應(yīng)用LIS大數(shù)據(jù)建立0～3歲兒童血清FT3、FT4、TSH間接參考區(qū)間

蘇漢文，顧 劍，何 兵

(武漢大學(xué)人民醫(yī)院：1.檢驗(yàn)科；2.兒科，湖北武漢 430060)

甲狀腺功能對(duì)兒童健康成長具有重要作用，而兒童甲狀腺功能在其生長、發(fā)育過程中有一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，對(duì)兒童甲狀腺功能實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋需特別注意下丘腦-垂體-甲狀腺軸的成熟度，對(duì)參考區(qū)間的解釋應(yīng)考慮從胎兒到成年甲狀腺的生理狀態(tài)[1]。應(yīng)用時(shí)應(yīng)考慮特定年齡段的參考區(qū)間，而試劑盒說明書一般只提供大于18歲健康成人甲狀腺功能的參考區(qū)間，因此，根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)建立適合本實(shí)驗(yàn)室的兒童甲狀腺功能指標(biāo)的參考區(qū)間是很有必要的。美國臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CLSI)文件C28-A3C指出建立參考區(qū)間首選包含至少120例參考個(gè)體的非參數(shù)方法[2]；然而，健康個(gè)體的篩選具有嚴(yán)格的納入及排除標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)0～3歲兒童而言，標(biāo)準(zhǔn)的建立需耗費(fèi)更大量的人力及物力。醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)(LIS)存儲(chǔ)有大量檢測(cè)數(shù)據(jù)，國外文獻(xiàn)報(bào)道了多種基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)建立參考區(qū)間的方法，如EM算法[3]、分段擬合[4]、線性回歸[5]等，但國內(nèi)鮮有這方面的報(bào)道。本研究通過收集LIS存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合R語言編程，篩選、擬合數(shù)據(jù)，建立了0～3歲兒童甲狀腺功能檢測(cè)指標(biāo)的間接參考區(qū)間，希望為醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室生物參考區(qū)間的建立提供可靠的參考。

1 資料與方法

1.1原始數(shù)據(jù)采集 收集本院LIS存儲(chǔ)的2013年7月至2017年12月，年齡1 d～3歲兒童所有游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、促甲狀腺激素(TSH)檢測(cè)值29 169例。排除性別、年齡、首診缺項(xiàng)者。分為A組(1 d～≤1個(gè)月)、B組(>1～≤12個(gè)月)、C組(>1～≤3歲)。

1.2儀器與試劑 采集受檢者空腹靜脈血2～3 mL，3 000 g離心(離心半徑19 cm)10 min，分離血清2 h內(nèi)檢測(cè)。采用Siemens ADVIA Centaur XP全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀及配套試劑、校準(zhǔn)品進(jìn)行檢測(cè)，采用化學(xué)發(fā)光磁微粒子免疫檢測(cè)法，質(zhì)控品為BIO-RAD Lyphochek Immunoassay Plus Control。

1.3方法

1.3.1檢測(cè)質(zhì)量保證 (1)精密度驗(yàn)證：根據(jù)EP15-A2[6]選用2個(gè)濃度水平混合血清標(biāo)本，每個(gè)水平每天檢測(cè)1批，每批重復(fù)檢測(cè)3次，連續(xù)檢測(cè)5 d,計(jì)算批內(nèi)和總的精密度。計(jì)算相應(yīng)濃度水平的標(biāo)準(zhǔn)差與驗(yàn)證值，核實(shí)精密度與廠家申明是否一致，滿足實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量目標(biāo)的要求。(2)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)：參加全國臨床檢驗(yàn)中心室間質(zhì)量評(píng)價(jià)計(jì)劃，分析反饋圖表，保證各項(xiàng)目的正確度。(3)分析測(cè)量線性范圍驗(yàn)證：參考CLSI文件EP6-A2[7]選取新鮮患者血清，使用單獨(dú)或混合的方式(至多4份)獲取高值和低值樣品濃度，使其接近廠家聲明的線性范圍的上限與下限。將高值(H)和低值(L)樣品按比例配置混合，形成系列評(píng)價(jià)樣品。在一個(gè)分析批內(nèi)每份樣品重復(fù)測(cè)定2次，計(jì)算各個(gè)樣品的理論濃度。以預(yù)期值為X,實(shí)際測(cè)定值為Y,繪制線性圖。

