临床化学实验室室内质控方法的简便设计
卫生部临床检验中心 100730
摘要:
目的 本文使用仔细设计的质量控制选择表格来帮助临床实验室的检验人员选择和设计质量控制方法。方法 质控选择表格是一个3×3分级表，其确定了与具有不同过程能力和测定过程稳定性相应的控制测定值个数和控制规则。在过程的能力基础上选择格子的行，在过程稳定性基础上选择格子列。表格中相交的小方块即是具有适当误差检出和假失控概率的质控方法。为了提供过程能力的定量指数，可根据测定方法的质量要求（总允许误差）、精密度（标准差）和准确度（偏差）来计算医学上重要系统误差的大小; 以及从经验或从质控记录中定量地估计医学上重要误差的发生率(f)。结果 本文已建立了单规则固定限方法， 其能在 Levey- Jennings 控制图上执行 ; 以及在Westgard多规则控制方法上改编的多规则控制方法。并以胆固醇测定为例，说明了简便质控方法的设计过程。结论 此种设计方法可应用于临床化学实验室其它分析项目。
关键词: 质量控制 系统误差 过程能力
质控方法的选择和设计需要仔细的计划，因为它必须考虑几个重要的因素: (1)检验结果的临床质量要求；(2)测定过程的稳定性能特征，如精密度和准确度；(3)测定过程的不稳定的性能特征，如医学上重要误差的发生率；(4)质控方法的性能特征，如误差检出和假失控概率；(5) 分析过程的质量和实验效率的特征。分析过程的成- 效率执行依赖于最小的缺陷率(高质量)和最大的实验有效比( 高的实验效率),两者受到选定的控制规则和控制观测值个数的影响。因此，质控方法的选择和设计需要用系统的方法考虑所有这些因素以及它们之间的交互作用。
尽管质控方法选择和设计的原理较易理解。但由于选择和设计过程的复杂性，以及需要计算机的辅助，如质量控制模拟程序和质量-实验效率模型[1]。 这就限制了在实验室的定量应用。
我们推荐利用此种表格作为实际质控设计的方法, 用它来选择控制规则和控制观测值个数(N)。 本文建立了单规则固定限质控方法，如传统的Levey-Jennings控制图[2],以及改编的Westgard多规则控制方法[3];并描述了推荐控制方法的性能特征。
方法和原理
一、质量控制选择表格
质控选择表格是一种3×3表格，其确定了适合于九种不同分类测定过程的质量控制方法(规则和N)。 在表格的上左半边放入误差发生率(f)，在格子的右下半边放入临界系统误差(△SEc)。
分类是与过程能力和过程的稳定性有关系，由医学上重要误差的大小和频率描述它们的特征。“最好的情况”是测定过程具有良好的过程能力(即高的精密度)和高的过程稳定性(即很少有问题)。由于没有多少问题要检出,设计的控制方法具有低的假失控概率和中等程度的误差检出概率。“最差的情况”是差的过程性能和低的过程稳定性，其需要的控制方法应具有高的误差检出概率；如果需要的话，为了达到高的误差检出可允许高的假失控概率。
二、 质控选择表格的建立
本研究的目的是由所提供必须检出的医学上重要的系统误差来优化质量，及由在期望误差发生率基础上选择的误差检出和假失控特征来优化实验效率。检查不同质控方法的功效函数图选择满足下列标准的控制规则和控制测定值个数(N):(1)对于不稳定的测定过程(f>10%)，误差检出概率在0.90以上，除了小的医学上重要的误差(△SEc<2.0s),为了保持N切实可行,甚至允许假失控概率增加到0.1或更高,其误差检出概率为0.70-0.80是必须的。(2)对于稳定的测定过程(f<2%),误差检出概率在0.25-0.50范围之内，假失控概率在0.01或更小，除了小的医学上重要误差(△SEc<2.0s),N值小时，其
假失控可升至2-5%。(3)对于中等程度稳定的性(f=2-10%),误差检出概率至少为0.50, 假失控概率可达到0.05。(4)对于N，每批为1 -4个控制测定值，除了最差的情况时，其最大的 N值可达到4-8。
对单规则固定限控制方法建立质控选择和设计表格,如Levey-Jennings控制图;以及对多规则控制方法建立质控选择和设计表格， 如Westgard多规则控制方法。图1和2分别显示出两种质控选择和设计表格。格子的三行由医学上重要的系统误差大小，△SEc 描述过程能力。格子的三列由误差发生率(f) 描述过程的稳定性。
在表格的小方格内是控制规则和每批控制测定值个数(N)。用符号A (或A-L)表示控制规则，其中A是超过L控制限控制测定值个数。例如1-3s控制规则表示Levey-Jennings控制图具有x±3s控制限。2-2s 控制规则表示当两个连续的控制测定值同时超过x+2s或x-2s控制限时，为失控判断标准。多规则控制方法由“/ ”把控制规则联合起来，例如，1-3s/4-1sW是两个单规则的联合，具有W 的规则表明用它作“警告”规则，而不是判段失控的规则。警告意谓着在下一分析批之前采取前瞻性措施调查潜在的问题，而不是通过判断分析批失控来采取回顾性的措施。建议显示在括号内的规则不是理想的选择方案(例如,单规则表格的第一行第三列的1-2s,N=1)。
