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可溯源性
解决溯源性是临床检验结果准确性的关键
重庆医科大学
陈 宏 础
一个病人的苦恼:
“为什么几家医院检查不同结果,我相信谁?
现在检查很多,价钱都很贵,实在承受不了,无奈!
希望遇到一个好大夫,把我的病诊断清楚,早日治好,这是全家最幸福的事”。
ISO/IEC17025的质量体系中就提出“按时、准确、客观地报告检验结果”。
如何做准确?
一、测量结果的准确性(accuracy)的新观念:
准确性=正确性(trueness)+精密度(precision)+其他测量能力(线性范围、灵敏度、特异性)。
现在人们十分重视:
严格按规范化操作,SOP是检验科共同遵守的法规;临床检验量值必须校准。
但如何校准?
这就涉及溯源性问题。
如何解决溯源性?
二、溯源性的定义:
“测量结果或标准的值通过连续的比较链与一定的参考标准相联系的属性。
参考标准通常是国家或国际标准,比较链中的每一步比较都有给定的不确定度,此定义适用于各领域的测量。
”
所以,溯源性是解决的测量结果的正确性(TruenessofMeasurement),即测量均值与真值的一致程度。
以往我们只认为我们的临床标本只有用国际上公认的决定性方法和国际公认的标准品去测定,其结果才接近“真值”。
如果没有这些条件怎么办?
ISO一系列文件回答了这个问题。
如果有SI单位制单位,又有国际公认的原级参考程序(即有原
(一)级参考测量程序,又有国际标准物质,),其量值溯源性见图1
“连续比较链”是指“正确性”由低级到高级的、交替出现的测量程序和校准物,如厂家提供给临床实验室常规测量程序由同时提供的产品校准物校准,而产品校准物由高一级的测量程序定值,此高一级的测量程序由更高一级的校准物校准,以次类推,直至“一定的参考标准”,即国际公认的参考物质和参考测量程序。
上述比较链又称溯源链。
每一次结果传递均带来一定的不确定度。
三、稿清楚日常遇到的一些概念问题
临床上对一些概念必需搞清楚,如测定方法、标准物质、检测(分析)系统等。
测定方法有:
决定性方法(definitivemethod):
经详细研究尚未发现不准确度或不确定性原因的方法。
参考方法(referencemethod):
经详细研究证明其不准确度与不精密度可以忽略的方法。
常规方法(routinemethod):
可满足临床需要的日常使用的方法。
我们对一些项目的常规方法比较了解,但对该项目的上一级方法未必清楚吧。
对于标准物质、校准物、质控物应有充分的认识。
标准物质又称参考物质(referencematerial):
是一类充分均匀,并具有一个(或多个)确定的特性值的材料或物质,用以校准仪器设备、评价测量方法或其它物质赋值。
一级标准物质(primaryreferencematerial):
稳定、均一,采用高度准确、可靠的若干方法定值。
可用于校准决定性方法及为二级标准物质定值。
由国家技术监督局批准、颁布并授权生产,如人血清无机成分分析标准物质(GBW09135)和血清胆固醇标准物质(GBW09138)
二级标准物质(secondaryreferencematerial):
用一级标准物质校准、参考方法定值。
如红细胞微粒标准物质(GBW-E-090001)、胆红素标准物质(GBW-E-090002)氰化高铁血红蛋白溶液标准物质(GBW-E-090004)和纯化血红蛋白标准物质(GBW-E-0900011)。
校准物(calibrator):
用二级标准物质校准,常规方法定值。
用于对常规方法和仪器的校准。
质控物(control):
具有与检测过程相适应的特性,其成份与检测标本的基质相同或相似。
质控物应充分均一和稳定性好,其瓶间变异必须小于监测系统预期的变异,其常规检测有助于确认报告范围。
以上不同物质有不同用处。
尤其临床实验室必须将质控物与校准物区分开来,切勿乱用。
四、什么叫参考测定系统和分析(检测)系统
一个完整的参考测量系统必须有三要素:
建立原
(一)级参考测量程序(方法);制备原
(一)级参考物质;还要建立参考实验室和/或参考实验室网络。
分析系统(assaysystem):
指分析方法所涉及的仪器、试剂、参数和校准品。
其检验结果经一系列合格实验室验证能够满足厂家声明的要求,其量值能够溯源到高级标准物质。
在实际工作中,一个临床实验室如使用仪器的分析(检测)系统进行常规检验,其检验结果具有可溯源性。
如果改变仪器分析系统中任何一个因素,就成为另一新的分析系统,其原溯源性就不存在了。
五、临床检验量值如何溯源
临床检验量值溯源的理想情况,可溯源至国际单位制单位,须有一级参考测量程序和一级参考物质。
