检测系统的分析性能及其评价方法(科室)[1]

1、检测系统的分析性能及评价方法广州中医药大学张秀明Tel:81887233-32908Move mail:n临床检验质量保证的需要n临床实验室管理办法规定n医学实验室认可的核心技术要素n临床检验科研工作的需要检测系统的分析性能n精密度/不精密度n准确度/不准确度n分析测量范围/病人结果可报告范围n分析灵敏度/生物检测限/功能灵敏度n分析特异性/分析干扰n参考范围/生物参考区间评价指标推荐方法分析测量范围CLSI EP6A，Evaluation of the Linearity of Quantitive Analytical Methods (2003.4) 精密度CL

2、SI EP5A，Evaluation of Precision Performance of Clinical Chemistry Devices (1999.2)EP15-A ，User Demonstration of Performance for Precision and Accuracy (2001.12) 准确度CLSI EP9-A2，Method Comparison and Bias Estimation Using Patient Samples (2002.9) EP15-A ，User Demonstration of Performance for Precision

3、 and Accuracy (2001.12) 分析灵敏度分析灵敏度，上海检验医学杂志（2002）分析干扰CLSI EP7-A，Interference Testing in Clinical Chemistry (2002.12) 生物参考区间CLSI C28-A2，How to Define and Determine Reference Intervals in the Clinical Laboratory (2000.6) 可报告范围核实实验可报告范围核实实验nThe ANALYTICAL MEASUREMENT RANGE (AMR) nAMR is the range of an

4、alyte values that a method can directly measure on the specimen without any dilution, concentration, or other pretreatment not part of the usual assay processn分析测量范围（AMR）n分析方法能直接测定样本中的待测物质而不需稀释或浓缩或其它的预处理可报告范围核实实验nThe CLINICALLY REPORTABLE RANGE (CRR) nCRR is the range of analyte values that a method

5、 can measure, allowing for specimen dilution, concentration, or other pretreatment used to extend the direct analytical measurement rangen临床可报告范围（CRR）n样本可通过稀释或浓缩或其它的预处理，以扩展其准确测定的范围，可结合临床要求。可报告范围核实实验n选取5-7个系列浓度的实验样品，浓度范围遍及整个预期可报告范围。n最高浓度的样品应达到可报告范围的上限，最低浓度的样品应达到可报告范围的下限。n查阅试剂说明书，将说明书上标明的线性范围整理成表，便于选择

6、合适浓度的标本。nModular PI/PPI生化分析仪配套试剂标明的线性范围见下表。 Modular PI/PPI生化分析仪配套试剂线性范围一览表 项目线性范围验证结果项目线性范围验证结果ALT4-600 U/LTC0.078-20.8mmol/LAST4-800 U/LTG0.045-11.3mmol/LTP2-150 g/LHDL-C0.078-3.12mmol/LALB10-70 g/LLDL-C0.078-14.3mmol/LT-BIL1.71-315 umol/LApo-A10.2-4g/LD-BIL1.71-315 umol/LApo-B0.2-4g/LGGT1-1200 U/L

7、CK2-2300U/LALP1-1200 U/LCK-MB5-1500U/LUrea1.88-150mmol/LLDH5-1000U/LCrea8.84-2210umol/LHBDH6-700U/LUA11.9-1487.5 umol/LCa2+0.05-5mmol/LGLU0.11-25mmol/LP0.3-20mg/dL可报告范围核实实验n选择低浓度标本若干份混合后离心，其浓度用L表示，选择高浓度标本若干份混合后离心，其浓度用H表示，按下表加样形成系列评价样品。n若收集不到低值样品，可收集高值样品，用生理盐水作系列不同程度稀释，形成系列评价样品。n每个样品做4次重复测定。 系列浓度样品制备

8、方法标本号1234567制备方法6L5L+1H4L+2H3L+3H2L+4H1L+5H6H预期值实测值1实测值2实测值3实测值4实测均值可报告范围核实实验n低、高限值样品4次测定的均值表示该2个样品测定结果。依照实验样品配制稀释关系，可以计算出各实验样品内含分析物的浓度，为这些样品的预期值。将这些样品再经检测系统检测，各得到4个检测值，求均值，它们和预期值形成若干对预期值、实测值。n在坐标纸上，以X表示各样品的预期值，以Y表示各样品的实测均值，将所有实验结果点在图上。可报告范围核实实验n若所有实验点在坐标纸上呈明显直线趋势，用直线回归对数据进行统计，得直线回归Y=bX+a，若b在0.97-1.

