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The establishment of Internal Quality Control System for Quantitative Measurement in Clinical Laboratory
Abstract
This article introduce the establishment of internal quality control system for quantitative measurement in clinical laboratory， including the purpose of statistical quality control for quantitative measurements， preparation of before performing internal quality control system， step-by-step procedures for setting up and maintaining a statistical quality control program， and the management of internal quality control data. The paper will provide the guideline for performing the internal quality control for quantitative measurement in clinical laboratory.
Key words： Quality control， Control rules； Power function graph； Operational process specifications
临床实验室要获得可靠的测定结果，需要建立一个全面的质量管理体系。在全面质量管理体系中，实验室内质量控制（以下简称室内质控）是一个重要的环节。它控制着自吸取样本至获得测定结果并对结果进行分析的整个测定过程，是保证高质量操作的必要措施，向患者提供报告的所有定量测定项目的实验室必须开展室内质控。
本文的内容包括建立室内质控的目的，开展质控前应进行的准备工作，质控方法的设计，开展室内质控的具体操作方法及质控数据的管理等。本文可做为临床实验室对定量分析项目开展室内质控时的操作指南。
一、室内质控的目的
室内质控是由实验室的工作人员采用一系列统计学的方法，连续地评价本实验室测定工作的可靠程度，判断检验报告是否可发出的过程。室内质控的目的是检测、控制本实验室测定工作的精密度，并检测其准确度的改变，提高常规测定工作的批间、批内标本检测结果的一致性。
二、开展室内质控前的准备工作
（一）培训实验室工作人员
在开展质控前，每个实验室工作人员都应对质控的重要性、基础知识、一般方法有较充分的了解，并在质控的实际过程中不断进行培训提高，在实际工作中培养一些质控工作的技术骨干。
（二） 建立标准操作规程
实施质控需要有一套完整的标准操作规程文件（SOP）做保障。例如仪器的使用、维护操作规程，试剂、质控品、校准品等的使用操作规程等。所有临床实验室都应建立一套较完整的SOP。
（三）仪器的检定与校准
对所用分光光度计、量具要定期进行计量检定。对测定临床样本的仪器要按一定要求进行校准，校准时要选择合适的（配套的）标准品；如有可能，校准品应能溯源到参考方法或/和参考物质；对不同的分析项目要根据其特性确立各自的校准频度。
（四）质控品的选择
质控品是保证质控工作的重要物质基础。根据质控品物理性状可有冻干质控品、液体质控品和混合物等；根据有无测定值可有定值质控品和非定值质控品。实验室可根据各自的情况选用以上任何一种质控品作为室内质控品。但做为较理想的质控品至少应具备以下一些特性（以临床化学质控品为例）：
（1）人血清基质，分布均匀；
（2）无传染性；
（3）添加剂和调制物的数量少；
（4）瓶间变异小；
（5）冻干品其复溶后稳定，2-8℃时不少于24小时，-20℃时不少于20天；某些不稳定成分（如胆红素、ALP等）在复溶后前4小时的变异应小于2％；
（6）到实验室后的有效期应在1年以上。
（五）质控品的正确使用与保存
在使用和保管质控品时应注意以下几个方面：
严格按质控品说明书操作；
冻干质控品的复溶要确保所用溶剂的质量；
冻干质控品复溶时所加溶剂的量要准确，并尽量保持每次加入量的一致性；
冻干质控品复溶时应轻轻摇匀，使内容物完全溶解，切忌剧烈振摇；
质控品应严格按使用说明书规定的方法保存，不使用超过保质期的质控品；
