标准化西格玛性能验证图在常规生化项目性能评价中的应用

陈真 陈滔 黄珍 熊伟

六西格玛（6σ）是一种非常流行的质量管理体系，起源于美国20世纪80年代兴起的一场质量革命，最早用于工业方面的质量管理[1]。第一次使用σ水平描述实验室检测过程的质量能力，可追溯到国外学者Nevalainen等[2]于2000年公开发表的论文。6σ管理实质是量化分析检测过程的性能和风险，将差错或缺陷率转化为σ水平进行评价和管理，可帮助实验室判断项目需要改进的过程和操作的优先顺序，且σ水平与检验质量的持续改进相关[3]。σ水平越高，其检验过程出现差错或缺陷率越低，获得准确检验结果的概率越高；反之，σ水平越低，其检验过程出现差错或缺陷率越高，获得准确检验结果的概率越低[4-5]。本文参照国内学者的研究[5-7]，尝试应用标准化西格玛验证图评估本实验室常规生化检测项目性能水平，以助于实验室加强检验质量管理,现报道如下。

1 材料与方法

1.1 仪器

日立7600-020全自动生化分析仪。

1.2 试剂

钾（K）、钠（Na）、氯（Cl）购自江苏日立公司，肌酐（CREA）购自安徽伊普诺康公司，钙（CA）、磷（P）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（UREA）、尿酸（UA）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、胆固醇（CHO）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）总胆红素（TBIL）、丙氨酸氨基转移酶（ALT ）、天门冬氨酸氨基转移酶（AST）、碱性磷酸酶（ALP）、淀粉酶（AMY）、肌酸激酶（CK）、乳酸脱氢酶（LDH）、铁（Fe）、γ-谷氨酰基转移酶（γ-GT）、α-羟丁酸脱氢酶（α-HBDH）、胆碱酯酶（CHE）购自北京九强公司，共计25个项目。

1.3 方法

1.3.1 不精密度评估 选择2021年1月—3月常规化学项目室内质控累积在控变异系数，作为项目不精密度估计值（CV，%）。

1.3.2 偏倚评估 选取2021年4月份室间质量评价（EQA）回报结果中偏倚绝对值作为本实验室生化项目的偏倚估计。在每次EQA活动中，各检测项目都有5个不同批次质控品，故选取5个结果的偏倚绝对值的平均值作为项目偏倚估计值（Bias，%）。

1.3.3 允许总误差 选自我国卫生行业标准WS/T 403-2012[8]及卫生部临床检验中心室间质量评价标准中常规化学项目的允许总误差值（TEa，%）。

1.3.4 计算σ水平 根据公式σ=（TEa-|Bias|）/CV[1]，计算出各检测项目的σ水平值。检测性能评价依据项目σ水平：σ＜2为不可接受；2≤σ＜3为欠佳；3≤σ＜4为临界；4≤σ＜5为良好；5≤σ＜6为优秀；σ≥6为世界一流。

1.3.5 绘制西格玛性能验证图 西格玛可由公式σ=（TEa-|Bias|）/CV计算获得。式中TEa为允许总误差，Bias为偏倚，CV为变异系数，三者都为百分比值。若将式中分子和分母同时除以TEa，可得到变形公式σ=（1-|Bias|/TEa）/（CV/TEa），这一过程实际上是将CV和Bias通过TEa进行标准化，得到标准化σ值。而以|Bias|/TEa为纵坐标，CV/TEa为横坐标，就能绘制出标准化西格玛性能验证图[5]。或登录湖南省临检中心网页，进入标准化西格玛性能验证图及自动选择质控程序，在相应界面输入项目的TEa、CV、Bias，则可绘制西格玛性能验证图，并且程序会给出对应项目最优质量控制规则。

1.3.6 计算QGI值 QGI即质量目标指数[9]，QGI=Bias/（1.5*CV），它可反应检测项目偏倚和不精密度的评价。对σ＜6的项目，依据质量目标指数（QGI），确定需要优先改进的方向。当QGI＜0.8，提示优先改进不精密度；当QGI＞1.2，提示优先改进偏倚；当0.8≤QGI≤1.2，则需同时改进偏倚和不精密度。

2 结果

2.1 检测项目偏倚、不精密度和σ水平、性能评价、QGI值及优先改进方案

对本实验室历史数据和2021年4月份参加湖南省临床检验中心临床检验室间质量（EQA）结果进行偏倚（Bias%）和不精密度（CV%）评估，参照标准选取TEa，计算生化检测项目的西格玛值。依据西格玛水平，可知25个生化项目的检测水平分布如下：UA、AST、ALP、α-HBDH、CHE达到世界一流水平，ALT为优秀，TG、TBIL为良好，Na、CHO、CK、γ-GT为临界，其余13项检测水平为欠佳或不可接受。而σ未达到世界一流水平，即σ＜6的检测项目，计算其QGI值，发现有5个项目需优先改进精密度，11个项目需优先改进偏倚，4个项目需同时改进精密度和偏倚，结果见表1。