目前临床检验项目中有明确的小分子化合物。
如某些电解质、甾体激素及甲状腺激素。
(SRM911b胆固醇,一级参考方法为称重,二级参考方法是同位素稀释-GC/MS)等。
其量值溯源性详见图2。
但是,临床检验测量结果不能溯源到SI单位的,有以下四种。
第一种是有国际约定的参考测量程序(不能被称为一级参考测量程序)和一种或多种用此参考测量程序定值的国际约定校准物。
如糖化血红蛋白测定方法(如:
美国国家糖化血红蛋白标准化计划、NASP,规定用Bio-Rex70树脂+HPLC法测定HBA1c;IFCC参考方法为HPLC+质谱或毛细管电泳测定HBA1c)。
校准品为CRM522HiCN。
其量值溯源性详见图3。
第二种情况是有一种国际约定的参考程序,但无国际约定校准物。
如某些凝血因子、血细胞(ICSH参考方法)、高密度脂蛋白胆固醇等。
其量值溯源性详见图4。
第三种情况是有一种或多种国际约定校准物质(用作校准物)及定值方案,但无国际约定参考测量程序。
如某些蛋白激素、抗体(WHO规定非SI制的标准品HBsAg等)。
其量值溯源性详见图5。
第四种情况是既无参考测量程序,又无用于校准的参考物质,厂家自己建立“内部”测量程序和校准物为其产品校准物定值,即厂标。
如cTnT和cTnI属于这种情况。
还有d-Dimer和部分肿瘤标志物及一些抗体等。
其量值溯源性详见图6。
建立的溯源性需经过确认。
确认方法是用常规测定程序和参考测量程序同时测定足够数量的、有代表性、分别取自不同个体的实际新鲜样品。
而且对每份样品进行双份测定;通过线性回归方法分析两种方法所得结果的接受程度是否可以接受。
溯源性是指全测量范围内的溯源性,而不是“单点”溯源性。
六、临床检验溯源性的进展
为了促进临床检验溯源性进一步发展,由国际计量委员会(CIPM)、国际临床化学与检验医学联合会(IFCC)和国际实验室认可委员会(ILAC)联合组成医国际检验医学溯源性联合委员会(JCTLM)。
秘书处设在国际计量局(BIPM)。
BIPM网站:
http:
//www.bipm.org/en/committees/jc/jctim。
下设两个工作组(WG-1和WG-2)。
WG-1任务:
建立质量参考程序,按一定标准对提名的参考物质和参考测量程序进行鉴别和评审,并公布符合要求的参考物质和参考测量程序。
2004年4月己公布一批化学定义明确或国际公认参考方法定义的检验项目的参考物质和参考测量程序。
我国老年所研制的胆固醇己被公认。
WG-2任务:
主要任务是收集现有候选参考测量实验室信息,鼓励和促进按检验项目分类的参考测量实验室网络的形成;目前己收集到约300个参考测量实验室提名,正在进行候选参考实验室间的测量验证试验,以证明各实验室的测量能力。
今年己公布笫一批JCTLM承认的临床参考实验室名单。
当前我们的任务:
了解和宣传溯源性是解决临床实验室正确性必由之路;关注国际参考物质、国际测量程序和国际参考实验室网络;建立我国参考实验室;关注试剂盒生产厂家的标准检测系统和它的溯源性,以及溯源链每一步产生的不确定度。
医学实验室的量值溯源性
李忠信管卫
1.术语
VIM——国际通用计量学基本术语:
由国际计量局(BIPM),国际电工技术委员会(IEC)、国际临床化学和实验医学联合会(IFCC)、国际标准化组织(ISO)、国际理论和应用化学联合会(IUPAC)、国际理论和应用物理联合会(IUPAP)和国际法制计量组织(OIML)发布。
1.1量[1](quantity)
现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。
[VIM:
1993,定义1.1]
可分为:
广义量(quantityinageneralsense):
在化学界和临床化学界常称量类(kind-of-quantity)[2]。
特定量(particularquantity):
为规定了一定条件的量类,很多情况下简称为量。
原则上需三要素来描述,即系统(system)、组分(component)和量类。
“系统”在临床实验领域可简单理解为样品物质,如血液、血清、尿液等;这里的组分指样品中的被测(measurand)物质成分。
如“24小时尿液(系统)中葡萄糖(组分)的物质量(量类)”是一个特定量[2]。
1.1.1 分析物(analyte):
定义为单一化合物[3]。
溯源到SI(国际单位制)的通用系统。
如电解质/金属、代谢物(胆固醇、尿素、尿酸等)、类固醇、甲状腺激素(T4和T3)和维生素,测量的试验结果以每升摩尔数(分数)术语表示。
1.1.2 物质(substance):
