GB/T 6379.4-2006 (ISO 5725.4-1994) “测量方法和结果准确度(正确度和精密度)”第4部分:“确定标准测量方法正确度的基本方法”读书笔记

发布时间:2017-10-02       作者:杨振华       来源:临床实验室        浏览:9895       收藏: 0

摘 要

本部分是本标准系列中与第2部分并列的另一重要部分。在第2部分“确定标准测量方法重复性和再现性的基本方法”中说明了实验室间的协同研究的广泛开展促进精密度(precision)进一步发展为3个类型:重复性、复现性和期间精密度;同时还促进了将偏移分为实验室偏移和测量方法偏移。


ISO 5725.4名称为“确定标准测量方法正确度的基本方法”,与以前的CLSI EP 15介绍的方法相比较,本标准将在第5部分加以介绍。


ISO 5725标准在此部分介绍的评估偏移的方法极其简单。在本部分4.3.2称评定偏移的“实验安排和GB/T6379.2中5.1所述的精密度实验几乎完全相同”。不像EP 15第一版介绍的需按照EP 9进行繁琐的方法比较,EP15第二版进一步说明应和参考方法比较,这对常规医学实验室显然是很困难的。到了第三版才建议改用类似ISO 5725所介绍的方法,与参考物质进行比较。


如同ISO 5725.2一样,它对IVD企业实验室尤为重要,因为它们要向医学实验室提供测量方法(系统)偏移(倚)的数据,此时企业选择多少个实验室(场所)p和测量次数n成为一个重要的问题,本标准将有清楚的叙述。


本次读书报告分为2个部分。

第―部分  测量方法偏移的分类和定义

第二部分  如何评定测量方法偏移和实验室偏移


第一部分包括本标准的如下章节

引言

1 范围

2 术语


引 言

“0.1 ……用两个术语‘正确度’与‘精密度’来描述一种测量方法的准确度……”

这是ISO 5725每个部分引言中首先强调的内容。必须弃用习惯的“准确度”定义,承认ISO对准确度术语的新解释,才能继续阅读和理解ISO 5725的内容。


下面再次显示准确度(正确度和精密度)与误差间关系图:

QQ截图20171101113048.png

“0.2……GB/T 6379.1应与GB/T 6379所有其他部分(包括本部分)结合起来读……”

这是必要的,但也要注意往往两者之间叙述并不一样,这也是本标准的问题之一。


0.3强调了当“……真值已知”或“……知道被测量特性的一个接受参照值……”实验室“……通过将接受参照值和测量方法给出的结果水平进行比较,即可对测量方法的正确度进行评定。正确度通常用偏移来表示。”


“0.4 ……本部分考虑正确度的以下两种度量”

这是本部分的重要内容,即考虑两种正确度的度量:

“a)测量方法的偏移:……为此需进行包含多个实验室的试验……”

但要注意通过ISO 5725.2中5.2.2的解释,也可以是—个实验室中的多个位置(场所) 

“b)实验室偏移:单个实验室的测量能揭示实验室偏移”

在检验界,更恰当的可能是实验室单个测量系统的测量能揭示实验室偏移。


1 范围

文件中列举了1.1到1.6共六项内容,实际上最重要是下面的1.1:

1.1 明确“本部分提供了……估计该测量方法的偏移及实验室偏移的基本方法”


1.2到1.5只是进一步说明上述内容。

1.2 再次重复叙述了ISO 5725.1中类似内容,即:

“1.2所涉及的测量方法,特指对连续量进行测量,并且每次只取一个测量量值作为测试结果的测量方法。”

这是整个ISO 5725导则的基础。也完全符合检验界的实际情况“只取―个测量量值作为测试结果。”


“1.3 为使测量在相同条件下进行,重要的是测量方法的标准化……”

这是理所当然的,所用测量方法没有标准化,很难保证协同研究试验得到满意结果。


1.4 明确了“偏移值是对一种测量方法给出正确(真)值能力的定量估计……”

说明实验室评定偏移就是对测量方法和测量结果正确度的评估。并且是定量的。


1.5 对用于评定偏移试验所用物料的说明,强调了“本部分仅适用于接受参照值可作为约定真值的情形……

标准物料可以是:

a)有证的标准物质;

b)按已知物质的特性试验目的生产的物料(物质/材料);

c)其特性根据另一种测量方法测量,已知偏倚可以忽略不计的物料”

此段叙述中的b)强调了标准物质的“基体”效应;c)则强调标准物质的“互换性”。


1.6 说明“本部分仅考虑在某个时间,对某特定水平的偏移估计的情形……不考虑交互影响……”


