檢測實驗室質量控制結果評價方法

張衛民

（中國檢驗認證集團 廣東有限公司黃埔分公司，廣東 廣州570100）

檢測實驗室的“產品”是檢測結果，確保檢測結果的公正、準確、可靠是檢測實驗室的最終質量目標，也是通過國家實驗室認可、體系、計量認證評審的必要條件。 檢測結果的質量控制是對檢測過程進行監控， 以消除誤差、 防止變化、 維持標準化作業的一個管理過程；ISO／IEC17025—2005《檢測和校準實驗室能力通用要求》中規定，實驗室應有質量控制程序以監督檢測的有效性。為控制實驗室檢測結果的準確性,實驗室必須進行檢測結果的質量控制。 本文作者一直從事實驗室檢測及質量控制方面的工作，當得到一系列的檢測結果，結果是否有效可靠的？ 使用這些方法進行質量控制以及方法確認時，得到的結果怎么評價？ 評價方法有哪些？ 本文將重點探討這方面的內容。

1 在重復性條件下測量結果的檢查方法

1.1 兩個初始測試結果

兩個測試結果應在重復性限的條件下取得，測試結果之差的絕對值與重復性限r 比較；在正態分布的條件：

1.1.1 測試費用較低的情形

如果兩個初始測試結果的絕對值不大于重復性限r， 測試結果可以接受，最終測量結果等于兩個結果的平均值。 如果兩個結果之差的絕對值大于r；則需要再做兩個數據。若4 個數據的極差不大于臨界極差CrR0.95(4)，取這4 個數據的平均值報告結果；如果4 個數據的極差大于臨界CrR0.95(4)，取這4 個數據的中位數報告結果。 臨界極差CrR0.95(4)=f（n）σr，其中f（n）為臨界極差系數，其數據可查臨界系數表。

1.1.2 測試費用高的情形

當測量費用較高，應再取一個測試結果。 若3 個結果的極差不大于臨界極差CrR0.95(3)，取這3 個數據的平均值報告結果。 若3 個數據的極差大于臨界極差CrR0.95(3)，并且不可能再取得第4 個測量結果，就取這3 個數據的中位數報告結果。

當有可能再取得第4 個測量結果時，實驗室應取第4 個測量。 若4 個數據的極差不大于臨界極差CrR0.95(4)，取這4 個數據的平均值報告結果。 如果4 個數據的極差大于臨界極差CrR0.95(4)，取這4 個數據的中位數報告結果。

1.2 兩個以上初始測試結果

當初始結果數大于2 的情形，在重復性條件下n＞2 時，確定最終測量結果的方法與n=2 的方法類似，在這里就不做詳細討論。

2 在再現性條件下所得結果可接受的檢查方法

再現性條件是測量方法、測量設備、操作者以及環境設施等因素中有一項或幾項不同的測量條件。

2.1 兩個實驗室測量結果一致性統計檢驗

2.1.1 每個實驗室取得一個測量結果的檢驗

當兩個實驗室各取一個測量結果， 用再現性限R 檢驗兩個結果之差的絕對值。如果差的絕對值不大于R，兩個結果即為一致，取其平均值作為最終測量結果；如果兩個結果之差的絕對值大于R，必須查明原因是否由于測量方法的精密度低和試樣的差異所致。

2.1.2 每個實驗室取得一個以上測量結果的檢驗

假設各實驗室已取得了符合重復性要求的最終結果，只要考慮二個最終結果的可接受即可。

兩個結果均為平均值，測量次數分別為n1,n2，兩個結果之再現性臨界差CrD0.95的表達式如下：

如果兩個結果的差值的絕對值不大于再現性臨界差CrD0.95，則認為兩個實驗室的最終測量結果是一致的，均可以接受，取兩個結果的總平均值為最終測量結果；如果兩個結果的差值的絕對值大于再現性臨界差CrD0.95，則認為兩個實驗室的最終測量結果不一致，需查明原因。

上述方法在檢測實驗室日常的檢測工作中會經常用到，只有掌握了上述方法，才能得出正確的結果，否則則容易出錯。而對于質量控制及結果評價，如果只掌握上述方法是不夠的，還必須涉及到下文要介紹F 檢驗和t 檢驗。

