方法性能判断

设计各种实验,了解检测系统或分析方法的性能,也即了解系统在最佳或稳定状态下具有的误差。方法性能评价实验的目的最终要对这些误差做出判断,决定检测系统或方法可否用于常规检验。判断取决于估计的误差的大小,将出现在患者标本的实验报告中,它们是否会影响临床的诊断和治疗效果的观察。以临床允许误差为准,和观察到的误差做比较;观察到的误差小于允许误差,检测系统性能属可接受,检验结果准确;观察到的误差大于允许误差,检测系统性能属不可接受,检验结果不准确。

在这里提到了准确度的概念。准确度的完整表达应为测量准确度(accuracy of measurement),它是指检测结果与被测量真值之间的一致程度。就被测量而言,准确度不能给出一个数字形式的值,只能根据一个明确的目的描述为“足够”或“不足”。准确度的程度通常用与准确度相反的统计量表示“偏离”,定义为“值减去约定真值”。

从患者和医生的认识上,只要检验结果和认可的可接受值有差异,就认为不准确。对每个患者样品只做一次测定时,差异或偏离不仅包括检测系统分析过程的不正确度,也包括了分析过程的不精密度。报告结果时的“准确度”实际上就是以估计分析误差的方式,以“不准确度”度量。即:

不准确度=不精密度+不正确度。

不准确度=总误差=随机误差+系统误差。

在这里又提到临床允许误差。确定临床允许误差本身是一门学问。以前只能从文献中选择部分资料,作为允许误差。自从1988年美国通过了临床实验室修正法规(CLIA’88),该法规对常用80余项的检验项目评估室间质量规定了质量指标。这是世界上影响最大的、由政府批准的法定允许误差指标,现今成为许多地区和国家临床检验的最低质量指标。我国也已在临床检验中应用该质量指标,评估全国或省、市的室间质量评估成绩,评估检测系统性能可接受性。

(一)总误差的计算

检测系统性能最重要的是不精密度和不正确度。由重复实验对方法的随机误差做出估计;用方法比较实验得到被评价方法和比较方法结果的均值间偏倚,或者由回归统计计算某特定医学决定水平处的偏倚估计系统误差。这些误差的估计值应结合起来估计总误差的大小。医生和患者不关心实验结果的误差是不精密的还是不正确的,重要的是它造成的后果有多大。因为总误差包括了不精密度和不正确度两部分,所以判断检测系统或方法性能可否接受,是看总误差的水平。

有3种计算总误差的方式。以TE表示总误差;TEa为允许总误差;s为标准差;CV为变异系数。

1.TE=偏倚+2s<TEa;或%TE=%偏倚+2CV<%TEa。

2.TE=偏倚+3s<TEa;或%TE=%偏倚+3CV<%TEa。

3.TE=偏倚+4s<TEa;或%TE=%偏倚+4CV<%TEa。

在实际工作中,可选择一种方式计算总误差。如果第一个水平的TE大于的TEa,即可确定检测系统性能不符合要求,不能用于常规检验。若第一个水平的TE小于TEa,表明检测系统的误差水平属于可接受水平,可以用于对患者标本常规检测,但是这样的检测系统难以应付日常的不稳定状态误差,对质量控制要求极其严格,失控的可能性太大。因此,第一个水平只能认为是“及格”限。第二个水平和第一个水平相比,如果“偏倚”相似,第二个水平的不精密度比第一个水平的不精密度要低,因为“偏倚”+3CV或3s还小于TEa,这个检测系统多出1CV或1s余量应付日常工作中出现的不稳定状态误差,这个水平可视为良好。第三个水平比第一个水平多出2CV或2s的余量应付日常工作中出现的不稳定状态误差,更有能力保证样品检验结果在允许误差界限内。因此,第三个水平称为“优秀”。

