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1 范围
本标准制定了一个实用、可行和经济的办法来计算医学实验室检验结果的测量不确定度。此方法主要基于医学实验室日常质控体系、方法确认和室间能力比对（PT）的数据，还有来自（有证）参考物质、厂家、出版物和既往经验等的信息。
本标准简叙了国际公认标准“表达测量不确定度的标准（Guide to the expression of uncertainty in measurement，GUM）”关于测量不确定度的基本概念和理论，测量误差和测量不确定度的区别，修正系统误差的重要性，以及对被测量定义的重要性。
本标准只评定测量过程的测量不确定度。不考虑下述来源的测量不确定度：
——测量的生物学变异；
——测量前和测量后过程。
不使用GUM介绍的自下而上（bottom-up）的评定测量不确定度的方法，而使用更适合临床实验室的自上而下（top-down）的方法来评定测量过程的测量不确定度。
本标准适用于常规医学实验室出于法规要求或愿意以具有测量不确定度的测量量值（也称测量结果）提供医疗服务，以及依据相应标准（如ISO 15189）寻求测量程序认可的医学实验室。
本标准还可用于：提供ISO 15189认可的组织；期望为客户提供评定测量量值的测量不确定度提供指导的厂商或团体；期望了解各种证书或检验报告的测量不确定度是如何产生、目的和使用的检验工作者和医师。
本标准特别指出，测量不确定度不仅用于实验室，还有助于临床正确地解释和应用实验室各种测量的结果。
本标准仅适用于定量测量，暂无法应用于定性测量。在定量测量基础上用定性报告的测量程序，可以考虑对定性的阈值评定不确定度。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 31 Quantities and units (being updated as ISO/IEC 80000, Quantities and units)
ISO 17511 In vitro diagnostic medical devices - Measurement of quantities in biological samples -Metrological traceability of values assigned to calibrators and control material
ISO 18153 In vitro diagnostic medical devices - Measurement of quantities in biological samples -Metrological traceability of values for catalytic concentration of enzymes assigned to calibrators and control materials.
ISO Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,OIML, First edition, 1993, corrected and amended xxxx.
JCGM 200 International Vocabulary of Metrology–Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM),BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, Third edition, ISO/IEC Guide 99:2007.
3 术语和符号
3.1 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
最佳估计值 best estimate
表征一个量值可靠性的随机变量的期望值。
注：以重复被测量量值为例，其平均值即为被测量的最佳估计值。
3.1.2
合成标准测量不确定度combined standard measurement uncertainty
简称合成标准不确定度combined standard uncertainty。由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定获得的输出量的标准测量不确定度。
注：通常用符号表示。
【VIM2.31】
3.1.3
标准物质的互换性 commutability of a reference material
于给定标准物质的规定量，由两个给定测量程序所得测量结果之间关系与另一个指定物质所得测量结果之间关系一致程度表示的标准物质特性。
注1：定义中，给定标准物质通常是校准器，而另一指定物质通常是日常用的样品。
注2：定义中涉及的两个测量程序，依据校准等级关系，通常一个标准物质是校准等级中上一等级的，而另一个是下一等级的标准物质（校准器）。
【VIM5.15】
3.1.4
包含因子 coverage factor
为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的大于1的数。
注：包含因子通常用符号k表示。
【VIM2.38】
3.1.5
包含区间 coverage interval
基于有用信息，给出了概率的一组被测量真值所包含的区间。
注1：不应把包含区间称为置信区间，以避免与统计学概念混淆。
注2：包含区间可由扩展测量不确定度导出。
【VIM2.36】
3.1.6
包含概率 coverage probability
