六西格瑪質量管理規則在羅氏電化學發光免疫分析儀檢測項目質量控制中的應用

閆玉珠，王冀邯，趙和平

（西安交通大學附屬紅會醫院檢驗科，西安 710054）

隨著臨床實驗室對檢驗結果的質量要求越來越高，實驗室對正確選擇室內質量控制規則的需求也更加迫切。六西格瑪（6σ）質量管理是Westgard目前提出的一種新的室內質控方法[1-2]。實驗室可根據各檢測項目不同σ值來選擇不同的質量控制規則，從而優化設計質控方案，提高檢測質量[3]。但是對于同一個項目，用不同標準提供的允許總誤差計算的σ值并不相同。國家標準(GB/T20470-2006) 在評價臨床實驗室分析質量中的應用已有多年，而基于生物學變異導出的最佳的性能規范也具有其優勢。本文比較了這兩種來源允許總誤差計算的σ在羅氏電化學發光免疫分析儀Cobas e 601定量試驗分析及選擇質控程序中的應用，并引入質量目標指數（QGI）查找性能不佳的原因，以指導質量持續改進。

1 材料與方法

1.1 評價項目 腫瘤標志物：甲胎蛋白（AFP），β-絨毛膜促性腺激素（β-HCG），糖類抗原125（CA125），糖類抗原153（CA153），糖類抗原199（CA199），癌胚抗原（CEA），鐵蛋白（FERR），游離前列腺特異性抗原（fPSA）。甲狀腺標志物：三碘甲腺原氨酸（TT3），游離T3（FT3），甲狀腺素（TT4），游離T4（FT4）和促甲狀腺素（TSH）。心衰標志物：B型前腦尿鈉肽（NT-ProBNP）。

1.2 儀器與試劑 儀器為羅氏電化學發光免疫分析儀Cobas e 601，按照廠商要求定期對儀器進行校準和維護保養。質控品、校準品、試劑為羅氏原裝配套試劑。質控品選用高(H)、低(L)兩個濃度水平進行測試。檢測人員嚴格按照標準操作規程操作。腫瘤標志物質控品批號為329580和329583，甲狀腺標志物質控品批號為330097和330099，心衰標志物質控品批號為366573和366574。

1.3 數據來源

1.3.1 日間不精密度[CV(%)]：收集2019年1～6月此14個檢測項目的累積在控室內質量控制數據，計算每個項目兩個不同濃度水平的不精密度，然后合成總CV%[4]，即CV總% =[(CVL%2+CVH%2)/2]0.5。CV均小于1/4室間評價標準，見表2。

1.3.2 質量控制偏倚[Bias(%)]：對本實驗室參加2019年全年兩次衛生部臨床檢驗中心（NCCL）室間質量評價數據進行統計。因每個項目有5個水平調查品，取5份調查品偏倚的均值。Bias＝[（本室測定值－靶值）/靶值]×100%，然后取兩次偏倚的均值為最終偏倚。

1.3.3 允許總誤差[TEa(%)]：TEa分別按照國家標準臨床實驗室室間質量評價要求以及基于生物學變異導出的最佳的性能規范兩個來源以判定不同標準下σ值的大小，從而選擇適合的質控規則，見表3。

1.4 方法

1.4.1 計算總分析性能σ值并繪制標準化西格瑪性能驗證圖：σ水平計算公式為：σ=(TEa%-|Bias%|)/CV%，在兩種性能規范下計算出各項目的兩個σ水平后，按σ總=[(σ國%2+σ生%2)/2]0.5計算σ總。

標準化西格瑪性能驗證圖由檢驗醫學信息網提供軟件，輸入各項目的TEa，CV，Bias，即可獲得各項目σ值。

1.4.2 性能評價：σ＜2表示不可接受；2≤σ＜3表示欠佳；3≤σ＜4表示臨界；4≤σ＜5表示良好；5≤σ＜6表示優秀；σ≥6表示世界一流。

1.4.3 質量規范：依據醫學信息網提供的標準化西格瑪性能驗證圖法輸入各項目的TEa，CV和Bias，即可得到各項目不同的推薦質控設計方案。以我國國家標準為TEa來源，作西格瑪性能驗證圖，見圖1。以生物學變異為TEa來源，作西格瑪性能驗證圖，見圖2。不同σ水平對應了不同的質控規則，見表1。

表1 不同σ水平對應的質控規則及質控頻率

1.4.4 計算質量目標指數 (QGI)：公式QGI=Bias%/(1.5×CV)用來反映各檢測項目所用方法的偏倚及不精密度[5-6]。QGI＜0.8，意味著需要優先改進不精密度；QGI＞1.2，提示需要優先改進偏倚；如果0.8≤QGI≤1.2，則提示偏倚和不精密度均需改進，可以用來確定實驗室質量水平未達到6σ的原因。

