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检验科测量结果如何达到计量准确(下)

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-09-02  来源:检验视界网  作者:杨振华
核心提示:测量结果的准确性是一个复杂的系统工程,例如一个完整的溯源链有3个层次。最上面层次是国家的计量研究院和相关的管理机构和参考实验室。
摘 要

测量结果的准确性是一个复杂的系统工程,例如一个完整的溯源链有3个层次。最上面层次是国家的计量研究院和相关的管理机构和参考实验室。他们提供多种参考服务,包括提供国家级的参考物质/参考方法;第2层是厂家的实验室。使用参考物质/参考方法给自己的工作校准品/产品校准品赋值并评定其不确定度;医学实验室是最终用户,只要能正确地使用厂家的产品校准品对测量系統进行校准,就是尽了自已的溯源责任。

在《检验科测量结果如何达到计量准确(上)》中指出要得到可靠和准确的测量结果,还需要评定测量不确定度和做好确认/验证工作。那么医学实验室有无合适的标准可以遵循?

ISO 15189是医学实验室认可标准,对此3要素都有清楚的叙述和要求。中国合格评定国家认可委员会(China National Accreditation Service for Conformity Assessment,CNAS)将ISO的2007和2011的二个版本分別等同转化为CL 02《医学实验室质量和能力认可准则》:2008和2012两个版本,新版本做出了重要的修改。

CNAS的CL 02导则,无疑是目前多种国际导则中较好的一个。特別是最新的2012版对此3要素做了更为清楚的叙述,提出切合实际的解决办法。本文将介绍CNAS CL 02对此3方面的要求和我的理解,希望能引起检验工作者的关心,提出争论和批评。

CNAS CL 02对计量溯源的要求

1) 在讨论此问题前,有必要了解“计量溯源性”定义的发展。

· VIM 1993年版的定义

“溯源性 traceability
通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准,通常是与国家标准或国际标准联系起来的特性。”

·2008年VIM改成“计量溯源性”术语,其定义为:

“2.2.41计量溯源性 metrological tracblity
通过具备证明文件的不间断的校准链,将测量结果与参照对象联系起来的测量结果的特性,校准链中的每项校准都会引入测量不确定度。”

在注8专门对名称改变作了说明。
注8:缩写词“溯源性”有时是指“计量溯源性”,有时也用于其他概念,诸如“样品可追溯性”、“文件可追溯性”、“仪器可追溯性”或“材料可追溯性”等,其含义是指某项目的历程(“轨迹”)。所以,如果有任何混淆的风险,最好使用全称“计量溯源性”。

作者在《检验科测量结果如何达到计量准确(上)》前言中指出我国目前对准确性理解不同,恐怕也与此相似。新版VIM已将术语改成“测量准确度,measurement accuracy”。进一步对比此2个定义,基本内容相似,都是“将测量结果与参照对象联系起来的测量结果的特性”,但是新版以“不间断的校准链”取代1993IM版中的“不间断的比较链”。这是一个重要修改,将计量溯源性直接与“校准”相联系。医学实验室工作者常认为计量溯源性与自已无关,是计量管理机构和IVD企业的工作。事实上,实验室用产品校准品校准自巳的测量系统就是计量溯源的起点。实验室如做不好常规校准工作,IVD企业尽管按ISO 17511设计并做好计量溯源性工作,医学实验室的检验结果也很难正确。

应注意到2个定义都有相似的“校准链中的每项校准都会引入测量不确定度”,说明计量溯源性和测量不确定度2个计量学术语之间密切关系,不能脱离测量不确定度而只讨论溯源性。

2) CNAS CL-02对计量溯源的要求

· CL 02:2008对计量溯源的要求

“5.6 检验程序的质量保证
5.6.3 应设计并实施测量系统校准和正确度验证计划,以确保结果可溯源至SI单位,或可参比至自然常数或其他规定的参考值。如果上述无法实现或不适用,应用其他方式提供对结果的可信度,包括但不限于以下方法:..........