1.3.2存儲(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

1.3.2.1數(shù)據(jù)篩選 收集LIS中2013年7月至2017年12月、年齡1 d～3歲所有FT3、FT4、TSH檢測(cè)值作為原始數(shù)據(jù)，經(jīng)3次篩選后最終數(shù)據(jù)用于統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)篩選原則:(1)同一患者的多個(gè)檢測(cè)值，經(jīng)excel函數(shù)COUNTIF 進(jìn)行條件統(tǒng)計(jì)，在同一年齡分組內(nèi)保留初次測(cè)定值。(2)排除兒童和(或)母親確診為甲狀腺功能亢進(jìn)、甲狀腺功能減退及其他代謝性相關(guān)疾病患者的檢測(cè)值。(3)排除項(xiàng)目分析測(cè)量線性范圍之外的值，按Dixon離群值測(cè)試D/R比值法[8]，當(dāng)某個(gè)觀測(cè)值的D/R≥1/3值時(shí)該值作為離群值被剔除。D值是極大或極小值與相鄰值之間的絕對(duì)差值，而R值是指所有觀測(cè)值的全距。采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法計(jì)算檢測(cè)值的四分位數(shù)值P25(Q1)、P75(Q3)，依據(jù)四分位數(shù)值計(jì)算四分位間距的IQR(Q3～Q1)，通過繪制箱式圖將大于Q3+3IQR和小于Q1-3IQR的數(shù)據(jù)視為離群值并予以剔除。

1.3.2.2計(jì)算間接參考區(qū)間 采用Excel數(shù)據(jù)分析編制頻數(shù)分布表。R軟件以頻數(shù)分布表的累積頻率為橫坐標(biāo)，頻數(shù)分布表節(jié)點(diǎn)檢測(cè)值為縱坐標(biāo)，繪制累積頻率圖[2]。R編程對(duì)累積頻率圖任意2點(diǎn)間數(shù)據(jù)進(jìn)行無限循環(huán)，直至識(shí)別出最佳線性部分。循環(huán)條件為同時(shí)滿足：(1)最小殘差平方和；(2)最大累積分布百分比。滿足上述條件的A、B 2點(diǎn)間數(shù)據(jù)采用Origin軟件擬合線性回歸方程Y=bX+a，其中Y為檢測(cè)值，X為累積頻率，應(yīng)用外插法求得間接參考區(qū)間，5%～95%參考區(qū)間為[(5b+a)～(95b+a)]。

2 結(jié) 果

2.12013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH精密度性能驗(yàn)證結(jié)果 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH檢測(cè)系統(tǒng)精密度均滿足實(shí)驗(yàn)室分析質(zhì)量目標(biāo)的要求，保證了分析測(cè)量的精密度。見表1。

2.22013年7月至2017年12月分析測(cè)量范圍驗(yàn)證結(jié)果 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH檢測(cè)系統(tǒng)在分析測(cè)量范圍內(nèi)保持穩(wěn)定良好的線性。見表2。

2.3室間質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 2013年7月至2017年12月參加全國臨床檢驗(yàn)中心內(nèi)分泌室間質(zhì)量評(píng)價(jià)FT3、FT4、TSH 3個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目全部合格，保證了檢測(cè)結(jié)果的正確度。

2.4存儲(chǔ)數(shù)據(jù)篩選結(jié)果 FT3、FT4、TSH 3個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目的原始數(shù)據(jù)經(jīng)篩選后最終數(shù)據(jù)為各16 562例,占56.78%(16 562/29 169)。A組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數(shù)分布圖及累積頻率分布圖見圖A1～6；B組、C組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數(shù)分布圖及累積頻率分布圖見圖B1～6。

表1 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH精密度性能驗(yàn)證結(jié)果

注：CV表示變異系數(shù)

注：A1～3分別表示FT3、FT4、TSH頻數(shù)分布圖；A4～6分別表示FT3、FT4、TSH累積頻率分布圖及擬合線性圖

圖1 A組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數(shù)分布圖及累積頻率分布圖

續(xù)表2 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH分析測(cè)量范圍驗(yàn)證結(jié)果

