六西格瑪質(zhì)量管理在臨床生化檢驗(yàn)中的應(yīng)用*

范笑笑，曾 璇，扶春艷，田佳慧，周兵飛，何翰林，吳 意△

(1.湖南省人民醫(yī)院/湖南師范大學(xué)附屬第一醫(yī)院檢驗(yàn)科，湖南長(zhǎng)沙 410002；2.免疫診斷試劑湖南省工程研究中心，湖南長(zhǎng)沙 410002；3.湖南師范大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)系，湖南長(zhǎng)沙 410002)

實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的主要目的是將分析方法測(cè)試結(jié)果的誤差控制在允許范圍內(nèi)。分析方法的性能評(píng)價(jià)和性能改進(jìn)，是臨床檢驗(yàn)質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。六西格瑪(6σ)是一種改善企業(yè)質(zhì)量流程管理的技術(shù)，以“零缺陷”帶動(dòng)質(zhì)量成本的大幅度降低，實(shí)現(xiàn)財(cái)務(wù)成效的提升與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的突破。6σ由摩托羅拉公司任職的工程師Bill SMITH于1986年提出[1]。在給摩托羅拉公司帶來(lái)巨大效益后，6σ質(zhì)量管理理念開(kāi)始迅速傳遍全球。到了20世紀(jì)90年代，國(guó)外學(xué)者NVEALAINEN首次將其應(yīng)用于臨床檢驗(yàn)[2]。與以往的質(zhì)量控制策略不同，6σ質(zhì)量管理一方面能通過(guò)計(jì)算分析方法的σ值定量地描述其性能與質(zhì)量控制之間的關(guān)系，另一方面還能確定質(zhì)控規(guī)則的最優(yōu)選擇和質(zhì)控品測(cè)定的批數(shù)和個(gè)數(shù)。6σ質(zhì)量管理策略還可以通過(guò)計(jì)算質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)(QGI)來(lái)確定分析方法需要優(yōu)先改進(jìn)的方向。因此，6σ質(zhì)量管理為臨床實(shí)驗(yàn)室全面質(zhì)量評(píng)價(jià)提供了一個(gè)嶄新的視角。

1 材料與方法

1.1儀器與試劑 Beckman AU5800全自動(dòng)生化分析儀。葡萄糖(GLU)、丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST)、三酰甘油(TG)、鈣(Ca)、尿酸(UA)、總膽固醇(TC)、堿性磷酸酶(ALP)和總蛋白(TP)檢測(cè)采用上海科華生物工程股份有限公司生產(chǎn)的原裝配套試劑盒；肌酸激酶(CK)檢測(cè)采用北京九強(qiáng)生物公司配套的試劑盒。質(zhì)控品：室間質(zhì)控品由湖南省衛(wèi)生健康委員會(huì)臨檢中心提供，室內(nèi)質(zhì)控品為伯樂(lè)公司生產(chǎn)的常規(guī)質(zhì)控品(含高、低2個(gè)濃度水平)。為提高檢測(cè)效率，Beckman AU5800全自動(dòng)生化分析儀設(shè)計(jì)有兩個(gè)相同模塊(P1和P2)，可相互獨(dú)立地進(jìn)行生化項(xiàng)目檢測(cè)。

1.2方法

1.2.1計(jì)算σ值 σ值=[允許總誤差(TEa%)-偏倚(Bias%)]/CV%[3]。TEa%表示測(cè)量值與真值的允許差異，為美國(guó)1992年實(shí)施的臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)修改法案(CLIA′88)的分析質(zhì)量要求；Bias%是指實(shí)驗(yàn)室采用的方法得出的結(jié)果與公認(rèn)參考方法得出的結(jié)果之間的差異，即不準(zhǔn)確度，其數(shù)值為湖南省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科2018年2月1日至6月30日3次參加臨床檢驗(yàn)中心常規(guī)化學(xué)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果幾何平均值；變異系數(shù)(CV%)是衡量指標(biāo)中各觀測(cè)值變異程度的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量，即不精密度，其數(shù)值為湖南省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科2018年1月1日至6月30日2個(gè)不同濃度室內(nèi)質(zhì)控品累計(jì)CV%的幾何平均值。室內(nèi)質(zhì)控品在4 ℃冰箱以粉末狀態(tài)保存。檢驗(yàn)人員每天早上8點(diǎn)將室內(nèi)質(zhì)控品從冰箱拿出，待復(fù)溫至室溫后，與蒸餾水配制成液體狀態(tài)使用。

