1、引言
從前面內容可知,目前在計量界測量不確定度的概念和理論己逐步取代“誤差”
理論,表現在1995年由7個權威國際組織發布了測量不確定度的基礎文件“Guide to Expression in
Measurement,GUM”。我國政府在1999年據此公布了中華人民共和國計量技術規范“JJF1059-99測量不確定度評定與表示”。檢驗醫學的最大國際組織“國際臨床化學聯合會(IFCC)”是7個國際組織之一,說明有相當一部分專家贊成和同意在醫學實驗室評定測量不確定度。ILAC在2006年成為第8個支持GUM的國際組織。因此ILAC在進行醫學實驗室認可時,要求對測量結果評定測量不確定度。客觀上,社會和政府迫切要求醫學實驗室解決測量結果分散性或者不確定的問題。醫學實驗室不可能與理化實驗室一樣,對標本重復測量多次,取均值報告客戶。醫學實驗室從成立開始,由于工作量大和成本上的考慮,除放射免疫測量外,絕大多數測量都只進行一次。這樣,控制實驗室內測量的分散性成為質量管理的重要問題。另一方面,隨保健事業發展,醫學實驗室數量迅速增加。這樣在醫學實驗室間測量結果的不一致成為更困擾的問題,并逐漸存為一個社會問題。中國醫療改革任務之一就是要求不同醫學實驗室的檢驗結果要一致,能在不同醫療機構間通用。為此,中國衛生部辦公廳曾在2006年發布“關于醫療機構間醫學檢驗、醫學影像檢查互認有關問題的通知”。文件中明確提出“?二、醫療機構間互認醫學檢驗、醫學影像檢查,?具有重要意義。各級衛生行政部門和醫療機構要?積極探索并逐步推廣開展醫療機構間檢查互認的有效措施。?”。如何減小醫學實驗室測量結果的分散性已成為中國醫學實驗室質量管理核心任務之一,自然也成為醫學實驗室認可關注的重要問題。
歷史上,醫學實驗室的專家們早在上世紀五、六十年代,就開始試圖解決分散性問題,開始在醫學實驗室間小規模發送樣本進行比對,發現差異很大,達到不僅醫學界而且社會也很難容忍的程度。例如由于子宮頸涂片診斷錯誤引起美國國會在1967通過“臨床實驗室改進法案(CLIA
67)”。用法律促使臨床實驗室積極改進測量結果質量。其后,在醫學實驗室小規模室間比對基礎上發展了現代化的能力比對(PT)計劃。有名的美國臨床病理學會(CAP)比對計劃包括了全世界成萬個醫學實驗室,又借用工業界控制產品質量的經驗和辦法,發展了室內質量控制(IQC)。不少國家以法律、法規形式要求每一個醫學實驗室必須進行室內質控(IQC),并參加室間質評(PT)計劃。
在這些活動中,美國Westgard教授做出了卓越的貢獻。他在1974年發表了“方法開發和評價中的判斷精確度和準確度的標準”文章,首先用總分析誤差來說明測量的質量或者分散性的大小。認為只要總分析誤差小于特定量,任何類型的分析誤差都是可被接受的。在隨后三十余年間,Westgarfd在測量誤差理論基礎上,借用了統計學理論和方法發展了一個醫學實驗室質量管理的完整體系:首先他應用各種的實驗方法,例如重復測定、回收、干擾和方法比對來評估隨機和系統誤差。基于觀察到的誤差與允許總誤差之間的差異,可以判斷測量方法的可接受性。并將這些概念擴展到室內質量控制(IQC),基于實驗室發現分析誤差的能力提出了著名的多規則質控規則。將IQC程序設計為可驗證測量結果是否達到特定的以允許總誤差為標志的質量水平,并用允許總誤差評價PT的結果。例如不少PT計劃以允許總誤差來引導實驗室達到聲稱的質量目標。為了確立每個檢測的允許總誤差,Westgard進行了大量工作,在其網站上可以查到一個有300-400個組的允許總誤差數據庫,并仍在不斷增加和更新。
美國管理機構遵循以總誤差為基礎的Westgard質量管理體系進行大量管理工作。如在1992年,
美國的“臨床實驗室改進修正案(簡稱 CLIA
88)”確定了PT合格的性能標準,它實際上就是允許總誤差。美國的臨床和實驗室標準研究院(CLSI)在2002年發布的“總分析誤差的評定”導則,以及2006年發布的“室內質量控制導則”,都是基于檢驗的允許總誤差和觀察到的測量程序的不精確度和偏移來選擇IQC規則和質控測量數。在2008年,美國的聯邦食品和藥品管理局(FDA)對廠家提供了“體外診斷儀器制造商的豁免申請”導則,
