西格瑪性能驗(yàn)證圖在不同生化分析儀性能評價中的應(yīng)用

蘇維 魏曉珠 劉愛玲 陳望

西格瑪（σ）表示為“標(biāo)準(zhǔn)差”，用來表示一組數(shù)據(jù)之間的離散程度，其值越高，說明數(shù)據(jù)的離散程度就越小，儀器檢測性能滿足顧客要求的能力就越強(qiáng)[1]。6西格瑪（6σ）質(zhì)量管理起先用于企業(yè)管理，后來由Nevalainen學(xué)者引用于醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)質(zhì)量管理，將實(shí)驗(yàn)差錯或缺陷率轉(zhuǎn)化為σ值進(jìn)行儀器性能評價和質(zhì)理管理，各實(shí)驗(yàn)室的σ值可以在同一張紙上直觀地表達(dá)出來，即為西格瑪性能驗(yàn)證圖。6σ應(yīng)用主要提供DMAIC方法，即定義D（define）、測量M（measure）、分析A（analyze）、改進(jìn)I（improve）和控制C（control），為實(shí)驗(yàn)室質(zhì)理管理提供目標(biāo)、改進(jìn)方法及制定合理和高效的室內(nèi)質(zhì)量控制規(guī)則，同時6σ性能驗(yàn)證圖相當(dāng)于將不精密度和偏倚通過TEa進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化后，不同檢測項(xiàng)目具有不同的允許總誤差，能在同一張西格瑪性能驗(yàn)證圖上展示出其各自的檢測性能，且不同儀器的相同檢測項(xiàng)目也可以在同一張性能驗(yàn)證圖上展示各自的檢測性能[2]。

本文選擇2017年3月份和10月份參與室間質(zhì)評的10個室內(nèi)質(zhì)量控制在控的檢測項(xiàng)目,其中Roche包括AFP、CEA、總PSA、游離PSA，Beckman包括CA199、CA125、CA153、鐵蛋白、總β-HCG、AFP和游離雌三醇，以衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的允許總誤差（TEa）作為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，繪制對應(yīng)的西格瑪性能驗(yàn)證圖，進(jìn)行不同儀器性能及相同檢測項(xiàng)目的性能評價，現(xiàn)將結(jié)果報告如下。

材料與方法

1 室間質(zhì)量評價（external quality assessment,EQA）材料 EQA質(zhì)評樣品為凍干粉，使用時，每瓶樣品中準(zhǔn)確加入3 mL蒸餾水或去離子水，輕輕混勻至完全溶解，室溫靜置30 min后混勻取樣檢測。室內(nèi)質(zhì)控材料由美國Bio-RAD公司提供。

2 數(shù)據(jù)收集 室內(nèi)質(zhì)控數(shù)據(jù)采用本醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)中2017年1～12月全年的室內(nèi)質(zhì)控結(jié)果。EQA質(zhì)評結(jié)果采用2017年3月份和10月份參加衛(wèi)生部臨床檢驗(yàn)中心生化室間質(zhì)評檢測數(shù)據(jù)。

3 儀器與試劑 Roche Cobas e602全自動化電化學(xué)發(fā)光分析儀，Beckman DXI 800全自動化酶免疫發(fā)光分析儀。所用試劑及校準(zhǔn)品均為儀器相應(yīng)配套試劑。

4 偏倚估計(jì)值 選擇2017年3月和10月室間質(zhì)評結(jié)果，其總偏倚值取全年室間質(zhì)評結(jié)果的平均偏倚值。5 不精密度水平估計(jì)值 選取2017 年1～3月室內(nèi)質(zhì)控的累計(jì)在控的變異系數(shù)為3月份質(zhì)量水平計(jì)算的CV，2017年全年室內(nèi)質(zhì)控累積在控的變異系數(shù)作為10月份及總質(zhì)量水平計(jì)算的CV。

項(xiàng)目名稱允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能AFP 25 3.835 5.252 5.15 優(yōu)秀CEA 25 7.780 7.596 2.24 欠佳總PSA 25 5.790 2.056 3.96 臨界游離PSA 25 4.940 10.461 2.94 欠佳

圖1 改善前Roche儀器3月份檢測項(xiàng)目的西格瑪性能驗(yàn)證圖

6 繪制西格瑪性能驗(yàn)證圖 將TEa、偏倚值（B）和CV數(shù)據(jù)輸入西格瑪性能驗(yàn)證圖繪制軟件中，繪制相應(yīng)的西格瑪驗(yàn)證圖。

7 判斷標(biāo)準(zhǔn) σ值＜2為不可接受 、2≤σ值＜3為欠佳、3≤σ值＜4為臨界、4≤σ值＜5為良好、5≤σ值＜6為優(yōu)秀和σ值≥6為世界一流[3]。

