CNAS-TRL-001-2012 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室-測(cè)量不確定度的評(píng)定與表達(dá)

發(fā)布日期：2012年11月08日CNAS技術(shù)報(bào)告中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)序 4 52規(guī)范性引用文件 53術(shù)語(yǔ)和定義 64測(cè)量不確定度的功用 4.1概述 4.2目標(biāo)不確定度 4.3實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用 4.4醫(yī)師的應(yīng)用 4.5計(jì)量溯源的作用 5測(cè)量 5.1概述 5.2測(cè)量誤差和測(cè)量不確定度 5.3確定被測(cè)量 6評(píng)定測(cè)量不確定度概論 6.1評(píng)定測(cè)量過程的測(cè)量不確定度 6.2醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度的評(píng)定方法 6.3醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量不確定度的來(lái)源 6.4評(píng)定測(cè)量不確定度數(shù)據(jù)的主要來(lái)源 6.5定義不確定度 6.6不確定度分布圖 6.7測(cè)量不確定度的復(fù)審和再評(píng)定 7“自上而下”方法評(píng)定測(cè)量不確定度 7.1總則 7.2測(cè)量不確定度評(píng)定步驟 8測(cè)量不確定度報(bào)告 478.1術(shù)語(yǔ)使用 478.2報(bào)告被測(cè)量的測(cè)得的量值（Y）和擴(kuò)展不確定度（U=k×uc）的方式 478.3報(bào)告被測(cè)量的測(cè)得的量值（y）和合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度(uc)的方式 478.4有效數(shù)字位數(shù) 488.5補(bǔ)充信息 48附錄A（資料性附錄）本文件中的符號(hào)及符號(hào)解釋 49附錄B（資料性附錄）評(píng)定測(cè)量不確定度實(shí)例 附錄C（資料性附錄）定義不確定度臨床應(yīng)用實(shí)例 參考文獻(xiàn) 應(yīng)用技術(shù)的研究，并將其作為實(shí)現(xiàn)合格評(píng)定認(rèn)可工本文件適用于常規(guī)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室出于客戶要求或本文件還可用于期望了解各種證書或檢驗(yàn)報(bào)告2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)和定義3.1測(cè)得的量值measured又稱量的測(cè)得值measuredvalueofaquantity,簡(jiǎn)【JJF10015.2】3.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度combine全稱合成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度（combinedstandard【JJF10015.22】3.3標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的互換性commutabilityofa【JJF10018.16】【JJF10015.30】【JJF10015.28】【JJF10015.29】【JJF10015.27】【JJF10017.1】3.9期間測(cè)量精密度intermediatemeasu【JJF10015.12】3.10期間測(cè)量精密度測(cè)量條件intermediateprecis【JJF10015.11】【JJF10014.7】【JJF10014.1】3.13測(cè)量準(zhǔn)確度measurementaccura【JJF10015.8】【JJF10015.5】【JJF10015.3】注4：術(shù)語(yǔ)“測(cè)量精密度”有時(shí)用于指“測(cè)量準(zhǔn)確度”，這是錯(cuò)誤的?！綣JF10015.10】注2：測(cè)量程序可包括有關(guān)目標(biāo)測(cè)量不確定度的陳述。注5：原級(jí)參考測(cè)量程序(primaryreferencemeasur量測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)沒有關(guān)系的測(cè)量結(jié)果所用的參考測(cè)量程序。