建議制造商建立允許總誤差和誤差刪格(error grids)的標準,來表述和記錄檢驗性能滿足特定水平的質量。如同計量學是在與“ 誤差”
爭論中發展和確立“
測量不確定度”。ILAC要求醫學實驗室評定測量不確定度必然會面對Westgard“總誤差”理論體系的置疑。Westgard在今年發表了題為“醫學實驗室質量管理vs測量不確定度
”的文章。對醫學實驗室評定測量不確定度提出不少的置疑,主要有以下二點:
醫學實驗室檢測項目兒乎無或者很少有溯源性,缺乏有證參考物質(CRM)。這樣無法按GUM/QUAM要求,對偏移進行糾正。 要求按GUM/QUAM推薦辦法,即從下而上,找出所有不確定度分量所耗費的資源和能力,對醫學實驗室是很困難的”。
Westgard在文章最后提出尖銳批評:“測量不確定度可能成為在實驗室進行的沒有意義的計算,把它展示給評審員,他再發證證明實驗室進行了無意義參數的計算,以符合全球(ISO)標準,如果在原理和實踐上,它們(ISO標準)都不正確的話,它就失去意義和價值”。
本節在闡明測量不確定度對醫學實驗室質量管理的貢獻和作用的同時,簡明地比較了二個體系的差異、各自的優點和不足之處;對Westgard提出的二點批評做出回應;在說明測量不確定度在保證測量結果的準確性,促使結果通用和互通性上的優點外。也將言及在評定測量不確定度上的困難和問題。
2 測量不確定度和溯源密切相關
GUM提出如下原則“任何結果都應該糾正已知的顯著性偏移,并應附有一個測量不確度,給出一個包括了大部分變異值的,一定可信限的區間,而不是確定允許總誤差”。Dybkaer教授在一篇題為“從允許總誤差通過計量溯源到無偏移結果的測量不確定度”文章的結論中將測量不確定度和測量準確的關系說得非常明確“這些考慮的一個結局是應該是停止使用所謂‘結果的允許總誤差’?代替的是要提供一個糾正的結果,并有一個明確的允許最大不確定度。同樣,要求廠家確定測量系統期望不確定度。?最后,實驗室工作者能向顧客提供一個有不確定度區間的糾正過的結果。”
Westgard對此批評為“ISO是想在全球范圍內使測量成為可轉移或可比較。這需要消除或糾正測量體系中的偏移或系統性誤差,然后,按ISO報告任何檢驗結果中存在的變異(不確定度),并將質量通知給用戶。這是一個良好的愿望。號召糾正已知偏移是計量學原則,但對醫學實驗室是有風險的,因為相對地只有很少的參考方法和(參考)物質。因此很難知道糾正的是否是正確的”。
從此段話不難看到Westgard無法否定GUM有關糾正偏移的重要原則和思想,只是認為在醫學實驗室不可能或很難溯源,從而認為偏移的存在是合理的。
如果說上世紀大部分檢驗專家對醫學實驗室測量結果能否準確持有與Westgard相同的觀點。到21世紀,特別在2003年ISO頒布了ISO17511“校準品和質控物質的賦值和計量溯源”后,很多專家改變了看法,認為雖然目前醫學實驗室的所有檢測程序,還不似理化實驗室可溯源到溯源鏈最上層的參考體系,但己有相當一部分檢測具有溯源性。按ISO
17511,如將醫學實驗室測量項目分為5類,前3類都有可能溯源到參考體系。換言之,通過校準和正確性驗證計劃可以查出偏移,并可按GUM原則,糾正顯著的偏差。事實上Westgard也不否認此點,不然不會在其論文中提到:“本文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,而ISO/GUM
模型應該指導并用于生產廠商”。
對ISO
17511的后2類,一類雖有參考物質,但不是用參考方法賦值,只有賦值方案,此類物質多用抗原抗體反應作為測量原理,由于抗原/抗體作用位點的差異,不同廠家分析系統的測量結果很難一致,談不上可以得到公認的準確結果。后一類測量項目前尚無最上層的參考體系,也就是這類測量項目尚無參考方法、校準(參考)實驗室和參考物質。這可能是ISO
15189對評定測量不確定度增加“適用且可能時”這個前提原因之一。對于這些無溯源性的,由于不存在準確性的標準,可能很難或按GUM原則對測量結果糾正,自然也不易評定測量不確定度。
