，如質(zhì)控批號(hào)45751，K的x1為2.58，而μ2為6.99，這是因?yàn)镮QC與EQA測定物質(zhì)不是一個(gè)濃度水平。從表2中可以看出方法1計(jì)算K的σ1(11.11)與σ2(4.10)值相差非常大，這會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室做出錯(cuò)誤的性能判斷，設(shè)定不適當(dāng)?shù)馁|(zhì)控策略。

COSKUN等[7]也提出westgard兩種計(jì)算公式(絕對(duì)濃度和百分?jǐn)?shù))所計(jì)算的σ值并不一致，其研究指出通過Z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化，分別計(jì)算上控制線(upper control limit， UCL)和下控制線(lower control limit，LCL)對(duì)應(yīng)的Z分?jǐn)?shù)(ZUCL與ZLCL)，查Z分?jǐn)?shù)分布統(tǒng)計(jì)表可得上下控制線間的曲線下面積(A)，(1-A)/2曲線下面積為真實(shí)超過控制線外的缺陷率，其對(duì)應(yīng)的Z值為實(shí)際的σ值。但WESTGARD[10]指出Z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化方法計(jì)算實(shí)際σ值與westgard計(jì)算σ值差異較小，不會(huì)影響對(duì)實(shí)驗(yàn)室檢測項(xiàng)目分析性能的判斷，也不會(huì)影響對(duì)實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方案的選擇。此外，westgard計(jì)算σ值始終小于Z分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化計(jì)算σ值，但Westgard這個(gè)值相對(duì)于來說更保守，意味著不會(huì)高估了實(shí)驗(yàn)室檢測項(xiàng)目分析性能而做出錯(cuò)誤的判斷。

本研究通過推導(dǎo)σ1，σ2轉(zhuǎn)化公式，闡明其間存在一個(gè)比例關(guān)系，決定了σ1與σ2大小關(guān)系，這也警示著實(shí)驗(yàn)室工作人員在結(jié)合IQC與EQA計(jì)算σ時(shí)，應(yīng)選取EQA中與室內(nèi)質(zhì)控材料同一濃度水平的測定值，而且這個(gè)值最好在醫(yī)學(xué)決定水平[11]，才能真實(shí)反映實(shí)驗(yàn)室檢測項(xiàng)目分析性能，選擇正確的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方案，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量改進(jìn)。