基于Westgard西格瑪規則的血氣分析室內質量控制及評價

趙 冉， 劉文彬， 林斐然， 龔敬凱， 虞嘯炫， 葛丹紅， 唐立萍， 歐元祝

（上海市臨床檢驗中心，上海 200126）

正確的室內質量控制（internal quality control，IQC）方法對提高檢測質量十分重要。Westgard西格瑪規則結合了經典的Westgard多規則和六西格瑪（six sigma，6σ）質量管理理念，采用這一規則對檢測系統的分析性能進行綜合評價，可根據實際性能設計IQC方案，提高實驗室檢驗質量，減少因IQC規則繁多而造成的資源浪費。

血氣分析常用于判斷機體酸堿平衡情況和缺氧程度等，多用于急診檢驗或即時檢驗（pointof-care testing，POCT）。即時血氣分析可快速為臨床決策提供參考，但難以進行質量控制（簡稱質控）。儀器內置質控系統并自動執行內部質控程序是未來POCT發展的趨勢。儀器內部自動檢測的質控數據可在線傳輸到中央實驗室，方便實驗室內質量管理。ABL90 FLEX血氣分析儀是一種可測量全血中包括pH值、血氣、電解質、葡萄糖、乳酸鹽、膽紅素含量和氧飽和度等16個檢測項目的便攜式全自動血氣分析儀，其內置的自動質控系統可對專用質控品進行測量、糾錯，并記錄存檔，使儀器質量監控更為便捷。本研究采用6σ質量管理方法分別對其內部自動質控系統及外部IQC數據進行分析，評價儀器的分析性能，為提高臨床實驗室的質量管理水平提供參考。

1 材料和方法

1.1 儀器與試劑

ABL90 FLEX血氣分析儀[雷度米特醫療設備（上海）有限公司]及配套ABL90 FLEX SC90測試卡（批號為R0725、R1463、R0687），ABL90 FLEX SP90試劑包（批號為HC-03），ABL90 FLEX QUALICHECK 5+質控液水平1（批號為0168）、水平3（批號為0165）。

1.2 評價項目

評價項目包括pH值、二氧化碳分壓、氧分壓、全血紅蛋白、氧飽和度、全血紅蛋白中氧合血紅蛋白分數、全血紅蛋白中碳氧血紅蛋白分數、全血紅蛋白中高鐵血紅蛋白分數、胎兒血紅蛋白分數、血漿內總膽紅素、鉀離子、鈉離子、鈣離子、氯離子、D-葡萄糖、L（+）-乳酸鹽共16個血氣分析儀項目。

1.3 計算西格瑪（sigma，σ）值

根據公式σ=（TEa%-Bias%）/CV%分別計算各項目內部自動質控及外部IQC的σ值，式中TEa為允許總誤差（allowable total error，TEa），取自美國臨床實驗室改進修正法規（the Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988，CLIA'88）[1]，CLIA'88中未包括的檢驗項目，如氧飽和度、全血紅蛋白中氧合血紅蛋白分數、全血紅蛋白中碳氧血紅蛋白分數、全血紅蛋白中高鐵血紅蛋白分數、胎兒血紅蛋白分數及L（+）-乳酸鹽參照儀器廠商聲明的能力驗證分析質量要求（TEa%），見表1；Bias為偏移（bias，Bias），根據儀器被評估期間各測量系統準確性評價結果與相應質控物質說明書靶值估算；CV為變異系數（cofficient of variation，CV），根據儀器實驗室內不精密度評價結果估算。準確性評價及室內不精密度評價參照美國臨床實驗室標準化協會（the Clinical and Laboratory Standards Institute，CLSI）EP15-A3文件[2]推薦的方法進行，各質控物質靶值溯源至美國國家標準與技術研究院認證的標準物質。

分別計算每個檢驗項目2個濃度（內部自動質控為B濃度、C濃度，外部IQC為水平1、水平3）的σ水平，取均值進行檢驗質量評價。根據各質控項目σ值及Westgard西格瑪規則選定在2個水平質控條件下適用的質控規則[3-4]。

1.4 計算質量目標指數（quality goal index，QGI）

根據公式QGI=Bias/（1.5×CV）計算QGI。通過QGI查找血氣分析項目檢驗性能未達到6σ的主要原因，從而選擇質量改進方案。QGI＜0.8，提示優先改進精密度；QGI>1.2，提示優先改進正確度；QGI為0.8～1.2，提示正確度和精密度均需改進[5-6]。

1.5 儀器內部自動質控與外部IQC

內部質控使用ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控系統B和C 2個水平質控，設置儀器每天自動測定4次（上午、下午分別各重復測定2次）。外部IQC使用ABL90 FLEX QUALICHECK 5+質控液水平1、水平3 2個水平質控，按照檢測患者標本相同的方式與內部自動質控同步進樣分析，連續檢測1個月，收集內、外部質控數據，根據Westgard西格瑪規則[3-4]判斷是否失控，統計各項目內、外部質控結果符合率。

2 結果

2.1 ABL90 FLEX血氣分析儀性能評價

利用ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控和同期外部IQC數據，分別計算各檢測項目的σ值。結果顯示，氧分壓分析性能在內、外部質控系統中均＜3σ，需要立即改進；內部質控系統胎兒血紅蛋白分數分析性能為5σ，其他項目內、外部質控結果均達到6σ標準，分析性能為優。根據Westgard西格瑪規則[3-4]選擇的質控方案見表2。

