干濕生化分析儀檢測(cè)電解質(zhì)的可比性研究*

劉 曼，宋志新，陳大鵬

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科/國(guó)家兒童健康與疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心/兒童發(fā)育疾病研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/兒科學(xué)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400010)

電解質(zhì)廣泛分布于細(xì)胞內(nèi)外，機(jī)體維持正常生理功能需要相對(duì)穩(wěn)定的電解質(zhì)水平。此外，電解質(zhì)還參與了人體的新陳代謝過(guò)程，因此，電解質(zhì)對(duì)人類健康有著重要作用。由于受到某些疾病的影響，機(jī)體電解質(zhì)水平會(huì)出現(xiàn)異常，從而導(dǎo)致細(xì)胞外液滲透壓和酸堿度處于失調(diào)狀態(tài)，這對(duì)機(jī)體的健康極為不利。血清電解質(zhì)是目前臨床上最基礎(chǔ)的檢測(cè)項(xiàng)目之一，是臨床急重癥的一項(xiàng)重要生化指標(biāo)，有助于臨床醫(yī)生對(duì)病情做出快速、準(zhǔn)確的判斷，以便做出合理的處理。隨著我國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技的快速發(fā)展，電解質(zhì)檢測(cè)體系越來(lái)越多元化，使得不同的測(cè)定體系在電解質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果方面具有不同的影響。由于Na+、K+、Cl-水平對(duì)疾病的診斷結(jié)果和評(píng)價(jià)預(yù)后效果都具有很大影響，特別是對(duì)于重癥監(jiān)護(hù)室患者和急診科患者[1-2]。為此，本文將參考美國(guó)臨床和實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CLSI)的EP9-A3[3]文件，針對(duì)羅氏Cobas c701型全自動(dòng)生化分析儀和奧森多V5600型全自動(dòng)生化分析儀的電解質(zhì)(Na+、K+、Cl-)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

1 資料與方法

1.1一般資料 選用重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)科檢測(cè)的患者血清標(biāo)本，在標(biāo)本收集時(shí)盡可能選擇高、中、低3種水平的血清且血清標(biāo)本的電解質(zhì)(Na+、K+、Cl-)水平在2臺(tái)儀器的線性范圍內(nèi)，同時(shí)要覆蓋醫(yī)學(xué)決定水平區(qū)域[4]，除去標(biāo)本狀態(tài)為溶血、脂血、黃疸的標(biāo)本，按照CLSL EP9-A3文件規(guī)定每個(gè)項(xiàng)目收集足夠的標(biāo)本量和合適的濃度。

1.2儀器與試劑 瑞士羅氏公司的 Cobas c701 型全自動(dòng)生化分析儀及原裝配套試劑(電解質(zhì)參比液 47229401、電解質(zhì)內(nèi)標(biāo)液 50847201、電解質(zhì)樣本稀釋液 47127401)、校準(zhǔn)品(ISE Standard High 41952201、ISE Standard Low 41951801)和質(zhì)控品(PreciControl ClinChem MultiⅠ41003705、PreciControl ClinChem MultiⅡ41003203)。美國(guó)奧森多公司V5600型全自動(dòng)生化分析儀及配套試劑(K+測(cè)定干片 427182、Cl-測(cè)定干片 273088、Na+測(cè)定干片 517893)、質(zhì)控品(生化通用質(zhì)控品ⅠW8380、生化通用質(zhì)控品ⅡX8382)和校準(zhǔn)品(電解質(zhì)與血脂復(fù)合校準(zhǔn)品 0251)。2個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)本年度均參加國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)臨床檢驗(yàn)中心室間質(zhì)評(píng)，且3次室間質(zhì)評(píng)結(jié)果成績(jī)均為滿意。