在规定的包含区间内包含被测量的一组真值的概率。
注1：此定义符合GUM中表述的不确定度方法。
注2：在GUM中包含概率又称“置信的水平(level of confidence)”。
【VIM2.37】
3.1.7
扩展不确定度 expanded uncertainty
全称扩展测量不确定度expanded measurement uncertainty, 合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。
注1：该因子取决于测量模型中输出量的概率分布类型及所选取的包含概率。
注2：本定义中术语“因子”是指包含因子。
注3：通常用符号U表示。
【VIM2.35】
3.1.8
示值 indication
由测量仪器或测量系统给出的量值。
注1：示值可用可视形式或声响形式表示，也可传输到其它装置。示值通常由模拟输出显示器上指示的位置、数字输出所显示或打印的数字、编码输出的码形图、实物量具的赋值给出。
注2：示值与相应的被测量值不必是同类量的值。
【VIM4.1】
3.1.9
期间测量精密度 intermediate measurement precision
简称期间精密度intermediate precision, 在一组期间精密度测量条件下的测量精密度。
注：本定义意味着期间精密度的一组测量包含了测量重复性引起的精密度部分。
【VIM2.23】
3.1.10
期间测量精密度测量条件intermediate precision condition of measurement
简称期间精密度条件intermediate precision condition，除了相同测量程序、相同地点，还可能有改变的其它条件下，在一个较长时间内重复测量同一或相类似被测对象的一组测量条件。
注1：改变的条件可包括新的校准、测量标准器、操作者和测量系统。
注2：对条件的说明应包括改变和未变的条件以及实际改变到什么程度。
注3：在化学中，术语“批间精密度测量条件”或“序列间精密度测量条件”有时用于指“期间精密度测量条件”。
【VIM2.21】
3.1.11
被测量 measurand
拟测量的量。
注1：对被测量的说明要求了解量的种类，以及含有该量的现象、物体或物质状态的描述，包括有关成分及所涉及的化学实体。
注2：测量包括测量系统和实施测量的条件，它可能会改变研究中的现象、物体或物质，使被测量的量可能不同于定义的被测量。在这种情况下，适当的修正是必要的。
注3：在化学中，“分析物”或者物质或化合物的名称有时被称作“被测量”。这种用法是错误的，因为这些术语并不涉及到量。
示例1：某人员特定时间24小时尿蛋白的质量定义为被测量，该蛋白有时也被称为分析物。
示例2：某人员特定时间血浆葡萄糖的物质的量浓度定义为被测量，则测量目标为葡萄糖。
示例3：通俗术语钙通常指的是特定时间某人员血清总钙的物质的量浓度或者是其血清离子钙的物质的量浓度。一般认为总钙包括所有组分，其中包含钙离子（离子钙）和结合钙（络合钙和蛋白结合钙）。
【VIM2.3】
3.1.12
测量 measurement
通过实验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程。
注1：测量不适用于标称特性(见2.32条)。
注2：测量的先决条件是对测量结果预期用途相适应的量的描述、测量程序以及根据规定测量程序（包括测量条件）进行操作的经校准的测量系统。
【VIM2.1】
3.1.13
测量准确度 measurement accuracy , accuracy of measurement
简称准确度accuracy,被测量的测得值与其真值间的一致程度。
注1：概念“测量准确度”不是一个量，不给出有数字的量值。当测量提供较小的测量误差时就说该测量是较准确的。
注2：术语“测量准确度”不应与“测量正确度”、“测量精密度”相混淆，尽管它与这两个概念有关。
注3：测量准确度有时被理解为赋予被测量的测得值之间的一致程度。
【VIM2.13】
3.1.14
测量偏倚 measurement bias
简称偏倚bias,系统测量误差的估计值。
【VIM2.18】
3.1.15
测量误差 measurement error , error of measurement
简称误差 error，测得的量值减去参考量值。
注1：测量误差的概念在以下两种情况均可使用：
——当涉及存在单个参考量值，如果用测得值的测量不确定度可忽略的测量标准进行校准，或约定量值给定时，测量误差是已知的；
——假设被测量使用唯一的真值或范围可忽略的一组真值表征时，测量误差是未知的。
注2：差异的指征必须被标注。
注3：总的来说，已知测量误差应该用测量误差的最佳估计进行修正。修正的测量不确定度是合成测量不确定度的分量。
【VIM2.16】
3.1.16
测量精密度 measurement precision
简称精密度precision, 在规定条件下，对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测量得值间的一致程度。
注1：测量精密度通常用不精密程度以数字形式表示，如在规定测量条件下的标准偏差、方差或变差系数。
注2：规定条件可以是重复性测量条件，期间精密度测量条件或复现性测量条件。
注3：测量精密度用于定义测量重复性，期间测量精密度或测量复现性。
【VIM2.15】
3.1.17
测量程序 measurement procedure
根据一种或多种测量原理及给定的测量方法，在测量模型和获得测量结果所需计算的基础上，对测量所做的详细描述。
