血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度分析

孫榮榮，丁敏，顧瑋然，陸遜，肖瑤，王鵬德

(上海市計(jì)量測試技術(shù)研究院，上海201203)

0 引言

紅細(xì)胞沉降率，是指紅細(xì)胞在一定條件下沉降的速度［1］。常以紅細(xì)胞在第一小時(shí)末下沉的距離來表示。血沉是目前臨床的常規(guī)檢測指標(biāo)，應(yīng)用廣泛。臨床實(shí)驗(yàn)室開展室間質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，因目前國內(nèi)還沒有血沉的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，只能使用昂貴、周期長的質(zhì)控物，有較大困難［2-3］。在此背景下，所研制的一套三種不同量值水平的臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)RM1，RM2，RM3已成為國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，為評(píng)定血沉檢測方法提供了依據(jù)。保證血沉測量結(jié)果在時(shí)間和空間上的準(zhǔn)確性和可比性，從而保證血沉實(shí)現(xiàn)有效溯源。

為了更合理、更科學(xué)地表示臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的定值結(jié)果，本文根據(jù)JJG 1059-1999《測量不確定度評(píng)定與表示》建立了一套合理完整的血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度的評(píng)定方案。

1 實(shí)驗(yàn)部分

甄選類人類血原料替代人血作為臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的原料，通過細(xì)胞提取分離技術(shù)、保養(yǎng)技術(shù)、細(xì)胞固化技術(shù)等加工技術(shù)，模仿全血中纖維蛋白原和α1，α2球蛋白作用，分析影響血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的多種因素，最終確定其制備工藝，研制成國內(nèi)首創(chuàng)的一套三種水平臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，對其進(jìn)行均勻性和穩(wěn)定性檢驗(yàn)，由八家實(shí)驗(yàn)室包括醫(yī)院臨床檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室采用國際血液學(xué)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(ICSH)血沉檢測參考方法——魏氏手工法協(xié)同定值［4-8］。其具體操作如下:

Westergren-Katz 血沉管，是一種厚壁、兩端開口的玻璃管，將血吸至干燥血沉管的“0”刻度處并垂直置于血沉架上，在18 ～25℃準(zhǔn)確觀察1 h，讀取紅細(xì)胞下沉的長度mm 數(shù)。結(jié)果可表示為:ESR(Westergren)=y mm/h。

2 不確定度評(píng)定

臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度來源主要考慮為均勻性、穩(wěn)定性和定值過程引入。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不均勻性引入的不確定度urm

按照J(rèn)JG 1343-2012《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》均勻性檢驗(yàn)要求，用方差分析法對該套標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)均勻性進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體方法為:隨機(jī)抽取m 瓶樣本混合在一起，從中取樣對其測量m 次得xi，計(jì)算組內(nèi)差方和，另隨機(jī)抽取n 瓶樣本，對每瓶測量一次得yi，計(jì)算組間差方和，在此m=10，n=15。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不均勻性引入的不確定度urm計(jì)算見公式(1)，有

式中:srm為瓶間標(biāo)準(zhǔn)偏差;n 為組內(nèi)測量次數(shù);ν1=n-1(組間自由度)，ν2=m-1(組內(nèi)自由度);Q1，Q2分別為組間差方和以及組內(nèi)差方和。計(jì)算Q1，Q2的公式為

式中:xi為組內(nèi)測量值;yi為組間測量值。

以臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)RM2(定值結(jié)果y=61.42 mm/h)為例，計(jì)算其不均勻性引起的不確定度。

RM1，RM3的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算方法同RM2，如表1所示。

表1 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不均勻性引入的不確定度mm/h

2.2 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不穩(wěn)定性引入的不確定度us

以RM2為例，計(jì)算其不穩(wěn)定性引入的不確定度us(RM2)。

對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了短期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，其引入的不確定度量值較小，可以忽略，因此只考慮長期不穩(wěn)定性引起的不確定度。

有效期X=25.43 周(半年)的長期不穩(wěn)定性引起的不確定度貢獻(xiàn)為

us(RM2)=s(b1)X

=0.11962×25.43=3.042(mm/h)

