Контроль качества биохимических исследований

Виды ошибок исследований

Клинико-химические, как и все количественные измерения, принципиально отягощены возможностью ошибок. Весь процесс клинического исследования можно разделить на 4 этапа: взятие пробы, хранение пробы, анализ, оценка и выдача результата. Ошибки, возникающие на разных этапах работы, бывают внелабораторного и внутрилабораторного характера.

Внелабораторные ошибки

Существенным источником внелабораторных ошибок является трудность учета времени последнего приема пищи больным. Поэтому следует унифицировать время взятия крови и применять для исследования кровь, взятую натощак. Эмоциональное состояние пациента, время суток, положение тела больного оказывают влияние на количественные и качественные показатели крови.

Все указанные выше факторы погрешностей связаны с состоянием больного. Но нельзя недооценивать и ряд других факторов, которые также отражаются на качестве результатов: техника взятия крови, используемые при этом инструменты, сосуды, в которых хранится кровь. Иглы, применяемые для взятия крови, должны иметь достаточно большой диаметр, чтобы не возникало повреждения эритроцитов. Посуда и инструменты для взятия крови не должны содержать следов моющих средств, должны быть сухими.

Весьма существенной причиной возникновения погрешностей анализа является нарушение условий хранения проб. Уже одно более длительное стояние сыворотки над эритроцитами может привести к изменению концентраций компонентов. Сыворотка должна быть отделена от кровяного сгустка не позднее двух часов после взятия крови.

Упомянутые источники погрешностей не поддаются качественному и количественному контролю, их в большинстве случаев не очень легко распознать, исключить погрешности можно только тщательной и кропотливой работой. Следует добиться стандартизованных условий, обязательных при взятии проб крови. Необходимо регулярное инструктирование персонала клиник и амбулаторий о правилах и условиях сбора и хранения материала для различных клинико-диагностических исследований.

Внутрилабораторные ошибки

Надежность результатов исследования при проведении анализов в лаборатории зависит от целого ряда факторов. Погрешность в аналитическом процессе — это внутрилабораторные ошибки, появление и предупреждение которых зависит только от работников лабораторий.

Результаты анализов в большой мере зависят от индивидуальных способностей лабораторного персонала, важным фактором является и качество применяемых измерительных инструментов. Существенным источником ошибок является приготовление стандартных растворов, который может иметь иную концентрацию, чем должна быть по расчету. Многочисленность применяемых методов, из которых большая часть уже устарела, также является частой причиной многих ненадежных результатов. Помочь этому может последовательное внедрение унифицированных методов.

Классификация ошибок

Наиболее распространена следующая классификация ошибок. Различают три основных вида ошибок: грубые, случайные и систематические.

Грубая ошибка — это одиночное значение исследуемого компонента, выходящее за пределы установленной для данного компонента области (за допустимые пределы погрешности). Причиной грубых ошибок является недостаточная тщательность в работе.

Случайная ошибка — одиночное значение, не выходящее за пределы установленной для данного компонента области. Случайными называются неопределенные по величине и знаку ошибки, в появлении каждой из которых не наблюдается какой-либо закономерности. Эти ошибки происходят при любом аналитическом определении. Наличие их сказывается в том, что повторные определения того или иного компонента в данном образце, выполненные одним и тем же методом, дают как правило несколько различающиеся между собой результаты. Случайные ошибки практически невозможно исключить совсем, они могут возникать из-за негомогенности пробы материала, недостаточно высокого качества оборудования, чаще случайные ошибки вызываются субъективными факторами. Этот вид ошибок можно значительно ограничить после оценки их размера, величина ошибки (разброс данных) является мерилом воспроизводимости лабораторных результатов. Чем меньше величина случайных ошибок, тем лучше воспроизводимость исследований. Распространенным способом характеристики воспроизводимости результатов является величина среднеквадратического отклонения.

Для суждения о правильности анализа совпадение или расхождение результатов параллельных проб не имеет значения. В этом случае на первый план выступают систематические ошибки.

