张建平
首都医科大学附属北京朝阳医院
2011年8月25日
•CLSI EP21-A. Estimation of total analytical error for clinical laboratory methods.
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
例如决定实施前列腺活检很大程度上取决于前列腺特异性抗原（PSA ）的结果。如果检验报告有误，误差的原因对于临床医生已没有实际意义，因为临床医生已经依据不正确的测定结果对病人做出处臵决定了。
就误差而言，没有任何一种方法是完美的，因为检测是以复杂的仪器和敏感的试剂为基础的分析过程。如果希望减少医学误差，我们就要对所有误差来源明确一种简单的度量形式，并提供一个评估方法。
对于临床医生，总分析误差是非常重要的；
理解组成总分析误差不精密度及偏倚的各个来源也是非常必要的，因为它们的改善是减少总分析误差的唯一手段。
生产厂家对于分析性能提供了声明，然而声明中通常没有对总分析误差进行表述。
由于条件有限，以往都是将偏倚和不精密度单独进行评估，而对总分析误差并没有相应的评估程序，也没有设定基于医学的总分析误差限。
•临床对于检验结果的不满意度及抱怨频率仍然可以反映总分析误差。因此，临床实验室有关文献提出了多种评估偏倚和不精密度的方法，但
评估两种检测方法间的差异时，有两种主要用途
评估新方法与现行方法间预期的差异，现行方法不是参考方法，用“差异”表述。
评估候选方法与参考方法间的差异，假设参考方法近乎没有偏倚，差异归因于新方法的误差。
准确度（accuracy ）
误差（error ）
测量误差（measurement error ）
总分析误差（total analytical error ）
不确定度（uncertainty ）
测量不确定度（measurement uncertainty）
靶值（target value）
累积分布（cumulative distribution）：它表示每一个变量的序列值和它相对应百分位数的集合。点估计（point estimate）
区间估计（interval estimate）
允许区间（tolerance interval）
累积分布（cumulative distribution）：所谓累计分布它表示的是每一个变量的序列值和他相应百分位数的集合。
举个例子大家就比较清楚了，如果有5个钠的测定结果，140 ，142 ，139 ，150 ，145
举例说明：秩次和百分位数的关系
注：百分位数50%表示钠测定结果在142以下的分布概率为50%
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
离群值概念
离群值处理原则
1. 在评估总分析误差前不应随意剔除。
2. 出现离群值应仔细调查原因，
3. 如不是由于错误操作等所引起，应该保留。
概述及相关定义总分析误差评估
1. 评估基本原理2. 数据收集3. 数据分析
4. 评估方法5. 结果报告
总分析误差的监测总分析误差评估举例
偏差图
评估方法
山形图
非参数统计
图形绘制
1. 偏差图是一种简单的差值图，新方法与对照方法的偏差为Y 轴，对照方法或新方法与对照方法的均值为x 轴而绘制的图形。
2. 为了帮助判断可接受性，可以在y 轴上增加一条与总分析误差范围相对应的水平线。
偏差图The difference plot
总分析误差目标是±4mg/dL
钠：用候选方法及实验室现行方法检测随机收集的125例患者样本。
说明
数据带宽约略说明相对
于比对方法而言新检测方法的总分析误差（测量误差）。
数据离散性增加表明随机误差随浓度发生变化，导致较大的总分析误差（测量误差）。如果数据带为曲线，则表明总分析误差（测量误差）是非线性组成的。
结果解释
✓数据带宽约略说明相对于比对方法而言新检测方法的总分
析误差。
✓数据离散性增加表明随机误差随浓度发生变化，导致较大的总分析误差。
✓如果数据带为曲线，则表明总分析误差（测量误差）是非线性组成的。
图形绘制
1. 山形图是以调整后的百分位数（调整的累积概率）为y 轴，新方法与比对方法间测定结果的差值为x 轴而绘制的散点图。
2. 为了容易判读，可以在山形图中增加特定直线。例如若总分析误差百分数设定在95%，那么在第2.5个百分位数增加特征性直线。也可以在偏差或偏差百分比±水平相应的总分析误差范围处各增加一条垂直线。
山形图The mountain plot
总分析误差目标是±10mg/dL
低密度胆固醇（LDL-CHO ）：使用参考方法和候选方法检测随机收集的100份患者样本。
说明
山形图曲线位于水平指标线