注1：测量程序通常要写成充分而详尽的文件，以便操作者能进行测量。
注2：测量程序有时被称作标准操作程序，缩写为SOP。
【VIM2.6】
3.1.18
测量重复性 measurement repeatability
简称重复性repeatability, 在一组重复性测量条件下的测量精密度。
【VIM2.21】
3.1.19
测量复现性measurement
reproducibility
简称复现性reproducibility, 在复现性测量条件下的测量精密度。
【VIM2.25】
3.1.20
测量正确度 measurement trueness , trueness of measurement
简称正确度trueness, 无穷多次重复测量所得量值的平均值与一个参考量值间的一致程度。
注1：测量正确度不是一个量，不能用数值表示，而ISO 5725 对保证一致程度的措施进行了描述。
注2：测量正确度与系统测量误差有关，与随机测量误差无关。
注3：术语“测量正确度”不能用于“测量准确度”表示。反之亦然。
注4：3.1.34对系统测量误差进行了描述。
3.1.21
测量不确定度measurement uncertainty
简称不确定度uncertainty，根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。
注1：测量不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值有关的分量及定义的不确定度。有时对估计的系统影响未作修正，而是当作不确定度分量处理。
注2：此参数可以是诸如称为标准测量不确定度的标准偏差（或其特定倍数），或是说明了包含概率的区间半宽度。
注3：测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并用实验标准差表征。而另一些分量则可根据经验或其它信息假设的概率分布，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表示。
【VIM2.26】
3.1.22
测量区间measuring interval
又称工作区间working interval, 在规定条件下可由具有规定的仪器不确定度的测量仪器或测量系统被测量的一组同类量的量值。
注1：测量区间的下限不应与检测限相混淆。
注2：在某些领域，此术语也称“测量范围 measuring range或工作范围measurement range”,但一般不鼓励该用法。
示例1：测量区间[a,b]对应的测量范围为（b-a）。
示例2：常规实验室的一个分析天平的最大量程Max为200 g,分辨力d为0.01mg.根据以前该天平三次校准操作和一次重复测量试验的测量结果可以得出结论：通过一次测量，若某物体的标准密度（质量密度）为8000kg/m3，其质量量值的扩展不确定度为0.05 mg，那么该分析天平的测量范围为[0g,50g]。若待测物体的质量密度不是8000kg/m3，则必须对空气浮力引起的对天平指示结果的影响进行修正以保证获得准确的质量量值。若此修正产生的不确定度显著，则物体质量的扩展不确定度将大于与天平测量区间对应的不确定度0.05 mg。
【VIM4.7】
3.1.23
测量范围 measuring interval
测量的最大量值和最小量值差的绝对值。
3.1.24
测量系统 measuring system
一套组装的并适用于特定量在规定区间内给出测得值的一台或多台测量仪器，通常包括其它装置，诸如试剂和电源。
【VIM3.2】
3.1.25
计量溯源性 metrological traceability
通过文件规定的不间断的校准链，将测量结果与参照对象联系起来的特性，每次校准均会引入测量不确定度。
注1：本定义中的参照对象可以是通过实际实现的测量单位的定义、或包括无序量测量单位的测量程序、或测量标准。
注2：计量溯源性要求建立校准等级序列。
注3：测量结果的计量溯源性不能保证测量其不确定度满足给顶的目的，也不能保证不发生错误。
注4：两台测量标准之间的比较，如果用于对其中一台测量标准进行核查以及必要时修正量值并给出测量不确定度，则可视为一次校准。
注5：“溯源性”有时是指“计量溯源性”，有时也用于其他概念，诸如“样品可追溯性”、“文件可追溯性”或“仪器可追溯性”等，其含义是指某项目的历程（“轨迹”）。所以，当有产生混淆的风险时，最好使用全称“计量溯源性”。
【VIM2.41】
3.1.26
随机测量误差 random measurement error
简称随机误差random error, 在重复测量中按不可预见方式变化的测量误差的分量。
注1：随机测量误差的参考量值是对同一被测量由无穷多次重复测量得到的平均值。
注2：一组重复测量的随机测量误差形成一种分布，该分布可用期望和方差描述，其期望通常可假设为零。
注3：随机误差等于测量误差减系统测量误差。
注4：随机测量误差的标准偏差有时也称为不精密度。
【VIM2.19】
3.1.27
相对标准不确定度relative standard measurement uncertainty
标准不确定度除以非零的被测量值的绝对值。
注1：相对标准不确定度可以用符号u(x)/x 表示。
注2：相对标准不确定度有时缩写为RSD，采用%形式报告，即缩写为%RSD或%CV。一般不推荐使用后面两个缩写。
3.1.28
重复性测量条件repeatability condition of measurement
