日趋成熟的Westgard Sigma规则

作者:冯仁丰
2021-12-16

自1981年开始,Westgard就提出了什么是质量控制的质量。他深知Westgard多规则只是为当时的QC提供了较好的控制方法。但是,当时没有以临床需求作为QC的目标,这样的QC还是没有目标的控制。为此,他进行了许多研究和探索。形成了很多开展以质量目标为控制的方法、工具。


一、针对不同检测系统的质量水平,以Sigma估计需要控制误差的大小,然后确定与之相应的Sigma控制方法。实现以每个检测项目的质量目标,开展的QC做法。这是真正的质量控制!


在2014年的美国临床化学年会上,Dr.Westgard开始介绍Westgard Sigma多规则,使听众有眼前一亮的感觉。该多规则秉承了原先Westgard多规则的逻辑顺序,实验室的检测系统具有的误差水平(检测系统分析性能)与要求的质量目标一起,进行西格玛尺度的度量,得到的西格玛值可直接在这样的多规则上找到实验室去开展质量控制的做法,非常方便。 

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图1、Westgard Sigma多规则示意图

 

Westgard的Sigma规则中,首先要实验室核实使用的检测系统分析性能,具有该检测系统在某分析物浓度下的不精密度(%CV)和偏移(%Bias);然后,实验室必须明确该分析物必须达到的质量水平,以总允许误差表示(%TEa)。依据这些资料,计算出该检测系统具有的Sigma值(如图示底部的6σ、5σ、4σ、3σ),反映了在允许误差的要求下,检测系统具有的质量水平。这是实验室去选择合适的QC方法的基础。从图1中可知,不同Sigma下,进行质量控制需要的方法不同。如6σ水平下,实验室只要每批检测两个水平的控制品、使用单一控制规则13S,即可达到质量要求。若在5σ水平下,实验室依然需要检测两个水平的控制品,但是需要13S、22S和R4S三个规则组合的控制方法,方可达到质量要求。但是当检测系统在3σ水平下,若每批依然进行1次控制品检测时,必须检测8个控制品、使用5个控制规则组合的多规则在控下,方可达到质量要求。


这个第一代的Westgard Sigma规则,将检测系统具有的分析性能,与临床需要的该分析物的质量要求结合,形成了符合临床需求质量的控制方法。但是,这个控制方法的最大遗憾是没有考虑究竟在QC下每批检测的病人样品有多少?是否均符合临床质量要求?似乎在这个问题上,Westgard从来不考虑批的长度(以时间表示)或涉及的病人样品数。只要每天一开始检验,实验室就进行控制品检测,得到控制结果在控下,今天的检测就没有问题了。这样的认识和对QC的安排,直至Parvin关注病人检测结果的风险下,Westgard才开始对批长度等有了关注。


二、Dr Parvin关注实验室的质量控制:

Dr Parvin强调了应该将QC做法的设计确保病人检测结果的可靠性,不是仪器的运行是否正常。


1、他强调了今天自动化分析仪上开展的质量控制,只是“控制”了仪器是否正常,不是关注在仪器上被检测的病人标本的检测结果的质量。


今天在自动分析仪上对样品的检测,因仪器的设计为分列式,所有每个被检测的样品都是被仪器独立地完成检测的。因此,控制结果在控,说明该控制品仅在被检测的时间点是符合要求的;但是它无法证实,以后紧接着的病人标本是否如控制品那样被完整地检测。也许就在该控制品检测后,出现造成检测误差或仪器故障等问题,使以后的病人标本检测结果质量有问题。要看这个问题所致的误差大小,是否大至下一个控制品检测被发现,出现了失控表现,方使实验室知道出现失控了。


可是究竟这个问题出现在什么时候、究竟问题有多大?实验室究竟要对多少病人样品进行重新检测?这样的问题一直是现今各个实验室在质量控制中的困惑。因此,Dr Parvin认为,必须要将质量控制关注的重点放在病人标本结果的检测质量上。质量控制做法的设计要关注如何确保报告的病人检测结果质量。国内能够做QC已经不错了,至于失控下几乎没有对标本重新检测的,问题更为严重! 