· CL 02:2012的要求

“5.3 实验室设备、试剂和耗材
5.3.1 设备
5.3.1.4 设备校准和计量学溯源
实验室应制定文件化程序,对直接或间接影响检验结果的设备进行校准,内容包括:
.......
b) 记录校准标准的计量学溯源性和设备的可溯源性校准;
c) 定期验证要求的测量准确度和测量系统功能;
d) 记录校准状态和再校准日期;
.......。
计量学溯源性应追溯至可获得的较高计量学级别的参考物质或参考程序。
注:追溯至高级别参考物质或参考程序的校准溯源文件可以由检验系统的制造商提供。只要使用未经过修改的制造商检验系统和校准程序,该份文件即可接受。

当计量学溯源不可能或无关时,应用其他方式提供结果的可信度,包括但不限于以下方法:
...........”
将上述2者相比,似乎都有优缺点:
相比之下,老版本对计量溯源性的叙述更为清楚、恰当。
首先它是在大题目“5.6 检验程序的质量保证”下进行叙述。比新版在“5.3 实验室设备、试剂和耗材”下叙述更为恰当。
其次老版内容为“5.6.3 应设计并实施测量系统校准和正确度验证计划,以确保结果可溯源SI单位,或可参比至自然常数或其他规定的参考值。.....”

与前面介绍的计量溯源的定义基本吻合。还针对医学实验室,提出要做好“校准”和“正确度验证计划”2项重要溯源性工作。

相比之下,新版在“5.3.1.4 设备校准和计量学溯源”下进行叙述,人们容易错误理解为设备的计量学溯源而非测量结果的计量学溯源。紧跟着的叙述为“实验室应制定文件化程序,对直接或间接影响检验结果的设备进行校准内容包括:.....”,与计量溯源性定义相去甚远。何况主语只提设备,易引起人们误解。

但是新版本添加了一个重要的注:
“注:追溯至高级别参考物质或参考程序的校准溯源文件可以由检验系统的制造商提供。只要使用未经过修改的制造商检验系统和校准程序,该份文件即可接受。”为医学实验室指明了一条达到测量结果溯源最简单的途径:即医学实验室只要“使用未经过修改的制造商检验系统和校准程序”,就不需要医学实验室自己去进行复杂的计量溯源工作。在认可时,出示制造商的文件,并进行验证即可。

小结:CL 02:2012确认了:医学实验室只要“使用未经过修改的制造商检验系统和校准程序”,则在认可时,出示制造商的文件,并进行验证即可达到计量溯源的要求。

CNAS CL 02对评定测量不确定度要求

当我国CNAS按国标CL 02:2008认可实验室时, 评定不确定度成为一个难点。尤其当人们阅读到下列CL 02:2008认可条款时常感到困惑:

“5.6.2 适用且可能时,实验室应确定检验结果的不确定度。应考虑所有重要的不确定度分量。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、输入量、所用设备、环境条件、样品状态和操作人员的变更。”

首先困惑的是什么情况属于“适用且可能时,实验室应确定检验结果的不确定度。”

不仅实验室不清楚,认可组织恐也不易界定什么是“适用且可能时”。结果常是实验室在认可时从文献上选择几个实例,作为本室文件上交评审员。美国著名学者Westgard在2010年发表题目为“医学实验室质量管理vs测量不确定度 ”一文,用幽默语言将ISO评定不确定度过程写为“测量不确定度可能成为在实验室进行的没有意义的计算,把它展示给评审员,他再发证证明实验室进行了无意义参数的计算,以符合全球(ISO)标准,如果在原理和实践上,它们(ISO标准)都不正确的话,它就失去意义和价值”。

其次困惑的是如何评定不确定度。旧版文件对不确定度来源做了详尽要求,涵盖了整个检验过程(测量前,测量和测量后3个过程)。据此,实验室不得不按经典“测量不确定表达导则,GUM”,建议的“自下而上”办法评定不确定度。对检测实验室(包括医学实验室)几乎是不可能或不现实的。检验科不得不采用一些变通办法。本世纪初流行的做法就是以2个标准偏差(s)相当于扩展不确定度(U)。例如英国临床病理认可组织(CPA)在2000年颁布了一个导则,叙述在评审实验室时,评审员可以认同以2s相当U。

面对这些问题和困惑,ISO总结了近年来不确定度理论和实践的发展,在新版中对评定不确定度要求做了不少重要修改,和增加不少新的内容:

· 新版首先将对不确定度要求独立为一个完整的章节,即:
“ 5.5.1.4 被测量值的测量不确定度”
第1段正文为:
“实验室应为检验过程中用于报告患者样品被测量值的每个测量程序确定测量不确定度。
实验室应规定每个测量程序的测量不确定度性能要求,并定期评审测量不确定度的评估结果。”

这段话包括2个重要改变:
-将原来第1句话‘适用且可能’修改上升为‘每个测量程序确定测量不确定度’,此项修改反映了计量界希望医学实验室能重视评定测量不确定度的工作。希望医学实验室能按计量学要求,并结合医学实验室的实际工作“报告患者样品被测量值的…,测量不确定度”。这样医学实验室就不能像既往认可时,从文献找个实例报告评审员就可,不得不认真评定不确定度。