指的是以异构体、糖化型式和破碎产物等所有形式存在的一种不纯的混合物的“生物物质”[3]。
如:
所有的蛋白质和糖化蛋白——常用某种免疫化学技术测定——试验结果不以SI单位表示,有的用世界卫生组织的国际单位或生产商制备的质量单位表示。
为了与“分析物”区别的方便,指定这类叫做“物质”。
1.1.3 量值(valueofaquantity):
是指一般由一个数乘以测量单位表示的特定量的大小。
量值常可简称为值(value)[2]。
1.1.4 真值(truevalue):
是与给定的特定量的定义一致的值[5]。
1.1.5 约定真值(conventionaltruevalue):
对于给定的具有适当不确定度的赋予特定量的值,有时该值是约定采用的[5]。
通常约定真值是用不确定度符合要求的测量程序多次测量的平均值。
约定真值有时也称为给定值(assignedvalue)、最佳估计值(bestestimateofvalue)、约定值(conventionalvalue)或参考值(referencevalue)[5]。
1.2 定名标度(nominalscale):
为检验结果定名,无大小或先后的含义,也不能求均值。
如ABO血型、微生物鉴定的试验类型[4]。
1.3 定序标度(ordinalscale):
试验结果可以分出大小,但不知具体大多少或小多少,只供排序的标度。
用是/否来回答,或用+、++、+++、++++回答的试验以往称做“定性试验”,如此命名是一个错误的概念。
事实上全部都是定量,因为所选择的临界点(cut-offpoint)与该量的某一浓度是相关的。
该临界点以上的一个浓度常常称做“阳性结果”,低于该临界点作为“阴性结果”。
应引起注意的是它们是实验结果的解释,并不是该“测量”的结果[4]。
1.4 差示标度或区间标度(differencescaleorintervalscale):
定量检验结果的一种,结果有正有负,其零点在某种意义上是人为规定的,可以计算差别的大小但不能计算比例的结果。
如剩余碱测定结果可以-0.2mmol/L、3mmol/L等表示之[2]。
1.5 比例标度(ratioscale):
结果有自然零点或绝对零点,其零点意为“无”,这类结果可计算差值,也可计算比例。
例如:
血清胆固醇浓度为0(假设)、2.56、5.12mmol/L[2]。
1.6 生物参考区间(biologicalreferenceinterval):
定义为参考分布的中心95%区间。
在某些特定情况下,对参考区间另外取值或不对称取值可能更为恰当[1]。
1.7 样品(sample):
取自机体某一系统的一个或多个部分,旨在提供该系统的相关信息,通常作为判断该系统及其产物的基础[1]。
1.8 检验(examination):
旨在确定某一属性的值或特性的一组操作。
在某些学科,如血型学、微生物学中,一项检验是数次试验、观察或测量的总体活动。
检验的概念较测量更宽泛。
在医学实验室—质量和能力的专用要求ISO15189标准中大量使用检验一词[1]。
1.9 测量(measurement):
以确定量值为目的一组操作[VIM:
1993,定义2.1][1]。
在涉及溯源性的文件大量采用测量一词。
ISO与欧洲标准化委员会(CEN)近年发表5个相关标准如下[2]:
prEN/ISO17511(2002)体外诊断器具—生物源样本中量的测量—校准物和质控物定植的计量学溯源性
prEN/ISO15183(2002)体外诊断器具—生物源样本中量的测量—酶催化浓度校准物和质控物定植的计量学溯源性
ISO/FDIS15193(2002)体外诊断器具—生物源样本中量的测量—参考测量程序的说明
ISO/FDIS15194(2002)体外诊断器具—生物源样本中量的测量—参考物质的说明
ISO/FDIS15195(2002)临床检验医学—参考测量实验室要求
1.10 测量方法(methodofmeasurement):
一般描述的测量操作逻辑次序。
它不具备具体性能参数。
一个测量方法可以产生多个测量程序,每个测量程序的性能也可能有所不同[2]。
1.11 测量程序(measurementprocedure):
是用于特定测量的,根据给定的测量方法具体描述的一组操作[2]。
一个测量程序可使操作者直接进行相应特定量的测量,无须提供另外的说明。
测量程序对操作的每一个细节进行了规定,因此它有相对固定的性能指标。
测量程序有时称为分析方案(analyticalprotocol)或标准操作程序(standardoperatingprocedure,SOP)
1.12 测量准确度(accuracyofmeasurement):
测量结果与被测量值真值之间的一致性程度[VIM:
