第四节 临床生化方法学性能判断
候选方法可否被接受，最后根据评价实验中的误差结果进行归纳，作出判断。West-gard曾经对医学决定水平上的分析误差，采用统计学方法制定出一套判断指标，首先是制定“可允许误差的95%限度”，然后计算各项误差并与其比较，任何一项指标大于可允许误差都不能被接受。
一、方法学性能标准及其制定
(一)性能标准
性能标准(performance standards，PS)也称分析目标，应根据不同的应用目的(筛选、诊断、预后、监测)而异。由允许分析误差(allowable analyticalerror)和医学决定水平(medical decision level)这两项内容决定。
⒈允许分析误差 用EA表示，它被规定为95%样品的允许误差限度，即95%的病人样品其误差应小于这个限度。
⒉医学决定水平 用Xc表示，临床判断结果具有意义的分析物浓度。
EA和Xc两项内容，就是一个测定方法的性能指标。但对于每一医学决定水平都应规定相应的性能标准，即在一定Xc值下的EA值。以血清葡萄糖测定为例。在Xcl＝2.8mmol/L，Xc2＝6.7mmol/L，Xc3＝8.9mmol/L时，其相应的EA均为0.56mmol/L，而在Xc4＝16.8mmol/L，其EA为1.4mmol/L。
这表示当葡萄糖浓度在2.8mmol/L、6.7mmol/L和8.9mmol/L时，95%的样品具有的误差不得大于0.56mmol/L，而浓度在16.8mmol/L时，95%的样品所具有的误差不得大于1.4mmol/L。这里指的是总误差。
(二)性能标准的制定
制定的性能标准，既应反映临床应用与解释结果的要求，称为医学效用限度(medical usefulness limits)，又应基本符合实验室所能达到的技能状态(state of art)。因此，需要由临床医学家和临床化学家共同研究制定。
⒈根据参考值与参考范围而定的标准这是Tonks于1963年提出的，其公式是：
最大的可允许误差定为±10%，但对某些物质(如酶)则提高到±20%。由于其允许误差以参考范围表示，有临床实用意义，但缺点是参考范围的宽度与试验本身的不精密度有关，一项不精密的方法由于测出的参考范围较宽，以致可制定出较宽的可允许误差限度，就会使一项性能不够好的分析方法的应用合法化。
⒉根据临床观察制定的标准 这往往反映参与与制定的医生的经验，综合临床及实验室的意见，提出在医学决定水平上的不精密度标准。还有不准确度及综合不精密度与不准确度的标准。一般说来，在参考范围内的中间及很不正常的水平时，医生允许有较大的变异系数。特别是用于诊断，而不是用于监视疗效的。但在医学决定水平需要最严格的指标。这种方法的缺点是主观成分较大，而且收集临床的意见也很困难，它依赖于临床医生对实验室工作的充分了解。
⒊根据生物学变异制定的不精密度标准 生物学变异或称生理变异(CVB)包括个体内变异(CVP)及个体间变异(CVg)，也就是通常所说的生理波动。
美国病理学会建议，为了在人群中筛选某些疾病，不精密度(CV)应等于或小于个体内及个体间变异的二分之一(即≤1/2CVB)。对于个别试验，目的在于辅助诊断或监测治疗效果，则CV应小于或等于1/2CVP。但目前文献报告的生物学变异数据不一致，由于这种方法比较好，将来可能会有更多的研究。
⒋根据实验室技能状态制定的标准 技能状态是根据技术熟练而且误差最小的一组实验室的数据，计算出在参考范围高限的变异系数作为标准的，这实际上是指当前技术水平所可能达到的技能状态。当然，技能状态有继续进步的趋势，在没有更好的标准以前，技能状态还会继续用作实验室工作性能的标准。对于生物变异相当大的项目，以技能状态作为不精密度的标准更为合适。
二、使用单值判断指标判断
单值判断指标(single-value criteria)较简单，在评价过程中用于初步估量。
