六西格瑪質量管理方法在內分泌項目質量控制中的應用*

陶春妃，陳 欣，黃瀟葦，王 嫻，趙如翠

成都市第三人民醫院 檢驗科（成都 610031）

六西格瑪（six sigma，6σ）質量管理方法于20世紀80 年代由美國摩托羅拉公司提出，其主要是基于測量、試驗基礎，利用數據統計，進行質量管理方案的明確[1]。6σ可與偏倚（bias，Bias）、允許總誤差（allowable total error，TEa）及不精密度（coefficient of variation，CV）進行有效結合，實現檢驗質量的定量與定性評估，具有客觀性和真實性[2]；同時可通過室間質量評價（external quality assessment，EQA）這一質量控制工具，分析實驗室可能出現的質量問題，及時做出臨床應對，提升檢驗水平[3]。本研究基于國家衛生健康委員會臨床檢驗中心（national center for clinical laboratories，NCCL）EQA標準、生物學變異適當標準[4]、美國臨床實驗室標準化協會（clinical laboratory improvement amendments，CLIA） 質量目標（2024）和澳大利亞皇家病理學院分析質量（Royal College of pathologists of Australasia allowable limits of performance，RCPA ALP）作為質量規范，計算內分泌項目的σ值，并基于σ公式繪制相關的性能驗證圖，對項目的性能及指標情況進行闡述，合理選擇控制方法。同時借助于質量目標指數（quality goal index，QGI）闡述在使用過程中，導致出現性能不佳問題的具體原因，設計適當的質控策略，指導實驗室質量改進工作。

1 材料與方法

1.1 評價項目

評價項目為國家衛生健康委員會項目評價標準項，共計20項，分別為：雌二醇（estradiol，E2）；三碘甲狀原氨酸（triiodothyronine，T3）；催乳素（prolactin，PRL）；甲狀腺素（thyroxine，T4）；胰島素（insulin，INS）；促腎上腺皮質激素 （adrenocorticotrophic hormone，ACTH）；黃體生成素（luteinizing hormone，LH）；甲狀腺球蛋白（thyroglobulin，TG）；促甲狀腺刺激激素（thyroid stimulating hormone，TSH）；孕酮（progesterone，P）；維生素B12（vitamin B12，VB12）；皮質醇 （cortisol，CORT）；C-肽（C petide，C-P）；葉酸（folate，FA）；卵泡刺激素（follicle stimulating hormone，FSH）；睪酮（testosterone，T）；總25-羥維生素D（25-hydroxyvitamin D，25-OHVD）；游離甲狀腺素（free thyroxine，FT4）；甲狀旁腺激素（parathyroid hormone，PTH）；游離三碘甲狀原氨酸（free triiodothyronine，FT3）。

1.2 儀器與試劑

成都市第三人民醫院實驗室使用美國雅培公司Architect i2000SR 型全自動化學發光免疫分析儀、瑞士羅氏公司Cobas e601 型全自動電化學發光免疫分析儀測試NCCL提供的2022 年全國內分泌EQA凍干粉樣品，得到20 項內分泌項目的EQA測試結果。1）Architect i2000SR 型全自動化學發光免疫分析儀及其原裝配套試劑和校準品。檢測項目為FT3、T3、FT4、T4、TSH、E2、FSH、LH、P、PRL、T，2 個濃度水平質控品采用美國Bio-rad公司產品。2）Cobas e601型全自動電化學發光免疫分析儀及其原裝配套試劑、校準品。檢測項目為CORT、C-P、FA、INS、VB12、25-OHVD、TG、PTH、ACTH，2個濃度水平質控品采用瑞士羅氏公司產品。

1.3 EQA 材料

NCCL提供的2022 年全國內分泌EQA凍干粉樣品，批號分別為 202211、202212、202213、202214、202215、202221、 202222、202223、202024、202025。