結(jié) 果

1 Roche e602生化分析儀器西格瑪性能驗(yàn)證圖見圖1、2。圖中顯示3月份Roche檢測AFP、CEA、總PSA、游離PSA四個檢測項(xiàng)目欠佳2個（50%），臨界1個（25%），優(yōu)秀1個（25%）；改善后10月份的四個檢測項(xiàng)目良好2個（50%），優(yōu)秀1個（25%），世界一流（25%）。AFP一直處于良好及優(yōu)秀之間，CEA和游離PSA從欠佳上升到良好水平，總PSA上升至世界一流水平，總體σ質(zhì)量水平都提升了一個級別。

2 Beckman儀器西格瑪性能驗(yàn)證圖見圖3～6。圖3、4顯示應(yīng)用Beckman檢測5個血清腫瘤標(biāo)志物的結(jié)果，3月份不可接受1個（20%），欠佳2個（40%），臨界1個（20%），良好1個（20%）；改善后10月份不可接受1個（20%），欠佳1個（20%），臨界3個（60%）。雖然總體西格瑪質(zhì)量水平也有所提高，但均處于臨界附近，其中總β-HCG兩次檢測的σ質(zhì)量水平都小于2，處于不可接受的范圍。圖5、6顯示的是采用中孕期母血清進(jìn)行的質(zhì)量水平評價，3個檢測項(xiàng)目AFP和總β-HCG都從3月份的不可接受提升至欠佳水平，游離雌三醇2次都處于欠佳質(zhì)量水平范圍，雖然通過改善有所提升，但是都處于較低的水平。同時總β-HCG在兩種不同標(biāo)本的檢測質(zhì)量水平有所差異。

項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能AFP 25 4.325 7.676 4.01 良好CEA 25 4.173 2.576 5.37 優(yōu)秀總PSA 25 3.373 1.350 7.01 世界一流游離PSA 25 4.193 4.147 4.97 良好

圖2 改善后Roche儀器10月份檢測項(xiàng)目的西格瑪性能驗(yàn)證圖

項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能CA199 25 5.420 4.668 3.75 臨界CA125 25 5.165 10.7 2.77 欠佳CA153 25 4.580 4.18 4.55 良好鐵蛋白 25 7.470 3.304 2.90 欠佳總β-HCG 25 14.340 6.206 1.31 不可接受

圖3 改善前Beckman儀器3月份檢測項(xiàng)目的西格瑪性能

不精密度（%）項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）偏倚（%） α水平 性能CA199 25 5.390 4.020 3.89 臨界CA125 25 5.278 5.998 3.60 臨界CA153 25 6.095 3.116 3.59 臨界鐵蛋白 25 6.635 6.786 2.75 欠佳總β-HCG 25 8.870 8.034 1.91 不可接受

圖4 改善后Beckman儀器10月份檢測項(xiàng)目的西格瑪性能驗(yàn)證

項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能AFP 25 8.610 16.946 0.94 不可接受總β-HCG 25 14.575 5.932 1.31 不可接受游離雌三醇 25 8.025 5.348 2.45 欠佳

圖5 改善前Beckman儀器3月份中孕期母血清檢測項(xiàng)目的西格瑪性能驗(yàn)證圖

項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能AFP 25 8.305 4.426 2.48 欠佳總β-HCG 25 7.380 9.498 2.10 欠佳游離雌三醇 25 9.378 1.460 2.51 欠佳

圖6 改善后Beckman儀器10月份中孕期母血清檢測項(xiàng)目的西格瑪性能驗(yàn)證圖

3 兩種儀器同檢AFP的西格瑪性能驗(yàn)證圖評價效果比較顯示，Beckaman分析儀檢測AFP的西格瑪質(zhì)量水平處于西格瑪驗(yàn)證圖的右側(cè)，而Roche分析儀的西格瑪質(zhì)量水平都處于西格瑪驗(yàn)證圖的左下方區(qū)域，無論是總體還是某個時間段，Roche分析儀的西格瑪質(zhì)量水平值比Beckman分析儀高，結(jié)果見圖7。

項(xiàng)目名稱 允許總誤差（%）不精密度（%）偏倚（%） α水平 性能AFP-R 25 4.325 6.464 4.29 良好AFP-B 25 8.305 8.96 1.93 不可接受AFP-R3 25 3.835 5.252 5.15 優(yōu)秀AFP-B3 25 8.16 16.946 0.99 不可接受AFP-R10 25 4.325 7.676 4.01 良好AFP-B10 25 8.305 4.426 2.48 欠佳

圖7 AFP在不同儀器不同月份檢測的西格瑪性能驗(yàn)證圖

討 論

隨著臨床實(shí)驗(yàn)室自動化檢測水平不斷地提高，對于實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的要求也越來越高。因此，探索有效的臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理模式具有必要性。2002年衛(wèi)生部臨床檢驗(yàn)中心首次將六西格瑪（6σ）的理論應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制領(lǐng)域，并得到了廣泛應(yīng)用、發(fā)展和完善[4，5]。任鵬等[6]通過采用6σ質(zhì)量管理方法證明其有助于提高相應(yīng)檢測項(xiàng)目的質(zhì)量水平，同時孫詠梅等[7]通過研究發(fā)現(xiàn)6σ度量可以精準(zhǔn)評價相應(yīng)的臨床檢測水平，為質(zhì)量改進(jìn)提供明確的方向，有效提高檢測水平。目前主要是通過計(jì)算σ值來進(jìn)行質(zhì)量水平的評價，很難直觀展示出檢測項(xiàng)目之間的優(yōu)越性，國內(nèi)外有關(guān)學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)西格瑪性能驗(yàn)證圖可直觀地展示多個實(shí)驗(yàn)室的檢測性能水平，并成功應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室檢測水平的評價[8-11]。但到目前為此，使用西格瑪性能驗(yàn)證圖來對不同儀器性能評價未見報導(dǎo)。因此，探討采用西格瑪性能驗(yàn)證圖來對不同儀器性能的評價具有重要臨床意義，且具有直觀性。

