西格玛度量在临床检验质量指标中的应用价值

康凤凤，副主任技师，现任职于浙江省人民医院 浙江省临床检验中心。现任浙江省医院协会临床检验管理专业委员会委员兼秘书，浙江省医学会检验医学分会临床分子诊断学组成员，浙江省医师协会检验医师分会慢病学组成员，中国医学装备协会基因检测分会委员，中国医院协会临床检验专业委员会质控学组和实验室建设学组成员。主持省部级和厅局级重点课题3项，以第一作者发表论文十余篇。参与起草国家卫生行业标准3项，主编及参编专著5部。

随着新的管理理念不断涌现，六西格玛（6σ）质量管理成为近年来临床实验室管理广泛接受的质量管理体系。本文主要以临床检验质量指标、六西格玛理论、西格玛度量在质量指标中的应用实践予以论述。

一、临床检验质量指标概述

根据ISO 15189：2012版文件中定义，质量指标是一组内在特征满足要求程度的度量。简单的说就是对检验好坏程度的衡量。质量指标的出现使质量的评估从定性时代迈向了定量的时代。质量指标可以对全过程的质量进行量化评估，尤其是我们传统的质量管理工具无法兼顾的检验前和检验后过程。2015年国家卫生计生委办公厅颁布了包括临床检验在内的6个专业的质量指标，其中涉及到临床检验专业的有15项质量指标，包括检验分析前6项，检验分析中6项，检验分析后3项。国际上对质量指标的研究，最早可以追溯到1989年，美国病理学家学会（CAP）发起了质量探索计划（Q-Probes计划），这个计划在全球范围内召集了志愿实验室对检验全过程的一百多项质量指标进行监测，其中包括患者识别差错、标本可接受性等指标。CAP又于1998年发起了质量追踪计划（Q-Tracks计划），这个计划对包括患者识别准确性、血培养污染率、标本可接收性等17项重要质量指标进行连续监测，发现参加的实验室相应指标出现不同程度的提升。在此之后多个国家也发起了质量指标研究和实施计划，包括中国、澳大利亚、西班牙、巴西、英国等。但是由于各个国家的质量指标计划各有差别，这为临床检验结果全球可比性带来了挑战。对此，国际临床化学和检验医学联合会（IFCC）成立了实验室差错和患者安全工作小组，该工作小组的主要任务之一就是建立全球一致化的质量指标模型计划。这个计划在2008年启动，通过在全球范围内召集相关专家，包括我国国家卫计委临检中心的专家，通过不断讨论、评估以及修订，分别在2014年和2017年发布了相关版本的质量指标模型。2017版的质量指标模型总共包含27个大项的质量指标，包括关键过程指标22项，支持性指标2项，结果性指标3项，同时对27项质量指标做了不同的优先度等级划分。3个结果性质量指标优先度等级都为第一等级，两个支持性质量指标优先度等级为第二等级，关键性指标中优先度等级是第一等级的有16项，包括检验分析前8项，检验分析中5项，检验分析后3项。优先度第二等级有两项，优先度第一等级和第三等级分别有1项和3项。具体来看IFCC质量指标模型，关键过程指标中，优先度为第一等级的包括检验前的患者识别差错、检验申请差错、标本类型不正确、标本采集量不正确、标本运输与储存不当以及标本污染、标本溶血、标本凝集等。检验分析中阶段主要包括室内质量控制覆盖率、室内质量控制不可接受率、室间质评覆盖率以及室间质评不可接受率和数据抄录错误。检验后阶段主要包括TAT时间不恰当、检验报告差错以及危急值相关指标报送不及时。结果性指标的优先度均为第一等级，如标本重新采集是标本不可接受、标本拒收的一个结果性指标，报告修改率是报告差错的一个结果性指标，还有安全相关的质量指标。支持性两个过程指标包括员工能力和客户满意度都是优先度为第二等级的指标。可以发现，IFCC质量模型里面，虽然有27个大项的质量指标，但是每一个指标下面又细分为多个二级指标进行评估，是一套比较全面的质量指标体系。

国内关于临床检验质量指标的推广始于2009年，卫生部办公厅委托卫生部临检中心制定临床实验室质量管理控制质量体系，在此之后几年时间里，卫生部临床检验中心王治国主任团队开展了危急值报告、周转时间、标本可接收性、报告适当性、满意度等等相关指标的调查研究，同时确定了相关质量指标的定义、计算方式、监测及报告方式。2015年，国家卫生计生委办公厅颁发了临床检验15项质量指标，同年卫生部临床检验中心迅速组织多个省级临床检验中心开展了15项质量指标的调研工作。2016年起，卫生部临床检验中心召集全国各省正式开展质量指标的室间质量评价计划，同时国家卫健委医政医管局也开始每年开展医疗质量数据的抽样调查，从医院的医疗质量安全角度调取包含检验在内的多个专业的质量指标数据，汇总分析后发布《国家医疗服务与质量安全报告》。2017年，WS/T 406—2017《临床实验室质量指标》颁布，对15项质量指标进行了补充，供实验室选择来制定个性化质量指标的体系。目前全国31个省级临床检验中心均开展了质量指标室间质评计划，2020年全国共有10670家单位参与，参加实验室数量庞大，总体回报率80%左右。

