臨床生物化學/使用可信區間判斷指標判斷
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可信區間判斷指標比較複雜,但能對方法性能提供更客觀的決定,起最後判斷作用。
⒈90%可信區間,可信上限及可信下限統計學的規律說明,每種測定結果的可靠性與測定次數有關,次數愈多,結果反映真實性愈強;但實際上,不可能進行大量的測定。在統計學中為了估量分析誤差的不確定性,對於每一誤差可計算其可信區間,用可信上限與可信下限代替單值的估量,EU為誤差的可信上限,EL為誤差的可信下限。West-gard推薦用90%的可信區間,這樣,EU將是誤差單側的95%上限,用此判斷候選方法的可接受性比較可靠。假如,EU<EA,則方法性能為可接受;假如EL>EA,則方法必須改進,以減少誤差,否則排除。假如EU>EA,但EL<EA,說明僅有的數據不足以作出任何有關可接受性的結論,還需繼續實驗以收集更多的數據,以便對分析誤差作出較好的估量。可信區間判斷指標見表20-4
表20-4 可信區間判斷指標
這些指標在形式上與表20-3的單值判斷指標相似,最明顯的差別是對每一類型誤差用兩個判斷指標,其一是判斷可接受性,其二是判斷排除。對RE、PE及CE的判斷指標,僅用了誤差估量的上限和下限。SE和TE的判斷指標較為複雜,引入了一個的術語「W」。
W是回歸線可信區間的寬度(與給定的Xc相對應的Yc值範圍),對於一給定的Xc,Yc的上下可信限由方程(a+bXc)±W計算得到。W計算式如下:
W=t(SY/X)〔1/N+(Xc-X)2/∑(Xi-X)2〕1/2
W的大小取決於選擇的百分區間(這裡是90%),即和選擇的值有關(這裡選雙側)。W也和回歸線標準差SY/x成正比關係,SY/x直接反應方法對比數據的不確定性。中括號內的式子表明,在N很大,Xc=X,W很小,若Xc無論在哪一方向逐漸偏高X,則(Xc-X)之差增大,W也增大。如圖20-3表示。
圖20-3 回歸線的可信區間
⒉計算舉例這裡介紹某血清鈣測定方法的各種評價實驗數據,用五個例子概括說明。需指出的是,作為誤差估量的上下限,必須具有相同的代數符號,否則下限應取作零。
例一 用可信區間判斷指標確定偶然誤差(RE)是否為可接受。
由重複性試驗獲得:N=21,Y=11.0mmol/L,STM=0.08mmol/L
假設Xc=11.0mmol/L時,EA=0.5mmol/L,
⑴計算STN的95%可信限
STMU=STM×fu STML=STM×fL
由表20-5查自由度
df=(N-1)fU、fL的值(f為計算因素)
現N=21,df=20,fU=1.358,fL=0.7979
則:STMU=0.08×1.358=0.11mmol/L
STML=0.08×0.7979=0.06mmol/L
表20-5計算單側可信限(95%)的f值
df | fu | fl |
10 | 1.593 | 0.7391 |
20 | 1.358 | 0.7979 |
30 | 1.274 | 0.8279 |
40 | 1.228 | 0.8480 |
60 | 1.179 | 0.8710 |
80 | 1.151 | 0.8860 |
100 | 1.133 | 0.8968 |
⑵計算REU和REL
REU=1.96STMU=1.96×0.11=0.22mmol/L
REL=1.96STML=1.96×0.06=0.12mmol/L
⑶將以上估量值與EA比較
REU<EA即0.22<0.5。因此,由重複性試驗所得的RE是在可接受的低水平上。
例二 由可信區間判斷指標判斷比例誤差(PE)是否為可接受。
回收試驗的數據:N=9,R=99、98、98、99、100、98、99、100(%)
設:Xc=11.0mmol/L,EA=0.5mmol/L
⑴計算平均回收率R及標準誤SR:
R=98.9% SR=0.78%
⑵計算平均回收率的標準誤SR:
表20-6 90%可信區間或95%可信限的t值
df | T | df | t |
3 | 2.35 | 12 | 1.78 |
4 | 2.13 | 14 | 1.76 |
5 | 2.02 | 16 | 1.75 |
6 | 1.94 | 20 | 1.72 |
7 | 1.90 | 25 | 1.71 |
8 | 1.86 | 30 | 1.70 |
9 | 1.83 | 40 | 1.68 |
10 | 1.81 | 120 | 1.66 |
⑶計算R的95%可信限
RU=R+t×SR RL=R-t×SR
從表20-6 t值表中查t值
