检测系统的评价与验证概要

第五章检测系统的评价与验证第一节性能评价在临床实验室的应用范围方法选择↓实验↓方法评价发展↓调整常规应用↓↑预防措施统计质控结果报告一、试验方法的选择和评价过程示意图国际临床化学联合会（IFCC）根据分析方法准确度和精密度的不同分为三级（一）决定性方法：是指经过彻底研究未发现任何不精密和不准确因素的测定方法。测定结果最接近“真值”。主要是美国国家标准局和英国的研究中心，用于评价参考方法与标准品。二、实验方法的分级（二）参考方法：是指精密度和准确度稍低于决定性方法，其各种轻微干扰因素为已知的分析方法。用于鉴定常规方法。（三）常规方法：这类方法的性能指标符合临床或其它目的需要，有足够的灵敏度，准确度和特异性。（一）性能评价的必要性由于检验每种检验项目所用的检测方法、外部供应品、仪器、人员、技术的差别，造成了检测系统的多样性。为了保证检验结果准确可靠，必须对检测系统的性能进行评价或验证。（二）检测系统性能评价的临床应用范围对自建的检测系统、对新推出的检测系统、对公认的检测系统都需要进行评价或验证以保证其检测误差在临床可接受范围之内。检测系统在使用过程中，任何一个组分做出改变，都必须进行全面评估。性能评价与验证的内容包括：精密度、准确度、可报告范围、生物参考区间等。三、性能评价在临床实验室的应用范围一、精密度评价二、准确度评价三、准确度验证四、可报告范围五、携带污染率评价六、生物参考区间的验证第二节性能评价与验证的基本方法（一）实验误差的来源1.仪器误差2.环境误差3.人员误差4.方法误差（二）实验误差的分类1.系统误差：指一系列测定结果与真值有同一倾向的偏离。由恒定的原因引起，具有单向性，在一定条件下重复出现，可校正。系统误差又分为恒定误差（CE）和比例误差（PE）。恒定误差：是指由干扰物引起的使测定值与真值存在恒定大小的误差。误差大小与被测物浓度无关，而与干扰物浓度相关。比例误差：是指相对于被测物浓度有相同的百分比误差，误差的绝对量与被测物浓度呈正比。2.偶然误差（随机误差）：是一类不易测定的偏差，以偶然不可预料的方式出现，没有一定的大小和方向，可正可负，数据呈正态分布。不可避免，也不可校正。3.过失误差：由于工作人员责任不强，工作粗枝大叶，操作不正确所引起的误差。（三）实验误差的表示方法1.平均误差是指一组测定值中，测定值与均值之差的平均值。即算术平均偏差，用dm表示。nXX－ndidm2.标准差是方差的平方根值，用S表示。是表示精密度的较好指标。1112222n－din－nX－Xn－XX－S3.绝对误差和绝对偏差绝对误差是指实验测定值与客观真值之差。绝对误差＝测定值－真值测定值与测定均值间的差异称为绝对偏差。绝对偏差表示误差绝对值的大小，不能表示测定误差之间的大小。绝对偏差＝测定值（X）－测定均值（X）－4.相对误差和相对偏差相对误差为绝对误差与真值的百分比。相对偏差为绝对偏差与测定均值的百分比。%－＝%－＝100100测定均值测定均值测定值相对偏差真值真值测定值相对误差5.变异系数（CV）是样本标准差与样本均数的百分比值。用于比较各组数据间的变异情况，不受单位影响，CV值越大，说明测定值离散度越大，精密度越差。100XS＝%CV（一）方法评价的基本内容通过实验途径，测定并评价方法的精密度和准确度。但在实验中实际测定的是不精密度和不准确度，强调的是误差，评价实验就是对误差的测定。二、方法评价的基本内容和步骤方法评价实验与实验误差类型的关系分析误差的类型评价实验初步实验最后实验随机误差（RE）批内重复实验日间重复实验恒定误差（CE）干扰实验方法比较实验比例误差（PE）回收实验（二）方法评价步骤1.评价前实验研究候选方法的最适条件。包括试剂浓度、缓冲液的种类、离子强度和pH值、反应的温度和时间、检测波长等。2.初步评价包括批内和日内重复性试验、回收试验、干扰试验等。