基于Westgard西格瑪規(guī)則的臨床生化項(xiàng)目性能改進(jìn)方法研究

劉晶，劉旭，商希鵬，劉運(yùn)德

（1.天津醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)學(xué)院，天津 300203；2.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗(yàn)科，天津 300381）

臨床生化實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)檢驗(yàn)科50余項(xiàng)定量檢驗(yàn) 項(xiàng)目，為臨床科室的疾病診斷提供重要依據(jù)。臨床生化實(shí)驗(yàn)室需要高效有序的完成大量臨床樣本檢測(cè)工作，檢測(cè)項(xiàng)目的性能水平是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是ISO15189：2012文件對(duì)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量和能力的認(rèn)證要求[1]。西格瑪度量值（σ值）是定量描述實(shí)驗(yàn)室分析性能的指標(biāo)之一，Nevalainen最早提出用σ水平來(lái)量化實(shí)驗(yàn)室差錯(cuò)或缺陷率，6σ表示世界一流水平，3σ作為可接受水平界限[2]。2014年，有學(xué)者提出將經(jīng)典的Westgard質(zhì)控規(guī)則與6σ結(jié)合，形成Westgard西格瑪規(guī)則，可針對(duì)性的根據(jù)項(xiàng)目性能水平選擇個(gè)性化的質(zhì)控規(guī)則[3]。質(zhì)量目標(biāo)指數(shù)（QGI）是評(píng)價(jià)偏差與精密度相對(duì)不足的指標(biāo)，以分析檢測(cè)項(xiàng)目性能不佳的原因。本文首先計(jì)算σ值，對(duì)實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)目檢測(cè)性能水平進(jìn)行評(píng)估并選擇質(zhì)控策略，然后針對(duì)不符合質(zhì)量管理要求的項(xiàng)目，計(jì)算分析其QGI，進(jìn)一步明確項(xiàng)目性能不佳的原因，從而為改進(jìn)項(xiàng)目性能水平提供針對(duì)性指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 本實(shí)驗(yàn)室使用美國(guó)Abbott c16000全自動(dòng)生化分析儀，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）進(jìn)行日常操作及保養(yǎng)維護(hù)。本文研究所涉及的22個(gè)項(xiàng)目，包括鉀（K）、鈉（Na）、氯（Cl）、血糖（GLU）、尿素（Urea）、肌酐（Cr）、尿酸（UA）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）、γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶（GGT）、堿性磷酸酶（ALP）、肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、α-羥丁酸脫氫酶（HBDH）、鈣（Ca）、磷（P）、總膽固醇（CHOL）、甘油三酯（TG）、鎂（Mg）、淀粉酶（Amy），其中K、Na、Cl、Urea、ALT、AST、GGT、ALP、CK、LDH、Ca、CHOL、Amy試劑及校準(zhǔn)品為美國(guó)Abbott公司生產(chǎn)；TP、ALB、HBDH、Mg、P試劑及校準(zhǔn)品為中生北控生物科技有限公司生產(chǎn)；GLU、Cr、UA、TG試劑及校準(zhǔn)品為日本積水醫(yī)療株式會(huì)社生產(chǎn)。

1.2 方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集 室內(nèi)質(zhì)量控制（internal quality control，IQC）樣本來(lái)源于美國(guó)伯樂(lè)公司，選用兩個(gè)濃度水平，低濃度（Level1，批號(hào)：45801）和高濃度（Level3，批號(hào)：45803）。統(tǒng)計(jì)本實(shí)驗(yàn)室2019年1月—12月生化室內(nèi)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算改進(jìn)前各項(xiàng)目變異系數(shù)（CV）；統(tǒng)計(jì)2020年1月—6月室內(nèi)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，計(jì)算改進(jìn)后的各項(xiàng)目CV。室間質(zhì)量評(píng)價(jià)（external quality assessment，EQA）樣本由國(guó)家衛(wèi)生健康委臨床檢驗(yàn)中心提供。EQA活動(dòng)每年進(jìn)行3次常規(guī)生化項(xiàng)目檢測(cè)，每次EQA活動(dòng)5個(gè)樣品，所有22個(gè)項(xiàng)目均包含其中。統(tǒng)計(jì)2019年度室間質(zhì)量評(píng)價(jià)報(bào)告結(jié)果，計(jì)算Bias。

1.2.2 計(jì)算σ值 σ值由下列公式計(jì)算：σ=[（TEa-|Bias|）/CV]，求得低濃度水平和高濃度水平的σ值。TEa來(lái)源于我國(guó)衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/T403-2012和全國(guó)臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[4]；CV來(lái)源于每月室內(nèi)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)，每月CV=標(biāo)準(zhǔn)差/靶值，將每月CV累積后求算數(shù)平均CV，分別求得兩個(gè)濃度水平的平均CV；Bias來(lái)源于室間質(zhì)評(píng)報(bào)告，Bias=（測(cè)量值-靶值）/靶值。3次EQA活動(dòng)的15個(gè)樣本的偏倚絕對(duì)值的算數(shù)平均值作為該項(xiàng)目的偏倚評(píng)估。