2 术语

此处将讨论ISO 5725.1中涉及偏移的术语


2.1 ISO 5725.1(引用ISO 3534.2-1993)和VIM-2012对偏移的定义两个权威术语标准表面上给出了不同的定义。

VIM-2012给出如下定义:

“5.5 测量偏移,measurement bias [VIM 2.18]

简称偏移(bias)

系统测量误差的估计值”


下面是ISO 5725.1引用ISO 3534.2-2006的定义

“3.3.2 

偏倚 bias

测试结果或测量结果的期望和真值之差”

两者定义在文字上有明显不同,实质上并无差异,因为VIM给“系统误差”如下的定义:

“5.4 系统测量误差 systematic measurement error [VIM2.17]

简称系统误差(systematic error)

在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量”


2.2 ISO 5725.1中“测量方法的偏移”“实验室偏移”定义

“3.9 实验室偏倚(laboratory bias)

一个特定的实验室的测试结果的期望和接受参照值之差”

对此定义医学实验室并不陌生,因为医学实验室所指的偏移就是在自己实验室的一个测量系统中通过特定的试验计划而得到的偏移,只是我们不清楚还有与之相对应的测量方法偏移。


“3.10 测量方法偏倚(bias of measurement method)

所有采用该方法的实验室所得测试结果的期望和接受参照值之差”

VIM并无此2定义,可能是因为计量学主要关心的是计量溯源性,而不是测量的实际工作。实验室除了自己评定的实验室偏移外,还希望IVD厂商能提供 “测量方法偏移”。2者区别是“一个特定的实验室”和“所有采用该方法的实验室”。


实际工作中,追求所有实验室的测试结果显然是不可能的。关键的问题是IVD企业应选择适当数量的实验室,使它们测量结果可以合理地表达“所有采用该方法的实验室”所得测试结果的期望和接受参照值之差。成为设计此类协同研究试验时的重要问题。


CLSI EP15-A3只选用3台仪器系统来评定“实验方法偏移”似乎数量少了―些。


—— 第―部分结束 ——


第二部分


包括ISO 5725第4部分的下列章节:

1 “4 根据实验室间试验确定标准测量方法的偏移”

2 “5 标准测量方法单个实验室偏移的确定”

3 “6 给领导小组的报告和领导小组做出的决定”

4 “7 正确度数据的应用”


1 “4 根据实验室间试验确定标准测量方法的偏移”

为了阅读方便,下面仍用原来文件的编码。本章是本标准最重要的部分,包含下列众多的内容:

4.1 统计模型

4.2 对标准物料的要求

4.3 估计测量方法偏移时试验设计方面的考虑

4.4 与GB/T 6379.1及GB/T 6379.2的相互参照

4.5 所需实验室数

4.6 统计评估

4.7 对统计评估结果的解释


4.1 “统计模型,……基本模型中,总平均值m可表示为:

读书笔记-2.jpg

式中:

μ——被测特性的接受参照值

δ——测量方法的偏移

从而模型改写为:

读书笔记-3.jpg

式(2)用于关注δ的情形,其中B为偏移的实验室分量,即测试结果中表示实验室间变异的分量,实验室偏移Δ由公式(3)给出:

读书笔记-4.jpg

于是模型可记为:

读书笔记-5.jpg

式(4)用于关注Δ的情形”


公式4是很重要的模型,按GUM的不确定度扩散率计算测量不确定度公式,上式在合成不确定度时,可得下式:

u(y)= √u2(μ) +u2(Δ)+u2(e)

          = √u2(Rm) +u2(bias)+SD2

此公式是目前使用“自上而下”办法评定测量不确定度的基本公式。


“4.2 对标准物料的要求”

ISO 5725-1994缺点之一就是对同一主题在标准各个部分反复叙述。这些内容重复甚至相互矛盾。例如,4.2内容前面部分中已有不少叙述,此处将重点介绍其特点。


“4.2.1 标准物料的选择”

4.2.1.1 此节内容是本部分特有的,与进行精密度试验不同“标准物料对于标准测量方法,准备应用的水平范围内的每个水平上的特性值(例如浓度含量)应是已知的……标准物料的基体宜与标准测量方法被测物料的基体尽可能接近”

实际工作中不仅是已知,浓度含量还应该是准确的。


4.2.1.2节要求“……备齐足够数量的标准物料,需要有一定量的余量”  


4.2.1.3“……标准物料的特性在全部实验过程中应尽可能的保持稳定……”