1.3方法

1.3.1標(biāo)本檢測(cè) 采集的靜脈血標(biāo)本，4 000 r/min離心8 min后上機(jī)檢測(cè)。檢測(cè)前，對(duì)羅氏Cobas c701型全自動(dòng)生化分析儀(參考系統(tǒng))和奧森多V5600型全自動(dòng)生化分析儀(待測(cè)系統(tǒng))進(jìn)行全面維護(hù)保養(yǎng)，并使用相應(yīng)校準(zhǔn)品進(jìn)行校準(zhǔn)，使2臺(tái)儀器均達(dá)到最佳工作狀態(tài)。按照本實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)質(zhì)控操作程序規(guī)定執(zhí)行每天質(zhì)控，室內(nèi)質(zhì)控通過(guò)后，按照CLSI EP9-A3文件要求，對(duì)每份標(biāo)本各測(cè)定2次，第1次測(cè)量按照從1～8的順序，第2次按照相反的順序再次檢測(cè)，計(jì)算平均值。每天檢測(cè)8份標(biāo)本，持續(xù)檢測(cè)5 d，記錄檢測(cè)結(jié)果。每種方法獲得40個(gè)有效的檢測(cè)結(jié)果，共80個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.3.2數(shù)據(jù)作圖 根據(jù)CLSI EP9-A3文件繪制散點(diǎn)圖與偏差圖，判斷樣本濃度分布規(guī)律及2種檢測(cè)系統(tǒng)各項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果的變化特點(diǎn)。散點(diǎn)圖：X軸為待測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果，Y軸為參考系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果，可顯示測(cè)量值的大致變化趨勢(shì)。偏差圖：包括數(shù)值偏差圖與百分比偏差圖，其中參考系統(tǒng)的測(cè)量值為X軸，參考系統(tǒng)與待測(cè)系統(tǒng)的差值為Y軸。

1.3.3定量分析

1.3.3.2方法比對(duì)與偏倚估計(jì) CLSI EP9-A3文件中介紹偏倚估算包括通過(guò)偏差圖初步估算偏倚和擬合回歸方程估算偏倚。(1)利用偏差圖進(jìn)行偏倚評(píng)估。當(dāng)實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)新的檢測(cè)體系時(shí)，只需要根據(jù)偏差圖進(jìn)行偏倚評(píng)估即可，如果實(shí)驗(yàn)室想要進(jìn)行更深入的研究，可以選擇進(jìn)行線性回歸分析。參照CLSI EP9-A3文件，根據(jù)偏差圖所顯示項(xiàng)目數(shù)據(jù)分布特征，選擇不同方法進(jìn)行偏倚評(píng)估。常見偏差圖數(shù)據(jù)分布特征：①恒定標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。如果2種檢測(cè)方法之間的差值分布服從正態(tài)分布，選擇差值平均值來(lái)估算偏倚；如果差值分布不服從正態(tài)分布，則選擇中間值來(lái)估算初步偏倚。②恒定變異系數(shù)(CV)。如果2種檢測(cè)方法之間的百分比差值分布服從正態(tài)分布，則選擇平均值作為估算的偏倚；如果百分比差值分布不服從正態(tài)分布，則選擇中間值作為初步估算的偏倚。③混合變化(同時(shí)包括SD和CV)。如果2種方法之間差值呈現(xiàn)混合變化，采用排序偏差圖進(jìn)行偏倚計(jì)算。④線性關(guān)系。2種方法差值隨濃度變化呈現(xiàn)線性關(guān)系，可選用合適的回歸分析模型擬合回歸方程估算偏倚。⑤非線性關(guān)系。2種方法差值隨濃度變化成非線性關(guān)系，這種情況超出了EP9-A3文件分析范圍。(2)利用散點(diǎn)圖擬合回歸方程估算偏倚。CLSI EP9-A3文件中介紹的回歸方式有普通線性回歸(OLR)、加權(quán)最小二乘法(WLS)、Deming回歸、P-B(Passing-Bablok)回歸，根據(jù)各項(xiàng)目的數(shù)據(jù)特征，采用最優(yōu)的回歸模型擬合回歸方程。數(shù)據(jù)分布特征常見以下情況：①恒定SD。當(dāng)各檢測(cè)數(shù)值之間的差值變化相對(duì)一致，且相關(guān)系數(shù)(R2)≥0.95，可采用普通線性回歸。②恒定CV。當(dāng)各檢測(cè)數(shù)值之間呈現(xiàn)恒定百分比偏倚變化，可以采用WLS，但是如果出現(xiàn)各數(shù)據(jù)點(diǎn)變化較大的情況，則應(yīng)該選用Deming回歸或者P-B回歸。③混合變化(同時(shí)包括SD和CV)?？梢赃x用Deming回歸或者P-B回歸。④非線性分布。不適用回歸分析，宜采用偏差圖進(jìn)行偏倚分析。根據(jù)所得回歸方程，計(jì)算各項(xiàng)目在醫(yī)學(xué)決定水平處的偏倚，以不超過(guò)1/2美國(guó)臨床實(shí)驗(yàn)室修正法案(CLIA′88)中要求(Na+≤±2、K+≤±0.25、Cl-≤±2.50%)[9]為可接受標(biāo)準(zhǔn)。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 使用Microsoft Excel 2010、SPSS 25.0 和 MedCalc 17.0軟件完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