3.最后评价包括日间重复性试验、方法比较试验和总体判断方法是否可接受。4.评价后实验进行临床相关研究，包括参考值确定和特殊病人标本的测定等。5.方法应用建立质控系统，培训操作者，引入常规工作等。1.精密度是指对同一样品多次测定，每次测定结果与均值的符合程度。是表示测定结果中随机误差大小的指标。精密度有批内、天内和天与天之间的精密度之分，表示精密度的指标有标准差（s）、变异系数（CV）、标准误、平均偏差等。评价精密度的方法有平行试验和重复性试验。三、方法评价指标2.准确度指测定值与真值之间的符合程度。一般用偏差和偏差系数表示。准确度没有度量指标，往往以不准确度来衡量，即重复测定的均值与真值之差。准确度主要受系统误差支配，也受随机误差的影响。评价准确度的方法由于回收试验、干扰实验、对比试验。3.灵敏度是指化学反应中能检出的最低量。分mg、ug、pg等数量级水平，在方法学评价时，用最低检出量或摩尔吸光系数作为灵敏度指标。4.特异性指分析测定中对某一成分起反应，其他物质对反应无影响或基本无影响。评价特异性的方法有干扰试验。5.线性范围是指实验方法所能检测标本中某物质的浓度范围。通过线性试验确定。（一）重复性试验目的是考察候选方法的随机误差，评价方法的精密度。分为：1.批内重复性试验在很短的时间内对同一样品进行重复（一般为20次），计算、S、CV，CV一般应小于5%。2.天内重复性试验同一天内对同一样品作数批重复测定，天内CV值大于批内CV值。3.天与天之间重复性试验在一段时间内将同一样每天一次随机插入常规标本中测定，反映实际工作情况，其CV大于批内CV、天内CV值。四、评价试验X（二）回收试验目的是检测比例误差，以衡量分析方法的准确度。1.方法是在样品中加入一定量被测物质，然后用同样方法测定，测得值与理论值之比乘以100%即为回收率，合格的回收率应为100%±5%。2.计算回收浓度＝分析标本测得浓度－基础标本测得浓度加入浓度＝×标准液浓度标准液量（ml）病人样品量＋标准液量（ml）回收率（%）＝×100回收浓度加入浓度3.注意事项：（1）吸量要准确。所用吸管应校正并按正规要求操作。（2）加入标准液后的浓度应达到医学决定水平，同时应在该方法的线性范围内。（3）加入标准液的体积应在总体积的10%以内。（4）一般应做高、中、低不同浓度标准液的回收试验，计算平均回收率。（5）为了减少随机误差对检测比例误差的干扰，最好能重复测定2～3次。举例某法测定血糖回收率的标本制备和测定结果如下：（1）样本制备：①基础样本：血清2ml＋蒸馏水0.1ml②分析样本1：血清2ml＋25mmol/L葡萄糖标准液0.1ml。③分析样本2：血清2ml＋100mmol/L葡萄糖标准液0.1ml。（2）按操作要求测定上述样本，将结果填入下表血糖回收试验结果测定浓度加入浓度回收浓度回收率%基础样本5.50－－－分析样本16.751.191.25105.0分析样本210.204.764.7099.4回收率的理想值为100%，现在的平均回收率为102.2%，比例误差为2.2%，表明当一个标本的葡萄糖浓度为5.5mmol/L时，用该法测定值为5.62mmol/L，误差为0.12mmol/L（5.5mmol/L×2.2%）。平均回收率＝×100%＝102.2%105＋99.42（三）干扰试验目的是检测恒定误差，以衡量方法的特异性和准确度。1.方法基本与回收试验一样，但在标本中加入的是疑有干扰作用的物质。用候选方法对未加干扰物和加入干扰物的两种标本同时测定，两者之差即表示该干扰物产生的干扰所引起的误差，即干扰值。干扰值＝分析标本测得值－基础标本测得值举例尿酸对GOD-POD法测定血糖的干扰：（1）样本制备：①基础样本：血清0.9ml＋蒸馏水0.1ml②分析样本1：血清0.9ml＋4mmol/L尿酸标准液0.1ml。