葛丹紅,唐立萍,歐元祝,虞嘯炫,劉文彬,林斐然,龔敬凱,朱宇清
(上海市臨床檢驗(yàn)中心,上海 200126)
隨著即時(shí)檢測(point-of-care testing,POCT)在臨床科室的廣泛應(yīng)用,其檢驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量控制成為一個(gè)迫切需要解決的問題。發(fā)達(dá)國家POCT發(fā)展較早,已建立起完善而規(guī)范的管理體系。美國從2016年起,對于非豁免的檢測項(xiàng)目實(shí)行個(gè)性化的質(zhì)量控制計(jì)劃,實(shí)驗(yàn)室可通過對分析前、分析中、分析后的全面風(fēng)險(xiǎn)評估來決定室內(nèi)質(zhì)量控制(internal quality control,IQC)的頻率和水平[1]。澳大利亞臨床生物化學(xué)家協(xié)會(huì)規(guī)定對POCT設(shè)備必須每月檢測1次質(zhì)控品,對新批號的試劑也必須檢測質(zhì)控品[2]。在瑞士,IQC頻次根據(jù)分析系統(tǒng)的操作繁易程度確定,一般復(fù)雜的檢測系統(tǒng)每天至少2次IQC,相對簡單的檢測系統(tǒng)最少每2周進(jìn)行1次IQC[3]。目前,我國尚未形成規(guī)范而完善的POCT質(zhì)量管理體系,POCT的質(zhì)控程序仍然參照常規(guī)檢驗(yàn)的要求,必須每天檢測2個(gè)水平的IQC質(zhì)控品。POCT有其自身的特點(diǎn),無論是標(biāo)本采集、加樣方式,還是檢測方法,均不同于常規(guī)檢測,其質(zhì)控方式亦不應(yīng)完全照搬傳統(tǒng)模式。
微流控芯片POCT設(shè)備通過精確的微量流體控制實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng),被廣泛應(yīng)用于臨床生化、免疫、核酸檢測等多個(gè)體外診斷領(lǐng)域[4-6]和眾多臨床科室[7]。本研究旨在探討等效質(zhì)控在微流控芯片POCT質(zhì)量控制中的可行性和有效性,為建立適合POCT的IQC方案提供新思路。
收集2018年1—3月上海市第六人民醫(yī)院無溶血、脂血、黃疸的臨床剩余血清樣本,檢測鉀(potassium,K)、鈉(sodium,Na)、氯(chlorine,Cl)、葡萄糖(glucose,Glu)。
i-STAT 300-G手持式血液分析儀(美國雅培公司)及配套電子模擬器、i-STAT 3水平定值質(zhì)控品(批號為301100、311094、321100)、急診11項(xiàng)(CHEM8+)測試卡片(干化學(xué)法,批號為H18061)。生化質(zhì)控品(批號為222ULCM、826 UECM)購自英國朗道公司。
1.3.1 混合血清樣本制備 根據(jù)濃度將血清樣本進(jìn)行分類,制備成3個(gè)不同水平(L1、L2、L3)的混合血清,覆蓋醫(yī)學(xué)決定水平。將混合血清充分混勻后分裝于凍存管,-80 ℃保存?zhèn)溆?。每日檢測分裝的血清樣本,以驗(yàn)證儀器的檢測性能;尤其是在第2階段,用于評價(jià)未檢測液體質(zhì)控品的工作日儀器檢測結(jié)果的穩(wěn)定性。
1.3.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 由經(jīng)培訓(xùn)合格的人員進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)開始前查看環(huán)境溫度(16~30 ℃)和氣壓(40~113 kPa),確認(rèn)儀器狀態(tài),確保電池電量充足、電壓符合要求(>8 V),確保儀器當(dāng)前使用軟件在有效期內(nèi)、標(biāo)準(zhǔn)曲線和定標(biāo)數(shù)據(jù)已更新、儀器運(yùn)行狀態(tài)良好,確認(rèn)檢測卡片正確存放并處于有效期內(nèi),按儀器說明書要求將檢測卡片于室溫條件下平衡5 min。