（通常为第2.5百分位数处）与垂直指标线（总分析误差目标值）交叉范围内，则满足总分析误差目标。交叉范围外的曲线部分，我们可以读取曲线与水平线的交点处以了解超出了多少相应差异（或百分偏差）的指标。
结果解释
1. 山形图曲线位于给出的水平线和垂直线的交叉区域内，那
么就达到了总分析误差的目标。
2. 否则不达标，可以通过图形观察超出允许范围的数据。
区间估计
•总分析误差容许区间的估计：样本数为n 时，包括至少100p %样本差值的双侧100（1-α）%的容许区间计算公式为TEA=
•••
式中：因子k 依赖于α、p 和n 。k 是用于计算正态分布容许区间的因子，也可以从有关的统计学专著中查到或者通过计算机用偏态t 分布求得。
数据要求
✓非参数分析对差值总体没有做任何特定分布的假设。✓使用非参数分析方法进行总分析误差的评估：从候选方法与比对方法的测定结果得到n 对观察值，并得到n 对观察值的差值，即样本数为n 。将n 个差值以升序排列，排序后的差值以x(1),……,x(n)表示；计算每个x(n)的秩次。
点估计
•根据公式：百分位数= 秩次×100/（n+1）计算每个秩次的百分位数；对所有超过50的百分位数按公式（百分位数=100-原百分位数）进行转换。统计数据参照表1列表，取所需百分位数对应的差值即可得到对于总分析误差区间的点估计。比如找到第2.5和第97.5个百分位数相对应的差值就可以得到包含95%差值的总分析误差区间。
区间估计
✓计算出总分析误差估计值后，还应计算容许区间来说明该值的范围。样本含量n 含至少100p%样本差值的双侧非参数100（1-α）%容许区间为✓l (低值) 和u (高值) 依赖于α（（1-α）为臵信水平）、p （指定概率）和n ，可通过附录A 表得到，即附录A 给出了从样本数n 中剔除的离群值的个数。对于双侧区间，表格中的数值减去2再除以2即得到应从每一端去除掉的离群值的数目。当样本量为奇数时，其中一端去除掉的数目应为小于该值最近的一个整数，而另一端则为大于该值最近的一个整数。也就是
说，当样本量为奇数时，可能存在两种同样正确的容许区间。
结果报告形式
总分析误差的结果以差值或百分差值的形式报告，同时应说明总分析误差的目标值。报告还应包括实验设计的具体细节，如：样本数、每份样本仪器检测顺序、每台仪器采样间隔等。
结果报告解释
确定结果满足总分析误差目标，不能说明该分析的所有检测结果均能满足总分析误差的要求（如：结果在95%总分析误差目标内，提示有约5%的患者结果会超出总分析误差）。
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
利用质控品进行总分析误差的监测
1. 总分析误差初步确定完成后，可通过常规分析质控
品进行监测。
2. 定期统计总分析误差，并与目标值进行比较，可追踪仪
器的长期性能。
质控品的要求
1. 遵照质控品厂家说明中关于储存与处理的明确要求。
2. 当使用冻干质控品时，确保按照厂家质控品复溶的谙说明，特别是蒸馏水或去离子水及
所使用的容量移液管建议。
3. 使用品正常和异常相关浓度的质控品
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
举例：用候选方法及实验室现行方法检测随机收集的125例患者样本的钠。
1.
数据整理列表
目测：差值似呈正态分布
•通过目测确定差异似呈正态分布。
•统计差值异的均值（）及标准差（s ）
•从t -分布表中相应自由度（125-1）和指定的差
异分布比例（95%）查到t 值。
•据：总分析误差= 即得到总分析误差
•统计结果如下：
差值均值（））=-0.0832；
差值的标准差（s ）=1.458；t = 1.979
总分析误差的低值=-2.97；
总分析误差的高值=2.80；
用候选方法及实验室现行方法检测
随机收集的125例患者样本的钠使用参数分析确定容许区间•从相应的统计专著中得到K 值为2.199•计算容许区间为：=-0.0832±(2.199×1.458) =(-3.29,3.12)至少包括95%差值的95%容许区间为[-3.29.3.12].
1.
2. 至少包括95%差值的95%容许区间为[-3.29.3.12]此项分析满足有95%的结果小于±4mmol/L的目标
3. 实验设计的具体细节，如：样本数（125）、对每个样本
首先使用哪台仪器进行检测（仪器名称xxxx ）、每台仪器采样的时间间隔（xxxx ）等等。
谢谢！
张建平
首都医科大学附属北京朝阳医院
2011年8月25日
•CLSI EP21-A. Estimation of total analytical error for clinical laboratory methods.