③分析样本2：血清0.9ml＋8mmol/L尿酸标准液0.1ml。（2）用GOD-POD法测定上述样本，将结果填入下表干扰实验检测结果（mmol/L）葡萄糖测得值加入尿酸值干扰值基础样本6.50－－分析样本16.200.400.30分析样本25.950.800.55单位浓度尿酸使葡萄糖减少值＝干扰值1＋干扰值2加入尿酸值1＋加入尿酸值20.30＋0.550.40＋0.80＝＝0.7mmol/L测定表明血清尿酸0.4mmol/L时，可使血糖测定结果约减少0.28mmol/L。3.注意事项（1）被试验的物质根据方法的原理，提出可能的干扰物。一般应考虑的因素是胆红素、溶血、脂血、抗凝剂等。（2）可疑干扰物的浓度加入可疑干扰物的浓度须达到有价值的范围，有可能应达到病理标本的最高浓度值，在确证有影响后应测定在何浓度时，产生的误差在临床上无意义。（3）本试验检测的误差包括方法特异性不高和干扰物的作用所引起的误差。4.消除干扰的常用方法（1）作空白试验。包括试剂空白和标本空白。（2）采用物理、化学方法分离去除干扰物质。（3）采用双波长或多波长检测方法排除干扰。同一实验室用两种或两种以上的检测系统对同一个项目进行检测，这两个检测系统的检测结果之间要有可比性。通过室内比对的方式进行评价。将本室的检验结果与参考实验室的检测结果进行比对，称室间比对。其中待评价或验证的方法为实验方法，参考方法或准确度已知的方法为比较方法。第三节室内与室间比对实验比对实验可检测方法的系统误差，经统计分析后可提供系统误差的性质，属比例误差还是恒定误差。对一组病人的样品同时用实验方法与参考方法测定，并统计量组结果有无显著性差异。（统计方法、配对t检验、直线回归）一般P＜0.01者，该候选方法不能采用，注意事项（1）试验样品数一般做40～100例。最好要包括各种疾病的标本，即包括在常规工作中可能遇到的整个分析范围。（2）重复分析一般每个样品用两种方法各测定一次，最好能分批测定两次。两种方法及两批测定，在同一天进行。（3）实验的时间间隔每天测定2～5个样品，约20天。（4）结果的图示比较方法的结果为横坐标（X），候选方法的结果为纵坐标（Y），结果应及时绘于坐标纸上，以便及时检查结果，发现问题。溶血、脂血、黄疸标本，应在对应的散点上标以H、L、I等符号。统计处理（1）配对t检验：用于比较两法间的系统误差。NSdX－Yt1nbiasxySd2X，Y表示两法的均数；Y－X为偏差，即系统误差；Sd是两种方法的标准差。t检验对随机误差和比例误差敏感。当不存在比例误差时，表示随机误差，这时t值表示系统误差相当于随机误差的倍数。NSd————（2）F检验：用于比较方法间的随机误差或精密度。S1、S2分别为两种方法的标准差，且S1＞S2。如果F值＞F临界值，则统计学上认为两种方法的精密度有差别；F值＜F临界值，则表示两种方法的精密度无明显差别。2221SSF（3）直线回归：根据两法所测数据得回归方程Y＝a＋bX。a为回归线截距，a=y－bx仅对恒定误差敏感；a=0时，表示无恒定误差。b为回归线斜率，仅对比例误差敏感；b=1时，表示无比例误差。－－22XXnYXXYnb（一）性能标准1.允许分析误（EA）被规定为95%样品的允许误差限度2.医学决定性水平（Xc）是指对疾病诊治具有参考价值的临床分析物浓度。对于某一分析物，每一医学决定性水平规定相应的性能标准，即在一定Xc值下的EA值。五、方法性能判断（二）性能判断指标单值判断指标误差类型判断标准评价实验随机误差（RE）1.96S＜EA重复试验比例误差（PE）|(R—100)×Xc/100|＜EA回收试验恒定误差（CE）|偏差|＜EA干扰试验系统误差（SE）|（a+bXc）-Xc|＜EA对比试验总误差（TE=RE+SE）1.96S+|（a+bXc）-Xc|＜EA重复和对比试验