9、03范围内，a接近于0，则可直接判断测定方法可报告范围在实验已涉及浓度。n若b不在0.971.03范围内，a较大，试着舍去某组数据，另作回归统计。若缩小分析范围后，回归式有明显改善，b接近于1，a趋于0。此时，缩小的分析范围是真实的可报告范围。Glu可报告范围核实实验标本号12345678标本制备100L95L+5H90L+10H80L+20H60L+40H40L+60H20L+80H100H加入Glu相对量01248121620实测值10.221.833.486.7713.3720.2626.6832.73实测值20.211.843.476.7113.3119.9926.5832.88实测值

10、30.211.843.466.6713.3619.9726.332.82实测值40.211.833.466.6413.1319.8526.1732.70均值0.2131.8353.4686.69813.29320.01826.43332.783均值减“0”基础活力1.6233.2556.48513.0819.80526.2232.57斜率（U/L）1.6231.6281.6211.6351.6501.6391.629平均斜率1.631988预期值1.6323.2646.52813.05619.58426.11232.640葡萄糖实测值与预期值的散点图y = 1.0019x + 0.0039R2

11、 = 0.999905101520253035010203040预期值（mmol/L)实测值（mmol/L)精 密 度 核 实 实 验精密度n精密度（precision）是表示测定结果中随机误差大小程度的指标。n它表示同一标本在一定条件下多次重复测定所得到的一系列单次测定值的符合程度。n精密度自身无量度指标，不能用数字表示其优劣，只能用“良好”、“不足”等词汇描述，其反义概念可以用数字表示，称不精密度，常用标准差或变异系数表示。n可分批内、批间、日间不精密度。正确度n大量测定结果的均值与真值的接近程度。n不能用数字表示其优劣，只能用“良好”、“不足”等词汇描述，其反义概念可以用数字表示，称偏倚

12、或不正确度或系统误差。n偏倚（SE）= 重复测定均值-真值（约定真值）n相对偏倚（%SE）= 100%重复测定均值-真值真值准确度n准确度（accuracy） ：一次测量的结果与被测量真值的接近程度；n与精密度和正确度有关。n不能用数字表示其优劣，只能用“良好”、“不足”等词汇描述，其反义概念用总误差或不准确度表示。精密度、正确度和准确度之间的关系精密度试验基本要求n做重复性试验的样品一定要稳定；它的基质组成应尽可能相似于实际检测的病人标本；样品中的分析物含量应在该项目的医学决定水平处；尽可能地做2个以上水平的精密度实验。n如果对公司的检测系统作实验证实或核实，则选取的样品分析物含量尽量与公司

13、对检测系统性能评估时采用的含量一致，便于比较。精密度试验基本要求n采用冰冻保存的样品一定要注意内含分析物的稳定，要严格控制冻融、混匀的操作。n实验时按厂商操作规程要求做好校准，并且一定要和实验样品一起做质量控制。n收集实验数据，计算均值、标准差和变异系数。n千万不可用一个项目组成的检测系统被评价资料认可分析系统所有项目检测系统的性能。精密度实验方法n对稳定的实验样品每天做2批实验，批间相隔的时间不少于2小时，每批对样品做双份测定，共做20天实验。n20天共有80个结果，40对。每对结果间的差是每批的批内差。在20天共有40批，这些差值客观地反映了较长时间内的批内不精密度。精密度实验方法n对每批