1993,定义3.5]。
它涵盖真实度和精密度,即真实又精密的结果才是准确的。
不准确度的数字表达是不确定度[1]。
1.13 测量的真实度(truenessofmeasurement):
有很大一个系列的检测结果得到的平均值与真值之间的一致程度[ISO3534-1:
1993,定义3.12]。
过去用准确度表示现在真实度的概念。
用偏差(bias)(均值与真值之差,亦有称“偏倚”的)表示不真实度[1]。
1.14精密度(precision):
在规定条件下获得的独立测量结果之间的接近程度[2]。
常用
CV%表示。
1.14.1重复性(repeatability):
在相同条件下(时间、校准、操作者、仪器等)获得的精密度。
即所谓的批内精密度[2]。
1.14.2中间精密度(intermediateprecision):
一种或几种条件因素发生变化,但在同一实验室内获得的精密度[2]。
1.14.3重现性(reproducibility):
是在不同实验室,不同条件下获得的精密度。
又称实验室间精密度[2]。
1.15测量不确定度(uncertaintyofmeasurement):
表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数[VIM:
1993,定义3.9][1,3]。
其中测量结果实际上指的是被测量的最佳估计值。
被测量之值,则是指被测量的真值,是为回避真值而采取的[5]。
“分散性”这里有更广泛的涵义,以前用由随机误差产生的不精密度来描述是不全面的,这只是结果不确定性的一部分。
有的临床实验室化验员想当然地认为测量就是分析,这是一种狭隘地观点,显然也不符合测量就是确定一个量值(如血糖浓度)的一系列过程的总合的定义[6],因为其忽视了影响测定结果极其重要的几个过程,如试剂、校正物和参考物质的生产制备,参考物质的赋值、取样,样本的预处理等。
因此一个完整的测量即应包括实验室内的工作(如分析样本),也应包括实验室外的工作。
评估不确定性的通用测量模式为:
Y=f(X1···,Xi···,Xn···),Y是依赖于量X1···Xn而产生的结果,这些量可以是测得的吸光度,标准曲线的斜率等,f表示Y与X1···Xn关系的函数。
据此推导出偏导数式。
Kragten氏[7]建立一种广泛应用的计算方法,各种优秀的“不确定性软件”也已经商品化。
Linko氏等[8]应用Bottom-up法计算血糖和血钙测定的不确定度。
式中:
C0—试剂空白浓度
Ccal—校正物浓度
As—样本吸光度
A0—试剂吸光度
Acal—校正物吸光度
Kmax—基质效应
Kdrift—测定期间仪器灵敏度变化(漂移)
Kintra—个体间生物学变异(昼夜率、饮食、压力等)
Kpre—分析前因素(污染、丢失、溶血、储存等)
Linko氏等用的一个例子是血钙[8],在C结果=2.53mmol/L时,结果的不确定度为0.07mmol/L,以百分表示为2.8%,乘以范围因子2,血钙测定的预期不确定度为0.14mmol/L。
MODUS法[9]评估的出发点在于下面公式:
C结果=Cobs·ftrac·fsample·fother
式中:
Cobs—观测到的浓度
ftrac—可溯源性链的校正项
fsample—取样和其它分析前因素相关的校正项
fother—其它因素校正项
正确地理解测量是确定量值为目的一组操作才能全面地反映测量结果的不确定度。
不确定度的表示方法:
U(Cresult)表示结果的不确定度;U(Cresult)/Cresult表示相对不确定度,多用百分数表示;k表示范围因子,多取为2的数值;
U(Cresult)=U(Cresult)×k为扩展测量不精密度[8]。
ISO15189:
2003的5.6.2述[10]:
必要时且可能时,实验室应确定检验结果的不确定度。
应考虑到重要的不确定分量。
不确定度来源可包括:
采样、样品制备、样品部分的选择、校准品、参考物质、加入量、所用的设备、环境条件、样品的状态及操作人员的变更等。
1.16参考测量程序(referencemeasurementprocedure):
经过全面研究分析的测量程序,其所产生的值具有与其预期用途相称的测量不确定度,尤其是在评价同一量的其它测量程序的真实性和描述参考物质的特征时[11]。
参考测量程序可按其测量不确定度的大小分为不同级别。
1.16.1一级参考测量程序(primaryreferencemeasurementprocedure):
具有最高计量学特征的参考测量程序,其操作可被完全描述和理解,所有的不确定度可用SI单位表示,结果不用参考被测量的量的测量标准而被接受[2]。