⒈计算公式 单值判断指标的计算公式见表20-3
表20-3 单值判断指标
误差类别 |
判断指标 |
备注 |
随机误差(RE) |
1.96TM Xc |
STM＝重复试验的标准差 |
比例误差(PE) |
(｜R-100｜)(棧?/EA 100 |
R＝平均回收率 |
恒定误差(CE) |
｜偏差｜ |
由干扰试验测出 |
系统误差(SE) |
｜(a+bXc)-Xc｜ |
对比试验回归方程 |
总误差(TE＝RE+SE) |
1.96STM+｜(a+bXc)｜ |
包括偶然及系统误差 |
⒉结果判断 单值判断指标是可接受性能的估计指标。对前述各项实验
结果经计算得到各项误差值后，分别与EA值比较，必须都比EA小，该方法才初步判断为可接受，否则为不可接受，可改进分析方法减少误差或排除该方法。
判断举例：用单值判断指标判断某法测定血肌酐的结果：
设Xc＝176.8μmol/L时，EA＝35.4μmol/L，
⑴偶然误差
重复性误差：n＝20，X＝176.8μmol/L，STM＝3.536μmol/L
判断：1.96STM＝1.96×3.563μmol/L＝6.93μmol/L，因RE
⑵系统误差：回归方程：n＝50，a＝-0.98，b＝0.925，Y＝-0.98+0.925X。
SE＝｜(a+bXc)-Xc｜＝｜(-0.98+0.925×176.8)-176.8｜＝14.24μmol/L
判断：｜(a+bXc)Xc｜
⑶总误差：RE＝6.93μmol/L，SE＝14.24μmol/L
判断：RE+SE＝6.93+14.24＝21.17μmol/L
对于一个判断为不能接受的方法，为了减少某一误差而作了改进，则各个评价试验都须重新进行做。
单值判断指标虽简单，但主要问题是各项试验的样品数都较小，使测定值极可能是分析误差的不可靠测量，最后使实验估计发生错误。因此，只有在假设所有实验结果是绝对正确的前提下，才能进行上述计算。为了在适当的样品数下，能以最小的代价取得实验误差测定的最大可靠性，可用可信区间判断指标。
三、使用可信区间判断指标判断
可信区间判断指标比较复杂，但能对方法性能提供更客观的决定，起最后判断作用。
⒈90%可信区间，可信上限及可信下限 统计学的规律说明，每种测定结果的可靠性与测定次数有关，次数愈多，结果反映真实性愈强；但实际上，不可能进行大量的测定。在统计学中为了估量分析误差的不确定性，对于每一误差可计算其可信区间，用可信上限与可信下限代替单值的估量，EU为误差的可信上限，EL为误差的可信下限。West-gard推荐用90%的可信区间，这样，EU将是误差单侧的95%上限，用此判断候选方法的可接受性比较可靠。假如，EU
表20-4 可信区间判断指标
这些指标在形式上与表20-3的单值判断指标相似，最明显的差别是对每一类型误差用两个判断指标，其一是判断可接受性，其二是判断排除。对RE、PE及CE的判断指标，仅用了误差估量的上限和下限。SE和TE的判断指标较为复杂，引入了一个新的术语“W”。
W是回归线可信区间的宽度(与给定的Xc相对应的Yc值范围)，对于一给定的Xc，Yc的上下可信限由方程(a+bXc)±W计算得到。W计算式如下：
W＝t(SY/X)〔1/N+(Xc-X)2/∑(Xi-X)2〕1/2
W的大小取决于选择的百分区间(这里是90%)，即和选择的值有关(这里选双侧)。W也和回归线标准差SY/x成正比关系，SY/x直接反应方法对比数据的不确定性。中括号内的式子表明，在N很大，Xc＝X，W很小，若Xc无论在哪一方向逐渐偏高X，则(Xc-X)之差增大，W也增大。如图20-3表示。
图20-3 回归线的可信区间
⒉计算举例 这里介绍某血清钙测定方法的各种评价实验数据，用五个例子概括说明。需指出的是，作为误差估量的上下限，必须具有相同的代数符号，否则下限应取作零。