1.2.3 繪制西格瑪性能驗(yàn)證圖 登錄檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)信息網(wǎng)，點(diǎn)擊“標(biāo)準(zhǔn)化西格瑪性能驗(yàn)證圖”，輸入項(xiàng)目、CV、Bias，生成西格瑪性能驗(yàn)證圖。圖中橫坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化CV%（CV/TEa），縱坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化Bias%（Bias/TEa）。圖中斜線劃分的區(qū)域從右到左依次代表σ＜2（不可接受）；2≤σ＜3（欠佳）；3≤σ＜4（臨界）；4≤σ＜5（良好）；5≤σ＜6（優(yōu)秀）；σ≥6（世界一流）。

1.2.4 計(jì)算QGI指數(shù) 公式如下：QGI=Bias/（1.5×CV）。QGI指數(shù)可指示項(xiàng)目性能質(zhì)量不佳的原因。QGI＜0.8表示該項(xiàng)目的精密度有待提高，0.8≤QGI≤1.2說(shuō)明該項(xiàng)目的準(zhǔn)確度和精密度需同時(shí)提高，QGI＞1.2表示該項(xiàng)目的準(zhǔn)確度有待提高[5]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布兩組數(shù)據(jù)之間的比較采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 根據(jù)σ值分析22個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目 計(jì)算結(jié)果如表1所示，低濃度水平σ≥6的項(xiàng)目有5項(xiàng)，占比22.7%，分別是AST、CK、HBDH、CHOL、Amy；4≤σ＜6的項(xiàng)目有7項(xiàng)，占比31.8%，分別是LDH、TG、Na、Cl、GLU、UA、Mg；3≤σ＜4的項(xiàng)目有5項(xiàng)，占比22.7%，分別是K、Cr、ALT、Ca、P；σ＜3的項(xiàng)目有5項(xiàng)，占比22.7%，分別是Urea、TP、ALB、GGT、ALP。高濃度水平σ≥6的項(xiàng)目12項(xiàng)，占比54.5%，分別是Cr、UA、ALT、AST、CK、LDH、HBDH、P、CHOL、TG、Mg、Amy；4≤σ＜6的項(xiàng)目3項(xiàng)，占比13.6%，分別是K、ALP、GLU；3≤σ＜4的項(xiàng)目有4項(xiàng)，占比18.2%，分別是Na、Cl、Urea、Ca；σ＜3的項(xiàng)目3項(xiàng)，占比13.6%，分別是TP、ALB、GGT。由此可見(jiàn)，AST、CK、HBDH、CHOL、Amy 5個(gè)項(xiàng)目在兩個(gè)濃度水平上表現(xiàn)卓越；Urea、ALB性能較差；TP、GGT、ALP不 可 接 受；Urea、ALB、TP、GGT、ALP存在嚴(yán)重質(zhì)量缺陷。如圖1所示，兩個(gè)濃度水平的西格瑪性能驗(yàn)證圖上顯示了每個(gè)項(xiàng)目所處的性能水平。

圖1 西格瑪性能驗(yàn)證圖Fig 1 Sigma verification of performance chart

表1 22個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的性能指標(biāo)Tab 1 Performance indications of 22 test items

2.2 根據(jù)σ選擇質(zhì)控策略 表2和表3根據(jù)檢測(cè)項(xiàng)目的性能水平，明確了實(shí)驗(yàn)室需采用的質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控物個(gè)數(shù)。由表2和表3可以看出，σ≥6的項(xiàng)目，需采用一個(gè)質(zhì)控規(guī)則，即13S，且每天做1次兩個(gè)水平質(zhì)控；5≤σ<6的項(xiàng)目，需采用多規(guī)則13s/22s/R4s，且每天做1次兩個(gè)水平質(zhì)控；4≤σ<5的項(xiàng)目，需采用多規(guī)則13s/22s/R4s/41s，每天做兩次兩個(gè)水平質(zhì)控；3≤σ<4的項(xiàng)目，需采用多規(guī)則13s/22s/R4s/41s/8χ，每天做4次兩個(gè)水平質(zhì)控；σ<3的項(xiàng)目，應(yīng)先查找原因，無(wú)更嚴(yán)格的質(zhì)控規(guī)則。以下針對(duì)不符合質(zhì)量管理要求的項(xiàng)目，通過(guò)計(jì)算分析QGI指數(shù)，明確項(xiàng)目性能質(zhì)量不佳的原因。

表2 低濃度水平σ及相應(yīng)質(zhì)控規(guī)則Tab 2 σ value and quality control rules of low concentration level

表3 高濃度水平σ值及相應(yīng)質(zhì)控規(guī)則Tab 3 σ value and quality control rules of high concentration level

2.3 QGI指數(shù)分析 表4列出了σ<4的項(xiàng)目QGI指數(shù)結(jié)果，可以看出K、ALB、GGT需提高準(zhǔn)確度；Na、Cl、Urea、Cr、ALT、Ca、P需提高精密度；TP、ALP準(zhǔn)確度和精密度均需提高。

