標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖在常規(guī)生化項目性能評價中的應(yīng)用

陳真 陳滔 黃珍 熊偉

六西格瑪（6σ）是一種非常流行的質(zhì)量管理體系，起源于美國20世紀(jì)80年代興起的一場質(zhì)量革命，最早用于工業(yè)方面的質(zhì)量管理[1]。第一次使用σ水平描述實驗室檢測過程的質(zhì)量能力，可追溯到國外學(xué)者Nevalainen等[2]于2000年公開發(fā)表的論文。6σ管理實質(zhì)是量化分析檢測過程的性能和風(fēng)險，將差錯或缺陷率轉(zhuǎn)化為σ水平進(jìn)行評價和管理，可幫助實驗室判斷項目需要改進(jìn)的過程和操作的優(yōu)先順序，且σ水平與檢驗質(zhì)量的持續(xù)改進(jìn)相關(guān)[3]。σ水平越高，其檢驗過程出現(xiàn)差錯或缺陷率越低，獲得準(zhǔn)確檢驗結(jié)果的概率越高；反之，σ水平越低，其檢驗過程出現(xiàn)差錯或缺陷率越高，獲得準(zhǔn)確檢驗結(jié)果的概率越低[4-5]。本文參照國內(nèi)學(xué)者的研究[5-7]，嘗試應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪驗證圖評估本實驗室常規(guī)生化檢測項目性能水平，以助于實驗室加強檢驗質(zhì)量管理,現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 儀器

日立7600-020全自動生化分析儀。

1.2 試劑

鉀（K）、鈉（Na）、氯（Cl）購自江蘇日立公司，肌酐（CREA）購自安徽伊普諾康公司，鈣（CA）、磷（P）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（UREA）、尿酸（UA）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、膽固醇（CHO）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）總膽紅素（TBIL）、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT ）、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、堿性磷酸酶（ALP）、淀粉酶（AMY）、肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、鐵（Fe）、γ-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶（γ-GT）、α-羥丁酸脫氫酶（α-HBDH）、膽堿酯酶（CHE）購自北京九強公司，共計25個項目。

1.3 方法

1.3.1 不精密度評估 選擇2021年1月—3月常規(guī)化學(xué)項目室內(nèi)質(zhì)控累積在控變異系數(shù)，作為項目不精密度估計值（CV，%）。

1.3.2 偏倚評估 選取2021年4月份室間質(zhì)量評價（EQA）回報結(jié)果中偏倚絕對值作為本實驗室生化項目的偏倚估計。在每次EQA活動中，各檢測項目都有5個不同批次質(zhì)控品，故選取5個結(jié)果的偏倚絕對值的平均值作為項目偏倚估計值（Bias，%）。

1.3.3 允許總誤差 選自我國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/T 403-2012[8]及衛(wèi)生部臨床檢驗中心室間質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)中常規(guī)化學(xué)項目的允許總誤差值（TEa，%）。

1.3.4 計算σ水平 根據(jù)公式σ=（TEa-|Bias|）/CV[1]，計算出各檢測項目的σ水平值。檢測性能評價依據(jù)項目σ水平：σ＜2為不可接受；2≤σ＜3為欠佳；3≤σ＜4為臨界；4≤σ＜5為良好；5≤σ＜6為優(yōu)秀；σ≥6為世界一流。

1.3.5 繪制西格瑪性能驗證圖 西格瑪可由公式σ=（TEa-|Bias|）/CV計算獲得。式中TEa為允許總誤差，Bias為偏倚，CV為變異系數(shù)，三者都為百分比值。若將式中分子和分母同時除以TEa，可得到變形公式σ=（1-|Bias|/TEa）/（CV/TEa），這一過程實際上是將CV和Bias通過TEa進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，得到標(biāo)準(zhǔn)化σ值。而以|Bias|/TEa為縱坐標(biāo)，CV/TEa為橫坐標(biāo)，就能繪制出標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖[5]。或登錄湖南省臨檢中心網(wǎng)頁，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖及自動選擇質(zhì)控程序，在相應(yīng)界面輸入項目的TEa、CV、Bias，則可繪制西格瑪性能驗證圖，并且程序會給出對應(yīng)項目最優(yōu)質(zhì)量控制規(guī)則。