Dybkaer教授用下列話反駁和批評了總誤差理論:“允許總誤差(實用還可稱為‘允許偏差’)是為了特定類型的量和目的而設立的,可以在總量中自由地選擇恒定性貢獻和隨機性貢獻的分布,也可以包括已知的過程偏差。這是(美國)EQA的結果,當測量體系精確時,EQA結果會集中在方法學組分類中,而不考慮是否正確。
結果是, 不同測量程序的結果不能直接比較:
生物學的參考區間與測量程序相關,為了所有程序不得不擴大(參考區間), 下降了診斷能力;
如果將結果與某一限值比較以區分生物學狀態,就要碰運氣;
不同類型量之間的公式無法在不同方法間通用;
病人在不同保健服務機構之間的變動,需要重復測量;
在保健和資源中,不能接受這種情況,可能導致抱怨和喪失商機”。
ILAC推行的醫學實驗室認可,在質量管理上遵循的是GUM原則。要求對測量結果進行溯源,如發現偏移應糾正后報告顧客,也就是無偏移的測量結果。人們應將精力集中在可以溯源并可糾正偏移的測量結果,計算它們的測量不確定度。這將促進檢測結果的可比、和通用,是達到中國衛生部要求的“醫療機構間檢查互認醫學檢驗”,一條很好的途徑。
反之,Westgard的質量管理體系中,由于認為醫學實驗室測量結果不能和很難溯源,很難得到準確結果。在總誤差中容忍偏移存在。在這樣質量管理理念下,很難達到醫學實驗室測量結果準確和通用。
3、醫學實驗室評定測量不確定度的特點
如將ISO
15189中評定測量不確定度的條款與ISO 17025的比較,
可以發現對理化實驗室的要求嚴于醫學實驗室。在ISO17025“5.4.6.1校準實驗室或進行自校準的檢測實驗室,對所有的校準和各種校準類型都應具有并應用評定測量不確定度的程序”中,非常明確要求校準實驗室應該評定測量不確定度。
又如“5.4.6.2檢測實驗室應具有并應用評定測量不確定度的程序。某些情況下,檢測方法的性質會妨礙對測量不確定度進行嚴密的計量學和統計學上的有效計算。這種情況下,實驗室至少應努力找出不確定度的所有分量且作出合理評定,并確保結果的表達方式不會對不確定度造成錯覺。合理的評定應依據對方法性能的理解和測量范圍,并利用諸如過去的經驗和確認的數據”。對檢測實驗室要求應有評定測量不確定的程序。就是有困難,室驗室也應努力找出不確定度的所有分量且作出合理評定,實際上是要求檢測實驗室應盡可能對測量結果評定測量不確定度。
并在5.4.6.3對如何評定測量不確定度作了如下規定:“在評定測量不確定度時,對給定條件下的所有重要不確定度分量,均應采用適當的分析方法加以考慮”。
從以上3個條款完全可以看出ISO 17025對評定測量不確定度的重視。
相比之下,在ISO
15189:
2007中只有下列一個條款,即:“5.6.2適用且可能時,實驗室應確定檢驗結果的不確定度。應考慮所有重要的不確定度分量。不確定度來源可包括采樣、樣品制備、樣品部分的選擇、校準品、參考物質、輸入量、所用設備、環境條件、樣品狀態和操作人員的變更”。
對醫學實驗室評定測量不確定度增加了一個“適用且可能時”的前提。說明對醫學實驗室是否要評定測量不確定度存在很大爭論,
Westgard對測量不確定度的強烈反對充分說明此項爭論的劇烈。另外也可能與目前不少醫學實驗室的檢測項目缺乏完善的溯源性有關。因此需要增加“適用且可能時”的前提。但是這前提也說明:已有相當一部分醫學實驗室的測量項目,例如生化和血液的大部分常規測量項目可以溯源,應該按GUM原則,對測量結果糾正并評定測量不確定度。但對那些溯源性不明確的測量項目,是否評定測量不確定度尚無結論。
在ISO 15189對如何評定測量不確定度作了“應考慮所有重要的不確定度分量” 描述,不同于ISO 17025使用了“所有分量”。能否暗示說醫學實驗室評定測量不確定度時可考慮偏移和不精密度兩個重要不確定度分量?
從隨后敘述還可看出,ISO
15189制定者認為計算不確定度時,應包括檢測前過程的“采樣、樣品制備、樣品部分的選擇”分量。對這點遭到一些專家反對,如澳大利亞國家病理認可顧問委員會(NAPPC)在2009年頒布的“對評定測量不確定度的要求”文件認為只需評定測量過程,不需包括測量前過程的不確定度分量。
通過對ISO 17025和ISO 15189二文件中對評定測量不確定度不同要求的比較。可以看出醫學實驗室評定測量不確定度的保守和實際困難。