并提出在一些特定条件下的处理办法。


4.2.1.4 不考虑“指定值和真值之间有差异”的情况。


“4.2.2 标准物料的检查和分送”

是指在分送样本给各个参与实验室时,常需将大容量的标准物料分装为小包装,为保证此过程可靠和完整,应制定详细的SOP文件,并随机抽取、分装和分送。

还考虑到如测量过程是非破坏性的,则“参与……的每一个实验室,分送同一样品的标准物料是可能的……”但在检验界很少有这种可能。


“4.3估计测量方法偏移时实验设计方面的考虑

4.3.1 实验的目的是估计测量方法的偏移量,并判定在统计上,是否显著……”如果所得的偏移量在统计上是显著的,则要“确定那些根据实验结果以一定的概率未能检测到的最大偏移量”


4.3.2 明确指出,在设计估计测量方法偏移量的试验时“实验安排和GB/T6379.2中5.1所述的精密度实验几乎完全相同,区别仅为:

a)额外要求一个接受参照值

b)参与实验的实验室数量和测试结果数应满足(本部分)4.5中 

     的要求”

这个实验设计与CLSI EP 15-A2完全不同,CLSI设计方法需通过测量方法比较(CLSI EP09-A2)的复杂办法来评定偏移;GB/T6379.4在完成精密度实验同时就可完成偏移的评定。


“4.4与GB/T6379.1及GB/T6379.4的相互参照”

在设计评定偏移量的实验室应参照“GB/T6379.2的第5章和第6章、GB/T6379.1第6章……此时两个标准行文中的‘精密度’及‘重复性和再现性’应由‘正确度’所替代”

看来真的需要将所有有关实验设计、实践和总结的内容重新整理成一个标准,否则阅读太累。


“4.5所需实验室数

所需实验室数及在每个水平所需测试结果数彼此是有关系的。

GB/T6379.1讨论了需用的实验室数。以下是确定实验室数的一个指南。”

此2处似乎都讨论同一回题,即实验室数和所需测试结果数。但是ISO 5725.4这一段对公式推断的叙述比ISO 5725.1中6.3叙述更为简单、清楚、易懂。


“根据试验结果,为能以高概率检测到一事先设定的偏移量,所需的最小试验室数p及测试结果n的最小数应满足以下关系:

读书笔记-6.jpg

式中:

δm  —— 试验者希望能从试验结果选出的事先确定的偏移量;

σR  —— 该测量方法的复现性标准差”

上式中关键数值为求出A值。

“A为p与n的函数,由式(6)给出:

读书笔记-7.jpg

式中:

读书笔记-8.jpg         ”

如期望的偏移量愈小,则A值应该小。A值大小与γ值密切相关,γ为复现性σR和重复性σr的比值。一般说来,测量方法好,期望偏移量小,实验室间标准偏差愈小,γ值接近1,所需实验室数愈少。


“表1给出了A的数值”


QQ截图20171101113201.png



这一段对所需实验室数p和测量数n公式推算的叙述比ISO 5725.1中6.3叙述更为简单清楚易懂。


本节继续说“……理想的情况是实验室数及每个实验室重复的测试数满足式(5),然而基于实际原因,实验室数的选定通常是在可利用资源与需将δm减少至一个满意水平之间的折中”

此段话与ISO 5725.1中6.3叙述一样,下面—段话也与ISO 5725.1一致,即“……多数情形,σR大于σr(即γ大于1),此时每个实验室,每个水平的测试数n大于2并不会比n=2有显著的改进”


在A表上有清楚的表现,仔细观察A表,当γ为2和5时,n为2、3和4时,A变化很小乃至无变化。但注意到γ为1,n不同,A值仍有明显变化。


“4.6 统计评估”

由于测定偏移试验安排基本与ISO 5725.2复现性相同,故“测试结果应按GB/T6379.2叙述的方式处理,特别当检测到有离群值时,采取所有必要的步骤检查其产生的原因,同时对所采用的接受参照值是否合适进行重新评定”


“4.7 对统计评估结果的解释”

4.7.1 精密度检验

暂时省略,因为此处主要考虑偏移。


“4.7.2 标准测量方法偏移的估计值

测量方法偏移的估计值由下式给出:

 读书笔记-9.jpg

其中δ可为正值,也可为负值。

如偏移估计值的绝对值小于和等于不确定度区间长度的一半,则表明偏移不显著”