式中:s(b1)為長期穩(wěn)定性檢驗(yàn)部分求出的與斜率相關(guān)的不確定度，(mm·h-1)/周。本文選用線性模型對4℃貯存條件下得到的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，有s(b1)=0.11962(mm·h-1)/周。

RM1，RM3不穩(wěn)定性引入的不確定度計(jì)算方法同RM2，如表2所示。

表2 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不穩(wěn)定性引入的不確定度

2.3 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值過程引入的不確定度uchar

按照J(rèn)JG 1343-2012《標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值的通用原則及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理》要求，對本標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采用多家實(shí)驗(yàn)室包括醫(yī)院檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室合作定值的方法，邀請了八家具有臨床血沉檢驗(yàn)?zāi)芰Φ臋C(jī)構(gòu)共同定值，每個(gè)單位分別隨機(jī)抽取3 個(gè)量值水平標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(RM1，RM2，RM3)各8瓶，測定8 次，進(jìn)行定值分析。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值過程引入的不確定度由按統(tǒng)計(jì)方法和非統(tǒng)計(jì)分析方法評(píng)定的不確定度兩部分組成。

2.3.1 統(tǒng)計(jì)方法引入的不確定度uchar1

統(tǒng)計(jì)方法引入的不確定度即是八家實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)引入的不確定度。以RM2為例，各實(shí)驗(yàn)室的測量結(jié)果如表3所示。

表3 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)RM2 的定值數(shù)據(jù)

定值結(jié)果的實(shí)驗(yàn)方差的計(jì)算公式為

定值數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法引入的不確定度uchar1的評(píng)定結(jié)果如表4所示。

2.3.2 非統(tǒng)計(jì)分析的方法評(píng)定引入的不確定度uchar2

非統(tǒng)計(jì)分析方法的不確定度即為測量過程引入的不確定度。首先對血沉測量值建立數(shù)學(xué)模型為

式中:l 為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)紅細(xì)胞在血沉管中下降的高度;t為計(jì)時(shí)時(shí)間。l 與t 相互獨(dú)立，因此

式中:u(y)為測量過程引入的不確定度;u(l)為使用血沉管測量引入的不確定度;u(t)為計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

對u(l)來說，需要考慮血沉管管壁刻度誤差引入的不確定度u1(l)、血沉管分辨力引入的不確定度u2(l)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液在不同溫度下體積膨脹引入的不確定度u3(l)，而u3(l)相較于u1(l)和u2(l)很小可忽略不計(jì)。由于血沉管管壁刻度最大允許誤差為0.35 mm，血沉管的最小刻度分值為1 mm，分辨力為0.5 mm，量化誤差以等概率出現(xiàn)在半寬為0.5 mm 的區(qū)間，故

所以，當(dāng)l=10.2 mm 時(shí)，有

電子秒表計(jì)時(shí)一小時(shí)最大允許誤差為0.10 s，所以當(dāng)t=3600 s 時(shí)，計(jì)時(shí)不準(zhǔn)確引入的不確定度

對定值結(jié)果y=10.2 mm/h 的血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來說，由公式(7)有

測量過程引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uchar2的評(píng)定結(jié)果見表4。

定值過程引入的不確定度uchar可以由式(8)計(jì)算，評(píng)定結(jié)果如表4所示。

表4 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值過程帶來的不確定度mm/h

3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度

臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc由公式(9)計(jì)算，如表5所示。

表5 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)不確定度 mm/h

綜合以上不確定度評(píng)定結(jié)果，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度及擴(kuò)展不確定度［9-10］如表6所示。

表6 臨床血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值結(jié)果 mm/h

4 結(jié)語

本文評(píng)定了血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度。由合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以發(fā)現(xiàn)，其主要來源為穩(wěn)定性變化引起的不確定度，由此，可以進(jìn)一步研究改進(jìn)血沉標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的配制方法，進(jìn)一步增強(qiáng)穩(wěn)定性，以減小測量不確定度。此外，因?yàn)闇囟葘ρ羺?shù)有較大影響，所以在實(shí)際檢測工作中，從冰箱中取出的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)放置到常溫再測定。

［1］楊雁華.血沉質(zhì)控物的研制及初步評(píng)價(jià)［D］.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)，2008.

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［3］張敏.豬尿凍干粉中鹽酸克倫特羅標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制［D］.天津:天津大學(xué)，2012.

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