简称重复性条件repeatability condition, 相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点，并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。
注：在化学中，术语“序列内精密度测量条件”有时用于指“重复性测量条件”。
【VIM2.20】
3.1.29
复现性测量条件reproducibility condition of measurement
简称复现性条件reproducibility condition, 不同地点、不同操作者、不同测量系统，对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。
注1：不同的测量系统可采用不同的测量程序。
注2：在给出复现性时应说明改变和未变的条件及实际改变到什么程度。
注3：化学分析中，复现性测量条件有时也指“between-laboratories”,或 “inter-laboratory”,或“among-laboratories precision condition of measurement”。
【VIM2.24】
3.1.30
样本 sample
从某系统中抽取的一个部件或较多部件，对其分析可获取该系统的信息，通常为系统属性的判定和系统形成提供参考。
示例：来源于较大量血清的一定量的血清样本。
3.1.31
有效数字 significant digit in a quantity value
简称 significant digit, 与测量不确定度相联系的数值。
3.1.32
标准测量不确定度 standard measurement uncertainty或standard uncertainty of measurement
简称标准确定度 standard uncertainty, 以标准偏差表示的测量不确定度。
【VIM2.30】
3.1.33
系统 system
世界上可感知和想象的所包含的要素和现象，而且能够区分，界定这一系列的要素和系列的关系或者其间的进程。
注：系统从某种意义上说就是一个主体，比如一个人血样本，运输，和测量仪器，试剂，辅助设施组成一个测量系统。
3.1.34
系统误差 systematic measurement error或systematic error of measurement
简称systematic error，测量偏差在多次测量过程中可预知恒定或重复出现的方式。
注1：参考值和系统误差构成真值，也就是可以忽略不确定度或约定存在的测量标准值。
注2：引起系统误差的原因是不能完全获知的，可以用修正来调整可知的系统误差。
注3：系统误差等于误差减去随机误差。
【VIM2.17】
3.1.35
目标不确定度target uncertainty
全称目标测量不确定度target measurement uncertainty, 根据测量结果的预期用述确定，并规定为上限的测量不确定度。
【VIM2.34】
3.1.36
[量的]真值 true quantity value或true value of a quantity
简称true value,与给定的特定量的定义一致的值。
注：与给定的特定量定义一致的值不一定只有一个，它们都是以带有给定不确定度的形式来表示的，如果给定的不确定度与其他测量不确定度相比可忽略不计的话，这样的测量可被认为真值。
【VIM2.11】
3.1.37
不确定度的A类评定 Type A evaluation of measurement uncertainty
简称Type A evaluation，用对观测列进行统计分析的方法，来评定标准不确定度。
注：包含多种测量条件，重复性测量，期间精度度测量，复现性测量。
【VIM2.28】
3.1.38
不确定度的B类评定 Type B evaluation of measurement uncertainty
简称Type B evaluation，用不同于对观测列进行统计分析的方法，来平定标准不确定度。
示例：根据信息和资料评估：
——权威机构公布的数据；
——有证参考物质提供的数值；
——校准和检定提供的数据；
——漂移；
——测量仪器的准确度的等别或级别；
——对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验。
3.1.39
计算不确定度
列出测量不确定度的分量，并计算，合并不确定度。
注：不确定度的计算应该包括测量模型，评估，和大量与不确定度相关的测量模型，斜方差，概率密度系数，自由度，不确定度评估，和包含因子。
【VIM2.29】
3.2 符号
下列符号适用于本文件。
：室间PT的公认值
：偏倚/相对偏倚
：回收实验中添加量
：（有证）参考物质的赋值
：重复测量的差异 /重复测量的相对差异
：包含因子
：标准测量不确定度/相对标准测量不确定度
：重复条件下标准偏差/相对重复条件下标准偏差
：复现条件下标准偏差/相对复现条件下标准偏差
：偏倚的测量不确定度/相对偏倚的测量不确定度
：合成标准不确定度/相对合成标准不确定度
和 ：实验室内复现性测量不确定度/实验室内相对复现性测量不确定度
和 ：(有证)参考物赋值相关的测量不确定度/与参考值相关的相对测量不确定度
：方法和实验室偏倚（计算时多取相对值）。为各次相对偏倚平方均值的开方根，计算公式为 。
4 测量不确定度的功用
4.1 概述
测量不确定度表达了测量量值的计量可靠性，因为它提供了在一定分布概率中真值存在的区间。这样实验室和医师有可将更好地解释测量结果，并恰当地应用于临床诊断和治疗。此外，实验室在说明测量结果的溯源性时，需要提供测量不确定度的数值。