根據(jù)俄國數(shù)學(xué)家Chebyshtvd的計(jì)算，西格瑪定義為±1σ的合格率為68%，±2σ的合格率為95%，±3σ的合格率為99.73%。在20世紀(jì)80年代，質(zhì)量要求達(dá)到3σ，即只有0.27%的次產(chǎn)品，可理解為1 000件產(chǎn)品中有2.7件次產(chǎn)品，很多人認(rèn)為產(chǎn)品質(zhì)量已非常完美了[12，13]，但將此質(zhì)量目標(biāo)放大看，即一百萬件產(chǎn)品中2 700件次品，而目前很多醫(yī)院全年的檢驗(yàn)工作量都超過了百萬，那么就有相當(dāng)一部分的檢驗(yàn)結(jié)果是有問題[2-4]?？梢?，根據(jù)西格瑪性能評價來直觀、簡便、快速地進(jìn)行質(zhì)量管理非常重要，且6σ可用于檢驗(yàn)全過程的質(zhì)量管理，根據(jù)σ水平設(shè)計(jì)最優(yōu)的質(zhì)控方法[14-16]。例如，當(dāng)σ值＞5.0說明臨床檢測項(xiàng)目的分析能力滿足臨床實(shí)驗(yàn)室的過程能力要求，可采用較寬松的13s和22s規(guī)則即可滿足實(shí)驗(yàn)室要求，同時很好控制分析中的誤差，而相對于σ值較低的則嚴(yán)格執(zhí)行多規(guī)則質(zhì)量控制，不斷改進(jìn)質(zhì)量。這種方法包括了各項(xiàng)目的不精密度、偏倚和總誤差，又無需考慮其是否滿足要求，評價過程簡單易行[17-20]，同時應(yīng)用西格瑪驗(yàn)證圖更可直觀地展示儀器與儀器，項(xiàng)目與項(xiàng)目之間對比的優(yōu)越性，在實(shí)驗(yàn)室臨床儀器及項(xiàng)目選擇上采用優(yōu)勝劣汰，可以很好地提高實(shí)驗(yàn)室檢測性能水平。

本文采用兩種不同儀器及相應(yīng)不同或相同的檢測項(xiàng)目繪制西格瑪性能驗(yàn)證圖。從圖5可以看出，對同一檢測項(xiàng)目AFP、Roche的σ水平明顯高于Beckman的σ水平，同時Roche的σ值均大于4，滿足臨床實(shí)驗(yàn)室的過程能力要求，而Beckman的σ值均小于3，并且全年平均σ值小于2處于不可接受范圍，因此在開展AFP檢測項(xiàng)目時應(yīng)該傾向于選擇Roche，并加強(qiáng)Beckman儀器的檢測過程管理。從圖1與圖2對比來看，西格瑪驗(yàn)證圖可以直觀地展示出Roche儀器的相應(yīng)檢測項(xiàng)目的σ檢測水平的提升，并使總PSA達(dá)到世界一流水平，而相對應(yīng)的Beckman儀器相對應(yīng)的檢測項(xiàng)目無明顯變化，并且σ值都處于西格瑪性能驗(yàn)證圖的右上方，說明其在大量的檢測量中出錯率大，實(shí)驗(yàn)室必需對相應(yīng)的檢測項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并可以適當(dāng)?shù)厝∠幱谛阅茯?yàn)證圖中不可接受范圍的檢測項(xiàng)目，不斷改進(jìn)方法與加強(qiáng)管理，使該檢測項(xiàng)目及儀器的總體σ值處于臨床試驗(yàn)室可接受范圍。結(jié)合圖1～7，可以直觀地看出該實(shí)驗(yàn)室Roche儀器的檢測水平明顯優(yōu)于Beckamn儀器的檢測水平，并且可以相應(yīng)淘汰σ值過低的檢測項(xiàng)目，由羅氏代替，以σ值為目標(biāo)，有利于不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的總體檢測水平。

同時本研究存在的不足之處在于，實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目及數(shù)據(jù)太少，實(shí)驗(yàn)室條件所限，需要進(jìn)一步分析，應(yīng)選擇更多不同的儀器及對應(yīng)更具有說服力的檢測項(xiàng)目，分析改進(jìn)之前與改進(jìn)之后的的西格瑪性能驗(yàn)證圖，使西格瑪性能驗(yàn)證圖得到更好的理論數(shù)據(jù)支持，不斷提高臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理的效率。