接原級(jí)測(cè)量程序”和“比例原級(jí)參考測(cè)量程序”的定義由【JJF10014.6】3.18測(cè)量重復(fù)性measureme【JJF10015.13】3.19測(cè)量復(fù)現(xiàn)性measurement【JJF10015.16】3.20測(cè)量正確度measurementtrueness，truenes【JJF10015.9】），值的統(tǒng)計(jì)分布，按測(cè)量不確定度的A類評(píng)定進(jìn)行評(píng)定，【JJF10015.18】【JJF10017.7】【JJF10016.2】3.24計(jì)量溯源性metrologi及對(duì)其中一個(gè)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)賦予測(cè)量不確定度時(shí)，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)間的【JJF10014.14】【JJF10015.6】3.26相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度relativestand全稱相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度（relativestandard【JJF10015.23】3.27重復(fù)性測(cè)量條件repeatabilityconditio【JJF10015.14】3.28復(fù)現(xiàn)性測(cè)量條件reproducibilityconditio【JJF10015.15】【CLSIC51-P】全稱標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度（standardmeasurementuncertain【JJF10015.19】【CLSIC51-P】3.32系統(tǒng)測(cè)量誤差systematicmeasu【JJF10015.4】【JJF10015.26】認(rèn)為被測(cè)量具有一個(gè)“基本唯一”的真值。這就是GUM【JJF10013.21】對(duì)在規(guī)定測(cè)量條件下測(cè)得的量值用統(tǒng)計(jì)分析的方法【JJF10015.20】【JJF10015.21】4測(cè)量不確定度的功用4.1概述同設(shè)立檢驗(yàn)結(jié)果的目標(biāo)不確定度，表達(dá)報(bào)告的測(cè)量量 blab——通過測(cè)得值與參考測(cè)量方法值（或公認(rèn)的PT值）的差異而得到的實(shí)在確定質(zhì)控圖的質(zhì)控限時(shí)，可分開表達(dá)對(duì)測(cè)量變異和測(cè)量偏移的要求,即包4.3實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用4.3.1評(píng)定測(cè)量不確定度是改進(jìn)醫(yī)學(xué)4.3.2測(cè)量不確定度是醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室選擇4.4醫(yī)師的應(yīng)用4.4.1診斷疾病時(shí)，一般先將報(bào)告測(cè)量量值與生物參考較，后二者都不存在不確定度。由于測(cè)量量值并不是真值 這樣可認(rèn)為A患者結(jié)果偏低；B患者結(jié)果在參考區(qū)間示例2：血漿前列腺特異性抗原（PSA）廣泛用于篩查前列腺癌。醫(yī)師經(jīng)常-1-1-1-1-1，該實(shí)驗(yàn)室可置信的決定值的最低值應(yīng)是（4.0+0.9）-1=4.9μg-1，因此，實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為某人的PSA真值異常的概率不大，可暫-1-1如果有顯著意義，兩次測(cè)量結(jié)果間的差異要大于差異的不確定度uΔ（以-1-1，4.5計(jì)量溯源的作用驗(yàn)參數(shù)已具備了國(guó)際/國(guó)家在計(jì)量學(xué)上公認(rèn)的參照對(duì)象（體現(xiàn)5.2測(cè)量誤差和測(cè)量不確定度5.3確定被測(cè)量量-1-19-16測(cè)量不確定度評(píng)定概論6.1評(píng)定測(cè)量過程的測(cè)量不確定度個(gè)階段。理論上這3個(gè)階段都存在測(cè)量不確定度的來(lái)源6.2醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度的評(píng)定方法能的不確定度來(lái)源并加以評(píng)定；通過統(tǒng)計(jì)學(xué)然后將識(shí)別的不確定度用方差方法合并得到評(píng)定測(cè)量不確定度，即運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理直接評(píng)定6.3醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中測(cè)量不確定度的來(lái)源）；）；6.4評(píng)定測(cè)量不確定度數(shù)據(jù)的主要來(lái)源uchar= R Rn..........................利用參考物質(zhì)修正偏移，參考物質(zhì)的不確定度測(cè)量不確定度，需要了解方法的一致性和實(shí)驗(yàn)室水平6.5定義不確定度分量。”