表4 QGI指數(shù)與改進(jìn)方向Tab 4 QGI index and improving direction

2.4 改進(jìn)后的檢測(cè)項(xiàng)目σ對(duì)比結(jié)果K、Na、Cl、高濃度GGT、高濃度ALP、高濃度P的σ均提高至σ＞4性能狀態(tài)良好的水平，低濃度水平不可接受的項(xiàng)目已全部消除。改進(jìn)后檢測(cè)項(xiàng)目的σ顯著提高，經(jīng)配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)圖2。

圖2 改進(jìn)前與改進(jìn)后σ對(duì)比Fig 2 Comparison of σ value before and after improvement

3 討論

本文基于臨床生化實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控報(bào)告，首先對(duì)臨床生化22個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的σ進(jìn)行了計(jì)算，并繪制了標(biāo)準(zhǔn)西格瑪性能驗(yàn)證圖，根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目所處性能水平選擇出了合理的個(gè)性化質(zhì)控規(guī)則，然后對(duì)σ＜4性能有待改進(jìn)的項(xiàng)目進(jìn)行QGI分析，找出導(dǎo)致性能不佳的根本原因，為進(jìn)一步提出針對(duì)性的改進(jìn)措施提供指導(dǎo)。

長(zhǎng)期以來(lái)，本實(shí)驗(yàn)室采用相同的質(zhì)控規(guī)則來(lái)判斷不同項(xiàng)目是否失控，事實(shí)上，這種“一刀切”的質(zhì)控策略會(huì)增加假失控概率、降低誤差檢出概率[8]。Westgard西格瑪規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)在于根據(jù)實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)的σ水平，提出針對(duì)性的質(zhì)控規(guī)則及質(zhì)控物個(gè)數(shù)。σ值越大，質(zhì)控規(guī)則越少，σ值越小，質(zhì)控規(guī)則越多。隨著σ值的下降，需要增加質(zhì)控規(guī)則及質(zhì)控?cái)?shù)量[9]。根據(jù)表2、3顯示，σ＜6的項(xiàng)目應(yīng)選擇更嚴(yán)格的質(zhì)控規(guī)則，提高誤差檢出概率，保證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度；對(duì)于AST、CK、HBDH、CHOL、Amy等σ≥6的項(xiàng)目?jī)H選擇13s單質(zhì)控規(guī)則即可，降低假失控概率，在滿足質(zhì)量要求的前提下，使實(shí)驗(yàn)室降低成本提高效率。

QGI分析是提高檢測(cè)項(xiàng)目性能水平的有效方法，對(duì)σ＜4的項(xiàng)目進(jìn)行QGI分析有助于實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，了解性能不佳的具體原因。本研究中，TP、ALP需同時(shí)提高精密度和準(zhǔn)確度，筆者首先進(jìn)行了檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度和精密度驗(yàn)證，然后縮短校準(zhǔn)周期和試劑在機(jī)時(shí)間。K、ALB、GGT需提高準(zhǔn)確度，因此筆者增加了試劑批號(hào)更換的比對(duì)試驗(yàn)，避免因試劑批間差影響項(xiàng)目的準(zhǔn)確度。Na、Cl、Urea、Cr、ALT、Ca、P需提高精密度，因此本研究加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)人員技術(shù)培訓(xùn)，嚴(yán)格執(zhí)行儀器操作程序并定期進(jìn)行維護(hù)及校準(zhǔn)，安裝了實(shí)驗(yàn)室溫濕度監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)以保證環(huán)境、儀器、試劑的穩(wěn)定性。值得注意的是，質(zhì)控品的穩(wěn)定性是保證室內(nèi)質(zhì)量控制的關(guān)鍵，質(zhì)控品的冷凍、復(fù)融、分裝工作應(yīng)由固定人員操作，注意避光環(huán)境，合理制定室內(nèi)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程。

自2020年1月起，實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始實(shí)施相應(yīng)質(zhì)控規(guī)則和改進(jìn)措施。筆者對(duì)性能欠佳的項(xiàng)目在實(shí)施相應(yīng)質(zhì)控規(guī)則和改進(jìn)措施前后的σ值進(jìn)行了對(duì)比，如圖2所示，性能欠佳的項(xiàng)目σ值平均提高43.8%，σ<2的不可接受的項(xiàng)目已消除，改進(jìn)后各項(xiàng)目σ顯著提高，經(jīng)配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），表明筆者基于σ和QGI分析的質(zhì)控規(guī)則和改進(jìn)措施可以有效提高生化項(xiàng)目檢測(cè)性能水平。

綜上所述，建議在實(shí)驗(yàn)室的日常分析工作中，逐步推廣西格瑪性能驗(yàn)證圖、Westgard西格瑪規(guī)則及QGI分析，以進(jìn)一步提高檢驗(yàn)質(zhì)量，降低檢驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生誤差的概率，指導(dǎo)檢驗(yàn)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)。