质控品要在与患者标本同样测定条件下进行测定。
三、 室内质控方法的设计
各临床实验室可根据各自的情况及测定项目的不同选用不同的室内质控方法。
（一）功效函数图法[1，2]
功效函数图（Power function graph）为分析批失控概率（误差检出概率和假失控概率）与该批发生随机或系统误差大小关系的图，即表示统计功效与分析误差大小（临界随机误差△RE和临界系统误差△SE）的关系。在临床实验室难以进行这种特性的实验研究，因为必须控制许多变量。然而，计算机模拟研究就很容易地获得这种信息，所建立的研究模型包括所考虑的因素及变量。利用功效函数图可以评价不同质控方法的性能特征和设计质控方法，同时功效函数图也是建立操作过程规范（Operational Process Specifications ， 简称OPSpecs）图的基础。
1．确定质量目标
这是设计质控方法的起点。质量目标可以用总允许误差（TEa）的形式表示。目前中国尚未确立各项目的总允许误差。美国和欧州分别提出了各项目的可接受的允许误差范围，如各实验室不能自行确定各项目的TEa时，可暂时参考美国临床实验室改进修改法案（CLIA’88 ）能力验证检验（PT）的评价限（见附录1），将来有必要根据中国的实际情况，制定出我国临床检验定量测定项目的TEa。
2．评价分析方法
对本实验室定量测定的项目逐一进行评价，确定每一项目的不精密度（用CV％表示）和不准确度（用bias％表示）。
3．计算临界系统误差
临界系统误差△SEc = [（TEa - |bias| ） / s ] - 1.65）
4．绘制功效函数图
功效函数图描述了控制方法的统计”功效”，其中Y轴为误差检出概率Ped， X轴为临界误差大小。在图中，Ped作为控制测定值个数N和检出分析误差大小的函数，Y轴的截距则为假失控概率Pfr。功效函数作为一种函数，可以认为其自变量为△SEc和N或△REc和N， 其中的N为控制值的测定个数（ 同一控制物的重复测定次数或同一批内不同控制物测定结果的总数），而误差检出概率Ped则为其应变量。功效函数图就是该函数在笛卡尔坐标上的轨迹，Y轴上的截距则为其假失控概率Pfr。功效函数图的绘制比较复杂，可利用计算机模拟程序进行绘制。卫生部临床检验中心王治国主持开发的质量控制计算机模拟程序（QCCS）和QC Easy可绘制不同质控方法的功效函数图。
5．评价质控方法的性能特征
质控方法的性能特征包括误差检出概率和假失控概率评价。通常误 差检出概率达90％以上，而假失控概率在5％以下就可满足一般临床实验室的要求。
6．选择质控规则及测定质控结果个数
根据评价的结果，选择的质控方法既要有高的误差检出概率和低的假失控概率，又要简单、方便计算。
（二）质控选择和设计表格[3]
对采用上述设计方法比较困难的实验室也可采用质控选择和设计表格来进行质控方法的设计。
1.确定质量目标（同上）
2.评价分析方法（同上）
3.计算临界系统误差（同上）
4.将”稳定性”分为”良好”、”中等”、”差”等级。使用你自己的最佳判断。如果是”良好”则认为方法几乎没有问题；”差”则认为方法经常出现问题，”中等”则是处于两者之间。
5.决定使用哪一个质控选择表格用作选择质控方法（见表1和2）。
6.利用△SEc值作为表格的行。
7.利用你判断的稳定性作为表格的列。
8.查出表格的质控规则和质控结果个数。
9.使用功效函数图来验证其性能。
10.选择最终需要执行的质控规则和质控结果个数。
（三）操作过程规范（OPSpecs）图法
操作过程规范（OPSpecs）一词是Operational Process Specifications的缩写，指的是实验室测定工作的操作过程要求。此法为Westgard近年提出的一种图示法，是测定方法的不精密度、不准确度和已知质量保证水平达到规定质量要求需要采用的质控方法之间的一种线条图。应用OPSpecs图可简化设计质控方法的过程。只要将测定方法的不精密度和不准确度标记在OPSpecs图上，就能直接查出选择的质控方法保证质量水平的能力。
1.确定质量目标（同上）
2.评价分析方法（同上）
3.绘制OPSpecs图
根据各项目的TEa、不精密度、不准确度，画出OPSpecs图。可使用本作者开发的”QC Easy”计算机软件用计算机绘制。从OPSpecs图上可获得达到质量目标时所需采用的质控方法的信息（包括质控规则、测定质控结果的个数、质控方法的性能特征等）。
4.评价质控方法的性能特征
质控方法的性能特征包括误差检出概率和假失控概率评价。通常误差检出概率达90％以上，而假失控概率在5％以下就可满足一般临床实验室的要求。
5.选择质控规则
质控规则是解释质控数据和判断分析批控制状态的标准。以符号 AL