三、在质控设计表格内控制方法的性能特征
由质量控制计算机模拟程序研究了质控设计表格内控制方法的性能特征[8]，并显示在表1和2中。列表描述了系统误差相当于0.0s,1.5s,2.0s和3.0s的失控概率，以及相当于两倍( △REc=2.0)和三倍(△REc=3.0) 稳定标准差的随机误差。在0.0s列是假失控概率。
列表描述的概率值可能有些乐观，因为模拟程序假定批间标准差为零。对于特定的应用，通过计算机质量控制模拟程序能产生完整的功效函数图[8]。
四、质控选择表格指南：
1．以允许总误差（TEa）形式规定分析质量要求。
2．确定方法的不精密度(s)和不准确度(bias)。
3．计算临界系统误差。 △SEc=[(TE-|bias|)/s]-1.65 (1)
其中TE是以允许总误差限来表达质量要求，s是观测的标准差，bias是观测的偏差。
当偏差为零时，公式可简化为:
△SEc=TEa/s - 1.65 (2)
由下式可计算临界随机误差，△REc:
△REc=(TEa-|bias|)/1.96s (3)
当偏差为零时，公式简化为:
△REc=TEa/1.96s (4)
4．将“稳定性”分为“良好”、“中等”、“差”等级。使用你自己的最佳判断。如果是“良好”则认为方法几乎没有问题；“差”则认为方法经常出现问题，“中等”则是处于两者之间。
5．决定使用哪一个质控选择表格用作选择质控方法。
6． 利用SEc值作为表格的行。
7．利用你判断的稳定性作为表格的列。
8．查出表格的质控规则和质控结果个数。
9．使用功效函数图来验证其性能。
10．选择最终需要执行的质控规则和质控结果个数。
|
单规则固定限质控设计表格 |
过程稳定性(误差发生率，f) | |||
|
中等2-10% |
良好<2% |
| ||
|
过程(△SEc) 能力 |
<2.0s |
12.0s N=2 |
(12.0s N=1) |
|
|
2.0s |
12.0s N=1 |
12.5s N=1 |
| |
|
>3.0s |
12.5s N=1 |
13.0s N=1 13.5s N=2 |
| |
图1.单规则固定限控制方法设计表格
|
Westgard多规则质控设计表格 |
过程稳定性(误差发生率，f) | |||
|
差>10% |
中等2-10% |
良好<2% | ||
|
过程(△SEc) 能力 |
<2.0s |
13s/22s/R4s/41s/12X |
13s/22s/R4s/41s/8X |
13s/22s/R4s/41s |
|
2.0s |
13s/22s/R4s/41s/8X N=4 |
13s/22s/R4s/41s N=2 |
13s/22s/R4s/(41sW) N=2 | |
|
>3.0s |
13s/22s/R4s/41s |
13s/22s/R4s/(41s) |
13s/(41s) | |
图2 Westgard多规则方法质控设计表格
应用实例
本研究以胆固醇测定为例说明质控方法设计过程：
1. 胆固醇测定允许总误差TEa为10%
2. 胆固醇测定的标准差s=2%, 偏差bias=2%
3. 临界系统误差△SEc=2.35s
4. 为了保守起见，将方法稳定性定为差
5．使用两种选择表格
6．选择中间行
7．选择左列
8．推荐的质控规则为1-2s,N=2; 1-2.5s,N=4和13s/22s/R4s/41s/8X , N=4
9．见如图所示的临界误差图来验证其性能。误差检出为80%至90%范围内，注意1-2s,N=2具有较高的假失控概率 – 大约9%。
10．使用的质控规则可为1-2.5s,N=4或13s/22s/R4s/41s/8X , N=4
图3。 胆固醇的临界误差图
讨论
当面对自己实验室许多不同试验项目时，在质控计划上的困难是显而易见的。你可能担心你实验室将选择出许多不同的质量控制规则和质控结果个数。然而，实际上只有几种质控方法。
首先，要认识到质量控制计划是逐步的过程。选择的质控规则和质控结果个数对不同的试验和不同的系统之间可能是不同的，但如果你使用标准化的计划过程，此过程就变得容易应用了。
其次，使用图形工具，如功效函数图和临界误差图，是容易理解。你也可以使用OPSpecs图，其可从文献资料和计算机程序中获得。
再次，为了使着手进行质量控制计划简单，你可以使用质量控制选择表格，来指导你进行质控规则和质控结果个数的选择。
所有这些工具将质量控制计划过程简单化，但它不能为你做一切的事情。你仍然需要确定在实验室需要什么样的质量要求，方法不精密度和不准确度的精确估计，以及有时需要作出关于仪器稳定性的评价，为你检验过程提供成本-效率的操作。