14、的双份结果以均值表示，一天做2批，2批均值间的差表示这一天的批间差，减去其中批内差的成分，即为批间不精密度。n求每天均值，20天共有20个每天均值，这些均值间的差表示天间差，扣除内含的批间差因素即为天间不精密度。精密度的质量指标根据CLIA88设定分析质量指标检测系统批内CV1/4CLIA88允许误差检测系统日间CV1/3CLIA88允许误差追求质量目标1/6CLIA88允许误差根据生物学变异设定分析质量指标日间CV0.50CV1（个体内生物学变异）准确度性能评价方法准确度性能评价方法n对检测系统进行校准和校准验证n能力验证结果，分析前次的PT标本，与回报结果比较n由供应商或制造商提供关于试剂

15、、程序或检验系统溯源性的声明文件。n应用有证参考物质，如CRM470等。n分析病人标本，将结果与参考方法的检测结果比较。国际单位国际单位一级参考测量程序一级参考测量程序一级参考物质一级参考物质二级参考测量程序二级参考测量程序二级参考物质二级参考物质厂家工作校准厂家工作校准物物用户常规测量程序用户常规测量程序常规样品常规样品检测结果检测结果 溯源性 材料 校准/定值 测量过程 执行者 不确定度BIPM,NMI,ARMLNMI,ARMLMLEnd-userCIPM厂家选定测量程序厂家选定测量程序厂家常规测量程序厂家常规测量程序厂家产品校准物厂家产品校准物BIPM,NMINMI,ARML,MLMLM

16、LMLEnd-userEnd-user 广泛的临床检验量值的计量学溯源厂家选定测量程序厂家选定测量程序厂家工作校准厂家工作校准物物用户常规测量程序用户常规测量程序常规样品常规样品检测结果检测结果 溯源性 材料 校准/定值 测量过程 执行者 不确定度MLMLML/End-user厂家常务测量程序厂家常务测量程序厂家产品校准物厂家产品校准物MLMLEnd-userEnd-user 向厂家选定参考测量程序的计量溯源性比对试验设计方案要点1. 各种仪器处于良好的工作状态，严格按SOP操作。2. 检验人员有足够的时间熟悉检测系统的各个环节，熟悉评价方案。3. 在整个实验中，保持实验方法和比较方法都处于完

17、整的质量控制之下，始终对实验结果有校准措施。4. 实验时间至少做5天，时间长一些更好，可以客观反映实际情况。5. 至少做40份病人标本，多一点更好。比对试验设计方案要点6. 尽可能使50%的实验标本分析物的含量不在参考区间内，各个标本分析物含量越宽越好。7. 不要使用对任一方法有干扰的标本。8. 每份标本应有足够的量，以便使实验方法和比较方法都能做双份测定。9. 将标本按1、2、3、4、5、6、7、8顺序 排列先测一遍，然后将顺序倒过来做双份第二次测定。10. 应在2个小时内两种方法对同批标本分别开始实验，最好使用当天采集的标本。实验数据的收集、处理和应用1. 不采用已明确有人为误差的结果。2

18、. 记录实验结果。若两方法结果的差值大于任一方法的批内不精密度时，应查对标本，并重新实验。若找不出原因，应保留数据备考。3. 整个实验必须有室内质量控制，失控时必须重做。实验数据的收集、处理和应用4.检查每一方法内双份测定值有无离群表现。以4倍的各方法差值的均值为判断限，各方法内的成对差值都应在限值内，说明双份测定结果符合要求。5.作X、Y散点图和X、（X-Y）散点图，看图了解有无线性关系，有无明显离群点。图1 所有比较结果的散点图图2 每个标本X和Y均值的散点图图3 X均值和（X-Y）的散点图图3 X均值和（X-Y）均值散点图实验数据的收集、处理和应用6.检查X、Y关系实验点有无离群表现：先