Систематическими ошибками называют погрешности, одинаковые по знаку, имеющие определенную причину, влияющие на результат либо в сторону увеличения, либо в сторону уменьшения его. Систематические ошибки можно обычно предусмотреть или же ввести соответствующие поправки (ошибки методического характера). Систематические ошибки повторяются при каждом измерении, так как они вызываются постоянными причинами, влияют они на всю серию определений. В качестве причин могут выступать ошибки приборов (автоматические анализаторы, фотоэлектроколориметры) и неправильное приготовление реактивов, индивидуальные особенности работника (ошибочное восприятие окраски пробы). С введением биохимических анализаторов и автоматических дозаторов число случайных ошибок (ошибок манипуляций) уменьшается, но возрастает необходимость контроля за появлением систематических ошибок и увеличивается необходимость в контрольных материалах для их обнаружения. Величина систематической ошибки характеризует правильность результатов анализа.

Общепринятым способом выявления случайных ошибок служит постановка анализа в двух и более параллельных пробах. Для исключения случайных ошибок большое значение может иметь последовательная регистрация анализов, проводимых повторно у одного и того же больного. Регистрация и сопоставление результатов с динамикой клинического течения заболеваний позволяет лаборатории своевременно обратить внимание на немотивированный «скачок» того или иного показателя, который мог быть обусловлен случайной ошибкой.

Обнаружение и предупреждение систематических ошибок составляет более сложную задачу. Необходимо тщательное подведение итогов ежедневной работы лаборатории. Если оказывается, что в один из дней все или большинство результатов по данной методике сдвинуты в какую либо сторону, это должно натолкнуть на мысль о систематической ошибке, необходима самая тесная связь с клиникой.

Возникновению ошибок необходимо противопоставить постоянное измерение точности выполнения анализов, надежность работы лаборатории, то есть контроль качества исследований.

Контрольные материалы и критерии качества

Точность техники анализа можно контролировать, исследуя пробы специального контрольного материала. Контрольный материал может быть изготовлен в относительно больших количествах, что позволяет применять его сразу во многих лабораториях, обеспечивая в течение длительного времени единство измерения. Образцы контрольного материала готовятся идентичными определяемым веществам, что уменьшает погрешности, обусловленные несоответствием образцов и анализируемых проб.

Виды контрольных материалов

• Водные стандарты;
• Слитая сыворотка, приготовленная в лаборатории;
• Сыворотка, приготовленная промышленным путем с неисследованным и исследованным содержанием компонентов.

Для контроля сходимости и воспроизводимости не нужно знать номинальные величины компонентов в контрольном материале. Поэтому используют сыворотку с неисследованным содержанием компонентов. Это может быть сыворотка, изготовленная промышленным путем или слитая сыворотка, приготовленная в лаборатории. Методика приготовления слитой сыворотки следующая: остатки исследованных в лаборатории сывороток, исключая сыворотки инфекционных больных, гемолизированные, желтушные, хилезные, сливают каждый день в сосуд и хранят в морозильной камере. Когда накопится достаточное количество слитой сыворотки, содержимое сосуда оттаивают на водяной бане при 37°С и тщательно перемешивают. Затем сыворотку фильтруют через стерильный фильтр и разливают во флакончики или ампулируют по 3-5 мл. Флакончики хранят в морозильной камере. Такую сыворотку применяют в лаборатории для контроля воспроизводимости. Содержание компонентов в ней стабильно в течение года. Слитую сыворотку следует использовать, когда нет возможности приобрести производственную сыворотку.

Под контролем качества работы клинико-диагностических лабораторий понимают систему мер, направленных на количественную оценку точности, воспроизводимости, правильности определений параметров метаболизма в организме. Сущность контроля качества лабораторных исследований состоит в сопоставлении результатов диагностических исследований проб биологических жидкостей, производимых в лаборатории, с результатами исследований контрольных материалов и в измерении величины отклонения.

Цель контроля качества работы лабораторий

• Устранение систематических ошибок и сведении до минимума случайных ошибок внутри лаборатории;
• Достижение оптимальных стандартных условий исследования биологических жидкостей во всех лабораториях.