表示，其中A是测定质控标本数或超过质控限（L）的质控测定值的个数，L是质控界限。当质控测定值满足规则要求的条件时，则判断该分析批违背此规则。可从OPSpecs图上得到适合的质控规则。
6.确定测定质控结果个数
根据OPSpecs图给出的信息确定各项目测定质控结果的个数。
有关OPSpecs图设计方法的原理参见本作者有关文章。
（四）室内质控品浓度水平
在选择质控品浓度水平这个数问题上，我们建议三级医院的临床实验室，定量测定每批（不超过24小时）至少使用两个浓度水平的质控品。
二级、一级医院临床实验室，定量测定每批（不超过24小时）至少使用一个浓度水平（医学决定性水平）的质控品。
四、室内质控的实际操作
（一）设定质控图的中心线（均值）
1.稳定性较长的质控品
在开始室内质控时，首先要建立质控图的中心线（均值）。各实验室应对新批号的质控品的各个测定项目自行确定均值。均值必须在实验室内使用自己现行的测定方法进行确定。定值质控品的标定值只能做为确定中心线（均值）的参考。
（1） 暂定中心线（均值）的确定
为了确定中心线，新批号的质控品应与当前使用的质控品一起进行测定。根据20或更多独立批获得的至少20次质控测定结果，对数据进行离群值检验（剔除超过3s外的数据），计算出平均数，作为暂定中心线（均值）。
以此暂定中心线（均值）作为下一个月室内质控图的中心线（均值）进行室内质控；一个月结束后，将该月的在控结果与前20个质控测定结果汇集在一起，计算累积平均数（第一个月），以此累积的平均数做为下一个月质控图的中心线（均值）。
重复上述操作过程，连续三至五个月。
（2） 常规中心线（均值）的建立
以最初20个数据和三至五个月在控数据汇集的所有数据计算的累积平均数作为质控品有效期内的常规中心线（均值），并以此作为以后室内质控图的中心线（平均数）。对个别在有效期内浓度水平不断变化的项目，则需不断调整中心线（均值）。
2.稳定性较短的质控品
在3~4天内，每天分析每水平质控品3~4瓶，每瓶进行2~3次重复。 收集数据后，计算平均数、标准差和变异系数。对数据进行离群值检验（剔除超过3s的数据）。如果发现离群值，需重新计算余下数据的平均数和标准差。以此均值作为质控图的中心线（均值）。
（二）设定质控界限
对新批号质控品应确定质控限，质控限通常以标准差倍数表示。
1．稳定性较长的质控品
（1）暂定标准差的设定
为了确定标准差，新批号的质控品应与当前使用的质控品一起进行测定。根据20或更多独立批获得的至少20次质控测定结果，对数据进行离群值检验（剔除超过3s外的数据），计算出标准差，并作为暂定标准差。
以此暂定标准差作为下一个月室内质控图的标准差进行室内质控；一个月结束后，将该月的在控结果与前20次质控测定结果汇集在一起，计算累积标准差（第一个月），以此累积的标准差作为下一个月质控图的标准差。
重复上述操作过程，连续三至五个月。
（2）常用标准差的设定
以最初20次质控测定结果和三至五个月在控质控结果汇集的所有数据计算的累积标准差作为质控品有效期内的常用标准差，并以此作为以后室内质控图的标准差。
2．稳定性较短的质控品
至于标准差，你使用的数据量越大，其标准差估计值将更好。由于这个原因，我们并未推荐使用4.2.1中的重复数据来建立新的标准差。而是采用以前变异系数（CV）来估计新的标准差。
以前的标准差是几个月数据的简单平均或甚至是累积的标准差。这就考虑了检测过程中更多的变异。标准差等于4. 2 .1的平均数乘以以前变异系数（CV）。
3．质控限的设定
质控限通常是以标准差的倍数表示。临床实验室不同定量测定项目的质控限的设定要根据其采用的质控规则来决定。
（三）特殊情况的处理（Grubbs法）
对于某些不是每天开展的项目、有效期较短的试剂盒的项目，用上述方法计算获得平均数和标准差有很大的难度。采用Grubbs法，只需连续测定3次，即可对第3次检验结果进行检验和控制。
具体计算方法如下：
（1）将测定结果（至少3次）从小到大排序，求出最大值和最小值，并计算出的平均值（ ）和标准差（s）。
（2）计算SI上限值和SI下限值：
G上限 = （x最大值– ）/s
G下限 = （ –x最小值） / s
（3）查表3，将G上限 和 G下限 与G（a，n）值表中的数值进行比较。
当G上限和G下限 值〈 G（0.05，n） 时，表示处于控制范围之内，可以继续进行测定，并重复以上计算；当G上限 和 G下限 有一值处于G（0.05，n） 和 G（0.01，n） 值之间时，说明该值在2s ~ 3s范围，处于”警告”状态；当G上限 和 G下限 有一值 〉G（0.01，n） 时，说明该值已在3s范围之外，属”失控”。数字处于”警告”和”失控”状态应舍去，重新测定该项质控品和病人样本。舍去的只是失控的这次数值，其它次测定值仍可继续使用。