4.2 目标不确定度
4.2.1 目标不确定度的价值
VIM将目标不确定度定义为“根据测量结果的预期用途确定，并规定为上限的测量不确定度。”为了更好应用测量不确定度概念和理论，医学实验室有责任与临床共同设立检验的目标不确定度，表达报告的测量量值是否达到临床应用的要求。
同样，对试剂和仪器厂家以及其它测量方法的提供方，测量不确定度是厂家体外诊断仪器性能规格的一个重要部分。医学实验室在选择检验方法时，一个重要依据就是要判断提供方的测量不确定度的大小以及是否达到目标不确定度的要求。医学实验室不应选用达不到目标不确定度的测量方法。
4.2.2 目标不确定度的确定
医学实验室在制定测量程序的验证方案时，实验室管理层向有关临床专家咨询后，应启动对不同水平的测量结果确定一个或多个目标不确定度。目标不确定度的确定可以基于生物变异、国内外专家组的建议、管理准则或当地医学界的判断。
应将验证测量程序所得到的数据与目标测量不确定度作比较，如果证的结果合适，验证通过，可用于本实验室。还应在常规工作中进行周期性的核查。如果超出目标测量不确定度，应研究降低测量不确定度的措施，从而改进测量质量。或者改用其它测量程序。
4.2.3 确定‘分析目标’的几种方式
虽然IFCC,ILAC,IUPAC和NMIS推荐应用合成标准测量不确定度作为‘分析目标’，因为有通用、内部一致、可转换等优点，但目前尚无报告给出在检验医学中具体的目标不确定度数值。
目前仍习惯分別为不精密度、偏倚设立目标。其基础是测量变异应小于给定值的个体内和/或个体间变异。目前设定的‘最佳’测量变异和测量偏倚的上限，分别见公式（1）和公式（2）：
…………………(1)
式中：
——期间测量变异系数（不同批次试剂和校准品，不同操作员等）；
——个体内的生物变异系数值。
………(2)
式中：
——通过测量值与参考方法测量值的差异而得到的实验室测量偏移；
——个体内的生物变异系数值；
——个体间的生物变异系数值。
注：对一些检测项目，如血清钠测量，在技术上要达到上述要求，暂时尚有困难，此时可将公式(1)中的0.25和(2) 式中的0.125分别乘以2或3就可得到‘期望限’和‘最低限’。
在确定质控图的质控限时，可分开表达对测量变异和测量偏倚的要求,即包括控制测量变异的
质控图和控制偏倚的质控图。
4.3 实验室的应用
4.3.1 测量不确定度是改进医学实验室质量的有力武器
现代医学实验室普遍建立了在统计学基础上的质量控制体系，应用统计学控制的测量程序和测量系统，不难得到被测量的最佳评定值和相关测量不确定度。评定常规测量系统产生的不确定度是验证其性能的重要部份。实验室应核查这些数据是否达到目标不确定度的要求，如达不到要求，实验室应考虑改进和完善测量程序，为减小不确定度采取必要的技术措施。
如果实验室能按GUM要求，采用自下而上办法评定测量不确定度，并制定不确定度预估表，不难找出对不确定度有贡献的主要组分，加以改进后往往可明显减小测量不确定度，达到目标不确定度的要求。
4.3.2 测量不确定度是医学实验室选择测量程序的有力武器
测量不确定度是测量程序测量量值可靠性的指标。因此不奇怪，对某被测量的二个或更多测量程序的进行比较时，量值的测量不确定度常是初选测量程序的一个重要标准。一般而言，应先选择测量不确定度较小的测量程序。
同样，试剂和仪器厂家以及其它测量程序的提供方，测量不确定度是厂家体外诊断仪器性能规格的一个重要部分。弄清它们的大小以及是否达到目标不确定度的要求，是医学实验室选择所使用检验方法的一个重要依据。
4.3.3 加强与临床联系
经常、及时地向临床提供不确定度的信息，有助实验室工作者加强与临床联系，帮助临床改进对患者结果的解释，从而进一步密切与医师的合作。
4.4 医师的应用
4.4.1 诊断疾病时，一般先将报告测量量值与生物参考值或临床决定限进行比较，后二者都不存在不确定度。通过测量量值的测量不确定度可判定测量值和规定量值之间的差异量的分布概率，可以合理地决定两个量值之间的差异是否有显著意义。
示例1：成年男性全血血红蛋白含铁量（Fe）浓度的参考区间为7.5mmol?l-1～9.5 mmol?l-1，此参考区间的限值没有不确定度。三位患者A、B、C的被测量的最佳评定值分別是：7.0mmol?l-1、8.2mmol?l-1、9.2mmol?l-1。已知这3个测量量值的标准不确定度均是0.2mmol?l-1，取置信概率为95%，上述最评定值可表达为：
——A: (7.0 ± 2 ×0.2)mmol?l-1 = 6.6mmol?l-1～7.4mmol?l-1；
——B: (8.2 ± 2 × 0.2)mmol?l-1 = 7.8mmol?l-1～8.6mmol?l-1；
——C: (9.2 ± 2 × 0.2)mmol?l-1 = 8.8mmol?l-1～9.6mmol?l-1。
这样可认为A患者结果偏低；B患者结果在参考区间内；虽然C患者及结果在参考区间内，但无法确定是否正常，因为最佳评定值加上扩展不确定度，已高于参考区间上限。
示例2：血浆前列腺特异性抗原（PSA）广泛用于筛查前列腺癌。医师经常解释为：当PSA测量值> 4,0ug?l-1，指示需要对前列腺活检。某人测量了PSA，他焦急地想知道4.3ug?l-1有多么异常，是否必须活检？医师征求实验室的意见。
已知PSA=4.0ug?l-1时的标准测量不确定度是0.08ug?l-1，相应的相对测量不确定度是（0.08ug?l-1）/（4.0ug?l-1）=2.0％。使用包含因子k = 2得到95%的包含概率，扩展测量不确定度为U=0.16ug?l-1。按规定，临床决定值4.0ug?l-1没有测量不确定度。但考虑扩展测量不确定度，实验室可置信高于决定值的最低值应是（4.0 + 0.16）ug?l-1 =4.2ug?l-1。这样，某人的PSA测量值4.3ug?l-1高于决定值的最低值（概率超过97.5％）。
