患者數據中位數和指數加權移動均值在實驗室內儀器間末梢血RBC計數結果比對中的應用

王會茹， 王盛華， 黃珊珊， 吳 昊， 于文靜， 郭映輝

（河北省兒童醫院檢驗科，河北 石家莊 050031）

由于樣本采集的特殊性，兒科實驗室常采用末梢血樣本進行血細胞分析，在評價儀器間結果的一致性時，一般定期采用新鮮靜脈血樣本比對的方法，但該方案不能在日常工作中連續、實時監測儀器間末梢血檢測結果的一致性，增加了質量風險。GOOSSENS等[1]建立了用患者數據中位數來評估和監測臨床檢驗指標可比性和穩定性的方法，成本低、無基質效應，可連續、實時進行監測，且對分析前誤差較敏感；指數加權移動均值法（exponentially weighted moving average，EWMA）在歷史檢測結果的基礎上引入可調節偏移靈敏度的加權系數，與中位數法比較，受樣本量影響更小。本研究擬采用這2種方法對實驗室內儀器間末梢血紅細胞（red blood cell，RBC）計數結果進行月偏差、日偏差比對分析，旨在提供一種可連續、實時監測儀器間末梢血檢測結果一致性的評價方案。

1 材料和方法

1.1 數據來源

收集河北省兒童醫院門診、住院患兒的RBC計數檢測結果，以2020年6—8月的數據作為訓練集，9—12月的數據作為驗證集。以XN-1000血液分析儀（日本Sysmex公司）檢測結果用于驗證靜脈血檢測結果，XS-500iC血液分析儀（日本Sysmex公司）檢測結果用于驗證末梢血檢測結果。統計4臺血液分析儀共103 637個末梢血RBC計數結果，作為EWMA法和中位數法在實驗室內儀器間檢測結果比對數據集。

1.2 儀器和試劑

1.2.1 參比儀器 XS-500iC血液分析儀（A1）與參加我國國家衛生健康委臨床檢驗中心血細胞分析正確度驗證的儀器（XN-1000血液分析儀）的比對結果符合要求（XN-1000血液分析儀僅用于測定靜脈血樣本）。

1.2.2 比對儀器 1臺XN-350血液分析儀（日本Sysmex公司）（A2）和2臺XS-500iC血液分析儀（A3、A4）。所有血液分析儀的試劑、校準品、質控品和消耗品均為儀器原裝配套產品。所有儀器均參照WS/T 406—2012《臨床血液學檢驗常規項目分析質量要求》[2]進行校準、性能驗證和定期結果比對，每日進行低、中、高3個水平質控品的檢測，所有儀器均在控。

1.3 統計工具

AI-MA患者數據質量控制智能監控平臺（簡稱AI-MA平臺，上海森栩醫學科技有限公司）采用EMWA法進行性能驗證和最優比對濃度選擇；采用EWMA法和中位數法進行結果比對。相對偏差=（測量值比對儀器-靶值參比儀器）/靶值參比儀器×100%。

1.4 評價標準

1.4.1 最佳截斷濃度滿足質控效能的標準 不同截斷濃度范圍內的患者數據分布相對穩定，呈正態分布[3]，EWMA法Z-分數質控圖中的報警數據與實際工作中的質量事件相符。