按此标准介绍的方法来评定实验方法偏移,不仅试验方法简单,计算也很简单。

“测量方法偏移估计值的变异来源于测量过程结果的变异。其大小用它的标准差表示……在精密度值     未知情形,计算公式为:

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还在精密度未知之情形,计算公式为:

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测量方法偏移的定义是指“所有采用该方法的实验室所得测试结果的期望与接受参照值之差”。实际工作中显然做不到“所有的实验室”,人们只能采用一定量的实验室p和一定量的测试次数n,并推导出式(17)。


“该测量方法偏移的一个近似的95%置信区间为:

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其中A由式(6)给出,若σR未知,则用其估计值sR代替;而计算A值时则须借助于γ=sR / sr ”

再次指出γ值大小的影响,在协同研究中,人们应力求γ值小。


2 “5 标准测量方法单个验室偏移的确定”

为了阅读方便,下面仍用原来文件的编码。本章是本标准最重要的部分,包含下列众多的内容:

“5.1 试验的实施

5.2 与GB/T 6379.1和GB/T 6379.2的相互参照

5.3 测试结果数

5.4 标准物料的选择 

5.5 统计分析”


“5.1 试验的实施

……试验的安排与GB/T 6379.2所述的精密度试验中每一个实验室需进行的测量一致,除对单个实验室的限制外,唯一实质性的差别是需要一个接受参照值……”

此节中有价值的是下面一段“如果标准测量方法的重复性较差,想以较高的(不)精(密)度估计实验室偏移是不实际的”


“5.2  GB/T 6379.1和GB/T 6379.2的相互参照”

与4.4内容基本—致“应将两个标准行文中的精密度及重复性和再现性由正确度所替代”。此外添加“由于GB/T6379.4中的实验室数p此时等于1,可将执行负责人和测量负责人这两个角色由一个人担任”


“5.3  测试结果数

实验室偏移估计值的不确定度依赖测量方法的重复性以及所获得的测试结果数。为使实验结果能以高概率检测到一个事先确定的偏移量,测试结果数n应满足以下的关系:

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式中:

Δm —— 事先确定的实验者希望从试验结果能检测到的实验室偏移

量:

 σr —— 测量方法的重复性标准差,而

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上述公式和第4章4.5中公式(5)有相似之处,可参阅之。总之,要得到理想的实验方法偏移,首先要有理想的测量方法的重复性标准差,其次才考虑测量次数n。


“5.4  标准物料的选择

当使用标准物料时,4.2.1的要求此时也适用”


“5.5  统计分析

5.5.1 实验室内标准差的检验”

此处暂时省略。


“5.5.2  实验室偏移的估计

实验室偏移Δ的估计值Δ由下式给出:

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实验室偏移估计值的变异来源于测量过程结果的变异,可用它的标准差表示。在重复性标准差已知情形,计算公式为:

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而在重复性标准差未知情形,计算公式为:

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实验室偏移的95%置信区间可计算为:

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其中由Aw(20)式给出,如果σr 未知,则用其估计值sr 代替。

如果置信区间包含0,则实验室偏移在置信水平5%以下不显著;否则偏移显著”


3 “6 给领导小组的报告和领导小组作出的决定”

为了阅读方便,下面仍用原来文件的编码。包含下列内容:

6.1  统计专家的报告

6.2  领导小组采取的决定


“6.1  统计专家的报告

完成统计分析后,统计专家应向领导小组提交一份报告,报告应包括以下内容:

a)充分叙述从操作员和(或)测量负责人处了解到的对标准测

      量方法的意见

b)充分叙述被剔除的离群实验室及剔除的理由

c)充分叙述所发现的每一个歧离值和(或)统计离群值,并说

      明它们是否已经得到解释、更正或剔除

d)包括均值和精密度度量的最终结果表

e)关于标准测量方法相对于所采用的接受参照值的偏移是否显

      著的说明,如偏移显著应该对每个水平报告偏移的估计值”


“6.2 领导小组采取的决定

领导小组应讨论统计专家的报告,并对下列问题作出决定:

a)测试结果是是否一致? 若显著不一致,是否由于对标准测量

      方法的不恰当的描述而引起的?

b)被剔除的离群实验室应采取什么措施?

c)一群实验室的测试结果和(或)操作员和执行负责人的意

见,是否能说明需要改进标准测量方法?如果需要,应该建议哪些方面?

d)准确度实验的结果能证实该测量方法可接受为标准测量方法

      吗?公布前应采取什么措施”


4 “7 正确度数据在应用”

这是GB/T 6379.1第7章的要求和内容,将在以后讨论。


—— 读书笔记结束 ——


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