近年来,Westgard应用方法决定图(MD图),将偏倚和不精密度以图像形式表达,在图上和要求的质量做比较,判断结果简单明了,不用做复杂计算。

(二)画方法性能决定图

取坐标纸,按图示做图。绘制MD图时,首先要确定分析质量要求,以允许总误差(TEa)表示。将TEa表示为某医学决定水平浓度或靶值的百分值(TEa%)。几乎所有的CLIA’88允许总误差已经以百分值表示。在坐标纸上标记Y轴为允许不正确度(偏倚%),从0到TEa;X轴为允许不精密度(CV%),从0到0.5TEa。从Y的TEa到X的0.5TEa画一直线(0、TEa;0.5TEa、0),为偏倚%+2CV线;从Y的TEa到X的0.33TEa画一直线(0、TEa; 0.33TEa、0);为偏倚%+3CV线;从Y的TEa到X的0.25TEa画一直线(0、TEa;0.25TEa、0),为偏倚%+4CV线。并在图中标出不符合要求、临界、良好和优秀区。图7-1为方法性能决定图。图中以10%为允许总误差,X从0标示至5%(0.5TEa);Y从0标示至10%(TEa)。图中最上面的直线是偏倚%+2CV线,它连接了0、TEa点和0.5TEa、0点。图中上面的第2条直线是偏倚%+3CV线,它连接了0、TEa点和0.33TEa、0点。图中第3条直线是偏倚% +4CV线,它连接了0、TEa点和0.25TEa、0点。3条线将图分成4块,分别为性能不符合要求区(poor performance)、临界性能区(marginal performance)、良好性能区(good performance)和优秀性能区(excellent performance)。

使用MD图时,将不同方法的性能误差表示为医学决定水平浓度或靶值的百分值。在X轴上点出不精密度(如批内和日间)的估计值,在Y轴上点出不正确度(如由方法学比较引入的误差)的估计值。将二者结合,在坐标纸上点出被评价方法的预期性能点(Operating Point)。以日间重复实验估计的总不精密度和方法比较实验估计的偏倚用于图上为最佳估计;当然也可以用短期的不精密度和某偏倚组分的估计值做图,作为初始的性能点去预测方法的性能。

图7-1 Westgard方法性能决定图

(三)方法性能决定图的应用示例

例1.某白蛋白方法在35g/L处的CV为2.0%,偏倚为0。CLIA’88的质量要求是10%。因此它的方法性能决定图见图7-2。该方法的性能点取X为0%,Y为2.0%,即图中的“1”点。由点的位置清楚说明方法的性能属优秀,完全可接受。预期方法在常规应用中很容易控制。

图7-2 方法性能决定图应用示例

例2.某胆固醇方法在5.17mmol/L处的CV为2.0%,偏倚为2.0%。CLIA’88质量要求也是10%,所以可以使用同一个方法性能决定图。该方法的性能点取X为2.0%,Y为2.0%,即图中的“2”点。性能点在性能良好区,方法性能属可接受。但是在日常应用中,仍需要高度的预防性保养和用多规则控制方法,才能保证要求的质量。见图7-2。

例3.某胆固醇方法在5.17 mmol/L处的CV为3.0%,偏倚为3.0%。美国的国家胆固醇教育计划(NCEP)推荐:常规的胆固醇方法应具有CV为≤3.0%,偏倚为≤3.0%。为了评估这些性能指标是否合适,取X为3.0%,Y为3.0%,在方法性能决定图上点出性能点“3”。性能点的位置在临界性能区,如果应用在性能极其稳定、极少有问题的检测系统;或者由经严格训练、经验丰富的检验人员应用,质量可以符合要求。但是,一般的控制方法难以检出问题和保持质量。见图7-2。

例4.某葡萄糖方法在6.6mmol/L处的CV为4.0%,偏倚为3.0%。当葡萄糖含量超过5.6mmol/L时,CLIA’88的质量要求也是10%。该方法的性能点是图中的“4”点。性能点在性能不符要求区,不能用于常规检验。见图7-2。