目前对质量指标的评价方式有多种：（1）百分数，包括正向的产出百分数，即在规定要求内的百分数，和负向缺陷百分数，即在规定要求外的百分数；（2）通过计数的方式，如每百万机会缺陷数（DPMO）；（3）六西格玛度量。

二、六西格玛理论及其在临床检验质量管理中的应用

谈到六西格玛理论，首先要明确Sigma（σ）的定义。实验室在正常情况下重复检测一个标本1000次会得到1000个检测结果，这1000个检测结果会得到一个正态分布，其集中程度用均值表示，离散程度用标准差表示。平时用的标准差SD或者S是表示样本标准差，而总体标准差则用Sigma（σ）来表示。所以σ在数理统计中表示的是“标准差”，表示任意一组数据或过程输出结果的离散程度，是评估产品和生产过程特性波动大小的统计指标。σ质量水平（σ度量）则是将过程输出均值、标准差与顾客要求（如：允许总误差）相联系，是对过程满足顾客要求的能力的度量。若随机变量X服从一个数学期望为μ，方差为σ2的正态分布，根据统计学理论均值±1σ范围内曲线下面积为68.27%，即通过1000次检测结果落在这一部分概率为68.27%，相应的落到这一部分以外的概率为31.73%，转换为每百万缺陷数为317300。同理均值±3σ范围内曲线下面积是99.73%，即检测结果落在这一部分概率为99.73%，相应落在这部分以外的概率是0.27%，转换为每百万缺陷数是2700。在均值±6σ范围内曲线下面积则达到了99.999999%，非常接近1，而落在这一部分以外的概率则是非常低的，为每百万缺陷数0.0018个缺陷。所以应用到检验过程，3σ质量水平即检测结果落在质量范围内的百分比为99.73%，对应缺陷数是0.27%，即超出质量规范两侧的缺陷率分别是0.135%。而6σ质量水平检测的变异就更小，检测结果落在质量要求范围内的百分比就会更高，达到99.999999%。对应的缺陷率是每百万0.0018，即超出质量规范两侧的缺陷数为每百万0.0018。需要强调的是，以上σ质量水平和差错率的对应关系是建立在过程没有发生偏倚的基础上，但是在实际运行当中，随着时间的推移检测系统会发生老化、损耗以及人员变动等情况，这些情况会带来不同程度的检测结果的漂移，统计学上将这个漂移评估为1.5σ。所以6σ质量水平在过程发生1.5个σ的偏倚以后，结果超出质量规范的概率明显增加，为每百万3.4个缺陷。σ质量水平越高，过程满足顾客要求的能力就越强；反之亦然。在其他领域内的应用中，6σ质量水平代表着世界级水平，3σ质量水平常常被认为是可接受水平。

Sigma度量在临床检验中的应用主要包括两部分，一是对结果的测量，通过计数结果发生的总数和缺陷数获得缺陷率，继而转换为Sigma水平进行评估。二是对过程变异的测量，主要用于临床检验分析中环节的室内质控方案设计。通过评估过程的性能包括偏倚、不精密度，与质量规范比较，即公式Sigma=（TEa-bias）／CV，计算得到Sigma水平，然后选择合适的质控方案。

三、西格玛度量在临床检验质量指标中的应用

2000年，Nevalainen教授首次用σ度量描述临床实验室检验过程的质量，总结了CAP的Q-Probes计划中的重要质量指标性能来表现6σ在质量指标中的应用。本文应用六西格玛理论对浙江省临床检验质量指标室间质评结果进行分析和评价。

2020年，浙江省共510家实验室回报质量指标室间质评结果。各地区回报的数量和回报率与往年基本上持平，主要还是以二级及以上的医疗机构实验室为主，也包含一定数量的民营医疗机构的检验科以及第三方独立实验室。国家卫健委颁布的15项质量指标中，13项以率（百分数）表示，2项以绝对值表示，即检验前周转时间中位数和实验室内周转时间中位数，不能通过Sigma评估。同时，室间质评计划也增加了另外两项以率表示的指标，包括标本溶血率、标本丢失率，即对共15项以率表示的质量指标进一步分析。对实验室回报的数据进行分析，剔除明显的离群值以后计算各个指标的率（百分数），通过每百万缺陷数σ度量关系表转换为Sigma水平，这个转换关系可通过已开发的统计软件自动实现。不同质量指标结果差异比较明显，检验前指标中，标本可接收性相关指标结果较好，中位数水平很低，如标本类型错误率中位数是0.009%，而血培养污染率相对来说较高，为0.417%。检验阶段的质量指标结果差异更大，室内质控开展率中位数仅为45.58%，室间质评参加率以及室间质评不合格率和室内质控项目CV不合格率这三个指标相对较好，需关注的是实验室间比对率中位数仅为4.53%。检验后质量指标中，检验报告不正确率、危急值通报率及危急值通报及时率结果均较好。