1.2.2繪制標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖 通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖，可以評(píng)價(jià)各項(xiàng)目的檢驗(yàn)水準(zhǔn)并且能為每個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目選擇最合適的質(zhì)控方案。登錄檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)(http://www.client.com.cn)，按提示輸入各項(xiàng)目的TEa%、Bias%和CV%，σ值將作為坐標(biāo)點(diǎn)體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖上[4]。σ公式是一個(gè)以CV%/TEa%為自變量，Bias%/TEa%為因變量，σ值為斜率的方程式。因此，以CV%/TEa%為X軸，Bias%/TEa%為Y軸的標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖是一條直線，被稱作標(biāo)準(zhǔn)化σ性能線，且所有標(biāo)準(zhǔn)化σ性能線都過(guò)點(diǎn)(0，100)。假設(shè)σ=6，則點(diǎn)(16.67，0)是6σ性能線與X軸的交點(diǎn)。連接點(diǎn)(0，100)和點(diǎn)(16.67，0)可以繪出6σ性能線,同理過(guò)點(diǎn)(0，100)和點(diǎn)(20，0)作出5σ性能線，過(guò)點(diǎn)(0，100)和點(diǎn)(25，0)作出4σ性能線，過(guò)點(diǎn)(0，100)和點(diǎn)(33.3，0)作出3σ性能線，過(guò)點(diǎn)(0，100)和點(diǎn)(50，0)作出2σ性能線[5]。五條標(biāo)準(zhǔn)化σ性能線將此σ性能驗(yàn)證圖劃分成6個(gè)等級(jí)水平，自右向左依次為：σ值<2的不可接受水平，σ值在2～3的欠佳水平，σ值在3～4的臨界水平，σ值在4～5的良好水平，σ值在5～6的優(yōu)秀水平，σ值>6的國(guó)際水平[6]。檢驗(yàn)項(xiàng)目的準(zhǔn)確度和精密度越高，在性能圖上的坐標(biāo)點(diǎn)就越接近原點(diǎn)，說(shuō)明項(xiàng)目的分析性能越好[7]。各個(gè)區(qū)域都有相應(yīng)最合適的質(zhì)控方案：σ值>6，則使用13s規(guī)則，N=2，R=1(N為每批質(zhì)控測(cè)定值個(gè)數(shù)，R為批數(shù))，即每批兩個(gè)質(zhì)控濃度水平，每個(gè)水平測(cè)一次；項(xiàng)目σ值在5～6，使用13s/22s規(guī)則，N=2，R=1；σ水平在4～5，使用13s/22s/R4s/41s，N=4，R=1或N=2，R=2，即每批有4個(gè)質(zhì)控水平或2個(gè)批次各2個(gè)質(zhì)控濃度水平；σ水平在3～4,使用13s/22s/R4s/41s/10X，N=4，R=2或N=2，R=4，即2個(gè)批次各4個(gè)質(zhì)控濃度水平或4個(gè)批次各2個(gè)濃度水平，且要對(duì)分析系統(tǒng)的試劑進(jìn)行觀察，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維修保養(yǎng)等；σ值<3，即使采用13s/22s/R4s/41s/10X，N=4，R=2或N=2，R=4規(guī)則，誤差檢出率仍不理想，需全面排查導(dǎo)致性能不佳的原因，如考慮更換試劑、檢測(cè)方法等[8]。