1.4 標準化西格瑪性能驗證圖

基于檢驗醫學信息網的相關程序，對標準化西格瑪性能進行驗證，并且繪制性能驗證圖。在對應的數據項中輸入具體的項目名稱、CV、TEa及Bias[5]情況。其中橫坐標與縱坐標分別為CV/TEa和Bias/TEa，斜線劃分區域中，從左到右依次是指標的評估表達：世界一流、優秀、良好、臨界、欠佳和不可接受，對應數值分別為：σ≥6、5≤σ＜6、4≤σ＜5、3≤σ＜4、2≤σ＜3和σ＜2[4]。

1.5 評價方法

1.5.1 TEa 采用NCCL EQA標準、RCPA ALP、生物學變異適當標準和美國CLIA質量目標 （2024）4 種TEa評價實驗室性能。

1.5.2 CV 結合成都市第三人民醫院實驗室2022年室內質控相關數據，計算不同批次及濃度水平的加權CV。獲得2 個濃度水平加權CV計算結果后進行合并，CV合并=以合并數據作為室內CV的具體數據[6]。

1.5.3 Bias 參照本實驗室NCCL2022 年EQA的回報結果，計算Bias絕對值的平均值作為該項目實驗室的Bias估計值。根據公式σ＝（TEa%-|Bias%|）÷CV%，分別對不同 TEa下不同項目的σ值進行計算，并繪制標準化σ性能驗證圖。QGI[7]是對實驗室方法Bias和CV的評價。QGI相關計算公式：QGI=Bias% ÷（1.5×CV%），對σ＜6 項目的 QGI進行進一步計算和查找，可獲得出現性能不佳問題的主要原因。QGI＜0.8，表示CV值較大，需要對精密度進行改進；QGI＞1.2，表示Bias值較高，需要對準確度進行有效改進；QGI 0.8～1.2，表示精密度與準確度二者均需進行不同程度改進[8]。結合項目的客觀評價數據及數據分析結果，可指導實驗室為項目設計、選擇適當的質量控制方法，提高臨床實驗室質量水平。

2 結果

2.1 內分泌項目的CV、Bias、σ 值及性能評價

采用NCCL EQA標準計算20個內分泌項目的σ值時，T3、TSH、CORT、FSH、PRL、C-P、INS、VB12、PTH、ACTH 10 個項目達到6σ（50.00%）；5 ≤σ＜6 分別是FT3、FT4、LH、T、TG 5 個項目（25.00%）；4 ≤σ＜5 分別是T4、E2、P、FA、25-OHVD 5 個項目（25.00%）。

采用生物學變異適當標準計算20 個內分泌項目的σ值時，其中P、VB12、25-OHVD、ACTH 4 個項目無參考標準，剩余的16 個項目中，σ≥6 分別是TSH、CORT、PRL、C-P、INS、PTH 6 個項目（37.50 %）；5 ≤σ＜6 為FA（6.25%）； 4 ≤σ＜5 分別是E2、FSH、LH、TG 4 個項目（25.00%）；2 ≤σ＜3 分別是FT3、T3、T 3 個項目（18.75%）；σ＜2 分別是FT4、T4（12.50%）。

采用美國CLIA質量目標（2024）計算20個內分泌項目的σ值時，其中FT3、C-P、INS、25-OHVD、ACTH、TG 6個項目無參考標準，在剩余的14個項目中，σ≥6分別是T3、TSH、E2、T、VB12、PTH 6個項目（42.86 %）；5 ≤σ＜6 為CORT、FSH、PRL 3 個項目（21.43 %）；4 ≤σ＜5 分別是T4、LH、FA、P 4 個項目（28.57%）；3 ≤σ＜4 為FT4（7.14%）。

采用RCPA ALP標準計算 20個內分泌項目的σ值時，25-OHVD項目無參考標準，剩余的19個項目中，σ≥6為TSH（5.26%）；4≤σ＜5分別是FT3、E2（10.53%）；3≤σ＜4為T3、CORT、C-P、FA、VB12、PTH 6個項目（31.58%）；2≤σ＜3分別是FT4、FSH、LH、P、T、INS、ACTH 7個項目（36.84%）；σ＜2分別是PRL、T4、TG 3個項目（15.79%）（表1～2）。