注：B1～3分別表示FT3、TFT4、TSH頻數(shù)分布圖、B4～6分別表示FT3、FT4、TSH累積頻率分布圖及擬合線性圖

圖2 B組、C組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數(shù)分布圖及累積頻率分布圖

2.5利用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)建立的FT3、FT4、TSH 間接參考區(qū)間 利用LIS存儲(chǔ)數(shù)據(jù)建立的0～3歲3個(gè)年齡段兒童FT3、FT4、TSH參考區(qū)間與文獻(xiàn)報(bào)道基于健康個(gè)體建立的參考區(qū)間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

3 討 論

參考CLSI文件C28-A3建立參考區(qū)間是實(shí)驗(yàn)室建立健康人群參考區(qū)間的首選方法，但該法需募集大量表觀健康個(gè)體[9]，對(duì)0～3歲兒童而言，更是需要大量的人力和物力，另一方面“健康”的定義卻無嚴(yán)格統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，過于嚴(yán)格的個(gè)體篩選可導(dǎo)致參考區(qū)間過窄，難以滿足疾病狀態(tài)個(gè)體的診斷。

LIS可存儲(chǔ)大量患者信息，數(shù)據(jù)經(jīng)授權(quán)可用于研究。國外已有不少利用LIS存儲(chǔ)的項(xiàng)目檢測(cè)值建立參考區(qū)間的相關(guān)研究。1963年HOFFMAN[9]首次對(duì)醫(yī)院混合數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩選，建立了血清葡萄糖的參考區(qū)間。2010年KATAYEV等[5]利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的精確計(jì)算替代Hoffmann方法中觀察判斷線性部分的模糊理論，建立了血紅蛋白、肌酐等5個(gè)項(xiàng)目的參考區(qū)間，證明了該方法的精確性及可重復(fù)性，引起了學(xué)界的廣泛關(guān)注。2011年DORIZZI等[10]證明經(jīng)該方法建立的促甲狀腺激素間接參考區(qū)間不僅與直接參考區(qū)間一致，且優(yōu)于試劑廠商提供的參考區(qū)間。

采用醫(yī)院存儲(chǔ)數(shù)據(jù)建立參考區(qū)間有2個(gè)關(guān)鍵步驟。其一是對(duì)原始數(shù)據(jù)的篩選。本研究對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了3次篩選獲得最終數(shù)據(jù)：(1)收集日期內(nèi)只保留同一患者的初次檢測(cè)值。(2)為保證用于計(jì)算參考區(qū)間的檢測(cè)值中“相對(duì)健康個(gè)體”的比例大于50%，剔除甲狀腺功能減退、甲狀腺功能亢進(jìn)兒童的檢測(cè)值。“相對(duì)健康個(gè)體”指不患影響所建立參考區(qū)間項(xiàng)目測(cè)定結(jié)果對(duì)應(yīng)疾病的個(gè)體，在建立參考區(qū)間的過程中“疾病個(gè)體”與“健康個(gè)體”的比例非常重要。(3)剔除離群值。本研究采用基于四分位距值的箱式圖法，剔除了大于3倍四分位距值的數(shù)據(jù)，對(duì)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理較適宜。其二是識(shí)別累積頻率分布的最佳線性部分。有研究采用分段回歸確定線性部分[5]。本研究采用R語言編程，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行窮舉法在累積頻率分布的任意兩點(diǎn)間進(jìn)行線性擬合，簡單卻縝密，可在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)循環(huán)計(jì)算，給出最佳線性分布位點(diǎn)。

本研究利用存儲(chǔ)數(shù)據(jù)建立的0～3歲3組兒童FT3、FT4、TSH參考區(qū)間與基于健康個(gè)體建立的臨床現(xiàn)有參考區(qū)間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，與李懷遠(yuǎn)等[11]和王潔等[12]建立的參考區(qū)間結(jié)果一致。

4 結(jié) 論

雖然間接法建立參考區(qū)間的思想被廣泛引用，但實(shí)際將其用于建立參考區(qū)間的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道卻較少，主要是因?yàn)長IS數(shù)據(jù)中包含有大量疾病個(gè)體檢測(cè)值，與國際臨床化學(xué)學(xué)會(huì)(IFCC)所定義參考值的概念不一致，但其優(yōu)勢(shì)是間接參考區(qū)間建立的人群與該參考區(qū)間的適用人群更匹配，且在建立的過程中可節(jié)省大量的人力、物力，對(duì)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室建立自己的參考區(qū)間是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。