2.2 西格玛性能验证图

登录湖南省临检中心网页，在相应界面输入检测项目允许总误差、偏倚和变异系数绘制西格玛性能验证图，结果见图1。项目性能级别在验证图中以斜线为界，从图左下角到右上角各区域依次代表“世界一流（σ≥6）”“优秀（5≤σ＜6）”“良好（4≤σ＜5）”“临界（3≤σ＜4）”“欠佳（2≤σ＜3）”和“不可接受（σ＜2）”。标准化西格玛性能验证图及自动选择质控程序会给出项目最优质量控制规则：世界一流级项目（UA、AST、ALP、α-HBDH、CHE）， 选 13S（N=2，R=1。N为每批质控测定值个数，R为质控批数）规则；优秀级项目（ALT），选13S/22S/R4S（N=2，R=1）规则；良好级项目（TG、TBIL），选 13S/22S/R4S/41S（N=4，R=1或N=2，R=2）规则；临界级项目（Na、CHO、CK、γ-GT），选 13S/22S/R4S/41S/8X（N=4，R=2或N=2，R=4）规则，见图2、表1。

图1 标准化西格玛性能验证图

图2 标准化西格玛性能验证图选择质量控制规则

表1 生化项目的σ水平、性能评价、QGI值及优先改进方案

3 讨论

西格玛质量管理体系可将不同试验项目的质量要求及方法观测的精密度和偏倚结合在一起，采用标准统一的σ水平作为质量评价指标[10]。6σ是目标，3σ是可接受的最低标准。若质量指标能达到6σ，则意味着100万个结果只会发生3.4个缺陷的可能；3σ其代表着100万个结果中有接近67 000个缺陷[11]。实验室通过项目σ水平能较容易识别高风险和低风险方法，σ为6或更高水平的方法可作为项目理想的候选方法，可以考虑调整QC频率，毕竟其发生缺陷的可能性很低[12]；σ为3或更低水平的方法表现不好，减少QC频率可能会导致更槽糕的问题，实验室需要改进或重新设计甚至更换检测过程[4]。

由西格玛公式σ=（TEa-|Bias|）/CV可知，影响项目σ水平的因素为TEa、Bias和CV。（1）因质量要求不同，同一项目TEa值将会出现多元化，目前国内项目TEa值参照国家标准GB/T 20470-2006 《临床实验室室间质量评价要求》、卫生行业标准WS/T 403-2012《临床生物化学检验常规项目分析质量指标》和生物学变异导出的TEa值，选择不同来源的TEa值将会得到不一样的σ值[13]。如采用较为严格规范的TEa时（即TEa值较小），项目性能评价过程将得到普遍较低的σ值，实验室将会增加项目质量控制资源投入，以提升实验室项目检测能力；相反，若采用较宽松规范的TEa时（即TEa值较大），项目性能评价过程将得到普遍较高的σ值，这将导致实验室对项目检测能力的乐观估计，不利于实验室客观分析检测项目质量。因此，为更好地提升实验室检测能力，实验室应当根据实际情况选择适用本室的TEa值。（2）本研究Bias值选自EQA结果反馈，存在一定的局限性，其值实际为参与质评的相同方法组中单个实验室结果与大多数实验室结果（即共议靶值）之间的差异，并不能代表项目“真实”偏倚[14]，毕竟不能确保其他实验室在同一方向上没有存在偏倚，而最好的Bias值来源为与参考方法比对或测量具有互换性有证标准物所确定的。（3）当TEa、Bias值确定后，CV值则是影响σ值的关键因素，CV值越小，σ值越大。尽管实验室在短期内计算的CV值能得到乐观的项目性能评估结果，但是长期室内质控累积在控数据CV值更能真实反映实验室检测项目的实际情况。

与其他研究报道一致[5-7，15-16]，本实验室采用我国卫生行业标准规范中的TEa值、室间评价Bias值和累积3个月的室内质控CV值，能客观反映出实验室项目真实检测能力情况，其σ水平有助于实验室对项目试验性能的评估判断。本研究中，25个生化常规检测项目在2021年4月EQA评分中均达到了满意的成绩。通过将25个生化常规检测项目σ水平标准化[5]，让其在一张西格玛性能验证图上展示不同检测项目的性能水平时，仍有13个项目σ＜3，结果很不理想，也说明这些项目的检测性能有待进一步提高。后期，本实验室将依据检测项目QGI值提示，分别改进检测项目偏倚、精密度。当QGI＜0.8，则优先改进项目不精密度；当QGI＞1.2，则优先改进项目偏倚；当0.8≤QGI≤1.2，则需同时改进项目偏倚和不精密度。同时，还需要采取必要的相关措施，以提升项目σ水平。如：加强实验室工作人员理论水平和技术能力培训，增强职业道德，提升职业素养；缩短仪器保养周期和检测项目校准时间，特别是正确度不佳的检测项目；增加项目质量控制频率，使用更加严格的质控规则；严格控制试剂、校准品、质控品保存环境及效期；如有必要，则可考虑更换小包装试剂盒或寻求厂商工程师帮助等方式。

标准化西格玛性能验证图可直观显示各检测项目的σ水平情况，方便实验室正确、客观地了解检测项目的性能水平，同时还提供了各项目个性化室内质量控制规则，即能减少实验室不必要的成本浪费，又能提高实验室对劣势检测项目的关注度[17]，有助于实验室发现并改进可能存在的不足，进一步提升实验室的检验质量。