Для этого контроль качества должен:

• Быть систематическим (по единым правилам, повседневным, объективным);
• Охватывать все области измерения (норма, патология);
• Производиться в реальных условиях работы клинико-диагностических лабораторий.

Критерии контроля качества измерений

• Воспроизводимость — качество измерения, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполненных в различных условиях (в разное время, в разных местах).
• Точность — качество измерения, отражающее близость результатов к истинному значению измеренной величины.
• Правильность — качество измерения, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах, то есть соответствие среднего значения результатов измерений истинной величине измеряемого компонента.
• Сходимость — качество измерения, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях (параллельные пробы).

Наличие систематических ошибок сказывается на правильности исследований, а случайные ошибки ухудшают воспроизводимость измерений. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям всех видов, как систематическим, так и случайным.

Внутрилабораторный контроль качества заключается в проведении контроля воспроизводимости и правильности.

Контроль воспроизводимости

Контрольные карты

Для осуществления контроля воспроизводимости используется метод построения контрольных карт, на которых отмечаются повседневные результаты контрольных исследований. Эти карты позволяют следить за динамикой воспроизводимости изо дня в день. Для проведения контроля воспроизводимости используется в качестве контрольного материала сыворотка с неисследованным содержанием компонентов. Работа проводится в несколько этапов.

На первом этапе в течение 20 дней производится определение компонента, выбранного для контроля, в контрольной сыворотке по крайней мере в 2 параллелях. Ежедневно результаты исследований заносятся в протокол. Определение проводят по методу, применяемому в данной лаборатории.

На втором этапе производится статистическая обработка данных, полученных за 20 дней определения значений данного компонента. При оценке качества рассчитывают следующие статистические показатели: средняя арифметическая x_ср всех выполненных определений за 20 дней, среднее квадратическое отклонение σ, коэффициент вариации (среднее квадратическое отклонение, выраженное в процентах от средней величины).

• Среднее квадратическое отклонение:

• Коэффициент вариации:

Воспроизводимость оценивается по величине коэффициента вариации. Допустимая величина коэффициента вариации должна зависеть от той колеблемости результатов исследования, которая присуща самой исследуемой величине. Поэтому для каждого компонента определяют допустимый предел ошибки — ДПО, который равен 1/8 области нормальных значений.

Допустимый предел ошибки

Полученный при статистической обработке коэффициент вариации сравнивается с ДПО для данного компонента. Больших расхождений между этими величинами не допускается, и если коэффициент вариации близок к ДПО, можно переходить к следующему этапу — построению контрольной карты. Так как пределом точности результатов исследования считается двойное среднее квадратическое отклонение ±2σ, то рассчитывают пределы x_ср±1σ, x_ср±2σ. Затем на обычной миллиметровой бумаге, выбрав наиболее удобный для работы масштаб, откладываем среднее значение x_ср, а вверх и вниз от него по вертикальной оси отмечаем точки, соответствующие значениям ±1σ и ±2σ. На горизонтальной оси отмечаются числа, дни месяца, в которые проводится исследование контрольного материала той же серии в последующие дни. Каждый результат, полученный в эти дни, отмечается на карте в виде точек, соответственно дате исследования. Контрольная карта дает в наглядной форме возможность своевременно выявить ошибки в выполнении методики.

Для примера рассмотрим контрольную карту для определения глюкозы; в течение 20 дней исследовали концентрацию глюкозы в контрольной сыворотке глюкозооксидазным методом:

№	Дата исследования	x	x – xср	(x – xср)2·10–4	Расчеты
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20	3.02.1998г. 4 — // — 5 — // — 6 — // — 7 — // — 8 — // — 10 — // — 11 — // — 12 — // — 13 — // — 14 — // — 15 — // — 17 — // — 18 — // — 19 — // — 20 — // — 21 — // — 22 — // — 24 — // — 25 — // —	4,46 4,62 4,57 4,84 4,84 4,47 4,57 4,59 5,11 5,02 5,05 4,96 4,70 4,88 5,10 4,53 4,91 4,82 4,65 4,85	0,32 0,16 0,21 0,06 0,06 0,31 0,21 0,19 0,33 0,24 0,27 0,18 0,08 0,10 0,32 0,25 0,13 0,04 0,13 0,07	1024 256 441 36 36 961 441 361 1089 576 729 324 64 100 1024 625 169 16 169 49	xср= 4,78 ммоль/л Среднее квадратическое отклонение: Коэффициент вариации:
Всего		95,54		8490