表1 內分泌項目的CV、Bias及不同來源的TEa（%）

表2 不同質量目標各項目σ水平分布情況

2.2 內分泌項目標準化σ 性能驗證圖

分別根據NCCL EQA標準、生物學變異適當標準、美國CLIA質量目標（2024）和RCPA ALP標準繪制內分泌項目σ性能驗證圖；采用NCCL EQA標準計算時，10個項目達到6σ，性能為世界一流，5 個項目為5 ≤σ＜6，性能為優秀，5 個項目為4 ≤σ＜5，性能為良好；采用生物學變異適當標準計算時，其中4 個項目無參考標準，6個項目達到6σ，性能為世界一流，1個項目為5 ≤σ＜6，性能為優秀，4個項目為4≤σ＜5，性能為良好，3個項目為2≤σ＜3，性能為欠佳，2個項目為σ＜2，性能為不可接受。采用美國 CLIA 質量目標（2024）計算時，其中6 個項目無參考標準，6 個項目達到6σ，性能為世界一流，3 個項目為5 ≤σ＜6，性能為優秀；4 個項目為4 ≤σ＜5，性能為良好；1 個項目為3 ≤σ＜4，性能為臨界；采用 RCPA ALP 標準計算時，其中1 個項目無參考標準，1個項目達到6σ，性能為世界一流；2個項目為4 ≤σ＜5，性能為良好；6 個項目為3 ≤σ＜4，性能為臨界；7 個項目為2≤σ＜3，性能為欠佳；σ＜2有3個項目，性能為不可接受（圖1～4）。

圖1 根據NCCL EQA 標準計算的 20 個內分泌項目的σ值

圖2 根據生物學變異的適當標準計算的16 個內分泌項目的σ值

圖3 根據美國 CLIA 質量目標 （2024）計算的 14個內分泌項目的σ值

圖4 根據RCPA ALP標準計算的19 個內分泌項目的σ值

2.3 質量控制方法選擇

根據NCCL EQA 標準和σ對應Westgard質量控制規則關系，選擇相應的質控規則。σ≥6 的項目為T3、TSH、CORT、FSH、PRL、C-P、INS、VB12、PTH、ACTH，采用13s（N=2，R=1）的質量控制規則；5 ≤σ＜6的 項 目 為FT3、FT4、LH、T、TG，采 用13s/22s/R4s（N=2，R=1）的質量控制規則；4 ≤σ＜5 的項目為T4、E2、P、FA、25-OHVD，采用13s/22s/R4s/41s（N=4，R=1或N=2，R=2）質量控制規則（圖5、表3）。

圖5 NCCL EQA 標準的標準化σ性能驗證圖法推薦的質量控制規則

2.4 QGI 及改進方案

根據NCCL EQA 標準評價內分泌項目的性能，有10 個項目達到6σ，不需要進行質量改進；根據QGI值，需優先改進精密度的項目有10 個，分別為FT3、FT4、T4、 E2、 LH、P、T、FA、25-OHVD、TG，占50%（表3）。

3 討論

本研究基于4 種不同項目質量管理的具體目標，明確了20 個內分泌項目數據的σ值。通過不同TEa計算的σ值分析性能顯示，使用NCCL EQA標準、生物學變異適當標準、美國 CLIA 質量目標（2024）和RCPA ALP標準時，平均σ值分別為 6.26、5.12、5.64和3.15，NCCL EQA標準總體看處于最寬松的狀態，50%項目的分析性能達到6σ；美國 CLIA 質量目標（2024）與生物學變異適當標準次之，2個標準分別有42.86%和37.50%項目的分析性能達到6σ，RCPA ALP標準質量規范最嚴格，僅5.26%項目的分析性能達到6σ。