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
例如决定实施前列腺活检很大程度上取决于前列腺特异性抗原（PSA ）的结果。如果检验报告有误，误差的原因对于临床医生已没有实际意义，因为临床医生已经依据不正确的测定结果对病人做出处臵决定了。
就误差而言，没有任何一种方法是完美的，因为检测是以复杂的仪器和敏感的试剂为基础的分析过程。如果希望减少医学误差，我们就要对所有误差来源明确一种简单的度量形式，并提供一个评估方法。
对于临床医生，总分析误差是非常重要的；
理解组成总分析误差不精密度及偏倚的各个来源也是非常必要的，因为它们的改善是减少总分析误差的唯一手段。
生产厂家对于分析性能提供了声明，然而声明中通常没有对总分析误差进行表述。
由于条件有限，以往都是将偏倚和不精密度单独进行评估，而对总分析误差并没有相应的评估程序，也没有设定基于医学的总分析误差限。
•临床对于检验结果的不满意度及抱怨频率仍然可以反映总分析误差。因此，临床实验室有关文献提出了多种评估偏倚和不精密度的方法，但
评估两种检测方法间的差异时，有两种主要用途
评估新方法与现行方法间预期的差异，现行方法不是参考方法，用“差异”表述。
评估候选方法与参考方法间的差异，假设参考方法近乎没有偏倚，差异归因于新方法的误差。
准确度（accuracy ）
误差（error ）
测量误差（measurement error ）
总分析误差（total analytical error ）
不确定度（uncertainty ）
测量不确定度（measurement uncertainty）
靶值（target value）
累积分布（cumulative distribution）：它表示每一个变量的序列值和它相对应百分位数的集合。点估计（point estimate）
区间估计（interval estimate）
允许区间（tolerance interval）
累积分布（cumulative distribution）：所谓累计分布它表示的是每一个变量的序列值和他相应百分位数的集合。
举个例子大家就比较清楚了，如果有5个钠的测定结果，140 ，142 ，139 ，150 ，145
举例说明：秩次和百分位数的关系
注：百分位数50%表示钠测定结果在142以下的分布概率为50%
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
离群值概念
离群值处理原则
1. 在评估总分析误差前不应随意剔除。
2. 出现离群值应仔细调查原因，
3. 如不是由于错误操作等所引起，应该保留。
概述及相关定义总分析误差评估
1. 评估基本原理2. 数据收集3. 数据分析
4. 评估方法5. 结果报告
总分析误差的监测总分析误差评估举例
偏差图
评估方法
山形图
非参数统计
图形绘制
1. 偏差图是一种简单的差值图，新方法与对照方法的偏差为Y 轴，对照方法或新方法与对照方法的均值为x 轴而绘制的图形。
2. 为了帮助判断可接受性，可以在y 轴上增加一条与总分析误差范围相对应的水平线。
偏差图The difference plot
总分析误差目标是±4mg/dL
钠：用候选方法及实验室现行方法检测随机收集的125例患者样本。
说明
数据带宽约略说明相对
于比对方法而言新检测方法的总分析误差（测量误差）。
数据离散性增加表明随机误差随浓度发生变化，导致较大的总分析误差（测量误差）。如果数据带为曲线，则表明总分析误差（测量误差）是非线性组成的。
结果解释
✓数据带宽约略说明相对于比对方法而言新检测方法的总分
析误差。
✓数据离散性增加表明随机误差随浓度发生变化，导致较大的总分析误差。
✓如果数据带为曲线，则表明总分析误差（测量误差）是非线性组成的。
图形绘制
1. 山形图是以调整后的百分位数（调整的累积概率）为y 轴，新方法与比对方法间测定结果的差值为x 轴而绘制的散点图。
2. 为了容易判读，可以在山形图中增加特定直线。例如若总分析误差百分数设定在95%，那么在第2.5个百分位数增加特征性直线。也可以在偏差或偏差百分比±水平相应的总分析误差范围处各增加一条垂直线。
山形图The mountain plot
总分析误差目标是±10mg/dL
低密度胆固醇（LDL-CHO ）：使用参考方法和候选方法检测随机收集的100份患者样本。
说明
山形图曲线位于水平指标线