从Sigma水平看，各个质量指标σ值差异明显。大部分质量指标中位数能够达到3σ以上质量水平，甚至有不少的质量指标包括检验报告不正确率、危急值通报率、危急值通报及时率以及室内质控项目CV不合格率、室间质评参加率、室间质评不合格率和标本丢失率，其中位数能够达到6σ水平。但是室内质控开展率以及实验室间比对率中位数水平无法达到3σ，尤其是实验室间比对率，中位数水平只有4.53%，无法进一步转化为Sigma水平。除室内质控开展率以及实验室间比对率，大部分的指标第25百分位数也在3σ质量水平以上，第75百分位数能达到5σ～6σ质量水平之间。

对每个参加实验室各项指标都采用Sigma度量，画出15项质量指标西格玛百分比分布图。较好的质量指标包括危急值通报及时率、危急值通报率以及标本丢失率，其sigma水平以6σ为主，实验室占比达到80%甚至90%以上。检验分析前的指标如标本类型错误率、标本容器错误率、标本采集量错误率、抗凝标本凝集率以及标本溶血率等，其Sigma水平主要分布在4～5σ以及5～6σ之间。中等质量水平的质量指标包括检验报告不正确率、室间质评参加率以及室间质评项目不合格率、室内质控项目CV不合格率，50%左右的实验室达6σ质量水平，大部分实验室能够达到3σ质量水平。室内质控开展率，3σ以下实验室比例将近90%左右，3σ以上实验室所占比例非常少。实验室间比对率仅仅有部分实验室能够达到3σ水平以上，比例较低。

比较2018年～2020年连续三年浙江省临床检验质量指标Sigma度量结果，可以看出参加实验室每一年都在发生变化，2018年参加的实验室数量比较多，因为包含比较多的基层医疗机构。后来发现基层医疗机构上报的结果可靠性有待改进，尤其是有很多实验室没有LIS系统支持，通过手工计算甚至估算的方式得到的结果跟实际情况相比有一定的偏差。所以2019年和2020年主要选择二级及以上医疗机构的实验室参加质量指标室间质评。从第25百分位数及中位数和第75百分位数结果来看，这三年结果基本上持平，变化不是非常的明显。比较2020年与2019年（实验室用户相对稳定），中位数水平发生了不同程度的提高。将全省数据与全国结果比较（浙江省实验室回报数量大概500家左右，占到全国回报实验室数量的5%），大部分指标的第25百分位数、中位数及第75百分位数与全国的水平相比差异并不明显。但是，像标本类型错误率、标本容器错误率、血培养污染率、室内质控开展率的中位数水平未达到全国平均水平（6σ），而全省室内质控开展率第25百分位数、中位数及第75百分位数分别为1.06σ，1.39σ和2σ，对应全国分别为1.2σ、1.72σ、2.39σ，仍有一定的距离。

室间质评计划结束以后，实验室可以通过上报系统查阅每一次的结果反馈，包括6个报表，结果反馈报表中包括了参加实验室在全省范围实验室的评价结果以及在全国范围实验室的评价结果。对于结果的解读，每一个指标都会得到两个图，一个是在全省的分布，一个是在全国的分布。以全省的分布来看，以生化专业标本容器错误率频数分布图为例，上面呈现了这个指标所有参加实验室的结果分布，包括直方图和表格两部分，直方图红色圆点代表自己实验室分布的位置，表格展示实验室百分率结果和每百万缺陷数结果，以及该实验室σ水平，同时提供所有参加实验室σ分布的数据，包括总体σ值、σ均值以及σ中位数和第5百分位数、第95百分位数的σ水平，以帮助实验室了解自己在相关兄弟医院间的质量水平。

除了外部监测，实验室还应该对质量指标开展内部的纵向监测管理，内部监测方式类似于常规室内质控。通过记录每月质量指标水平，来绘制类似的质控图，通过长期观察变化趋势，及时发现实验室质量水平的变化。同时实验室也可以将质量指标室间质量评价结果进行汇总，通过连续登记每一年两次室间质评的结果（σ水平），全省的平均结果及全国范围的平均结果，判断其长期的变化趋势。当然如果用百分数表示来去绘制各个质量指标率的差异，其差异会比较大，像标本的可接收性的百分率差错性会比较低，像检验中的室内质控开展率、室间质评参加率，这些指标缺陷率及差错率非常大，较难绘制在一张图上。通过σ进行评价，可以各指标σ水平绘制在一起进行比较，能够帮助实验室去寻找其薄弱环节，更有针对性的提高相应的质量水平。

总结来说，在质量指标评价中正确地应用σ度量有其优势。首先用σ度量来评价相比百分数来评价数据会更加简洁明了，尤其是相对差错率比较低的指标，像标本丢失率、标本类型错误率、标本容器错误率等。这些质量指标发生概率比较低，所以在统计数据时候发现，它的数据需要保留小数点后三到四位才能够发现结果的改变。其次，在目前质量指标还没有达成质量规范的情况下，可以暂时“粗犷”地将3σ作为最低的可接受水平。西格玛度量还可以跟其他的质量管理工具如风险管理、精益管理等相适应，更好地把质量指标跟西格玛度量、风险管理结合起来，提升临床实验室的质量管理水平。