实验室还建议应该考虑PSA的个体内生物变异。目前的文献认为个体内生物变异系数为10％左右。则综合变异按公式（3）计算：
……(3)
式中：
——总变异；
——期间测量变异系数（不同批次试剂和校准品，不同操作员等）；
——个体内的生物变异系数值。
公式（3）表明：生物变异占据主导地位。包括个体内变异，PSA=4,0ug?l-1的测量不确定度应为0.102×4.0ug?l-1
=0.41ug?l-1，使用包含因子k=2（95％的包含概率），此扩展测量不确定度U=0.8ug?l-1，该实验室可置信高于决定值的最低值应是（4.0+0.8）ug?l-1=4.8ug?l-1，因此，实验室认为某人的PSA真值异常的概率不大，可暂不考虑活检。
4.4.2 临床医师常需比较两个量值，如同一人的前、后两次测量量值。此时需要知道这两个量值的不确定度信息，如果是同一个实验室测量，通常认为测量不确定度是一样的。医师需要決定两个结果间差异的意义，通过考虑它们的不确定度可以做到此点。
示例1：一个患者血浆中钠离子浓度为142mmol?l-1，后来第2次测量升高为146mmol?l-1，如果标准测量不确定度是1.2mmol?l-1，前后差異异4mmol?l-1有意义吗？
如果有显著意义，两次测量结果间的差异要大于差异的不确定度（以mmol?l-1报告）。按公式（4）计算：
…………(4)
式中：
——两次测量结果差异的不确定度；
——第1次测量结果的不确定的度；
——第2次测量结果的不确定度。
如果按95％的包含概率认为差值?有显著意义，则应该大于扩展不确定度(k=2)：
因此，从142mmol?l-1增高到146mmol?l-1按95％的包含概率是有显著意义。
4.5 计量溯源的作用
要使测量结果可比，应计量追溯到相同的参考体系。ISO 17511和ISO 18153给出了不同校准等级序列的要素和结构。
某些在化学上有明确组分的化合物（分析物）可用一种或多种具分析特异性的测量程序和互换性校准品检测，计量溯源到一个测量单位，一般为SI。
然而，许多测量物组分不完整，测量量值与特定测量反应或条件相关，例如抗体与位点反应，或者酶的特定反应温度，以及随后的经验计算。一个例子是很难比较血浆中人绒毛膜性腺激素的结果，一个非特异测量程序的测量结果有可能很好追溯到一个计量单位，但测量程序对被测量定义的溯源参考体系会添加不可避免的非特异部分。此类不同程序所得结果一般都是不可比的, 因为各自不确定度的来源是不同的。
5 测量
5.1 概述
测量是一个通过实验获取被测量真值信息的过程。此信息可以概率密度函数的形式表达，通常概括以最佳估计值和测量不确定度来表示。
当使用测量误差概念时，测量量值等于真值加上由系统误差和随机误差总和形成的测量误差。测量误差是由测量过程不完善造成。系统误差可通过修正而减小，随机误差可因重复多次测量取均值而下降。真值很难知道，因而也很难正确地知道测量误差。
5.2 测量误差和测量不确定度
“不确定度模型”与传统的 “误差模型”对测量结果本质看法有差异，目前计量界广泛使用测量不确定度来表达定量测量的变异程度。并尝试将随机误差和系统误差合并为一个“测量不确定度”概念。这对检验医学领域是一个新的事物。
这两个概念存在明显的差异：
——测量误差：
? 是一个不可知的量值；
? 原则上有系统和随机两种组分形式，处理不一样；
? 只要系统误差己知，可被修正；
? 应用于单个测量量值。
注1：传统上，所谓测量量值的“总误差”是两项的和，对它们的处理不尽相同。第一项总系统误差，是各个系统测量误差的和。采用加法合成到总误差，并保留其正负号；第二项总随机误差，是随机测量误差的的和，按各值的平方总和的平方根进行计算，再乘以包含因子k，一般常取k=1.96。
注2：总误差的主要缺点就是缺乏转换性，如果将己算出的一个值的总误差输入到另一个测量量值，在与测量模型中其它输入量合并之前，必须将总误差分解成系统和随机误差。
——测量不确定度：
? 定义为一个量值区间，与测量结果的测量量值的可信程度成反比关系；
? 不能用来修正；
? 原则上，只有一个组分类型，也就是无论其来源类型，可用同一方式处理所有的组分；
? 在统计质量控制下进行测量，可用于给定测量程序在一定测量区间获得的所有测量量值。
注：GUM将测量的各种要素组合在一起，并以测量不确定度来表达量值不完整性的信息，而不是去关注“真值”和“误差”的不可知本质。
5.3 确定被测量
被测量的定义至少应该包括以下信息：
——具体时间和空间说明的系统，即分別为时间点、区域点；
——具体说明的组分（分析物）；
——量；
——如需要，可有对测量程序的说明。必要时应进一步提供测量组分的生物和病理信息。
表1是检验医学中一些被测量的定义举例。
6 评定测量不确定度概论
6.1 评定测量过程的测量不确定度
ISO 15189将医学实验室一个完整的测量过程分为测量前、测量中和测量后3个阶段。理论上这3个阶段都存在测量不确定度的来源。但是目前一些评定医学实验室测量结果不确定度的标准, 如CLSIC51-P中，只要求医学实验室报告样本的测量量值以及与分析（测量）阶段相关的测量不确定度。不包括与测量前和测量后阶段相关的测量不确定度，也不包括生物变异和由此产生的不确定度。
6.2 医学实验室采用自上而下的评定测量不确定度的方法
6.2.1 检验结果测量不确定度评定方法的分类
原则上，可以使用二种方法计算检验结果的测量不确定度：