-此段第2个要求为
“实验室应规定每个测量程序的测量不确定度性能要求,并定期评审测量不确定度的评估结果”。它弥补旧版只提要评定测量不确定度,未说清为什么要评定测量不确定度。

新版要求“规定每个测量程序的测量不确定度性能要求”,也就是先要确定目标不确定度(目标不确定度的定义为根据测量结果的预期用途确定作为上限的测量不确定度)。然后将评定的不确定度与之比较,如达不到目标不确定度的要求,那还需改进不确定度,直到达到目标。新版的修改有效地避免Westgard指出的既往认可时,为评不确定度而评不确定度的形式主义。

此段话后,紧跟为注1:
“注1:与实际测量过程相关联的不确定度分量从接收样品启动测量程序开始,至输出测量结果终止”。

注1是对第一句话‘检验过程’的说明。这是对医学实验室评定不确定度办法的一个重要的修改。老版按经典标准GUM办法,强调要评定全测量过程中各个影响结果因素(组分)的不确定度。绝大多数医学实验室工作者认为GUM推荐的自下而上评定的办法很难在医学实验室推广应用。欧洲检测实验室组织建议只评定“启动测量程序开始,至输出测”量结果终止”。检验过程的测量不确定度,此项改变为医学实验室用简单易行的“自上而下”办法评定测量不确定度提供了符合认可要求的可能性,有力地推动医学实验室评定测量不确定度的工作。在“自上而下”办法中,对不确定度主要贡献来自2个组分,即偏移(bias)和不精密度(imprecision),也是医学实验室工作者熟知的系统误差和随机误差。合成测量不确定度计算公式为:uc=√u2(bias)+u2(imp)

远比GUM(自下而上)办法简单易行,但这并不是说不存在测量前、后过程各组分对不确定度的贡献,或者说它们对测量不确定度的贡献不重要。

新版“注2:测量不确定度可在中间精密度条件(我国标准JJF1001《通用计量术语及定义》将其翻译为期间精密度)下通过测量质控物获得的量值进行计算,这些条件包括了测量程序标准操作中尽可能多而合理的常规变化,例如:不同批次试剂和校准物、不同操作者和定期仪器维护”。

注2强调的是评定的不确定度中的隨机误差(不精密度)应‘包括了测量程序标准操作中尽可能多而合理的常规变化......’,换言之评定应符合实验室实际工作情况,避免所评定的结果与实际工作脱节。例如不宜在重复性条件下计算精密度。

还有“注3:测量不确定度评估结果实际应用的例子,可包括确认患者结果符合实验室设定的质量目标,将患者结果与之前相同类型的结果或临床决定值进行有意义的比对。实验室在解释测量结果量值时应考虑测量不确定度。需要时,实验室应向用户提供测量不确定度评估结果”。

注3提到了3个”实际应用的例子”,包括确认患者结果符合实验室设定的质量目标;将患者结果与之前相同类型的结果或临床决定值进行有意义的比对;在解释测量结果量值时应考虑测量不确定度。医学实验室工作者从中可以了解到测量不确定度不是计量学家空洞的概念。检验医师提供咨询服务时,如掌握上述3个不确定度应用方面,将给临床医师提出更切合实际的建议。

下一句话“需要时,实验室应向用户提供测量不确定度评估结果”,对此话不应理解为医学实验室现在报告测量结果时,就应同时报告不确定度。这是因为目前学术界对如何评定临床检验结果的不确定度尚未取得共识。ISO尚未制定一个相应导则。不同医学实验室评定的不确定度差异很大。故只有当顾客(医师、患者)有需要时,才报告不确定度。

本节中最后一句话为:
“当检验过程包括测量步骤但不报告被测量值时,实验室宜计算有助于评估检验程序可靠性或对报告结果有影响的测量步骤的测量不确定度”。
这种情况在临床检验中少见。

小结:新版CL02明确提出可只评定“检测过程”的测量不确定度。为医学实验室使用较简单的“自上而下”评定不确定度办法提供可能。这将大大推动医学实验皇评定测量不确定度的工作。

CNAS CL 02对确认/验证的要求

直到21 世纪医学实验室才听说确认/ 验证(validation /verification)这两个令人混淆不清的计量学术语。实际上,医学实验室对这两个术语涉及的技术工作并不陌生。在改革开放前的中国医学实验室,当时没有商品试剂,要开展新的检验项目,实验室工作者首先要从权威书籍和杂志中选择合适的测量程序,或自己设计、开发新的测量程序。这需要实验室工作者有能力确定这些程序的性能特点,例如绘制标准曲线,开展精密度、回收实验、特异性、检测限等项目的研究和评估。这些工作实际就是目前确认/验证的主要内容,在当时医学实验室最常使用的是“评估,evaluation”一词,由于当时没有或只有很少商品试剂盒,没必要将“评估”工作细分为“确认”和“验证”两个等级。