当检测的数据超过20个以后，可转入使用常规的质控方法进行质控。
（四）更换质控品
拟更换新批号的质控品时，应在”旧”批号质控品使用结束前，将新批号质控品与”旧”批号质控品同时进行测定，重复4.1和4.2的过程，设立新质控图的中心线（均值）和质控限。
（五）绘制质控图及记录质控结果
根据质控品的均值和质控限绘制Levey-Jennings控制图（单一浓度水平），或将不同浓度水平绘制在同一图上的Z-分数图，或Youden图。将原始质控结果记录在质控图表上。保留打印的原始质控记录。
（六）质控方法（规则）的应用
将设计的质控规则应用于质控数据，判断每一分析批是在控还是失控。
（七）失控情况处理及原因分析
1．失控情况处理
操作者在测定质控时，如发现质控数据违背了质控规则，应填写失控报告单，上交专业室主管（组长），由专业室主管（组长）做出是否发出与测定质控品相关的那批患者标本检验报告的决定。
2．失控原因分析
失控信号的出现受多种因素的影响，这些因素包括操作上的失误、试剂、校准物、质控品的失效，仪器维护不良以及采用的质控规则、质控限范围、一次测定的质控标本数等。失控信号一旦出现就意味着与测定质控品相关的那批患者标本报告可能作废。此时，首先要尽量查明导致产生失控信号的原因，然后再随机挑选出一定比例（例如5％或10％）的患者标本进行重新测定，最后根据既定标准判断先前测定结果是否可接受，对失控做出恰当的判断。对判断为真失控的情况，应该在重做质控结果在控以后，对相应的所有失控患者标本进行重新测定。如失控信号被判断为假失控时，常规测定报告可以按原先测定结果发出，不必重做。
当得到失控信号时，可以采用如下步骤去寻找原因：
（1）立即重测定同一质控品。此步是主要是用以查明人为误差，每一步都认真仔细得操作，以查明质控的原因；另外，这一步还可以查出偶然误差，如是偶然误差，则重测的结果应在允许范围内（在控）。如果重测结果仍不在允许范围，则可以进行下一步操作。
（2）新开一瓶质控品，重测失控项目。如果新开的质控血清结果正常，那么原来那瓶质控血清可能过期或在室温放置时间过长而变质，或者被污染。如果结果仍不在允许范围，则进行下一步。
（3）进行仪器维护，重测失控项目。检查仪器状态，查明光源是否需要更换，比色杯是否需要清洗或更换？对仪器进行清洗等维护。另外还要检查试剂，此时可更换试剂以查明原因。如果结果仍不在允许范围，则进行下一步。
（4）重新校准，重测失控项目。用新的校准液校准仪器，排除校准液的原因。
（5）请专家帮助。如果前五步都未能得到在控结果，那可能是仪器或试剂的原因，只有和仪器或试剂厂家联系请求他们的技术支援了。
五、室内质控数据的管理
（一）每月室内质控数据统计处理
每个月的月末，应对当月的所有质控数据进行汇总和统计处理，计算的内容至少应包括：
（1）当月每个测定项目原始质控数据的平均数、标准差和变异系数。
（2）当月每个测定项目除外失控数据后的平均数、标准差和变异系数。
（3）当月及以前每个测定项目所有质控数据的累积平均数、标准差和变异系数。
（二）每月室内质控数据的保存
每个月的月末，应将当月的所有质控数据汇总整理后存档保存，存档的质控数据包括：
（1）当月所有项目原始质控数据。
（2）当月所有项目质控数据的质控图。
（3）4.1项内所有计算的数据（包括平均数、标准差、变异系数及累积的平均数、标准差、变异系数等）。
（4）当月的失控报告单（包括违背哪一项失控规则，失控原因，采取的纠正措施）。
（三）每月上报的质控数据图表
每个月的月末，将当月的所有质控数据汇总整理后，应将以下汇总表上报实验室负责人：
（1）当月所有测定项目质控数据汇总表。
（2）所有测定项目该月的失控情况汇总表。
（四）室内质控数据的周期性评价
每个月的月末，都要对当月室内质控数据的平均数、标准差、变异系数及累积平均数、标准差、变异系数进行评价，查看与以往各月的平均数之间、标准差之间、变异系数之间是否有明显不同。如果发现有显著性的变异，就要对质控图的均值、标准差进行修改，并要对质控方法重新进行设计。
参 考 文 献
1.王治国. 临床检验质量控制的计算机模拟程序研究. 中国卫生统计1997年第14卷第4期：58-60.
2.王治国. 临床化学分析仪室内质量控制方法的评价和选择. 华中医学杂志，2002年第26卷第1期：6-8。
3.李小鹏 王治国 临床化学实验室室内质量控制方法的简便设计 临床检验杂志 2001年第19卷第1期，47-48。
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