1.2.3計(jì)算QGI 當(dāng)檢驗(yàn)項(xiàng)目未達(dá)到6σ時(shí)，計(jì)算QGI，可以進(jìn)行綜合分析進(jìn)一步提高分析質(zhì)量水平。公式為QGI=Bias%/(1.5×CV%)。QGI<0.80表示項(xiàng)目的精密度較差，需要優(yōu)先提高精密度；QGI>1.20表明項(xiàng)目的準(zhǔn)確度較差，需要優(yōu)先提高準(zhǔn)確度；0.80≤QGI≤1.20表明項(xiàng)目的精密度和準(zhǔn)確度均需要提高[9]。根據(jù)QGI可以確定需要各檢驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?yōu)先改進(jìn)的方向，再結(jié)合實(shí)際情況采取科學(xué)的改進(jìn)方法以期達(dá)到6σ水平。

2 結(jié) 果

2.1σ性能水平評(píng)價(jià) 在P1模塊中，各項(xiàng)目的σ性能水平存在有較大差異。10個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目的σ平均值是5.82，σ值最大的是CK，為9.59，最小的是Ca，為2.27。其中CK、TG、UA和ALP等4個(gè)項(xiàng)目達(dá)到6σ水平，即國(guó)際水平；AST的σ水平處于5～6，即優(yōu)秀水平；TC和TP的σ值處于4～5，即良好水平；ALT和GLU的σ值處于3～4，即臨界水平；Ca的σ水平處于2～3，即欠佳水平。在P2模塊中，10個(gè)項(xiàng)目的σ值平均值為5.42，σ值最大的是CK，為9.46，最小的是Ca，為2.27。見(jiàn)表1、2。

表1 P1模塊各項(xiàng)目性能分析

2.2標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖評(píng)價(jià) 采用標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖對(duì)臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，能快速地對(duì)檢驗(yàn)項(xiàng)目間的分析性能進(jìn)行比較，以及從整體出發(fā)對(duì)所有項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量控制水平研究。P1模塊各項(xiàng)目的σ水平能直觀地體現(xiàn)在性能驗(yàn)證圖上，除結(jié)果和用公式計(jì)算法評(píng)價(jià)一樣之外，標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖評(píng)價(jià)具有直觀、簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)，其坐標(biāo)點(diǎn)越靠近原點(diǎn)，表示相應(yīng)檢驗(yàn)項(xiàng)目的性能越好。

2.3質(zhì)量改進(jìn)方案的選擇 不同的σ值提示需為不同項(xiàng)目選擇最優(yōu)質(zhì)控方案：在P1模塊中的CK、TG、UA和ALP等項(xiàng)目采用使用13s規(guī)則(N=2，R=1)；AST采用13s/22s(N=2，R=1)；TC和TG采用13s/22s/R4s/41s，N=4，R=1或N=2，R=2；ALT和GLU采用13s/22s/R4s/41s/10X，N=4，R=2或N=2，R=4；Ca的σ值<3，即使用再多的質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控品，誤差檢出率仍不理想，其檢測(cè)性能有待大幅度提高。σ值≥6者說(shuō)明檢驗(yàn)性能良好無(wú)需改進(jìn)，而未達(dá)到6σ水平的項(xiàng)目，如ALT、AST、TC、TP和Ca等項(xiàng)目的QGI值<0.80，需要優(yōu)先提高檢驗(yàn)方法的精密度，GLU的QGI值處于0.80～1.20，則提示GLU檢驗(yàn)方法的精密度和準(zhǔn)確度需要同時(shí)提高。在P2模塊中，各項(xiàng)目的性能水平及改進(jìn)方向與P1模塊相同。見(jiàn)表3、4。