2、统计学上,认为QC在控表现使报告的病人检测结果可靠的可能性很大。例如,平时一直以均值加减2SD作为是否有问题的判断限。只要控制值在加减2SD之内,实验室即判断该批检测结果在控,没有问题。可是从统计上,这只是说明有95%的可能性,所有的检测结果在控。但是还有5%的检测结果会超出加减2SD!这意味着,每100个病人检测结果中有5个检测结果不正常!这个比率不小!今天如果允许出问题的可能性需要保持在1%以下,那么这样的做法就是今天传统的质量控制没有解决的问题! 


因此,Dr Parvin坚持要将质量控制关心的重点从关注仪器是否在控,转变为关心每个检测病人结果是否在控。我个人认为这是质量控制认识和做法上的重大转变!要关心病人结果是否“可靠”,而不是仪器是否运行“正常”! 

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三、2018年QC的最新成果

1、Westgard完全改变了以往不重视每批可以做多少病人样品的观点


Dr Parvin的观点虽然非常有道理,可是如何具体设计和操作,没有一般实验室可以看到的资料,除非去购买Bio-Rad的专用软件(Mission Control),这给实验室的实际应用造成巨大的困难!Dr Parvin的认识,被Dr Westgard接受,改变了Westgard一直未能重视分析批量的观点,完全按照Dr Parvin“限定病人标本数的QC策略”,加上Westgard采用Sigma度量选择质量控制方法,写出了Westgard最新的QC策略文章。Dr Westgard、Hassan Bayet和Sten A.Westgard在2018年的AACC杂志上发表了“为连续产出分析仪的病人标本数(Bracketed)限定病人标本数操作,设计以风险为基础的SQC安排(Planning Risk-Based SQC Schedules for Branketed Operation of Continuous Production Analyzers)”,结合美国CLSI的C24-A3文件--定量检测程序的统计质量控制:原则和定义(Statistical Quality Control for Quantitative Measurement Procedures:Principles and Definition),Westgard推出了第二代的Westgard Sigma规则的控制方法:


为消除患者风险,在新的CLSI为SQC导则(C24-Ed4)上,推荐了“限定(病人标本数)[bracketed]”的统计质量控制(SQC)方法。限定(病人标本数)的SQC,要求在检测限定的一组病人样品前和后均要进行QC检测。还必须要为检测中出现影响检测质量的关键点,进行QC检测,确认没有问题(关键点QC)。有助于高产出分析系统的连续操作结果进行相应报告。


对于高产出的连续过程,还需应用关键控制点(CCP[Critical Control Point)的SQC。不论何时发生了一个重大的变化均需要CCP SQC,这是指每天会发生的如:应用试剂的制备(准备)、试剂批号的更换、每天停机的预防性保养、环境情况的变化、和也许是操作者的更换等,造成变异的可能来源。这是“可改变某检测程序的性能……的关键控制点处安排的QC事件。在连续模式下运行中,发生了一个关键控制点,必须确认在事件的前后二者的检测程序性能。” 


对于高Sigma性能的,应用了多步骤的QC程序的有效SQC方式:在分析仪检测开始必须有“启动”QC检测”,在整个运行中定期设计“监视”的QC检测。这样的设计可以最佳减少给病人危害的风险。不同分析性能的检测系统设计需要的QC检测频率会不同。


2、Westgard建议的多步骤SQC

在更多地考虑费用有效性的情况下,可采用多步骤的SQC设计。例如,一个多步骤控制程序可具有一个“启动”的设计,用于初始的检测;一个“监视”设计,用于在开始后的常规运行;而一个“回顾性”的设计可用于评审在一个较长的周期内;不是一个单批检测的控制数据。 


但是,去年Westgard推出的这个控制方法中,已经充分考虑了病人标本在QC在控下依然会有质量问题的风险。在这个控制方法的设计中,非常强调注意在实验室检测病人标本的过程中,安排好在“限定(病人标本数)”前后,必须进行控制品检测(注:在C24-A3文件中,将每次进行QC检测均称为一个QC事故)!可是,我感到,既然是Sigma多规则,似乎这个方法与Sigma值有了一些脱离。我认为Westagrd在考虑了病人标本风险以后关注了“限定(病人标本数)”的QC,但是没有了第一代Sigma规则方法的流程图。

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四、Westgard的第三代Westgard Sigma规则