在QUAM文件中，在評(píng)定被測(cè)量的測(cè)量不確定度）；構(gòu)成定義不確定度還有兩個(gè)重要來(lái)源，測(cè)量發(fā)布日期：2012年11月08日附錄C舉例說(shuō)明定義不確定度的臨床應(yīng)用。在理論上，采用同一測(cè)量程序測(cè)量不同濃度的樣本，很難得到同樣的測(cè)量不確定度，不論是絕對(duì)測(cè)量不確定度還是相對(duì)測(cè)量不確定度。在確認(rèn)測(cè)量程序時(shí)，如有可能，應(yīng)計(jì)算一系列濃度量值的測(cè)量不確定度，形成不確定度分布圖(uncertaintyprofile)。理想情況是不確定度分布應(yīng)說(shuō)明橫跨整個(gè)測(cè)量區(qū)間的不確定度。它們常表現(xiàn)為一條曲線，測(cè)量不確定度隨橫坐標(biāo)上濃度的變化而變化。圖1是通過5日雙份測(cè)量所得到的血漿肌鈣蛋白的不確定度分布情況。圖1血漿肌鈣蛋白測(cè)量不確定度的分布1相對(duì)測(cè)量不確定度(%)相對(duì)測(cè)量不確定度(%)本文件建議實(shí)驗(yàn)室確認(rèn)新的測(cè)量程序時(shí)，應(yīng)建立測(cè)量不確定度分布圖，讓臨床醫(yī)師對(duì)不同濃度測(cè)量量值的測(cè)量不確定度有一個(gè)全面了解，尤其是臨床決定限左右的測(cè)量不確定度有助于判斷某一測(cè)量結(jié)果與臨床判斷值之間差異有無(wú)顯著意義。臨床實(shí)驗(yàn)室建立不確定度分布圖往往要花費(fèi)大量資源，可考慮按表2計(jì)算。表2低、中、高值的測(cè)量不確定度的計(jì)算濃度范圍參考值上限左右報(bào)告測(cè)量不確定度6.7測(cè)量不確定度的復(fù)審和再評(píng)定b)評(píng)定的不確定度不在測(cè)量程序期望的性能規(guī)格內(nèi)或者未7“自上而下”方法評(píng)定測(cè)量不確定度用測(cè)量復(fù)現(xiàn)性（SR）數(shù)據(jù)，也不一定合適。對(duì)于一個(gè)特定的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，利用 確定度uc和相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度ucrel。 wucrelww-1-1w計(jì)算偏移引入的測(cè)量不確定度比計(jì)算與由精密度引入的測(cè)量不確定度復(fù)雜ucucrelbiasucucrelurelurelb)如果不修正偏移，則由偏移引入的測(cè)量不確定度和相對(duì)測(cè)量不確定度按ucucrelbiasucucrelurelurel7.2測(cè)量不確定度評(píng)定步驟利用室內(nèi)質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)評(píng)定實(shí)驗(yàn)公式（12）、公式（13）和公式（14）分別計(jì)算測(cè)量平均χiχiχ=i=1nRRw2n?1i=1χi?χxxurelRw123456789w χi?χ)2n?1= =-1）relwwχ156.3wrelwwχ156.3χiχiw χi?χ)2= i=1=-1）relwwχ155.5wrelwwχ155.5w χi?χ)2= =-1）χ155.9urelRwχ155.9測(cè)總均值為155.7U·11,s(Rm)為3.1U·1-1,相應(yīng)的ur(R)=1.99%。 urelw-1）RSDiww)12638465668urelRw==RSDi2n4.59466==0.88(%)wurelwmiRSDRiRSDi×(mi?1)-1%123456-urelwurelw=內(nèi)測(cè)量復(fù)現(xiàn)性引入的測(cè)量不確定度和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)量復(fù)現(xiàn)性引入的相對(duì)測(cè)量不確=w=kknikniki=1=urelw=kn1RSD2kn1RSD2nkinkii=1 wurelwSi——第i個(gè)樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差；RSDp——相對(duì)合并標(biāo)準(zhǔn)偏差；ν：自由度。Δi=xi1?xi2.........(21){c4}{54.7;56.1},{55.8;56.4},{49.6;48.9},{50.2;50.5},{43.3;44.