TEa最好的來源是依據臨床需求，但在實際操作中目標較難滿足。目前多采用中華人民共和國衛生行業標準或CLIA＇88 EQA分析質量目標制定檢驗項目TEa。由于衛生行業標準中對于內分泌項目沒有評價標準，因此采用NCCL EQA標準。TEa是隨機誤差和系統誤差的凈效應或綜合效應，其代表“最壞”的情況，該標準主要缺點是基于可達到的標準，而不是適當的標準，有很多項目的TEa較大，僅給臨床最低標準的結果，而不是最適當標準的結果，屬于質量規范中的較低層次[9]；這一標準對部分項目相對寬松，在一定程度可能導致出現性能良好的虛假估計[10]。從實踐角度看，生物學變異適當標準最嚴格，其是對個體內與個體間生物學變異水平進行質量分析，將其作為主要目標時，需充分考慮目前的可實現性。生物變異的數據一般來自于健康人群，與處于特殊生理狀態或疾病中的人群相比，具有一定的差異性。但在適應性方面，仍然存在一定的爭議[11]。從其他技術標準看，RCPA ALP標準也是較常用的方式，其是由澳大利亞皇家病理學院制定的一套完整的生物化學允許誤差規范，對于部分不受CLIA 法規約束的實驗室，可將其作為一種可選擇的標準系統。使用不同的質量標準對項目TEa進行計算，會對項目的σ值產生影響。不同的σ值需要借助不同的質量控制策略進行，所以需要在合理范圍內，最大限度降低假失控概率，提升誤差檢出率水平[6]；結合實驗室具體情況，相關負責人可選擇使用契合實際需求的TEa目標。

本研究主要通過EQA 回報數據對Bias進行評估，質控血清主要為凍干品，需要加入蒸餾水復溶，所以存在一定的基質效應。根據檢測儀器進行分組統計，結合ISO13528 方法，可獲得具有較強穩健性的數值作為靶值[12]，將靶值作為參照，與實驗室質評標準測定的具體結果進行對比，進行偏倚分析。實際測量的結果是相對偏倚的標準，但不是基于參考方法計算的比較標準，因而具有一定的局限性，但仍然可以較系統反映出實驗室的日常質控情況[9]。在有條件的情況下，實驗室可通過對有證且具有互換性標準物質的測量、NCCL正確度驗證計劃的參與以及對具有溯源性的正確驗證品進行測量等方式，獲得更客觀的Bias，保證σ值的合理性，基于計算獲得更準確的質控測量[10]。本研究主要結合2022 年的室內質控數據情況，對不同批次和濃度水平的加權CV進行計算，結合2 個濃度的加權CV合并獲得結果。通過長期的動態數據觀測，可獲得更穩定的CV估計值，避免錯誤數據[11]發生。

此外在進行研究的過程中，可以根據質控的具體規則及相關的難易程度，以σ值為參照，進行數據的計算。其中σ值越高，所對應的質控規則越簡單；反之則越復雜[13]。使用NCCL EQA標準，對內分泌項目σ值進行計算，有10個項目達到6σ，不需要進行改進；有10個項目未達到6σ，需要進行不同程度的改進；結合QGI分析，可以看出需要有限改進的項目中，主要是精密度的改進[14]。本實驗室亟需提升臨床檢驗的精密度，需要定期開展人員培訓，強化儀器保養，根據實際情況，進行定期的檢查與維修等[10]，最大限度減少由此導致的故障問題。同時需對實驗室試劑及質控品、校準品等做好運輸管理、存儲管理等工作，同一批號試劑、底物、系統液等備貨量需保持3～6 個月以上，避免出現頻繁更換的情況。

綜上所述，6σ在內分泌項目檢測中，可對其具體的性能水平進行有效評估；同時可選擇不同的質量改進方式進行科學改進，以保證質量目標指數與實際指數的契合度，提升精密度和精準度。