2 結(jié) 果

2.1離群值檢測(cè)結(jié)果 對(duì)各項(xiàng)目1～40號(hào)標(biāo)本檢測(cè)結(jié)果繪制散點(diǎn)圖和偏差圖，圖示結(jié)果中均顯示無(wú)明顯異常值點(diǎn)。ESD方法定量檢測(cè)離群值的結(jié)果表明亦無(wú)離群值點(diǎn)。

2.2方法比對(duì)與偏移評(píng)估

2.2.1偏差圖分析方法間差值的潛在特征 根據(jù)CLSI EP9-A3文件繪制偏差圖，初步分析各項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果的大致變化趨勢(shì)。偏差圖結(jié)果顯示，羅氏Cobas c701型全自動(dòng)生化分析儀和奧森多V5600型全自動(dòng)生化分析儀系統(tǒng)之間的差值，K+和Na+各數(shù)據(jù)點(diǎn)差值呈現(xiàn)恒定SD變化且相對(duì)一致，Cl-呈現(xiàn)恒定CV變化，但各數(shù)據(jù)點(diǎn)變化較大。繪制圖形見圖1～2。

圖1 2種方法檢測(cè)K+、Na+、Cl-濃度偏倚

2.2.2利用偏差圖進(jìn)行偏倚初步估算 繪制羅氏Cobas c701型全自動(dòng)生化分析儀和奧森多V5600型全自動(dòng)生化分析儀系統(tǒng)間差值頻數(shù)柱狀圖，結(jié)果顯示，K+差值頻數(shù)柱狀圖呈現(xiàn)非正態(tài)分布，Na+和Cl-差值頻數(shù)柱狀圖呈現(xiàn)正態(tài)分布，見圖3，前者可采用差值中位數(shù)評(píng)估偏倚，后者采用差值平均值評(píng)估偏倚。經(jīng)計(jì)算，K+差值中位數(shù)估算偏倚是0.02 mmol/L，Na+和Cl-差值均值估算偏倚分別是1.90 mmol/L和2.11%，各項(xiàng)目根據(jù)偏差圖評(píng)價(jià)偏移均小于1/2 CLIA′88允許總誤差。

圖3 K+、Na+、Cl-差值頻數(shù)柱狀圖

2.2.3擬合回歸方程 相較于使用偏差圖評(píng)估偏倚，線性回歸分析評(píng)估偏倚的覆蓋濃度更加全面。根據(jù)繪制的各項(xiàng)目偏差圖和散點(diǎn)圖，分析確定各項(xiàng)目檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)特征，K+和Na+各數(shù)據(jù)點(diǎn)差值呈現(xiàn)恒定SD且相關(guān)系數(shù)R2≥0.95，故采用OLR回歸分析，Cl-呈現(xiàn)恒定CV變化，但其各數(shù)據(jù)點(diǎn)之間變化較大，因此采用P-B回歸分析[10]。繪制圖形見圖4。

圖4 2種方法檢測(cè)K+、Na+、Cl-散點(diǎn)圖

2.3根據(jù)回歸方程計(jì)算醫(yī)學(xué)決定水平處偏移 2種方法的檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性良好(R2≥0.95)，將醫(yī)學(xué)決定水平分別帶入回歸方程進(jìn)行偏倚計(jì)算，將各偏倚結(jié)果和規(guī)定的判斷標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，各項(xiàng)目偏倚均小于可接受限。見表1。