随着时代发展,现代医学实验室广泛乃至全部使用体外诊断(in vitro diagnosis,IVD)制造商提供的测量系统或试剂盒。按照欧盟法令和中国国家食品药品监督管理局的法规要求,以前由医学实验室进行的确认工作改由制造者负责。

实验室认可明确要求:只要不是内部测量程序,不需要确认。但医学实验室仍需检查制造者声称的主要性能是否达到实验室要求。到了21世纪,各种标准和法规文件中已很少见到曾经常用的“评估”一词,频频出现“确认”、“验证”等计量学术语,医学实验室工作者常分不清这两个计量学术语的同异,而在CNAS 02:2008标准中似乎也存在这一问题。

1) CNAS CL 02:2008对确认/验证是这样叙述的:

“5.5.1 实验室应使用检验程序......如果使用内部程序,则应适当确认其符合预期之用途并完全文件化”。

此段指出,如果实验室使用自己制定的检验程序,应进行确认;如果实验室使用的是非自制程序,例如由IVD制造商制定的程序,则按照5.5.2的规定执行。

“5.5.2 实验室应只用确认过的程序,证实(/confirm/iing)所用检验程序适合其预期用途。”

此段要求实验室只能用确认过的程序,但这并没有完全达到认可要求,还要“证实(/confirm/iing)”此确认过的程序“适合其预期用途”。

正文中还描述如下,“证实(found)应尽量充分满足给定用途或满足某领域应用的需求。实验室应记录证实所得的结果及使用的程序”。

5.5.2最后一段话为“应评估所选用方法和程序,在用于医学检验之前应证实其可给出满意结果。实验室负责人或指定人员应在开始即对程序评审并定期评审。评审通常每年一次。评审应文件化”。这些描述中使用大量“证实”一词,而不使用有明确定义的“验证,verification”计量学术语,反映当时检验界人士的认识不清楚。事实上,仍有些人对确认和验证二个术语混淆不分。

2) CL02:2012新版本对验证/确认要求的重要修改:

新版本总结了近年来方法评估的理论与实践进展,对验证和确认做出重要修改,第3章术语和定义中只列入确认(validation)和验证(verification)两个计量学术语。

正文中将对“确认”和“验证”的要求分别独立列为2个完整章节,一个为:

“第5章检验过程”中的“5.5.1 检验程序的选择、验证和确认”。
其中分为三个部分:

a)总则

“5.5.1.1 总则 实验室应选择预期用途经过确认的检验程序,应记录检验过程中从事操作活动的人员身份。每一检验程序的规定要求(性能特征)应与该检验的预期用途相关”。

这段话重申和强调了2008旧版本中“5.5.2 实验室应只用确认过的程序,证实所用检验程序适合其预期用途”。明确认可的实验室所应用的测量程序都必须通过确认。但在实际工作中,医学实验室很难有足夠资源完成确认工作。新版本在注中指出一个实际可行的办法:

“注:首选程序可以是体外诊断医疗器械使用说明中规定的程序,公认/权威教科书、经同行审议过的文章或杂志发表的,国际公认标准或指南中的,或国家、地区法规中的程序”。

換言之,认可了上述来源的程序都是确认过的,还特别说”首选程序可以是体外诊断医疗器械使用说明中规定的程序”。也就是说实验室只要按说明书工作,那么程序就是确认过的。医学实验室如果使用IVD企业确认的测量系统/测量程序,实验室就只要验证这些已确认过的程序,所以紧跟其后的另一节是检验程序验证。

b)验证

“5.5.1.2 检验程序验证 在常规应用前,应由实验室对未加修改而使用的已确认的检验程序进行独立验证。实验室应从制造商或方法开发者获得相关信息,以确定检验程序的性能特征”。

这1段文字清楚叙述了验证的执行者是医学“实验室”,验证的内容是“未加修改的已确认的检验程序”。如果实验室修改了检验程序,那就不是验证,而是要进行确认工作;同时明确了欧盟的法令要求,即IVD企业必须向使用者提供确认研究数据。这一点在我国似乎还有不同认识,有些实验室在认可时,对厂家确认过的测量程序仍按一系列EP标准重复确认一遍,浪费大量人力、物力;另外,有些国内IVD厂家错误地认为确认不是自己责任,提供不了确认的研究数据。