今年,Westgard父子在美国临床病理杂志上刊登了文章《建立以证据为基础的统计质量控制》,我将这个控制方法视为Westgard的第三代Sigam规则的方法。


这次,Westgard的文章中出现了一张新的图示。见图2。

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这张图明确地显示了不同Sigma度量尺度下不同的QC方法与每批可以检测病人样品数的完美结合。例如当检测系统具有6Sigma的水平时,可以每批检测1000个病人样品前后,进行2个水平的控制品检测,并使用单一13S的控制规则的QC方法;QC检测均在控后,可确保病人检测结果的质量。但是,若检测系统只具有4 Sigma的水平时,需要使用4个规则的多规则的QC方法外,还必须将QC、检测前后可以包括的病人样品限制在200个,方可确保每个病人样品检测结果的质量。这样的做法是Westgard结合了他自己丰富的QC理论和实践经验,充分吸收了Parvin的病人样品检测结果的风险理论,按照CLSI的C24文件,组合成的崭新的Westgard Sigma规则。真正是以实验室QC理论和实践结合证据为基础,得出了QC方法,堪称是QC方法的杰作,标示了Westgard的Sigma规则的成熟。


为何Westgard会写成“以证据为基础的”QC程序?这是半年前,还是在这个杂志上刊登的一篇文章。作者是马萨诸塞州总医院的主任Dr Kent lewendrowski,代表21个美国学术地位最高的大学附属医院的实验室主任写的一篇文章,介绍了这些医院实验室在开展每天质量控制上的具体做法和体会。(具体内容请参见本期《临床实验室》杂志这篇文章的译文。)


文章指出,美国联邦法律《临床实验室改进修正案》及其修订版本明确规定了最低质量控制(QC)标准。在满足这一要求的标准下,实验室可以灵活制定各自的全面QC计划。结果,调查观察到了各实验室的做法之间存在显著差异和在考虑QC认识上有着出人意料的相似性,包括QC频率、临界值、分析的水平数和其他特征。


出乎意料的是,在美国学术上顶尖的临床实验室绝大部分依然使用2SD控制限。即使有2个实验室使用了Westgard多规则,但均做了很大修改。文章对这样的做法解释理由非常充分。这些实验室主任认为,他们都具有丰富的实践经验,完全可以由他们自己判断和分析QC问题。没有必要采取任何诸如Westgard多规则之类,采用了统计学指导的控制方法。他们认为以统计学为基础的做法,与实际的QC状态差距很大,没有必要使用。为此,他们最后提出,实验室之间在QC上的差异,是建立可普遍应用于不同医疗中心的以证据为基础的QC方法的一个机遇。


很多年以来,在医学上很早就开始使用循证医学“Evidence Best Medicine”这个词语。说明在医学上,一切对病人的诊断和治疗,都必须以最佳证据(Evidence Best)为基础。这是非常准确的结论。但是这次的调查总结中,提出了以证据为基础的QC方法,这确实是第一次在临床实验室领域中看到的。在全球其他读者还未领悟出内涵的意义的情况下,Dr Westgard今年写出了这篇《建立以循证为基础的统计质量控制方法》文章。真的使人大开眼界。


回忆Westgard建立的几代Westgard质量控制方法,哪一个不是汇集了临床实验室在QC上的丰富实践与一个时期以来在QC理论上的探索,提出的新一代QC方法?


可以说,这是Westgard父子俩接受了众多知名大学总医院主任的挑战,专门使用了这个“Evidence-Best”词语,写下了这篇文章。


做人首先要想到临床实验室服务的对象,想到临床对可靠检验结果的期望。换成我们的话:心中首先要爱中国!爱我们的老百姓!没有这个基础,一切都没有意义!然后,要以全身心的精神去做好检验!做好质量控制!没有完整的质量管理,只是想借用控制品,对自己任意检验的行为去做一下测试,结果“在控”,就认为我们的检测结果一切都好!将QC变成任何控制的行为,去糊弄老百姓,真的是大错特错了!


愿我们的临床实验室同道,认认真真地做人,踏踏实实地工作!认真做好每一个病人的样品检测!对得起老百姓!而不是用检验作为向老百姓赚钱的手段,骗老百姓也骗了自己!这是犯罪的行为!望大家随时注意自己的良心和行为!