圖2 2種方法檢測(cè)K+、Na+、Cl-百分比濃度偏倚

表1 醫(yī)學(xué)決定水平處的偏移計(jì)算

3 討 論

在正常情況下，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，但在病理情況下，各種致病因素的作用超過(guò)機(jī)體調(diào)控能力時(shí)，機(jī)體的內(nèi)環(huán)境就會(huì)發(fā)生紊亂，尤其是電解質(zhì)，一旦處于平衡失調(diào)狀態(tài)下，將會(huì)影響組織器官的正常生理功能，如果不及時(shí)糾正，嚴(yán)重則會(huì)危及患者生命。因此，對(duì)電解質(zhì)水平的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，已成為臨床醫(yī)生診斷病情、治療評(píng)估和評(píng)價(jià)預(yù)后的重要依據(jù)。隨著當(dāng)前醫(yī)藥科技的迅速發(fā)展，確保電解質(zhì)檢測(cè)結(jié)果在不同檢測(cè)系統(tǒng)上準(zhǔn)確可比就顯得尤其重要。檢測(cè)系統(tǒng)包括完成一個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目所涉及的操作人員、機(jī)器、環(huán)境、試劑、校準(zhǔn)品、質(zhì)控品、操作程序、保養(yǎng)維修等。實(shí)現(xiàn)同一檢驗(yàn)項(xiàng)目在不同檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)果的可比性，是實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理追求的終極目標(biāo)[11]。

臨床專家在制定和建立醫(yī)學(xué)決定水平和診斷切點(diǎn)的時(shí)候，一般不會(huì)考慮各種檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)結(jié)果的差異，所以不管是通過(guò)哪種檢測(cè)系統(tǒng)得到的結(jié)果，均應(yīng)該準(zhǔn)確可比[12]。檢驗(yàn)結(jié)果溯源性和可比性的具體要求可以查看實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可準(zhǔn)則《ISO/15189醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量和能力的專用要求》[13]，該準(zhǔn)則中提到要想達(dá)到患者血清標(biāo)本檢測(cè)結(jié)果可比和準(zhǔn)確性溯源，方法學(xué)比對(duì)試驗(yàn)是重要的手段[14]。因此，當(dāng)實(shí)驗(yàn)室存在2種以上檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)同一項(xiàng)目時(shí)，應(yīng)定期利用患者血清樣本開展比對(duì)試驗(yàn)，以提高檢測(cè)結(jié)果的可比性和準(zhǔn)確性溯源[15]。根據(jù)CLSI EP9-A3文件的規(guī)定進(jìn)行多種方法比對(duì)和偏倚評(píng)估，從而判斷其臨床可接受性以保證檢驗(yàn)結(jié)果的一致性，若有預(yù)期偏差不能接受的項(xiàng)目，則可以根據(jù)回歸方程適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行系數(shù)調(diào)節(jié)，以確保檢測(cè)結(jié)果的可比性。

同時(shí)，關(guān)于不同檢測(cè)方法的比對(duì)文件也在不斷更新，與EP9-A2文件相比，EP9-A3文件在規(guī)定標(biāo)本數(shù)量、查找離群值方法、估算醫(yī)學(xué)決定水平處的偏倚、選擇回歸模型等方面，均有很大的改動(dòng)[16]。本研究依據(jù)EP9-A3文件，用2種檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)定，對(duì)Na+、K+、Cl-進(jìn)行方法比對(duì)和偏倚性評(píng)估。以CLIA′88的1/2總允許誤差為判斷標(biāo)準(zhǔn)，電解質(zhì)(Na+、K+、Cl-)在醫(yī)學(xué)決定水平處的偏倚均小于判斷標(biāo)準(zhǔn)。綜上所述，干式生化分析儀檢測(cè)電解質(zhì)(Na+、K+、Cl-)與傳統(tǒng)濕化學(xué)分析儀具有較好的一致性，其檢測(cè)結(jié)果具有可比性。