文件第2段为“实验室进行的独立验证,应通过获取客观证据(以性能特征形式)证实检验程序的性能与其声明相符。过程证实的检验程序的性能指标,应与检验结果的预期用途相关”。

第2段强调应由医学实验室“独立验证”,以“客观证据”证实和厂家的声明相符,并还要与“预期用途相关”。验证工作不能由厂商或其它实验室完成。如果出现实验室数据和厂家不符合的清况,首先要计算差异有无统计学意义,其次要检查实验室验证工作是否严谨。CLSI EP-15中说得很清楚,“设立此导则是来验证实验室的运行能力与厂家用EP 5和EP 9方案开发和确认过的声称性能相一致。”不少情况是由于实验室缺乏足够运行能力,导致所得数据不满意,而非厂家数据不实。

目前尚未对验证工作内容达成共识。2个版本的CNAS CL 02都未具体规定验证内容,美国临床实验室改进法案(Clinical Laboratory Improvement Amendments 1988,CLIA’88)规定,临床(医学)实验室对厂家己确认的测量程序(系统)至少要评估下述3个性能,即正确度、精密度、测量范围(标准曲线),还要验证制造商的参考区间(正常参考值)对本实验室患者人群是否适当,对前2项的验证可按EP 15进行,对直线性标准曲线的验证可参考EP 06,对非直线标准曲线的验证工作,检验医学似尚无合适标准可供参考。

最后一段为“实验室应将验证程序文件化,并记录验证结果。验证结果应由适当的授权人员审核并记录审核过程”。

这是认可的特点。每一重要工作或活动都应文件化。

c)确认

在新版中,有叙述确认的专门一节,即:
“5.5.1.3 检验程序的确认 实验室应对以下来源的检验程序进行确认:(a) 非标准方法;(b) 实验室设计或制定的方法;(c) 超出预定范围使用的标准方法;(d) 修改过的确认方法”。

此段明确了只有在上述4种情况,医学实验室才需要进行确认工作。对大多数医学实验室而言,由于法律强调制造商应负责测量系统确认工作,管理机构不希望使用者隋隨意修改测量系统,所以国外医学实验室几乎不存在需要进行确认的情况。

我国流行所谓的“开放测量系统”,采用国外测量仪器,价廉的国内商品试剂盒,以及第三方校准品符合上述(d)项情况,此时必须需按下述要求进行确认。

“方法确认应尽可能全面,并通过客观证据(以性能特征形式)证实满足检验预期用的特定要求”。

进一步在下列注中说明什么是“确认应尽可能全面”:
“注:检验程序的性能特征宜包括:测量正确度、测量准确度、测量精密度(含测量重复性和测量中间精密度)、测量不确定度、分析特异性(含干扰物)、分析灵敏度、检出限和定量限、测量区间、诊断特异性和诊断灵敏度”。

换言之,常需按CLSI的一系列标准,如EP 5、EP 6、EP 9等进行确认,与按EP 15验证正确度与精密度相比,增加不少工作,需耗费大量人力和物力。我国有人想简化自备系统的确认工作,或者试图以验证取代确证。显然是不符合CL 02:2012要求,是不合适的。尤其在我国大力提倡“工匠”精神的现时,不宜采用。

现时在我国,急需的是树立测量系统观念,厂家不能只供应商品试剂盒,还应说明此试剂盒适用分析仪器的厂家及型号、相应的测量参数及校准品等。按上述5.5.2要求,“尽可能全面,并通过客观证据(以性能特征形式)证实满足检验预期用途的特定要求”。

向使用者提供详尽确认研究资料。医学实验室不宜随意改变国内外IVD制造商提供测量系统中的任一组分,应知道修改的后果是医学实验室需花费大量资源进行确认研究,否则恐难通过实验认可。

新版本最后一段为:“实验室应将确认程序文件化,并记录确认结果。确认结果应由授权人员审核并记录审核过程。当对确认过的检验程序进行变更时,应将改变所引起的影响文件化,适当时,应重新进行确认”。再次强调“确认过的检验程序进行变更时。.....适当时,应重新进行确认”。

小结:CNAS CL 02:2012对验证/确认的要求做了重要修改,明确指出,IVD制造商应负责对提供的测量系统/测量程序进行确认研究,向使用者提供确认研究工作数据。医学实验室如未修改制造商的测量系统/测量程序,则只要进行较简单的验证就可以达到认可要求,否则应进行复杂的确认研究。

 
 
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