• Нормальные величины: 3,9-5,5 ммоль/л
• Область нормы: 5,5-3,9 = 1,6.
• Средняя нормы: (5,5+3,9)/2=4,7 %
• Допустимый предел ошибки: 4,3 %

Сравниваем коэффициент вариации с ДПО (допустимым пределом ошибки). Переходим к графическому построению контрольной карты, если рассчитанный коэффициент вариации близок к ДПО. В противном случае, необходимо продолжить набор данных, «выскакивающие» цифры отбросить и повторить статистическую обработку.

Для построения контрольной карты рассчитываем:

• x_ср+1σ = 4,78+0,21 = 4,99;
• x_ср+2σ = 4,78+0,42 = 5,20;
• x_ср-1σ = 4,78–0,21 = 4,57;
• x_ср-2σ = 4,78–0,42 = 4,36.

О недостатках в работе говорят следующие критерии:

Предупредительные:

• Шесть результатов подряд находятся по одну сторону от линии средней арифметической;
• Три результата подряд за пределами одного среднего квадратического отклонения;
• Один результат за пределами двух средних квадратических отклонений.

При наличии этих признаков результаты исследований можно выдавать больным, однако необходимо тщательно проверить стандартные растворы, работу измерительных приборов.

Контрольные:

• Восемь результатов подряд находятся по одну сторону от средней арифметической;
• Пять результатов подряд расположены за линией одного среднего квадратического отклонения;
• Три результата выходят за рамки двух средних квадратических отклонений;
• Один результат выходит за рамки трех среднеквадратических отклонений.

При наличии контрольных критериев результаты исследований ставятся под сомнение и до исправления недостатков больным не выдаются.

Контроль правильности

Для осуществления контроля правильности исследований, то есть для обнаружения систематических ошибок, используется контрольная сыворотка с исследованным содержанием компонентов. Исследование правильности целесообразно проводить в условиях хорошей сходимости результатов. Осуществляется контроль правильности в следующих случаях:

• Если результаты исследования контрольного материала выходят за 2σ;
• При налаживании нового метода;
• При использовании новой измерительной аппаратуры, новой партии реактивов и т. д.

Для осуществления контроля правильности используется сыворотка с исследованным содержанием компонентов, которая растворяется перед работой дистиллированной водой согласно приложенной инструкции. В растворенной сыворотке определяют содержание компонентов. При этом необходимо провести не менее 10 параллельных исследований методикой, указанной в инструкции к контрольной сыворотке. Если все полученные результаты укладываются в пределы допустимых отклонений, указанных в инструкции к данной сыворотке, правильность может считаться удовлетворительной. Если в инструкции отклонения не указаны, а дается только номинальное значение, то следует рассчитать среднюю арифметическую десяти полученных результатов и оценить достоверность различий между полученной средней и номинальным значением. Для этой цели используется тест Лорда:

где:

• а - номинальное значение, указанное в паспорте;
• m — максимальное значение из 10;
• x_i — минимальное значение из 10; `
• x_ср — средняя арифметическая.

При L < 0,23 различие между средней и номинальным значением не достоверно, следовательно, результаты правильные. Если значение теста Лорда больше 0,23, то различие достоверно и результаты неправильные.

Контроль качества должен охватывать прежде всего внутрилабораторный контроль и давать уверенность в результатах своей работы.

Межлабораторный контроль качества лабораторных исследований

Межлабораторный контроль качества позволяет выявить систематические и случайные ошибки при контрольных определениях. Существует два вида межлабораторного контроля качества:

• Краткосрочный контроль — лаборатории исследуют контрольный образец один день;
• Долгосрочный контроль — образец исследуется в течение нескольких дней.