1.4.2 結果比對標準 根據文獻[2]要求，進行血液分析儀可比性驗證時，RBC計數允許相對偏差為≤±3.0%。

1.5 實施方案

（1）登錄AI-MA平臺設置參數，選擇質量目標、質控規則、截斷值范圍、加權系數、樣本類型等，分別用XN-1000血液分析儀和XS-500iC血液分析儀進行驗證，通過篩選參數評價質控效能，選擇最優的截斷濃度L1、L2、L3。（2）基于AI-MA平臺，提取2020年9—12月的數據，采用EWMA法和中位數法，驗證XS-500iC血液分析儀和XN-1000血液分析儀檢測結果的可比性，確定參比儀器。（3）基于AI-MA平臺，提取2020年6月1日—12月31日連續7個月的患兒末梢血RBC計數結果，以月為統計周期，分別計算A2、A3、A4與A1相比，3個截斷濃度EWMA法月均值偏差和月中位數偏差。（4）基于AI-MA平臺，隨機選取月偏差符合要求的2020年12月的數據，統計12月1—31日的末梢血RBC計數結果，以日為統計周期，分別計算A2、A3、A4與A1相比，3個截斷濃度EWMA法日均值偏差和日中位數偏差。

2 結果

2.1 最佳截斷濃度

經XN-1000血液分析儀和XS-500iC血液分析儀驗證，RBC計數最優截斷濃度分別為：L1為（3.0～3.9）×1012/L、L2為（4.0～5.0）×1012/L、L3為（5.1～6.1）×1012/L，涵蓋醫學決定水平，基本滿足臨床需要。見表1、圖1。

圖1 患者數據Z-分數質控驗證結果（EWMA法）

表1 基于患者大數據驗證質控效能結果

2.2 XS-500iC血液分析儀與XN-1000血液分析儀可比性驗證結果

與XN-1000血液分析儀比較，XS-500iC血液分析儀L1、L2、L3濃度水平EWMA法相對偏差分別為0.85%、-0.44%、0，中位數法相對偏差分別為0.55%、-0.66%、-0.19%，均符合要求（≤±3.0%）。2臺儀器3個濃度2種方法可比性驗證結果見表2。

表2 2臺儀器EWMA法與中位數法可比性驗證結果 ×102/L

2.3 月均值偏差與月中位數偏差比較

以月為統計周期，A2、A3、A4的3個截斷濃度連續7個月EWMA月均值偏差均符合要求（L1為-2.25%～0.57%，L2為-1.94%～1.77%，L3為-0.19%～1.13%），但A2儀器L1截斷濃度9月（-3.59%）、11月（-3.86%）的中位數偏差超出允許范圍。

2.3.1 L1截斷濃度月偏差比較結果 月均值偏差和月中位數偏差自9月開始，連續4個月呈現負偏差。A2儀器L1截斷濃度9月、11月偏差超出允許范圍。見圖2。

圖2 L1截斷濃度月均值偏差和月中位數偏差比較

2.3.2 L2截斷濃度月偏差比較結果 月均值偏差低于月中位數偏差，2個偏差曲線波動趨勢基本一致，自9月開始，由負偏差轉為正偏差，呈現趨勢變化。見圖3。

圖3 L2截斷濃度月均值偏差與月中位數偏差比較

2.3.3 L3截斷濃度月偏差比較結果 2種方法所得偏差均符合要求；與L1、L2截斷濃度比較，2個偏差曲線波動較小（≤±2.0%）。見圖4。

圖4 L3截斷濃度月均值偏差與月中位數偏差比較

2.4 日均值偏差與日中位數偏差比較

以日為統計周期，3臺比對儀器（A2、A3、A4）與參比儀器（A1）比較，L2濃度的日均值偏差與日中位數偏差均在允許范圍內（≤±3.0%）；L1、L3濃度有較多不符合結果。