2 結果

2.1 各檢測項目分析性能評價 TEa按我國國家標準和生物學變異導出的“適當”標準為質量規范，各檢測項目的標準化σ性能驗證圖分別見圖1和圖2。各檢測項目的CV，偏倚及兩種來源的TEa見表2。

2.2 各檢測項目分析性能改進及質控目標方案選擇各檢測項目的分析性能指標見表3。按國家標準，14個檢測項目中，8個（57%）項目的σ值＞6，4個（28%）項目的σ值＞5，2個（14%）項目的σ值＞4；按生物學變異標準，11個檢測項目中，2個（18%）項目的σ值＞6，2個（14%）項目的σ值＞4，7個（64%）項目的σ值＜3；加權σ值后，14個檢測項目中，6個（43%）項目的σ值＞6，1個（7%）項目的σ值＞5，6個（43%）項目的σ值＞4，1個（7%）項目的σ值＜3。其中，β-HCG，CA125，CEA，FERR，fPSA，TSH需采用13s，N=2，R=1的質量控制規則；AFP需采用13s/22s/R4s，N=2，R=1的質量控制規則；CA153，CA199，T4，FT4，T3，NT-ProBNP需采用13s/22s/R4s/41s，N=2，R=2的質量控制規則；FT3需采用13s/22s/R4s/41s/8x，N=2，R=4的質量控制規則。

2.3 QGI分析 AFP，CA153，CA199，T4，FT3，T3，NT-ProBNP的QGI＜0.8，需改進精密度，FT4的 QGI＞1.2，需改進精密度和正確度。

表2 各檢測項目的CV,偏倚及兩種來源的TEa

表3 各檢測項目分析性能指標

圖1 以我國國家標準為TEa來源的西格瑪性能驗證圖

圖2 以生物學變異為TEa來源的西格瑪性能驗證圖

3 討論

6σ質量管理起源于美國20世紀80年代摩托羅拉公司的比爾·史密斯，他于1986年提出質量改進系統，隨后在世界上各種通信電器公司推廣開來。6σ水平被定義為每百萬次操作只允許3.4次超出規格界限[7]，即缺陷率為3.4×106。6σ度量使質量易于測量和理解，可以綜合評價各項目的不精密度和偏倚，通過σ值就能反映檢測性能。σ值越大，表示檢測分析性能越好。2002年，WESTGARD 6σ規則首先被王治國[8-9]應用于臨床實驗室的質量控制，使實驗室質量控制邁上了一個新臺階。通過經典的WESTGARD 6σ規則圖來設計合理的室內質控規則，能有效提高工作效率，使檢驗結果的發報更及時準確。盡管WESTGARD 6σ規則有很多優點，但是在使用中仍然需要注意各方面的問題。

從σ公式可以看出，σ值的大小與TEa，Bias及CV三個參數密切相關，這三個參數的變化均會影響最終的σ值。本研究中基于不同TEa計算的σ水平分析性能顯示，以國家標準要求時，14個項目100%達到可接受的檢測性能(σ≥3)，而按生物學變異標準，只有2個（18%）項目的σ值＞6，7個（64%）項目的σ值＜3，即64%的項目不能被接受。我國國家標準通常是基于可達到的標準而不是適當標準，處于較低的質量規范層次模式，所得到的σ普遍較寬[10]。而生物學變異導出的TEa值常被認為最嚴格，應該是真實且適當的，但是在實驗室中是否能普及有待繼續探索[11]。本研究生物學變異導出的“最佳” TEa對各種檢測項目的分析質量可能太苛刻，因此取兩個標準的σ值的加權平均值作為最終檢測項目的σ水平。這樣避免國家標準過于寬松，同時避免生物學變異標準過于苛嚴。加權σ值后，14個檢測項目中，6個（43%）項目的σ值達到6以上，1個（7%）項目的σ值達到5以上，6個（43%）項目的σ值大于4。

同時，偏倚和不精密度的來源也會影響最終的σ值。其中，偏倚是系統測量誤差的估計值[12]，是反映檢驗結果正確度的指標，本研究的偏倚來源于我科參加衛生部室間質評計劃的反饋百分差值，雖然本研究使用的偏倚不是基于與參考方法靶值的對比，但反映了本實驗室日常操作的情況。不精密度采用本實驗室2019年度累積在控的雙水平質控數據CV值的加權均值來估計，長期的室內質控數據可確保更加穩定的不精密度估計值，避免短期計算的不精密度數據而導致錯誤樂觀的σ估計值。

最后，通過質量目標指數結果顯示，部分項目需要提高精密度或正確度。這要求實驗室應加強室內質控管理，定期進行儀器維護和人員培訓，檢查試劑、校準品是否有問題，并選擇適當的質量控制規則。這樣才能對檢測性能欠佳的項目進行持續改進，逐步提高檢測水平。

總之，應用6σ質量管理規則，可以有效提供各項目質控改進方案，不斷提高實驗室的檢測質量，為臨床和患者提供更準確可信的結果。