現N=9,df=8,t0.01=1.86
則:RU=98.9+1.86×0.26
98.9+0.48=99.4%
RL=98.9-1.86×0.26
=98.9-0.484=98.42%
⑷計算%PE的上下可信限:
%PEU=|RU或L-100|U
%PEL=|RU或L-100|L
%PEU=|98.4-100|=1.6%
%PEL=|99.4-100|=0.6%
⑸將%PEU及%PEL與Xc相乘,換算成濃度單位%PEU及%PEL。
PEU=%PEU.Xc=1.6%×11.0mmol/L=0.18mmol/L
PEL=%PEL×Xc=0.6×11.0mmol/L=0.07mmol/L
⑹將以上測得的PRU值與EA作比較
PEU<EA即0.18<0.5。因此,作為回收試驗測得的PE值是在可接受的低水平上。
例三用可信區間判斷指標確定恆定誤差(CE)是否為可接受。
由干擾試驗得到下列數據表20-7
表20-7 干擾試驗結果
標本號 | 測得濃度mmol/L | 干擾值 Mmol/L |
|
未加干擾物 | 加干擾物 | ||
1 | 10.72 | 10.69 | -0.03 |
2 | 8.56 | 8.51 | -0.05 |
3 | 11.60 | 11.58 | -0.02 |
4 | 6.45 | 6.41 | -0.04 |
5 | 14.12 | 14.08 | -0.04 |
6 | 12.30 | 12.27 | -0.03 |
7 | 9.75 | 9.72 | -0.03 |
8 | 5.84 | 5.82 | -0.02 |
9 | 10.41 | 10.38 | -0.03 |
設:Xc=11.0mmol/L,EA=0.5mmol/L
⑴計算平均干擾值d及標準差Sd:
d=0.032mmol/L,Sd=0.0097mmol/L
⑵計算CE的95%可信限:
從表20-6查得當N=9,df=8,t0.01=1.86
⑶將以上CE值與EA作比較
CEU<EA即0.038<0.5,因此,通過試驗測得的CE值,在可接受的水平。
例四 用可信區間判斷指標確定系統誤差(SE)是否為可接受。
由方法對比試驗得到下列數據:
N=109,a=0.25mmol/L,b=0.981,SY/x=0.351mmol/L,X=8.42mmol/L,Sx=5.42mmol/L
設:Xc=11.0mmol/L時,EA=0.5mmol/L
⑴計算相當於Xc的候選方法Yc值:
Yc=a+bXc=0.25+0.981×11.0=11.04mmol/L
⑵計算Yc的可信區間寬度W:
W=t(SY/x)〔1/N+(Xc-X)2/∑(Xi-X)2〕1/2〕
查表20-6,N=109,df用120,t=1.66
從Sx式中計算∑(Xi-X)2,即
則∑(Xi-X)2=Sx2(N-1),因此
∑(Xi-X)2=(5.42)2(109-1)=3172.65
將各數據代入得
W=1.66(0.351)〔1/109+(11.0-8.42)2/3172.65〕1/2=0.062mmol/L
⑶計算SEU及SEL:
SEU=|(Yc±W)-Xc|U=|(11.04+0.062)-11.0|U=0.102mmol/L
SEL=|(Yc±W)-Xc|L=|(11.04-0.062)-11.0|L=0.022mmol/L
注意:用+W還是用-W,需視能獲得較大的SEU值而定。
⑷將以上SEU值與EA值作比較
SEU<EA,即0.102<0.5,因此,從方法對比試驗中測得的系統誤差在可接受的低水平。
例五 用可信區間判斷指標確定總誤差(TE)是否不為可接受。
用例一重複試驗和例四方法比較試驗所得RE及SE計算總誤差。
設:Xc=11.0mmol/L時,EA=0.5mmol/L,
⑴計算TEU:
⑵計算TEL:
⑶將以上TE值和EA值作比較
TEU<EA,即0.27<0.5,因此,TE值已足以小到可接受的水平。
如果候選方法被得出可接受性的結論,那麼接著就要進行評價後實施;最後進入方法應用階段。不要以為一經評價合格的方法就可產生高質量的結果,還須建立質控系統,以便隨時發現合格的方法在實施過程中出現的問題。要善於發現其中還存在的不足並進一步研究解決使其日臻完善。
評價實驗完成以後,應該寫出書面報告,報告中除了敘述操作方法(包括試劑配製與所需器材)以外,應著重寫出所選方法的各項性能指標,要特別重視實驗數據的科學整理與客觀陳述。評價實驗的結果也可整理成論文在專業雜誌上發表。
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