该程序须基于特异,无需同量校准而能溯源至SI单位和低不确定度的测量原理。
目前有同位素稀释/质谱法(ID/MS)、库仑法、重量法、滴定法和依数性(如凝固点降低)测量等,也称一级测量原理。
一级参考测量程序主要由国家计量机构建立和维持。
多数情况下只适合于一级参考物质(纯物质)的鉴定,不适合生物基质样品的分析[2]。
决定性方法(definitivemethod)是美国等将高度准确的,经充分论证的参考测量程序。
它们都采用ID/MS分析原理,有时也称为一级参考方法[2]。
1.16.2二级参考测量程序(secondaryreferencemeasurementprocedure):
需一级参考物质校准的参考测量程序。
在临床化学领域经常提及的“参考方法”多指该测量程序。
它们是高度特异、精密、准确、适合于复杂生物样品分析的方法。
二级参考测量程序适合于次级测量标准物的鉴定,也常用于评价常规测量程序的性能[2]。
1.17原级测量标准(primarymeasurementstandard)[12]:
具最高的计量学特性,其值不必参考相同量的其它标准,被指定的或普遍承认的测量标准[VIM:
6.5]。
在临床医学实验室领域也被称为一级参考物质,一般是高度纯化的被测物,用来校准二级参考测量程序。
1.18次级测量标准(secondarymeasurementstandard):
通过与相同量的基准比对而定植的测量标准[VIM:
6.4]。
该测量标准包括参考物质,亦有称之为二级参考物质的[12]。
参考物质都具有自身的特性,每个特性都应以一定的格式对其进行说明。
例如:
有证参考物质(BCR:
CRM303)—钙(Ⅱ):
物质的量浓度(复溶)C=2.472mmol/L(U=0.19mmol/Lk=2),此处U指使用包含因子k的扩展测量不精密度。
二级参考物质用一种或多种二级参考测量程序定植,一般具有与实际样品相同或相似的基质,主要用于量值传播。
1.19参考测量实验室(referencemeasurementlaboratory):
运行参考测量程序,提供有给定不确定度的测量结果的实验室。
可简称参考实验室。
对参考实验室有很高的技术和管理要求[见:
ISO/FDIS15195(2002)],需通过特定的评审程序才能成为参考实验室[2]。
对于同一检验指标,如胆固醇、糖化血红蛋白(HbA1c)和酶催化活性等,国际上有参考实验室网络。
对网络定期进行测量比对,以保证参考测量的有效性。
兹以胆固醇测定参考实验室网络为例,见附件1。
该网络是动态的,优胜劣汰,保证了测量的科学性、先进性和权威性。
令国人感到扬眉吐气的是卫生部老年医学研究所测量胆固醇的实验室于2003年成为国际胆固醇测定参考实验室网络12个成员之一。
这对推动我国医学实验室认可工作有重要意义。
参加网络的实验室除了具备所需仪器设备外,还应至少作好如下的准备工作:
准确地校准天平,控制称重的不确定度。
准确地校准各种容量器具,控制加液的不确定度。
准确地校准酶反应的环境温度,控制由于反应温度不准确引起的不确定度。
准确地校准酸度计的pH值,确定其不确定度。
用有证滤光片或钬溶液校准分光光度计的波长。
用国家有证的标准溶液校准分光光度计的吸光度。
1.20基质(某一物质系统的)matrix(ofamaterialsystem):
一个物质系统中除被分析物之外的所有成分[12]。
1.21基质效应(matrixeffect):
独立于被分析物质存在的样品特性,对测量和可测量数值的影响[12]。
例如:
用火焰发射光度计对血浆中钠离子“物质的量”浓度进行测量时,样品的黏度可能会对测量产生影响。
用该法测量钙离子“物质的量”浓度时,除样品黏度外还要考虑磷酸盐浓度可能会对测量产生影响[12]。
分析方法对于样品中分析物的适当增量能实际检出的能力称为“回收实验”(recoverytest)[13]。
它可以对使用纯标准液为标准,检测样本为病人样本时,检验结果受基质效应的影响作出估计。
回收率接近100%表明分析方法对于分析物无论在纯溶液中还是在复杂的基体环境中,反应能力是一致的,分析不受基质影响。
反之,明显偏离100%说明处在不同基质环境中的分析物的反应能力存在明显差别。
克服基质效应的方法是使标准物和被测样本处于相同的基质中,例如血清,以抵消基质效应的影响。
尽管将纯的分析物配制于混合血清只是一种模拟方式,并不能使用于所有的不同疾病的病人样本,但这是目前唯一的克服基质效应的方式[13]。
基质效应是一个现象的描述,它包括总的干扰作用,尚无完整的解释,同一基质状态的基质效应随方法和检测
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- 溯源