表2 P2模塊各項(xiàng)目性能分析

表3 P1模塊各項(xiàng)目質(zhì)控方案選擇

表4 P2模塊各項(xiàng)目質(zhì)控方案

3 討 論

臨床生化檢驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)血液、體液等標(biāo)本中的化學(xué)物質(zhì)，為臨床醫(yī)生提供疾病診斷，病情治療監(jiān)測(cè)，藥物療效觀察，預(yù)后判斷及健康評(píng)價(jià)等信息。作為臨床實(shí)驗(yàn)室的基本內(nèi)容之一，臨床生化檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)系到患者的生命安全。隨著臨床實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化程度不斷提高，生化分析儀器已基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度也有極大地提高。自動(dòng)化檢測(cè)儀器在大幅度提高臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目的檢測(cè)效率的同時(shí)，也對(duì)臨床生化實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理提出了更高要求。傳統(tǒng)的Levey-Jennings質(zhì)控圖和Westgard多規(guī)則質(zhì)控圖等以無(wú)法滿足現(xiàn)代臨床實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展。因此，在20世紀(jì)90年代，國(guó)外學(xué)者NVEALAINEN首次將σ質(zhì)量管理理念與傳統(tǒng)的Levey-Jennings質(zhì)控圖和Westgard多規(guī)則質(zhì)控圖相聯(lián)系，使臨床實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理有了新的方向，σ質(zhì)量管理理念得到廣泛傳播。

6σ理念的最終目標(biāo)是將產(chǎn)品達(dá)到6σ水平，表示將產(chǎn)品的不合格率控制在0.003 4%，即每百萬(wàn)次測(cè)試缺陷次數(shù)為3.4。任何檢驗(yàn)項(xiàng)目都無(wú)法做到零缺陷，因此，6σ是質(zhì)量控制最高期望，被認(rèn)為是國(guó)際水平；5σ表示產(chǎn)品的不合格率為0.023%，即每百萬(wàn)次測(cè)試缺陷次數(shù)為230，被認(rèn)為是優(yōu)秀水平；4σ表示產(chǎn)品的不合格率為0.621%，即每百萬(wàn)次測(cè)試缺陷次數(shù)為6 210，被認(rèn)為是良好水平。3σ表示產(chǎn)品的不合格率為6.681%,即每百萬(wàn)次測(cè)試缺陷次數(shù)為66 810，是產(chǎn)品需要達(dá)到的最低質(zhì)量要求，被認(rèn)為是臨界水平[10]。質(zhì)量控制是臨床實(shí)驗(yàn)室管理的重要內(nèi)容，6σ質(zhì)量管理方案作為常用的質(zhì)量管理體系工具，具有較高的科學(xué)性和普適性,能有效評(píng)價(jià)臨床生化檢驗(yàn)項(xiàng)目的性能指標(biāo)，有助于實(shí)驗(yàn)室及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取合理措施控制項(xiàng)目檢測(cè)質(zhì)量。臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制的最低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為3σ水平，即當(dāng)檢測(cè)項(xiàng)目達(dá)到93.319%合格率(即3σ水平)，我國(guó)現(xiàn)存的125萬(wàn)人類免疫缺陷病毒攜帶者中就有1 166 488人可能為誤診。因此，設(shè)定為3σ水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。用6σ理論來(lái)評(píng)價(jià)檢驗(yàn)質(zhì)量可以克服傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法中以百分?jǐn)?shù)表示缺乏統(tǒng)一評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的不足，其評(píng)價(jià)方法簡(jiǎn)便、直觀，是行之有效的現(xiàn)代臨床實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)質(zhì)量管理手段[11]。

標(biāo)準(zhǔn)化σ性能驗(yàn)證圖能清晰形象地展現(xiàn)所有檢測(cè)項(xiàng)目的σ水平及分布情況。CK、TG、UA和ALP的檢測(cè)質(zhì)量水平達(dá)到國(guó)際水平，是實(shí)驗(yàn)室期望達(dá)到的最高目標(biāo)；AST已達(dá)到實(shí)驗(yàn)室優(yōu)秀水平；TC和TG達(dá)到實(shí)驗(yàn)室良好水平；ALT和GLU達(dá)到實(shí)驗(yàn)室臨界水平，是實(shí)驗(yàn)室最低質(zhì)量要求；Ca的σ值未達(dá)到3，意味著該檢測(cè)質(zhì)量不可接受，需立即改善。