-1)-1)-1)-1)-1)-1)-1)-1)-1)-1)b)設(shè)定每次重復(fù)測(cè)量時(shí)，在測(cè)量階段記錄數(shù)值時(shí)的測(cè)量?jī)x器是穩(wěn)定的，按注：在計(jì)算合并標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，建議自由度大于k12irel2urelk12irel2urel=RSDp=Δ=×(3.70+4.59+1.00+1.19+1.30+4.97+2.53+1.07+1.42+0.60+3.41+1.13+2.87+0.92+3.87+4.77+2.18+0.20+4.20+0.18)a)使用有證參考物質(zhì)/標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM)，包括正確度控制品（truenesscontrolx?Crefff b）分別按公式（25）、公式（26）計(jì)算重復(fù)測(cè)量參考物質(zhì)引入的測(cè)量不確 nn?1n nn?1n n×x n×xurel(CRM)——重復(fù)測(cè)量參考物質(zhì)引入的相對(duì)測(cè)量不確定度；SRwc）分別按公式（27）、公式（28）計(jì)算由參考物質(zhì)的測(cè)量不確定度和相對(duì)Uurel有些小變化,如試劑和環(huán)境條件等，應(yīng)多個(gè)批次而不是一次測(cè)量有互通性參考物-1）1231234注：測(cè)量批次增加，測(cè)量結(jié)果的可信限增加。但CRM很難得到，并且價(jià)格 χ=n∑χi i=1n∑n=∑∑χi i=1-1）refrefc）分別按公式（25）、公式（26）計(jì)22nχi?χn?122nχi?χn?1-1）n uCRM= CRMnn×x12×172.1-1）ureluc= = 2+0.2832-1）RSD2w=0.512+0.162=0.53(%)ucRSD2w=0.512+0.162=0.53(%)nuc22wnRSD2wRSD2wn通過分析有互通性的CRM或者參加正確性能力比對(duì)計(jì)劃是判定偏移引入的此所謂“正確值”受多種因素影響，僅利用單次PT“公認(rèn)”值常會(huì)得出不個(gè)新的術(shù)語(yǔ)“方法和實(shí)驗(yàn)室偏移”，符號(hào)為RMSbias。利用PT數(shù)據(jù)評(píng)定不確定度簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)。但是對(duì)于無(wú)計(jì)量溯源性的項(xiàng)目,應(yīng)慎移引入的測(cè)量不確定度時(shí)多采用相對(duì)值進(jìn)行計(jì)算,需要的參數(shù)包括PT組織者給SR或RSDR，可按以下步驟計(jì)算：bi=xi?Ccons,i relireli, RSDRi,RSDRi,mrelnurel度中的重復(fù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)量不確定度urel(CRM)，以符ucrelucrelurel似分析CRM方法評(píng)定偏移引入的測(cè)量不確定度中的重復(fù)測(cè)nCcons,i-1ixi-1-1-1%22mRSDR%RSDRm%123451670--=4.89(%)=7n2in2inucrel7.2.3評(píng)定合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（uc）和相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度（ucrel）uc=ucrel= 7.2.4評(píng)定擴(kuò)展不確定度（U） 8測(cè)量不確定度報(bào)告-1,U=0.10mmol-1(k=2)。U為擴(kuò)展不確定度，包含概率大約為0.95（或95%);確定度U，因?yàn)楹竺胬ㄌ?hào)中表示一個(gè)確定包含區(qū)間，包含因子k=2，包％）-1；的量值，此量值測(cè)量單位由引用量值的計(jì)量單位表達(dá)，在任何情況下，只要|y|y≠0，都可有相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc/y要使計(jì)算有足夠的有效數(shù)字，在計(jì)算擴(kuò)展不確定度的最后步驟前不進(jìn)行修8.5補(bǔ)充信息a)將測(cè)量值y與無(wú)測(cè)量不確定度的固定臨床決定限yfixed進(jìn)行診斷比較時(shí)，b)將一個(gè)新量值ynew與一個(gè)以前測(cè)量量值yold相比較時(shí)，假定前后兩個(gè)量值c本文件中的符號(hào)及符號(hào)解釋（資料性附錄）lab：通過測(cè)量值與參考測(cè)量方法測(cè)量值的差異而得到的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量偏移1.2b/brel：實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的量值與CRM示值間的偏移/實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的3Ccons,i：?jiǎn)未蜳T的公認(rèn)值9k：①要合并的樣本數(shù)量②包含因子。對(duì)于正態(tài)分布，k=p=95.45%；k=3，包含概率p=99.73%；通常采用k=2。15Sp/RSDp:合并標(biāo)準(zhǔn)偏差/相對(duì)合并標(biāo)準(zhǔn)偏差17SR/RSDR：測(cè)量復(fù)現(xiàn)性/相對(duì)測(cè)量復(fù)現(xiàn)性20u/urel：標(biāo)準(zhǔn)不確定度/相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度25uCRM/urel(CRM)：由重29U/Urel:擴(kuò)展不確定度/相對(duì)擴(kuò)展不確定度 34xi1和xi2：分別為第i個(gè)樣本的第一次測(cè)量結(jié)果和第二次測(cè)量結(jié)果。