1.3.6 計算QGI值 QGI即質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)[9]，QGI=Bias/（1.5*CV），它可反應(yīng)檢測項目偏倚和不精密度的評價。對σ＜6的項目，依據(jù)質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)（QGI），確定需要優(yōu)先改進(jìn)的方向。當(dāng)QGI＜0.8，提示優(yōu)先改進(jìn)不精密度；當(dāng)QGI＞1.2，提示優(yōu)先改進(jìn)偏倚；當(dāng)0.8≤QGI≤1.2，則需同時改進(jìn)偏倚和不精密度。

2 結(jié)果

2.1 檢測項目偏倚、不精密度和σ水平、性能評價、QGI值及優(yōu)先改進(jìn)方案

對本實驗室歷史數(shù)據(jù)和2021年4月份參加湖南省臨床檢驗中心臨床檢驗室間質(zhì)量（EQA）結(jié)果進(jìn)行偏倚（Bias%）和不精密度（CV%）評估，參照標(biāo)準(zhǔn)選取TEa，計算生化檢測項目的西格瑪值。依據(jù)西格瑪水平，可知25個生化項目的檢測水平分布如下：UA、AST、ALP、α-HBDH、CHE達(dá)到世界一流水平，ALT為優(yōu)秀，TG、TBIL為良好，Na、CHO、CK、γ-GT為臨界，其余13項檢測水平為欠佳或不可接受。而σ未達(dá)到世界一流水平，即σ＜6的檢測項目，計算其QGI值，發(fā)現(xiàn)有5個項目需優(yōu)先改進(jìn)精密度，11個項目需優(yōu)先改進(jìn)偏倚，4個項目需同時改進(jìn)精密度和偏倚，結(jié)果見表1。

2.2 西格瑪性能驗證圖

登錄湖南省臨檢中心網(wǎng)頁，在相應(yīng)界面輸入檢測項目允許總誤差、偏倚和變異系數(shù)繪制西格瑪性能驗證圖，結(jié)果見圖1。項目性能級別在驗證圖中以斜線為界，從圖左下角到右上角各區(qū)域依次代表“世界一流（σ≥6）”“優(yōu)秀（5≤σ＜6）”“良好（4≤σ＜5）”“臨界（3≤σ＜4）”“欠佳（2≤σ＜3）”和“不可接受（σ＜2）”。標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖及自動選擇質(zhì)控程序會給出項目最優(yōu)質(zhì)量控制規(guī)則：世界一流級項目（UA、AST、ALP、α-HBDH、CHE）， 選 13S（N=2，R=1。N為每批質(zhì)控測定值個數(shù)，R為質(zhì)控批數(shù)）規(guī)則；優(yōu)秀級項目（ALT），選13S/22S/R4S（N=2，R=1）規(guī)則；良好級項目（TG、TBIL），選 13S/22S/R4S/41S（N=4，R=1或N=2，R=2）規(guī)則；臨界級項目（Na、CHO、CK、γ-GT），選 13S/22S/R4S/41S/8X（N=4，R=2或N=2，R=4）規(guī)則，見圖2、表1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖

圖2 標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖選擇質(zhì)量控制規(guī)則

表1 生化項目的σ水平、性能評價、QGI值及優(yōu)先改進(jìn)方案

3 討論

西格瑪質(zhì)量管理體系可將不同試驗項目的質(zhì)量要求及方法觀測的精密度和偏倚結(jié)合在一起，采用標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的σ水平作為質(zhì)量評價指標(biāo)[10]。6σ是目標(biāo)，3σ是可接受的最低標(biāo)準(zhǔn)。若質(zhì)量指標(biāo)能達(dá)到6σ，則意味著100萬個結(jié)果只會發(fā)生3.4個缺陷的可能；3σ其代表著100萬個結(jié)果中有接近67 000個缺陷[11]。實驗室通過項目σ水平能較容易識別高風(fēng)險和低風(fēng)險方法，σ為6或更高水平的方法可作為項目理想的候選方法，可以考慮調(diào)整QC頻率，畢竟其發(fā)生缺陷的可能性很低[12]；σ為3或更低水平的方法表現(xiàn)不好，減少Q(mào)C頻率可能會導(dǎo)致更槽糕的問題，實驗室需要改進(jìn)或重新設(shè)計甚至更換檢測過程[4]。