19、看图有无明显离群点。若有，应对X、Y配对值作离群值计算。以4倍的平均差值为判断限，所有差值都不应超出限值。7.检查标本内分析物含量分布是否适当：影响r的因素一是实验点和回归线的离散程度，一是分析物含量分布宽度。一般要求r0.975或r20.95，认为X范围是合适的。实验数据的收集、处理和应用8.线性回归统计： =bX+a b和a分别表示两种方法间的比例误差和恒定误差。 根据临床使用要求，可在各个临床决定水平浓度Xc处，了解Y方法引入后相对于X方法的系统误差（SE）。 SE=? Yc-Xc ?实验数据的收集、处理和应用9.以方法学比较评估的系统误差（SE）1/2CLIA 88允许误差或根据生物学

20、变异设定的分析质量指标，认为系统稳定状态的系统误差属临床可接受低水平。10.使用2个及以上的医学决定水平浓度。若项目只有一个医学决定水平，则需估计在实验数据均值附近的系统误差。11.若项目暂时没有医学决定水平的，则需估计在实验数据均值附近的系统误差以及参考值上下限处的系统误差。实验数据的收集、处理和应用12.相关系数好，并不代表二个检测系统间不存在系统误差或偏倚（图2和表1）。13.当相关系数较差时，应改善数据分布范围，或实验方法的精密度。不同检测系统AST测定相关与回归分析不同检测系统AST测定的可接受性能评价 1/2 CLIA88医学决定水平Y1Y2Y3Y4Y %SEY %SEY %SEY

21、 %SE10%X1=606610.0%623.3%6915.0%7220.0%X2=3002874.3%3186.0%38428.0%35819.3%可接受性能评价可接受可接受不可接受不可接受准确度的质量指标n根据CLIA88设定分析质量指标室间质量评价 CLIA88允许误差不同检测系统的相对偏差1/2CLIA88允许误差n根据生物变异设定分析质量指标nTEa1.65（0.50CV1 ）+0.250(CV12+CVG2)1/2分析灵敏度核实实验分析灵敏度n可检测的最低分析物浓度为检测系统的分析灵敏度或称检测限。n检测低限 （lower limit of detection,LLD)n生物检测限

22、 （biologic limit of detection,BLD）n功能灵敏度 （functional sensitivity,FS）检测低限n样品单次检测可以达到的非空白检测响应量对应的分析物量。n通常分析生理盐水、蒸馏水或“0”浓度校准品至少10次；计算均值、标准差；2倍标准差即为检测低限或最低检测限。检测低限XBXB-2SBXB+2SB样品检测响应信号无分析物有分析物检测低限生物检测限n某样品单次检测可能具有的最小响应量刚大于空白检测低限响应量，该样品内含有的分析浓度为生物检测限。n通常制备几份检测限样品，浓度界于预期检测限度附近。n至少检测10次，计算均值、标准差；2倍标准差的检测响

23、应量都比空白的检测响应量大时的均值即为生物检测低限。生物检测限XBXB-2SBXB+2SB检测低限123XU-2SUXU+2SUXU生物检测限功能灵敏度n以天间重复CV为20%时对应检测限样品具有的平均浓度确定为检测系统或方法可定量报告分析物的最低浓度的限值。n需用多个检测限浓度来确定在低浓度处的精密度表现，从中选择具有或最接近20%CV的对应浓度为可定量报告的最低浓度或其他量值的限值。n对一批内含低分析物浓度的人混合血清进行至少10批天间检测，求均值、标准差和CV。功能灵敏度0.0010.0100.1001.00001020304050功能灵敏度TSHTSH平均浓度（平均浓度（mIUmIU/

24、L/L）CV%分析灵敏度应用举例n酶免法测定血清甲状腺球蛋白，用无甲状腺球蛋白的样品作为空白样品，将纯化的甲状腺蛋白加入该血清，并用空白血清作系列稀释，组成0、0.25、0.50、1.0、2.0、4.0、8.0ug/L的甲状腺球蛋白系列样品。n空白样品批内重复测定12次，其他样品日间重复测定12次。计算检测低限n空白“0”组的吸光度（A0）均值为0.098，标准差S0为0.0137，采用99.7%的可能性来估计检测低限。n检测低限（LLD）= A0均值+3S0 =0.098+30.0137 =0.139n实际上，以空白吸光度均值为检测的起点0，有99.7%的可能性，每次只做一个空白时，出现的最