例一 用可信区间判断指标确定偶然误差(RE)是否为可接受。
由重复性试验获得：N＝21，Y＝11.0mmol/L，STM＝0.08mmol/L
假设Xc＝11.0mmol/L时，EA＝0.5mmol/L，
⑴计算STN的95%可信限
STMU＝STM×fu STML＝STM×fL
由表20-5查自由度
df＝(N-1)fU、fL的值(f为计算因素)
现N＝21，df＝20，fU＝1.358，fL＝0.7979
则：STMU＝0.08×1.358＝0.11mmol/L
STML＝0.08×0.7979＝0.06mmol/L
表20-5计算单侧可信限(95%)的f值
df |
fu |
fl |
10 |
1.593 |
0.7391 |
20 |
1.358 |
0.7979 |
30 |
1.274 |
0.8279 |
40 |
1.228 |
0.8480 |
60 |
1.179 |
0.8710 |
80 |
1.151 |
0.8860 |
100 |
1.133 |
0.8968 |
⑵计算REU和REL
REU＝1.96STMU＝1.96×0.11＝0.22mmol/L
REL＝1.96STML＝1.96×0.06＝0.12mmol/L
⑶将以上估量值与EA比较
REU
例二 由可信区间判断指标判断比例误差(PE)是否为可接受。
回收试验的数据：N＝9，R＝99、98、98、99、100、98、99、100(%)
设：Xc＝11.0mmol/L，EA＝0.5mmol/L
⑴计算平均回收率R及标准误SR：
R＝98.9% SR＝0.78%
⑵计算平均回收率的标准误SR：
表20-6 90%可信区间或95%可信限的t值
df |
T |
df |
t |
3 |
2.35 |
12 |
1.78 |
4 |
2.13 |
14 |
1.76 |
5 |
2.02 |
16 |
1.75 |
6 |
1.94 |
20 |
1.72 |
7 |
1.90 |
25 |
1.71 |
8 |
1.86 |
30 |
1.70 |
9 |
1.83 |
40 |
1.68 |
10 |
1.81 |
120 |
1.66 |
⑶计算R的95%可信限
RU＝R+t×SR RL＝R-t×SR
从表20-6 t值表中查t值
现N＝9，df＝8，t0.01＝1.86
则：RU＝98.9+1.86×0.26
98.9+0.48＝99.4%
RL＝98.9-1.86×0.26
＝98.9-0.484＝98.42%
⑷计算%PE的上下可信限：
%PEU＝|RU或L-100|U
%PEL＝|RU或L-100|L
%PEU＝|98.4-100|＝1.6%
%PEL＝|99.4-100|＝0.6%
⑸将%PEU及%PEL与Xc相乘，换算成浓度单位%PEU及%PEL。
PEU＝%PEU·Xc＝1.6%×11.0mmol/L＝0.18mmol/L
PEL＝%PEL×Xc＝0.6×11.0mmol/L＝0.07mmol/L
⑹将以上测得的PRU值与EA作比较
PEU
例三 用可信区间判断指标确定恒定误差(CE)是否为可接受。
由干扰试验得到下列数据表20-7
表20-7 干扰试验结果
标本号 |
测得浓度mmol/L |
干扰值 Mmol/L | |
未加干扰物 |
加干扰物 | ||
1 |
10.72 |
10.69 |
-0.03 |
2 |
8.56 |
8.51 |
-0.05 |
3 |
11.60 |
11.58 |
-0.02 |
4 |
6.45 |
6.41 |
-0.04 |
5 |
14.12 |
14.08 |
-0.04 |
6 |
12.30 |
12.27 |
-0.03 |
7 |
, 百拇医药(郑铁生)
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