（通常为第2.5百分位数处）与垂直指标线（总分析误差目标值）交叉范围内，则满足总分析误差目标。交叉范围外的曲线部分，我们可以读取曲线与水平线的交点处以了解超出了多少相应差异（或百分偏差）的指标。
结果解释
1. 山形图曲线位于给出的水平线和垂直线的交叉区域内，那
么就达到了总分析误差的目标。
2. 否则不达标，可以通过图形观察超出允许范围的数据。
区间估计
•总分析误差容许区间的估计：样本数为n 时，包括至少100p %样本差值的双侧100（1-α）%的容许区间计算公式为TEA=
•••
式中：因子k 依赖于α、p 和n 。k 是用于计算正态分布容许区间的因子，也可以从有关的统计学专著中查到或者通过计算机用偏态t 分布求得。
数据要求
✓非参数分析对差值总体没有做任何特定分布的假设。✓使用非参数分析方法进行总分析误差的评估：从候选方法与比对方法的测定结果得到n 对观察值，并得到n 对观察值的差值，即样本数为n 。将n 个差值以升序排列，排序后的差值以x(1),……,x(n)表示；计算每个x(n)的秩次。
点估计
•根据公式：百分位数= 秩次×100/（n+1）计算每个秩次的百分位数；对所有超过50的百分位数按公式（百分位数=100-原百分位数）进行转换。统计数据参照表1列表，取所需百分位数对应的差值即可得到对于总分析误差区间的点估计。比如找到第2.5和第97.5个百分位数相对应的差值就可以得到包含95%差值的总分析误差区间。
区间估计
✓计算出总分析误差估计值后，还应计算容许区间来说明该值的范围。样本含量n 含至少100p%样本差值的双侧非参数100（1-α）%容许区间为✓l (低值) 和u (高值) 依赖于α（（1-α）为臵信水平）、p （指定概率）和n ，可通过附录A 表得到，即附录A 给出了从样本数n 中剔除的离群值的个数。对于双侧区间，表格中的数值减去2再除以2即得到应从每一端去除掉的离群值的数目。当样本量为奇数时，其中一端去除掉的数目应为小于该值最近的一个整数，而另一端则为大于该值最近的一个整数。也就是
说，当样本量为奇数时，可能存在两种同样正确的容许区间。
结果报告形式
总分析误差的结果以差值或百分差值的形式报告，同时应说明总分析误差的目标值。报告还应包括实验设计的具体细节，如：样本数、每份样本仪器检测顺序、每台仪器采样间隔等。
结果报告解释
确定结果满足总分析误差目标，不能说明该分析的所有检测结果均能满足总分析误差的要求（如：结果在95%总分析误差目标内，提示有约5%的患者结果会超出总分析误差）。
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
利用质控品进行总分析误差的监测
1. 总分析误差初步确定完成后，可通过常规分析质控
品进行监测。
2. 定期统计总分析误差，并与目标值进行比较，可追踪仪
器的长期性能。
质控品的要求
1. 遵照质控品厂家说明中关于储存与处理的明确要求。
2. 当使用冻干质控品时，确保按照厂家质控品复溶的谙说明，特别是蒸馏水或去离子水及
所使用的容量移液管建议。
3. 使用品正常和异常相关浓度的质控品
概述及相关定义
总分析误差评估
1. 评估基本原理
2. 数据收集
3. 数据分析
4. 评估方法
5. 结果报告总分析误差的监测
总分析误差评估举例
举例：用候选方法及实验室现行方法检测随机收集的125例患者样本的钠。
1.
数据整理列表
目测：差值似呈正态分布
•通过目测确定差异似呈正态分布。
•统计差值异的均值（）及标准差（s ）
•从t -分布表中相应自由度（125-1）和指定的差
异分布比例（95%）查到t 值。
•据：总分析误差= 即得到总分析误差
•统计结果如下：
差值均值（））=-0.0832；
差值的标准差（s ）=1.458；t = 1.979
总分析误差的低值=-2.97；
总分析误差的高值=2.80；
用候选方法及实验室现行方法检测
随机收集的125例患者样本的钠使用参数分析确定容许区间•从相应的统计专著中得到K 值为2.199•计算容许区间为：=-0.0832±(2.199×1.458) =(-3.29,3.12)至少包括95%差值的95%容许区间为[-3.29.3.12].
1.
2. 至少包括95%差值的95%容许区间为[-3.29.3.12]此项分析满足有95%的结果小于±4mmol/L的目标
3. 实验设计的具体细节，如：样本数（125）、对每个样本
首先使用哪台仪器进行检测（仪器名称xxxx ）、每台仪器采样的时间间隔（xxxx ）等等。
谢谢！