表2 ABL90 FLEX血氣分析儀性能評價結果及Westgard西格瑪規則質控方案

2.2 質量改進方案選擇

分析性能未達到6σ水平的項目的QGI及優先改進的分析性能見表3。

表3 分析性能未達到6σ水平項目的QGI與優先改進性能

2.3 內、外部質控結果比較

根據各項目相應的質控規則（表2）分別判斷ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控與外部IQC結果是否在控，并比較兩者的符合率。在72次IQC結果比對中，內部自動質控系統氧分壓項目失控11次（15.28%），其他項目均在控。外部IQC氧分壓項目失控37次（51.39%），并包括了內部自動質控結果中的所有失控情況，內、外部質控結果符合率為36.11%。此外，外部IQC中pH值與二氧化碳分壓也偶有失控，失控率分別為5.56%與6.94%，與內部自動質控結果的符合率分別為94.44%和93.06%。其他項目內、外部質控結果比對符合率均為100%。見表4。

表4 各項目內、外部質控結果

3 討論

血氣分析能夠快速提供氧合、通氣、酸堿平衡、電解質平衡等信息，幫助臨床及時采取治療措施，但因環境和操作人員復雜，檢測結果易受到多因素影響而出現較大誤差，其質量控制也無法保證。本研究用6σ質量管理理論對ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控系統進行性能評價，并基于Westgard西格瑪規則設計IQC方案以改進質量。

目前，臨床實驗室多采用6σ質量管理理論進行IQC，將σ水平作為判斷分析性能的指標。較高的σ值意味著更少的分析誤差、更少的可疑檢測結果，可避免漏報可接受的檢測結果[7]。σ值的計算涉及CV、Bias和TEa。通常情況下，不同來源TEa對σ值的計算結果有一定的影響[8]；CV使用長期累積的質控數據，包括試劑批號的變更等，能夠反映更大的變異，確保更加穩定的不精密度估計值；Bias使用IQC數據計算與組內靶值的偏移。這3個性能值選擇不同，會得出不同的σ值。本研究使用的ABL90 FLEX血氣分析儀為實驗室新引進儀器，因此σ值根據儀器性能評價不精密度和正確度實驗結果進行估算[9]，滿足了計量可溯源性的要求，但可能導致較高的估計結果和σ值[8]，因此存在一定的局限性。建議臨床實驗室定期根據實驗室內累積的質控數據及參加室間質量評價的結果進行重新計算，作為項目檢測性能是否穩定的參照。

正確選擇質控規則和每批質控測定值個數有利于臨床實驗室提高檢測質量。Westgard西格瑪規則[3-4]將經典的Westgard規則和6σ度量結合起來，實驗室計算出檢測項目的σ水平后，可以選擇適當的質控規則和每批質控測定值個數，有效降低實驗室質控成本，減少假失控結果的概率，提高工作效率，與之前的質控過程相比，更加快捷、易使用。如，對于6σ質量水平的項目僅僅需要1個質控規則——13s（每批2個濃度水平質控，每個水平1個測定值）；而對于質量水平＜4σ的項目，如本研究中的氧分壓，則要求多規則程序，可通過2批次質控各4個測定值，或4批次質控各2個測定值來進行IQC。

血氣分析是常用的P O C T項目，進行分析過程的智能化管理（intelligent quality management，IQM）是保證檢測質量的最佳方案。然而，本研究使用Westgard西格瑪規則對ABL90 FLEX血氣分析儀IQM模式下的內部自動質控系統與使用外部IQC質控品手動質控的結果進行比較后發現，外部IQC能夠監測到更多的失控結果。血氣分析標本與空氣接觸和實驗室溫度、天氣、大氣壓等外界因素均會影響pH值、氧分壓、二氧化碳分壓等檢測結果[10-12]。與傳統質控需要手工操作相比，內部自動質控通過內置試劑包和質控卡自動進樣，受影響因素相對較少，如可避免外部IQC常遇到的“吸入過程中的安瓿瓶溫度不正確”等分析前來源誤差[12]，因此相對穩定、可靠，操作便捷。外部IQC采用與患者標本相同的方式進樣分析，能夠包含更多來源的引起誤差的因素，更能夠反映實際檢測過程中的分析質量[10-11]。

本研究數據包括了血氧、電解質、代謝物等多樣化參數指標，可為臨床診療提供更多選擇。而在此之前，血氣分析質量管理相關研究多為關于pH值、氧分壓、二氧化碳分壓3項指標的結果報告。本研究結果顯示，ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控除氧分壓項目外，其他分析項目與外部IQC結果符合率均>90%，基本滿足臨床要求。本研究中，氧分壓項目＜3σ，且IQC結果易失控，其原因可能是內部自動質控系統仍無法完全避免試劑和耗材啟用后長期暴露在大氣中帶來的空氣污染問題。ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控系統測試卡使用壽命為啟用后30 d，在空氣中暴露較長時間造成CV值較大、σ值較小，從而影響了氧分壓結果。另外，在使用外部IQC手工測量的過程中，pH值及二氧化碳分壓結果也偶有失控，后續將對涉及該檢測項目的有關人員、儀器、試劑及耗材、方法、環境等因素進行綜合分析，不斷改進與完善，使其分析性能逐漸達到質量要求。

綜上所述，ABL90 FLEX血氣分析儀內部自動質控系統操作簡單，不易受到實驗人員及環境溫度等因素的影響，適應POCT發展需要，在實驗室質量管理應用中具有顯著優勢，但部分檢驗項目僅通過內部自動質控或許不能滿足臨床質量管理要求。因此，實驗室仍需持續改進血氣分析多項檢測指標質量，內部自動質控系統應選用合理的質控規則，部分項目需配合外部IQC，以提高檢測質量，為臨床提供準確、可靠的檢測結果，保證醫療安全。