6σ則質(zhì)控圖是在Levey-Jennings質(zhì)控圖法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，它不同于僅涉及兩種質(zhì)控規(guī)則(12s或22s)的Levey-Jennings質(zhì)控圖法，而是涉及多個(gè)質(zhì)控規(guī)則(通常為12s、13s、22s、R4s、41s和10X6種)。其中12s為警告規(guī)則，它可以啟動(dòng)其他5種質(zhì)控規(guī)則以助于數(shù)據(jù)的快速判斷。因此，Westgard多規(guī)則質(zhì)控圖相比于Levey-Jennings質(zhì)控圖，具有較低的假失控率或假報(bào)警率。此外，當(dāng)失控時(shí)，還能確定產(chǎn)生失控的分析誤差類型(系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差)，有助于確定失控原因并尋找解決辦法[12]。在臨床實(shí)驗(yàn)室中，由于經(jīng)典的Westgard多規(guī)則圖過(guò)于煩瑣的規(guī)則流程，實(shí)驗(yàn)室的工作效率和生產(chǎn)力仍未有太大改善，且由于存在假失控的干擾，即使某項(xiàng)測(cè)試項(xiàng)目達(dá)到了6σ水平且檢驗(yàn)性能穩(wěn)定，也有可能會(huì)得到失控的結(jié)果。為此，一種將經(jīng)典的Westgard多規(guī)則圖和6σ質(zhì)量管理理念結(jié)合起來(lái)的新型工具應(yīng)運(yùn)而生，被稱為Westgard σ規(guī)則[13]。此工具可根據(jù)檢驗(yàn)項(xiàng)目不同的σ值選擇相應(yīng)合適的質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控品測(cè)定個(gè)數(shù)，不必對(duì)每項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行12s、13s、22s、R4s、41s和10X檢測(cè)，而是通過(guò)計(jì)算σ值設(shè)計(jì)個(gè)性化質(zhì)控方案，以期達(dá)到最佳的誤差檢出率和假失控率，確保實(shí)驗(yàn)室的效益/成本比例的最優(yōu)化[14]。本研究結(jié)果顯示，σ值越高，質(zhì)控規(guī)則越少，反之，σ值越低，質(zhì)控規(guī)則越多。對(duì)于Ca而言，即使使用最嚴(yán)格的12s、13s、22s、R4s、41s和10X(N=4，R=2或N=2，R=4)規(guī)則，仍未能提高誤差檢出率，因此需要用非統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來(lái)彌補(bǔ)統(tǒng)計(jì)學(xué)質(zhì)控的不足，如定期的儀器維護(hù)校準(zhǔn)，提高檢驗(yàn)人員操作能力，妥善保管試劑甚至更換檢驗(yàn)方法[15]。

4 結(jié) 論

本次研究運(yùn)用6σ質(zhì)量管理理念對(duì)湖南省人民醫(yī)院檢驗(yàn)科Beckman AU5800分析儀上10項(xiàng)檢驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行質(zhì)量分析，發(fā)現(xiàn)CK、TG、UA和ALP達(dá)到6σ水平，AST的σ水平處于5～6，TC和TP σ水平處于4～5，ALT和GLU的σ水平處于3～4，Ca σ水平處于2～3，其中Ca的σ水平低于臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量控制的最低標(biāo)準(zhǔn)，需要及時(shí)改進(jìn)。結(jié)合QGI發(fā)現(xiàn)，ALT、AST、TC、TP和Ca等項(xiàng)目需要優(yōu)先提高檢驗(yàn)方法的精密度，而GLU的QGI處于0.80～1.20，需要提高檢驗(yàn)方法的精密度和準(zhǔn)確度。