25、高吸光度为30.0137=0.0411，这些吸光度相当于样品中具有的甲状腺蛋白量即为本法的检测低限。计算检测低限n0.25ug/L组的吸光度减去空白后的吸光度均值为0.0763，若甲状腺球蛋白含量和吸光度间呈线性关系，则0.041相当于： 0.25（0.0411/0.0763） =0.13ug/L 因此，本法的检测低限为0.13ug/Ln按照国际纯粹和应用化学联合会的规定，测量置信水平为99.7% 时，方法的检测低限由下式算出： 检测低限=3S空白/标准曲线斜率 式中为S空白10次空白测定的标准差生物检测限的计算方法甲状腺球蛋白（ug/L)00.250.51.02.04.08.0空白吸光度均值

26、A00.098扣除空白后的样本吸光度均值A0.07630.10000.12280.17760.26000.3850标准差(AS)0.01370.02530.02500.02370.03040.02790.0315CV(%)33.225.019.317.210.78.2样本吸光度可能出现的最低值A-3AS0.00040.02500.05170.08650.17630.2905空白吸光度可能具有的最高值为3S0 = 30.0137 = 0.0411酶免疫法测定甲状腺球蛋白的生物检测限为1.0 ug/L功能灵敏度的计算方法甲状腺球蛋白（ug/L)00.250.51.02.04.08.0空白吸光度均值

27、A00.098扣除空白后的样本吸光度均值A0.07630.10000.12280.17760.26000.3850标准差(AS)0.01370.02530.02500.02370.03040.02790.0315CV(%)14.033.225.019.317.210.78.21.0 ug/L组的重复检测CV最接近20%，所以本法的功能灵敏度为1.0 ug/L分 析 干 扰 试 验分析干扰试验n分析物（analyte）：标本中准备测定的组分；n干扰物（interferent）：也是标本中的一个组分，它不是被分析物，但干扰分析物测定结果。n分析干扰试验主要用来评价检测系统或方法的恒定系统误差。干扰

28、物浓度不同，误差大小也不同。干扰试验实验步骤n将可能引起干扰的物质配成一定浓度的溶液，加到病人标本中成为干扰分析样本；原病人标本加入相同量的无干扰物质的溶剂作为基础样本；n用检测系统或方法对此两种样本同时测定，两者之差即表示该干扰物质产生的干扰所引起的误差，即干扰值。n干扰值=分析标本测得值-基础标本测得值应用举例尿酸对GOD-POD法测定血糖的干扰：n样本制备： 基础样本： 血清0.9ml+0.1ml蒸馏水 分析样本1： 血清0.9ml+4mmol/L尿酸0.1ml 分析样本2： 血清0.9ml+8mmol/L尿酸0.1ml 尿酸标本：蒸馏水0.9ml+8mmol/L尿酸0.1mln用GOD

29、-POD法测定，结果填入下表。干扰实验检测结果葡萄糖测得值（mmol/L）加入尿酸值(mmol/L)干扰值(mmol/L)基础样本6.50分析样本16.200.400.30分析样本25.950.800.55尿酸样本0干扰实验检测结果n单位浓度尿酸使葡萄糖减少值= mmol/Ln表明正常血清尿酸0.4mmol/L，使血糖测定结果约减少0.28mmol/L。 70804005503002121加入尿酸加入尿酸值干扰值干扰值生 物 参 考 区 间参考值和参考区间的建立n参考个体：依据临床对某个检验项目的使用要求确定选择原则，以此选择检测参考值的个体；所有参考个体的总和为参考总体。n参考值：对一个参考个体进