体外诊断试剂(免疫法)目测检验法与机器判读法相关性研究

冯涛 吕宏光 艾博生物医药(杭州)有限公司 (杭州 310018)

0 背景

目前的体外诊断试剂(免疫层析法)生产企业，产品检验主要采用目测方法，把检测结果与固定的色卡*对比，将色卡上与线条强度最接近的档次作为检测结果纪录下来，属于定性判定。Camera Reader作为新型机器判读方法开始应用于快诊行业的检验过程。该系统主要由照相成像(数码相机)，图像处理和数据转换(计算机) 2个功能模块构成。其工作原理：被测试剂通过数码成像，采用专用软件截取有效检测区域图像，将检测线条的强度转换成连续性数值，作为检测结果输出在显示器上，属于定量判定。与传统检测手段相比，机器判读有以下优势(表1)。

表1 目测检验法与机器判读法比较

为了使机器判读用于产品检验过程，必须建立Reader读数和目测判读的相关性，而目测判读的分辨率为0.5档次，其对应的Reader读数对于检验有极其重要的意义。

色卡*：用于检测强度判定的一种标尺，按颜色深浅将检测线分为10个档次，记为G1，G2，……G10，估读值0.5/档次。

2 目的

使用统计方法分析目测判读与Reader读数，寻找两者之间的相关性。

输出各目测水平相差0.5个档次所对应的Reader值。

3 实验设计方案

以金标产品早孕试剂条(尿液样本)为例，通过调整标准品浓度，使产品检测线呈现不同强度。让3个人对每个产品都进行一次目测判定，结果不一致以多数为准，立即使用reader判读，记录该目测值和对应的reader读数，每个目测档次所收集的Reader读数不少于30个(表2)。

重复早孕试剂条(血清样本),链球菌A试剂条和链球菌试剂盒产品的数据收集。

4 数据分析方法

4.1. 使用2次拟合回归分析工具研究目测和机器读数之间的相关性。

4.2. 均值分析

本实验的目的是寻找目测相差0.5个档次所对应的Reader值，以统计语言来讲，就是求2个总体间均值差。因此可以使用两个正态总体均值差的区间估计这个工具。置信区间为99%，α=0.01

公式

X为一组数据的均值，是该组数据的方差，n1是该组数据的数量

为另一组数据的均值，是该组数据的方差，n2是该组数据的数量。

za/2是标准正态分布的分位数，本实验为2.57

以G2.5和G3为例

目测档次 2.5 3数据个数 64 107平均值 1.53 2.014样本标准差 0.265 0.299样本方差 0.070 0.089

计算：

目测G3与G2.5对应的READER值之差为(0.372，0.597)，99%置信区间。

同样方法计算出所有目测相差0.5档次对应的READER值。

4.3 个值分析

在以往检验中个值差异也作为差异分析的依据，因此相对应的READER个值差异也需要分析输出。分析以G3.5，G4为例，下图是READER值分布示意图。

图1 Reader值分布示意图

表2 计划表

表3 原始数据汇总表

分别计算G3.5档次0.5%累积概率对应的READER值和G4档次99.5%累积概率对应的READER值，2者之差即个值最大差异(99%置信限)。

同理可以计算G3.5，G4.5个值的最大差异(99%置信限)。

5 分析结果

5.1 相关性研究

表3为原始数据汇总表。

使用Minitab软件，以目测档次为因变量，机读均值为输出变量进行2次回归拟合，得以下拟合图，及相应的方差分析报告。

图2 金标产品(尿液样本) 回归拟合图

拟合线：金标尿液目测档次 与 平均值1

多项式回归分析：平均值1 与 金标尿液目测档次

回归方程为

平均值1 = 11.33 – 5.639 金标尿液目测档次 + 0.8554金标尿液目测档次**2

图3 金标产品(血清样本) 回归拟合图

多项式回归分析：平均值2 与 金标血清目测档次

回归方程为

平均值2 = 9.814 – 4.916 金标血清目测档次 + 0.7836金标血清目测档次**2

图4 乳胶试剂条产品 回归拟合图

多项式回归分析：机读均值3 与 乳胶条目测档次

回归方程为

机读均值3 = 13.41 – 6.659 乳胶条目测档次 + 0.9153乳胶条目测档次**2

多项式回归分析:机读均值4 与 乳胶盒目测档次

回归方程为

机读均值4 = 10.47 – 5.291 乳胶盒目测档次 + 0.7857

图5 乳胶试剂盒产品 回归拟合图

乳胶盒目测档次**2

结论：根据方差分析结果，p值均小于0.05，回归系数均具有显著意义，故4个回归方程具有显著意义。

5.2 均值分析结果

5.2.1 金标系列产品Urine (表4)

表4

5.2.2 金标系列产品Serum (表5)

5.2.4 乳胶系列Device产品(表7)

5.2.3 乳胶系列Strip类产品(表6)

5.3 个值分析结果

5.3.1 金标系列产品(尿液样本)(表8)

5.3.2 金标系列产品(血清样本) (表9)

5.3.3 乳胶试剂条产品(表10)

5.3.4 乳胶试剂盒产品(表11)

6 结论

综上所述，我们可以得到2个结果

6.1 输出目测和机读数据的相关方程，为进一步建立机

表5

表6

表7

表8

表9

表10

表11

器判读标准提供基础。根据产品类型和加样形式输出以下4个方程：

金标产品，使用尿样本：

机读均值

= 11.33 - 5.639×目测档次 + 0.8554×目测档次2金标产品，使用血清样本：

机读均值

= 9.814 - 4.916×目测档次 + 0.7836×目测档次2乳胶试剂条产品：

机读均值

= 13.41 - 6.659×目测档次 + 0.9153×目测档次2乳胶试剂盒产品：

机读均值

= 10.47 - 5.291×目测档次 + 0.7857×目测档次2 6.2 根据5.2.1-5.2.4和5.3.1-5.3.4输出的参数对照表，可以判断2组样本间的机读差异是否超过目测方法所允许的范围(通常为0.5个档次)，做出客观的质量判定。 参数对照表的使用见附件。

附件：对照表使用方法