2.4.1 L1截斷濃度日偏差比較結果 與A1比較，A2、A3、A4日均值偏差和日中位數偏差曲線波動較大。見圖5。

圖5 L1截斷濃度日均值偏差與日中位數偏差比較

2.4.2 L2截斷濃度日偏差比較結果 與A1比較，A2、A3、A4日均值和日中位數偏差均在允許范圍內，其中A3、A4呈現正偏差。見圖6。

圖6 L2截斷濃度日均值偏差與日中位數偏差比較

2.4.3 L3截斷濃度日偏差比較結果 與A1比較，A2、A4日均值偏差均在允許范圍內，但日中位數偏差各出現1次超出允許范圍的情況；A3 2種方法所得偏差出現多次超出允許范圍情況。見圖7。

圖7 L3截斷濃度日均值偏差與日中位數偏差比較

3 討論

CNAS-CL02：2012 《醫學實驗室質量和能力認可準則》[4]規定實驗室用2套及以上檢測系統檢測同一項目時，應建立臨床適宜區間內患者樣品結果可比性方案，以保證檢測結果的一致性。目前，臨床實驗室血細胞分析結果比對是參照我國衛生行業標準WS/T 406—2012《臨床血液學檢驗常規項目分析質量要求》[2]，采用每6個月比對1次的方案。但該方案不能在日常工作中連續、實時監測儀器間結果的可比性，且無法監測末梢血結果的一致性，而末梢血樣本結果更容易受樣本質量影響，如末梢血樣本采集過程中操作不規范，易導致檢測結果變異或不準確[5]。因此，建立一種更高效、經濟的實驗室內儀器間末梢血結果連續、實時比對的方案十分必要。

患者數據中位數法是利用患者樣本檢測結果的統計量監測儀器性能微小變化的質控方法，有研究發現，利用患者樣本中位數進行實驗室間結果比對，可以顯著提高實驗室工作效率、降低運行成本，更真實地反映檢測系統的性能[6]。本研究基于AI-MA平臺，統計了2020年6—12月患兒RBC計數結果，按照比例進行參數設置和性能驗證。經參加正確度驗證儀器和參比儀器同時驗證，將（3.0～3.9）×1012/L、（4.0～5.0）×1012/L、（5.1～6.1）×1012/L作為比對濃度，涵蓋醫學決定水平，可滿足臨床需要。長期的數據可確保測量程序的性能涵蓋多數變異來源[7]，更全面地捕捉所有的變異情況，包括患者群體變化、試劑批號更換等。

參照相關指南[8]要求，當實驗室使用的檢測系統數量≤4時，可以選用與參比系統進行比對的方法。本研究以A1為參比儀器，3臺比對儀器3個濃度EWMA法和中位數法月偏差、日偏差曲線波動趨勢基本一致，檢測性能相同；統計范圍為月時，EWMA法所得儀器間月偏差均在允許范圍內（≤±3.0%），說明儀器間結果一致性良好；中位數法所得儀器間月偏差A2儀器L1截斷濃度9月、11月超出允許范圍，提示中位數法比EWMA法更易受數據因素影響。實驗室在ISO 15189質量體系管理下，4臺血液分析儀定期校準、定期比對，結果均符合要求，但通過不同截斷濃度月偏差、日偏差的比對，曲線呈現趨勢和偏移變化，如比對儀器L1截斷濃度月偏差自9月開始連續4個月呈現負偏差，L2截斷濃度自9月開始由負偏差轉為正偏差，分析原因發現，4臺儀器均在9月進行了校準，提示該方法可靈敏地監測系統性能變化。但本研究方案的應用也存在局限性：（1）比對儀器A2 L1濃度9月、11月中位數偏差超出允許范圍，分析原因發現，偏差超出范圍的檢測結果樣本大多為血液科送檢樣本，提示中位數統計結果易受患者群體影響；（2）日偏差比較圖分析結果顯示，2種方法L2截斷濃度偏差均符合要求，L1、L3截斷濃度偏差多日超出允許范圍，偏差曲線波動較大，分析原因發現，L2截斷濃度日檢測61～272個樣本，L1、L3截斷濃度日檢測2～26個樣本，參照相關文獻[9]，在樣本量較小的情況下，該方法質控效能較小，在監測儀器間結果一致性評價中易出現假報警。

綜上所述，EWMA法與中位數法對實驗室內儀器間可比性的監測效能基本相同，均可連續、實時監測儀器間、月間、日間末梢血檢測結果的可比性，是敏感性較高，且經濟、實用的比對方法，是常規比對方案的有益補充。