3 F 檢驗法（兩組測量結果是否為等精密度的檢驗）

方差或標準偏差是反映測量精密度的重要標志，檢驗它的變化具有實際意義。方差分析又稱變異數分析；也稱為F 檢驗。它是英國統計學家R. A. Fisher 首先提出的一種統計方法。

F 檢驗的統計量是：

4 t 檢驗法（兩組測量結果平均值差異顯著性的檢驗）

4.1 t 分布的概率

1908 年，戈塞特在使用斯徒登(Student)的筆名發表的論文中提出了平均值的理論分布，引入了稱為“斯徒登t”的概念；統計量t 值按下式計算：

4.2 t 檢驗的應用

任何顯著性差異都是由平均值的差異引起的，用t 檢驗可以確定兩個平均值之間是否由顯著性差異；在進行t 檢驗之前先要進行F 檢驗，確定方差之間沒有顯著性差異才能進行t 檢驗。當統計量t 值不大于從t 分布表中查得臨界值就可以判定兩個平均值沒有顯著性差異；反之則判定有顯著性差異。

4.2.1 平均值與標準值的比較（用于方法確認、質量控制等）

例1： 實驗室制定了一個快速測定鐵礦石中含硫量的新方法，用鐵礦中含硫量為0.123%標準樣品來確認該方法。4 次測定結果分別為0.112%，0.118%，0.115%，0.119%， 試問測定結果是否在置信范圍之內，新方法是否可以通過確認？

題解：測定結果的平均值和標準偏差按下式計算：

因為測定值0.116%低于0.123%，要判定這是否在隨機影響的限度以內，要利用單尾t 值表，如果使用5%顯著性水平作為判別標準，自由度為3，查t 分布單側臨界值表得t0.05,3=2.35，現在t=4.375＞t0.05,3=2.35，這說明不完全是隨機影響所致，一定還有系統影響存在，方法不能通過確認。

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4.2.2 兩組測量平均值的比較（用于質量監控，如人員或方法的比對或留樣再檢測的二次結果可接受的判定）

在實驗室質量控制中，通常要進行方法比對、人員比對、儀器比對、留樣復檢和實驗室間比對等活動，所得的平均值一般是不相等的。在此情況下，盡管待比較的兩個平均值中的任何一個都不能視為標準值或真值。 但仍然可以用t 檢驗確定兩個平均值是否由顯著性差異。

其自由度為f=n1+n2-2

例2：某個實驗室為實施質量監控計劃，對于葡萄酒中乙醇含量的測試項目（屬于測試費用較低的情形），在相同條件下（即方法、設備、環境等試驗條件相同）進行人員比對。分析人員甲開始進行了三次測試，其結果分別是12.16%、12.62%、13.05%，而分析人員乙開始進行了二次測試，其結果分別是13.16%、12.10%，已知標準方法通過精密度試驗給出的重復性標準差是σr=0.26%， 再線性標準差是σR=0.38%，根據上述所介紹的測量結果可接受性及統計檢驗方法，試問人員比對測試應該如何進行下去？ 最后的比對結果二人各為多少？ 二人的測試結果有無顯著性差異？

這是分析人員甲的最終測試結果，其標差為S=0.4035%。

這就是分析人員乙的最終測試結果，其標差為S=0.6228%。

在人員比對中，要判斷二人的結果是否可以接受，或存在顯著差異，可采用t 檢驗法進行判定，但在t 檢驗前必須運用F 檢驗法判定兩人的測試是否是等精密度測量。

兩組測量的合并標準偏差sp按下式計算：

按下式計算統計量并進行t 檢驗：

在選擇顯著性水平為5%， 查t 分布雙側臨界值表得t0.05,8=2.26＞t=0.25，這表明兩個人員的最終測試結果是一致的，均可以接受，取兩個結果的總體平均值為最終結果。

5 結束語

上述的判定方法，不僅可用于質量監控的人員比對中，也運用于方法比對、設備比對、兩個實驗室間的比對及留樣再檢測的二次結果的比對等質量監控活動中。

可見，在檢測或方法確認中必須掌握統計假設檢驗技術，對質量監控（各種比對試驗的可接受性）及實驗檢測結果的評價作出科學、準確、嚴密的判定。

［1］鄭亞玲.淺談實驗室內的質量控制[J].現代測量與實驗室管理，2010(04).

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［4］譚和平，陳能武，張云嫦.化學實驗室認證認可與質量控制[J].中國測試，2010(5).

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