由西格瑪公式σ=（TEa-|Bias|）/CV可知，影響項目σ水平的因素為TEa、Bias和CV。（1）因質(zhì)量要求不同，同一項目TEa值將會出現(xiàn)多元化，目前國內(nèi)項目TEa值參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20470-2006 《臨床實驗室室間質(zhì)量評價要求》、衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/T 403-2012《臨床生物化學(xué)檢驗常規(guī)項目分析質(zhì)量指標(biāo)》和生物學(xué)變異導(dǎo)出的TEa值，選擇不同來源的TEa值將會得到不一樣的σ值[13]。如采用較為嚴(yán)格規(guī)范的TEa時（即TEa值較小），項目性能評價過程將得到普遍較低的σ值，實驗室將會增加項目質(zhì)量控制資源投入，以提升實驗室項目檢測能力；相反，若采用較寬松規(guī)范的TEa時（即TEa值較大），項目性能評價過程將得到普遍較高的σ值，這將導(dǎo)致實驗室對項目檢測能力的樂觀估計，不利于實驗室客觀分析檢測項目質(zhì)量。因此，為更好地提升實驗室檢測能力，實驗室應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況選擇適用本室的TEa值。（2）本研究Bias值選自EQA結(jié)果反饋，存在一定的局限性，其值實際為參與質(zhì)評的相同方法組中單個實驗室結(jié)果與大多數(shù)實驗室結(jié)果（即共議靶值）之間的差異，并不能代表項目“真實”偏倚[14]，畢竟不能確保其他實驗室在同一方向上沒有存在偏倚，而最好的Bias值來源為與參考方法比對或測量具有互換性有證標(biāo)準(zhǔn)物所確定的。（3）當(dāng)TEa、Bias值確定后，CV值則是影響σ值的關(guān)鍵因素，CV值越小，σ值越大。盡管實驗室在短期內(nèi)計算的CV值能得到樂觀的項目性能評估結(jié)果，但是長期室內(nèi)質(zhì)控累積在控數(shù)據(jù)CV值更能真實反映實驗室檢測項目的實際情況。

與其他研究報道一致[5-7，15-16]，本實驗室采用我國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中的TEa值、室間評價Bias值和累積3個月的室內(nèi)質(zhì)控CV值，能客觀反映出實驗室項目真實檢測能力情況，其σ水平有助于實驗室對項目試驗性能的評估判斷。本研究中，25個生化常規(guī)檢測項目在2021年4月EQA評分中均達(dá)到了滿意的成績。通過將25個生化常規(guī)檢測項目σ水平標(biāo)準(zhǔn)化[5]，讓其在一張西格瑪性能驗證圖上展示不同檢測項目的性能水平時，仍有13個項目σ＜3，結(jié)果很不理想，也說明這些項目的檢測性能有待進(jìn)一步提高。后期，本實驗室將依據(jù)檢測項目QGI值提示，分別改進(jìn)檢測項目偏倚、精密度。當(dāng)QGI＜0.8，則優(yōu)先改進(jìn)項目不精密度；當(dāng)QGI＞1.2，則優(yōu)先改進(jìn)項目偏倚；當(dāng)0.8≤QGI≤1.2，則需同時改進(jìn)項目偏倚和不精密度。同時，還需要采取必要的相關(guān)措施，以提升項目σ水平。如：加強實驗室工作人員理論水平和技術(shù)能力培訓(xùn)，增強職業(yè)道德，提升職業(yè)素養(yǎng)；縮短儀器保養(yǎng)周期和檢測項目校準(zhǔn)時間，特別是正確度不佳的檢測項目；增加項目質(zhì)量控制頻率，使用更加嚴(yán)格的質(zhì)控規(guī)則；嚴(yán)格控制試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品保存環(huán)境及效期；如有必要，則可考慮更換小包裝試劑盒或?qū)で髲S商工程師幫助等方式。

標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗證圖可直觀顯示各檢測項目的σ水平情況，方便實驗室正確、客觀地了解檢測項目的性能水平，同時還提供了各項目個性化室內(nèi)質(zhì)量控制規(guī)則，即能減少實驗室不必要的成本浪費，又能提高實驗室對劣勢檢測項目的關(guān)注度[17]，有助于實驗室發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)可能存在的不足，進(jìn)一步提升實驗室的檢驗質(zhì)量。