37ν：自由度評(píng)定測(cè)量不確定度實(shí)例（資料性附錄）B.1Nordtest計(jì)算測(cè)量不確定度流程圖和總結(jié)表在Nordtest的TR537文件“環(huán)境實(shí)驗(yàn)室計(jì)算測(cè)量不確定度手冊(cè)”中，用簡(jiǎn)B.2計(jì)算測(cè)量不確定度的空白流程圖和總結(jié)表Nordtest介紹用1個(gè)流程圖和1個(gè)總結(jié)表概括說(shuō)明計(jì)算測(cè)量不確定度的步驟和過程。在評(píng)定測(cè)量不確定度時(shí)可利用此包含6個(gè)步驟的流程圖和總結(jié)表，隨著1用（方法）測(cè)量（系統(tǒng)）中的(1用（方法）測(cè)量（系統(tǒng)）中的(2345 量化u(Rw)測(cè)量不確定度uc(bias)計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=u266計(jì)算擴(kuò)展不確定度U X=（濃度）SRw)SRSR合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc擴(kuò)展不確定度U此實(shí)驗(yàn)室使用自動(dòng)比色方法測(cè)量水中氨濃度。在最近參加了6次室間PT，所有結(jié)果均稍高于指定值，可能存在正偏移，平均偏移量值為+2.2%。實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為Ccons,i-1xi-1值brel,i%RRi,%%127182172X-RMSbias---==n2irelin2irelin2.42+2.72++2.926=2.25(%)RSDRi,urelRSDRi,murel1.8+1.2+1.41.7+1.2+1.9=1.5(RSDRn=RSDRn=ucrelll2+1.52=7.32=2.71(%)如偏移不大，一般都不進(jìn)行t檢驗(yàn)。為計(jì)算方便，此處SR使用均值。但如參加6次室間比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)值和RSDR差異較大，則應(yīng)分別計(jì)算每次urel(cons步驟操作1根據(jù)EN/ISO11732/11/測(cè)量水中銨鹽。顧客要1量化u(Rw)量化u(Rw)2urelRw量化u量化ubias中各3+2.7%;+1.9%;+1.4%;+1.8%;均方根（RMSrel(bias)）是+評(píng)定由偏移引入的測(cè)量不確定度ubias4評(píng)定由偏移引入的測(cè)量不確定度ubias42ucrel5ucrel=Rw =2ucrel5ucrel=Rw =2.712+1.612=3.18(%)計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)u1222 u2），計(jì)算擴(kuò)展不確），計(jì)算擴(kuò)展不確U=2×uc6 X=（濃度）SRw)urelucrelSRSR將質(zhì)控限和室間比對(duì)偏移的相對(duì)測(cè)量不確定度合并為相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定ucrelUrel 1.672+2.712=3.18%3.18×2=6.4≈7%or6%在本例中使用同一個(gè)CRM，既用它來(lái)判斷測(cè)量的偏移，也將其作為質(zhì)控品。CRM），步驟操作11量化u(Rw)2量化u(Rw)2量化ubias中各量化ubias中各3-1，相對(duì)偏移為4.3%。平均偏3 ucrelbias=4 ucrelbias=422.622=4.5%=評(píng)定由偏移引入的測(cè)量不確定度ubias 計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)u1222 u2ucrel= 2.62+4.52計(jì)算擴(kuò)展不確度，U=2×uc6 X=（濃度）SRw)-1brel=4.3%urel=urel=1.2%==SRSR確定度和由重復(fù)測(cè)量CRM引入的相對(duì)測(cè)量不確定度合并為相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc相對(duì)擴(kuò)展不確定度U 少專家建議修約時(shí)，如小數(shù)點(diǎn)后有數(shù)字，則將其進(jìn)一位，如Nordtest在2007年綜合上述數(shù)據(jù)得到相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度約為11%,超出顧客要求<±10%。定義不確定度臨床應(yīng)用實(shí)例（資料性附錄）C.1定義不確定度C.2定義被測(cè)量的記錄實(shí)例理干擾法-1-1-1孕。在診斷/管理滋養(yǎng)層或非可作為唯一標(biāo)酶P-1-1～110U-1鉀尿液濃度K-1-1~-1-1~-1