——自下而上（bottom-up）的方法，此方法常特指为GUM方法或模式（modeling）方法。是基于对测量的全面仔细、分析后，识別出每个可能的不确定度来源并加以评定；通过统计学或其它方法，如从文献、器具或产品的性能规格等处搜集数据，评定每一来源对不确定度贡献大小；然后将识別的不确定度用方差方法合并得到测量结果的“合成标准不确定度”。
——自上而下（top-down）的方法，是想在不需要了解每个来源情况下，来评定测量不确定度。运用统计学原理直接评定特定测量系统的测量不确定度，典型的是从特定方案（正确度评估和校准方案）的试验数据、QC数据或方法验证试验数据（ISO 21748）进行评定。主要依据正确度/偏倚（b）和精密度/实验室内测量复现性（k）两个主要来源来评定测量不确定度。常规医学实验常将这两者与系统误差和随机误差相联系。
注：如果采用自上而下的方法评定的测量不确定度没有达到目标不确定度的要求，可用自下而上的方法来识別影响不确定度的各种来源，改进主要影响因素从而降低测量不确定度。理想情况是，不论用自上而下的方法还是用自下而上的方法评定的测量不确定度应该是基本一致的，可互换的。
6.2.2 医学实验室检验结果测量不确定度评定方法的选择
医学实验室的测量不可避免有随机误差和系统误差。但要注意，如果将误差认定是人为失误或测量系统的故障—所谓‘错误’ 、‘大错’ 、‘作假’，这些都将使测量量值无效，都不应认为是不确定度评定的组分。
化学分析不同于物理分析，影响测量不确定度因素较多，按自下而上的方法，全面搜寻不确定度来源不仅花费大量人力、物力资源，而且不同实验室搜寻结果很难一致，往往不易比较不同实验室的测量不确定度。所以，推荐医学实验室采用自上而下的方法评定测量不确定度。
6.3 医学实验室中测量不确定度的来源
本标准推荐医学实验室采用自上而下的方法评定测量不确定度。但结果有疑问时，可考虑采用自下而上的方法复核。医学实验室广泛使用多种厂家供应的自动化/机械化仪器，其不确定度来源不同。一般化学测量实验室大致有以下几个测量不确定度来源：
——不精密度（重复性、实验室内复现性、复现性）；
——校准（源性、校准方式）；
——校准品赋值正确性和测量不确定度，校准品与参考物质的互换性；
——与样本相关的效应（基体、干扰）；
——试剂、校准品和参考物质的批间差；
——不同的操作者；
——器材的变异（如天平、注加器、仪器维护等）；
——环境变化（如温度、湿度、振动、电压等）。
另外，有些影响因素虽然不直接作用实际被测量，但确对示值和测量结果之间的关系有影响，也需要识別。有些影响因子可能无测量量值特性，如脂血症、溶血和黄疸等。
6.4 评定测量不确定度数据的主要来源
6.4.1 从实验室外取得数据
医学实验室可以从国际/国家计量机构参考物质证书、开发测量程序的厂家或实验室的确认实验资料中取得评定测量不确定度所需的数据。可以根据这些数据（特別是偏倚和厂家内复现性），用自上而下的方法计算测量不确定度。注意此时往往需要通过本实验室的验证证实开发者提供的数
据是否可靠。
优点是：国际/国家计量机构参考物质证书上的数据不少是通过实验室网络确认，确认的数据按公式（5）计算该赋值的测量不确定度：……………(5)
式中：
——赋值的测量不确定度；
——复现性标准偏差；
——实验室数。
注：在此情况下，测量不确定度包含了名种主要影响组分（样本、仪器、校准品、操作者、试剂、质控品、环境条件、时间等）的变异。由于综和多个权威或参考实验室的测量结果，具有很高的权威性。
如果确认数据来自某个参考实验室或某个大型厂家的实验室，它们常常是根据公认导则，如美国CLSI 的各类评估标准，设计精确可靠的确认实验方案，在严格的统计质控管理下，要求质控图的数据应在规定的重复性和实验室内复现性限值以内；严格遵循“标准操作程序(SOP)” 进行，所以提供的测量不确定度数据也有一定可信度。
缺点是：计算测量不确定度所依据的数据往往是在上述严格条件下获得，所得的不精密度很小，没有偏倚或者很小可忽略不计。正因为如此，在常规测量条件下，医学实验室测量结果的测量不确定度不易达到和维持在厂家或参考实验室提供的测量不确定度水平。也就是说常规医学实验室往往无法直接引用这些外部提供的测量不确定度。
6.4.2 从实验室常规工作中取得数据
本标准推荐医学实验室应根据本实验室內部数据来评定测量不确定度，而且数据不是来自短期特定设计的实验，而是来自一段较长期间的日常工作，这样评定的测量不确定度具有很强的真实性。所评定的测量不确定度能较好反映本实验室实际测量结果的真正可靠性，临床医师用此数据才能较好地解释和使用医学实验室给出的检验结果。
实验室要有能力取得权威的国际、国内（有证）参考物质，有能力评估这些参考物质的互换性。并制定校准和正确度验证计划，用这些CRM来测量和核查本实验室各项检测项目的准确性。从这些试验所得到的数据无疑是评定测量不确定度的最佳来源。
缺点是：实验室只有较好地掌握测量不确定度的概念和理论，能较熟练地评定测量不确定度，才有可能使得到的测量不确定度符合实验室的实际情况。应认识到从质控品得到的标准不确定度可能不同于患者样本的实际测定结果，因此质控品的测量应与患者样本类似。重要的是数据搜集要有足够长的时间，以保证数据包含尽可能多的变化。如：多次校准、不同批号试剂、常规仪器维护、校准品批号更换以及操作者不同。
6.4.3 从实验室参加的PT取得数据
上述方法都是基于被测量能够计量溯源到公认的参考系统，通对正确度验证和校准计划得出测量结果的偏倚。但是，目前不少医学实验室的被测量尚无法计量溯源到公认的参考系统，暂时很难从不同的测量系统得到一致性的结果。
