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

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)21/2

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。

回歸線的可信區間


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)fUfL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

Goqph3ku.jpg


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=|RUL-100|U

%PEL=|RUL-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 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:

Goqph9uc.jpg


從表20-6查得當N=9,df=8,t0.01=1.86

Goqphgtw.jpg


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)21/2

查表20-6,N=109,df用120,t=1.66

從Sx式中計算∑(Xi-X)2,即

Goqph6pf.jpg


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

Goqphdc8.jpg


⑵計算TEL

Goqpgsnl.jpg


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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