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  • 發布時間:2021-06-18 15:42 原文鏈接: 如何評定醫學實驗室測量結果的測量不確定度?(一)

    1 引言

          Westgard對醫學實驗室評定測量不確定度的第二個批評是:“?要求按GUM/QUAM推薦辦法,即從下而上,找出所有不確定度分量。從耗費的資源和能力,對醫學實驗室是很困難的”。
          看來這批評的是對的。GUM推薦的評定測量不確定度的辦法,是所謂“模式辦法(modelling approach)”或習慣稱為“自下而上”的辦法。此辦法在計量界得到廣泛的應用和傳播。單單中文書籍不少近百本,論文更不可枚舉。
          用模式辦法評定測量不確定度相當復雜,下面是QUAM推薦評定化學測量中測量不確定度的步驟:

          它是基于“測量模型”,將被測物的量值視為相關輸入量的函數。要考慮所有測量不確定度來源,然后簡化來源,按組量化分量和其它分量。再將所有分量轉化為標準差(標準測量不確定度),按不確定度傳播律計算合成不確定度,最后按所選概率選擇合適因子得到擴展不確定度。
          此法研究了所有影響測量結果不確定的組分,對方法的改進有明顯好處,但計算繁煩,花費大量人力、物力和財力。
          中國參考實驗室應用此辦法時,還發現此法計算的測量不確定度的正確性并不高,有可能出現人為偏低,見下例。此圖為國際酶學參考實驗室比對計劃(RELA)的各個實驗室的評定的相對測量不確定度數值。

          第一個結果(黃綠色)為計劃組織者,德國Schumann教授實驗室的擴展不確定度,后面藍色為中國實驗室的結果,它們都比Schumann實驗室的小。我們能說中國實驗室的準確度都優于Schumann嗎?Schumann教授用下圖對此做了回答:

          此圖是Schumann教授對構成合成不確定度各分量的分析。由于試劑不同引起的標準不確定度占全部1/2以上,而所有中國實驗室在計算合成不確定度時,都未考慮此組分,因此得到人為的小的測量不確定度數值。
          以上提到了GUM/QUAM介紹的模式辦法的一些缺點。這并沒有掩蓋它的優點和對實驗室質量改進的極大促進。所以Westgard也沒有完全否定測量不確定度,只是認為“總誤差向實驗室提供了一個實用、自上而下的辦法來評估測量不確定度,而ISO/GUM 模型應該指導并用于生產廠商。檢驗界中的校準(參考)實驗室在給參考物質和質控品賦值和評定測量不確定度時都應該很好地應用此類自下而上的模式辦法。

    2 評定測量不確定度的取代辦法

          由于自下而上的模式辦法廣為人知。常給人以錯覺,似乎要評定測量不確定度,只能使用此辦法。并使Westgard認為“用從上向下辦法評定總誤差比從GUM從下向上評定(不確定度)更為實用”。事實上,GUM/QUAM并不排除使用自下而上評定測量不確定度的辦法。GUM意識到,它的自下而上評定測量不確定度辦法繁煩、復雜,檢測實驗室應用有困難。2008年公布了JCGM 100:2008發布的“附有微小糾正的GUM 1995”。在此最新文件的附錄D中對不確定度補加了下述說明:
          “?當測量物是確定的,標準品或儀器能用溯源到國家標準品進行校準時;當校準糾正的不確定度與儀器,或一定量測量的隨機效應引起的不確定度相比較是很小時。非常幸運地,在這些實際測量情況時,不一定采用此附錄中討論的很多(復雜計算)。”說明GUM并不反對用其它取代辦法(alternative approach)評定測量不確定度”。
          2000年頒布的QUAM第二版中也提到“使用以前聯合開發和確認方法的研究數據采評估不確定度”和“使用實驗內開發和確認研究評估不確定度”。
          歐州的一個化學檢測實驗室組織,“歐州各國家測量、檢測和分析實驗室學會的聯合會(EUROLAB)”從一開始就致力于尋找一種不同于GUM/QUAM,但適用于一般化學檢測實驗室的評定測量不確定的辦法。在2002年 公布了第1個“定量檢驗中的測量不確定度”技術報告。提出了不同于GUM/QUAM的辦法,當時命名為“黑匣子(black box)辦法”。2006年發布了名為“評估定量檢驗中的測量不確定度的導則”第2個技術報告 。對第1個報告中的辦法命名為“經驗辦法(empirical approach)”。在2007年第3個文件“測量不確定度的回顧:評定不確定度的替代辦法”中,提出了一個對評定MU辦法的分類方法,見下圖:

          在此分類中,首先按評定測量不確定度的數據來自單一實驗室還是多個實驗室分為二大類:
          第一大類的數據來自單一實驗室,文件將其命名為“實驗室內辦法”,進一步分為:
    ??模式辦法:用算學模型(計算公式)對所有來源組分的測量不確定度進行合成。
    ??單一實驗室確認辦法:數據來自單一實驗室對方法性能評估的數據。
          第二大類為“實驗室間辦法,可分為下列二類:
    ??按ISO 5725,使用實驗室合作評估方法的方案或計劃。實際工作中,常是校準(參考)實驗室網絡對參考物質(校準品)賦值。
    ??使用PT數據評定測量不確定度。
          EUROLAB 將后3 類方法命名為“ 經驗辦法(empirical approach)”。模式辦法則是GUM/QUAM推薦的經典評定測量不確定度的辦法。
          EUROLAB對“經驗辦法”作了如下說明:
    ??基于對整個方法性能的確認研究。
    ??設計為包含盡可能多的測量不確定度來源,并需要很好執行。
    ??此方法所用的典型數據為偏移(bias)和精密度(precision),它們可來自a)實驗室內確認研究,質控數據;b)實驗室間確認研究,或者PT。
          特別指出“應用實際可得到數據???來評定“總誤差”不僅容易,而且此辦法本質就是可靠的。實驗表明用數學分析辦法(模式辦法)所得到的不確定度往往太小。這是因為很難得到一個完整的模型公式,常有忽視某些重要組分的可能。因此用模式辦法評估的不確定度要與用實際數據的相比較。當然,理想的是二法評定的不確定度是一樣的。”
          經驗辦法基本使用統一的計算公式。合成測量不確定度(uc)是不精密度的標準不確定度[標準偏差(s)平方,以及偏移的標準不確定度(ubias)平方之和的開方,見下式:
                                            uc=√(ubias2+sRw2)
          此式中不精密度數據來應來自實驗室內復現性標準偏差(SRw)或復現性標準偏差(SR)。不應使用 重復性標準偏差(sr)評定測量不確定度,因為sr不包括一些重要不確定度的組分。
          多個文件建議使用較長時間,如6個月實驗室室內質控的實際精密度數據,并希望在此期間使用了多個批號的試劑和校準品。用實際數據評定的測量不確定度更符合實驗室的實際情況。如有困難,至少也應有20個工作日的數據,并最好使用2個批號試劑和校準品。專門按EP5進行精密度實驗并不可取,所得精密度往往比實際的小。

          式中偏移的不確定度(ubias)往往由三個組分合成:實測偏移(△))、測量參考物質產生的不確定度(sRw/√n)、以及參考物質賦值的不確定度(uref),以下式表示:
                                  ubias=√△2+ uref2+ sRw2/n
          2007年EURACHEM/CITAC頒布的“源自采樣的測量不確定度”導則對“經驗辦法”進行下面的論述:“經驗(從上向下)辦法是想在不需要了解每個來源情況下,來得到一個可靠的評定不確定度。它建立在由實驗室內部或組織間實驗得到的總的復現性(數據)。它可能敘述為籠統的(不確定度)來源,如隨機或系統作用,以及將其細分為源自采樣或者分析過程。?”
          看來國際上已經有不少專家認可在化學測量實驗室可使用如Westgard建議的自上而下的辦法來評定測量不確定度。這些辦法有可能在醫學實驗室,用于對某些常規檢測項目測量結果評定測量不測定度。下面將著重介紹單一實驗室用方法確認數據和利用PT數據評定測量不確定度的辦法,并簡單介紹使用實驗室合作評估方法數據來評定測量不確定度的辦法。


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