После определения состава участвующих лабораторий контрольный центр рассылает контрольные образцы участникам.

После исследования контрольного материала участники посылают свои материалы в центр, где проводится статистическая обработка полученных результатов, составляется итоговый отчет — характеристика качества работы всех участников и индивидуальная оценка работы каждой лаборатории. Общая и индивидуальная оценка качества работы посылается каждому участнику контрольного эксперимента и в вышестоящие органы здравоохранения. Все лаборатории, независимо от производительности и штата, обязаны участвовать в межлабораторном контроле качества.

Требования к проведению межлабораторного контроля:

• Анализ контрольных проб включается в обычный ход работы лаборатории;
• Исследование контрольного материала выполняется тем же персоналом, который производит повседневные анализы;
• При анализе контрольных проб пользуются методом, который лаборатория использует в повседневной работе;
• Исполнитель не должен знать, что исследуемый материал — контрольный.

В межлабораторном контроле принимает участие не менее 20 лабораторий.

Программа контрольных исследований не должна быть слишком обширной, следует исследовать лишь несколько компонентов. Для проведения контроля используется материал по физико-химическим свойствам аналогичный клиническому материалу, стабильный при транспортировке и хранении в период проведения контроля. Используют жидкий, замороженный, лиофилизованный материал.

Перед исследованием контрольного материала следует внимательно познакомиться с инструкцией, при необходимости растворить его точным количеством дистиллированной воды, указанным на этикетке. Исследование проводить по приложенной программе.

При проведении краткосрочного эксперимента пробы исследуются однократно. При долгосрочном контроле пробы исследуют в течение нескольких дней, что позволяет оценить воспроизводимость каждой отдельной лаборатории. Все полученные результаты каждый день вносят на форменный бланк, присылаемый вместе с контрольной сывороткой. В конце последнего дня исследования бланк с контрольными результатами и указанием метода исследования пересылают почтой по адресу контрольного центра. Копия бланка остается в лаборатории.

В контрольном центре производится статистическая обработка результатов, выявляются случайные и систематические ошибки, то есть оценивается воспроизводимость и правильность результатов исследования. Высчитывают среднюю арифметическую и среднеквадратическое отклонение по каждому компоненту, суммируя результаты всех лабораторий. Результаты, попавшие за пределы рассчитанного значения `x±2σ. исключают из расчетов, после чего повторяют статистическую обработку до тех пор, пока не остается ни одного результата, выходящего за пределы двух среднеквадратических отклонений.

Оценка работы отдельных лабораторий осуществляется путем сравнения значений, полученных лабораторией при исследовании контрольного материала с допустимыми пределами x_ср±2σ.

Если результат лаборатории укладывается в пределы x_ср±2σ, то он считается хорошим и оценивается двумя баллами. Если результат укладывается в пределах x_ср±2σ, то определение считается допустимым и оценивается в один балл. Остальные результаты считаются непригодными, оцениваются в ноль баллов. Подсчитав общее количество баллов по отдельным параметрам, оценивают работу каждой лаборатории.

В настоящее время разработана количественная оценка результатов отдельных лабораторий. Для этого результат каждой лаборатории выражают в единицах среднеквадратического отклонения по формуле:

где:

• x_lab — результат данной лаборатории;
• x_all — средняя арифметическая, полученная для всех результатов;
• σ_all — среднеквадратичное отклонение множества.

Результаты внутри ±1Jσ — хорошие, внутри ±2Jσ — пригодные, более ±2Jσ — результаты непригодны.

В межлабораторном контроле качества наиболее хорошие результаты обычно имеют те лаборатории, в которых налажен внутрилабораторный контроль. Постоянное и повсеместное проведение внутрилабораторного контроля качества и участие в межлабораторном контроле имеет большое значение для стабилизации работы лаборатории, позволяет добиться воспроизводимости и правильности любого лабораторного исследования, что имеет значение для правильной диагностики и лечения.

См. также

• Функции белков крови
• Приготовление гомогената ткани