这种情况下，医学实验室常考虑采用PT数据来计算测量不确定度。历史上，曾有多种使用PT数据评定测量不确定度的方法，其中引用最广的是诺德创新中心（Nordisk Innovations Center, Nordtest）提出的一种从PT数据评定测量不确定度的方法。诺德创新中心（Nordtest）是北欧部长理事会下1973年成立的一个官方机构。重点发展检测方法和在北欧合格评估中的合作。
最大的优点是：PT数据中包括了很多实验室的可变因素。用这种办法评定的测量不确定度包含了多种不确定度来源的主要组分（样本、仪器、校准品、操作者、试剂、质控品、环境条件、时间等）。只要PT方案设计较完善，参加PT实验室较多，用此种方法法评定的测量不确定度有一定可信性。
缺点是：如果PT方案不当，特別当某一统计组内包含多种原理不同的测量方法，或者参加实验室数量很少，如少于10个，或者参加的实验室的能力欠佳时所评定的标准不确定度的使用价值有限。
6.5 定义不确定度
VIM将术语“定义不确定度”定义为“由于被测量定义中细节量有限所引起的测量不确定度分量。”所以在QUAM文件中，在评定被测量的测量不确定度时，不是马上列出测量模型进行具体计算，而是要求第一步应明确被测量，找出由于被测量定义中细节量有限而引起的不确定度分量。给被测量定义实质上是要详细说明要测量什么量值以及如何测量的问题。在前面已指出，任何被测量的定义需要描述：
——被检系统（例如：血浆、尿液、全血）；
——系统中需要考虑的组分（例如：葡萄糖、白细胞、血凝过程）；
——量（例如：当量浓度、数量浓度、物质速率）。
注：如表1中列出的前3个例子。需要的时候，还应对系统、成分或量添加说明。
构成定义不确定度还有两个重要来源：测量量值的计量以及参考(系统)的类型。以下3个例子加以说明。
示例1：人血浆中葡萄糖的物质量浓度是一个清晰定义的被测量。通过不同测量程序获得的测量结果都是可计量溯源的，通过一级参考测量程序(同位素稀释质谱法)溯
到SI测量单位，例如mmol?l-1。
示例2：另外一类有关测量量值的类型也能计量溯源到一个测量单位，但只在使用规定的测量程序时（也可命名为“标准测量方法”或“经验方法”）才能达到，有时还包括一个或多个特定的校准品。此时，测量程序成为被测量定义中的一个成分。如：检测酶类的催化活性浓度，重要的是要详细规定测量条件，如指定使用IFCC参考测量程序，则IFCC参考测量程序成为被测量定义的一部分。此时，应向临床详细说明，以更好用于患者的诊治。
示例3：用免疫化学程序测量人血浆中的多肽激素浓度，使用不同的抗体（来自不同厂家）产生不同的结果，这在室间PT中表现得很明显。原因是测量结果取决于抗体的特异性，不同抗体可能测量了不同的分子实体，如不同的糖基化或不同构象的多肽激素。由于常常不知多肽激素的确切结构，被测量的定义中应包括使用特异抗体的测量程序。
附录B举例说明定义不确定度的临床应用。
6.6 不确定度分布图（uncertainty profile）
化学测量中，采用同一测量程序所测不同浓度量值很难得到同样的测量不确定度结果，不论是绝对测量不确定度还是相对测量不确定度。医学实验室报告的测量不确定度往往不是与测量区间中所有量值相关，而与测量结果的特定量值相联系。
不确定度分布图描述了在测量区间不同浓度时不确定度的变化情况。不确定度的分布常常是某特定测量过程的特性。理想上，不确定度分布应说明横跨整个测量区间的不确定度。它们常表现为一条曲线，测量不精密度随横轴上浓度的变化而变化。在确认测量程序时，如有可能，应计算一系列浓度量值的测量不确定度，形成不确定度分布图。图1是通过5日双份测量所得到的血浆肌钙蛋白的不确定度分布情况。
图1 血浆肌钙蛋白测量不确定度的分布
注：上图中，低浓度时的绝对测量不确定度和高浓度时的相对测量不确定度几乎恒定不变。检验医学中不少检测的测量不确定度分布显示出上图的特性。可以考虑在一个高浓度的较广范围内，采用相对测量不确定度较为合适，但在低浓度或在窄范围内，采用测量不确定度的绝对值 ,可能更好。在某些情况，有理由可考虑使用二者。
本标准建议厂家、实验室确认新的测量程序时，应建立测量不确定度分布图，让临床医师对不同浓度测量量值的测量不确定度有一个全面了解，尤其是临床决定限左右的测量不确定度有助于判断某一测量结果与临床判断值之间差异有无显著意义。
在临床实验室的日常工作中要建立不确定度分布图往往要花费大量资源。对医学实验室，不确定度分布图过于繁琐，可考虑按表2计算。
6.7 测量不确定度的重新计算
医学实验室评定测量结果的测量不确定度后，在下列情况下往往还要重新计算：
——如果测量阶段中的任何重要来源出现显著性变化，原则上，应重新计算测量程序的测量不确定度。在测量阶段，变化的影响可反映在内部质量控制体系中；
注：此情况常发生在测量系统发生明显改变。例如变更了试剂的厂家来源、更换了试剂和/或校准品批号、仪器进行了维护并更换重要部件。
——评定的不确定度不在测量程序期望的性能规格内或者未达到目标不确定度的要求，需要系统审核不确定度的来源和组分。此时采取从下而上的方法常可找出需要改进的不确定度来源；
——如果采用自上而下的方法评定的测量不确定度明显不同于从下而上的方法的结果，使用者应审阅自下而上的方法所采用的测量模型，很可能是测量模型不全面，所评定的测量不确定度偏低所致；
——供应商或生产商提供的校准品定值中的测量不确定度常是医学实验室测量不确定度中的一个重要来源。医学实验室在采用厂家校准品前，应仔细审核厂家评定测量不确定度所依据的数据，评定测量不确定度所用的方法，以及将它们合并为合成测量不确定度的计算方法。
只有供应商或生产者验证了新批号的性能规格和储存稳定性达到以前批号的要求，才能在新批号校准品、质控品保留原批号的测量不确定度。任何测量不确定度的变更都应及时通知临床医师。 | 