1.3.3 西格瑪(sigma,σ)水平分析 參照美國臨床實(shí)驗(yàn)室改進(jìn)修正法規(guī)(the Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988 ,CLIA'88)和美國臨床實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(the Clinical and Laboratory Standards Institute,CLSI)EP15-A2文件推薦的方法,使用2個(gè)水平的生化質(zhì)控品進(jìn)行室內(nèi)不精密度評價(jià),計(jì)算每個(gè)項(xiàng)目2個(gè)水平質(zhì)控品室內(nèi)不精密度[變異系數(shù)(coefficient of variation,CV)],按照公式CV=[(CV12+CV22)/2]1/2合成每個(gè)項(xiàng)目的CV。檢測i-STAT 3水平定值質(zhì)控品,質(zhì)控品靶值溯源至美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。計(jì)算每個(gè)水平混合血清樣本檢測結(jié)果與靶值之間的偏移(bisa,Bias),按照公式Bias=[(Bias12+Bias22+Bias32)/3]1/2,將3個(gè)水平混合血清樣本的Bias合成為每個(gè)項(xiàng)目的Bias。按照公式σ=(TEa-Bias)/CV計(jì)算每個(gè)項(xiàng)目的σ水平。
1.3.4 質(zhì)控頻率評估 (1)第1階段(連續(xù)4周,20個(gè)工作日)。每天開機(jī)后先使用儀器配套的電子模擬器進(jìn)行電子質(zhì)控,電子質(zhì)控未通過不能進(jìn)行樣本檢測;電子質(zhì)控通過,再檢測2個(gè)水平液體質(zhì)控品,然后檢測2個(gè)水平的混合血清樣本。(2)第2階段(連續(xù)9周,45個(gè)工作日)。每天開機(jī)后先進(jìn)行電子質(zhì)控,每周檢測液體質(zhì)控品1次,每天檢測混合血清樣本1次。將液體質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)輸入上海市臨床檢驗(yàn)中心質(zhì)控軟件,繪制Levey-Jennings質(zhì)控圖,采用Westgard Sigma規(guī)則判斷質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)是否在控。
1.3.5 混合血清樣本結(jié)果分析 使用Excel 2010軟件分析全過程、第1階段、第2階段4個(gè)項(xiàng)目3水平混合血清樣本檢測結(jié)果的、s、CV。計(jì)算不同階段每個(gè)項(xiàng)目的分析總誤差(total analytical error,TAE)[8]。以第1階段檢測結(jié)果的x為靶值,計(jì)算第2階段檢測結(jié)果與第1階段檢測結(jié)果之間的絕對偏差(absolute deviation,AD)和相對偏差(relative deviation,RD)。
K、Na、Cl、Glu 4個(gè)項(xiàng)目的σ水平及推薦質(zhì)控規(guī)則見表1。
表1 4個(gè)項(xiàng)目σ水平及推薦質(zhì)控規(guī)則
整個(gè)研究過程所有電子質(zhì)控結(jié)果均為通過。
每天分2批次檢測2個(gè)水平的生化質(zhì)控品,連續(xù)檢測10 d。根據(jù)累計(jì)的20次質(zhì)控結(jié)果計(jì)算各項(xiàng)目IQC靶值和s。采用Westgard Sigma規(guī)則對2個(gè)階段的IQC數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。根據(jù)各項(xiàng)目σ水平選用不同的質(zhì)控規(guī)則,K項(xiàng)目使用13s規(guī)則,Na項(xiàng)目使用規(guī)則,Cl和Glu項(xiàng)目使用13s/22s/R4s規(guī)則,整個(gè)研究過程2個(gè)階段所有質(zhì)控結(jié)果均在控。4個(gè)項(xiàng)目液體質(zhì)控結(jié)果見圖1~圖4。
圖1 K液體質(zhì)控結(jié)果
圖2 Na液體質(zhì)控結(jié)果
圖3 Cl液體質(zhì)控結(jié)果
圖4 Glu液體質(zhì)控結(jié)果
整個(gè)研究過程、第1階段、第1階段4個(gè)生化檢測項(xiàng)目3水平混合血清樣本檢測結(jié)果的CV均<1/3TEa,且TAE<TEa。所有項(xiàng)目第2階段與第1階段檢測結(jié)果的AD或RD均<1/3TEa。見表2。
表2 混合血清樣本4個(gè)項(xiàng)目檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)值
質(zhì)量控制不僅是質(zhì)量管理的一部分,更是其關(guān)鍵。質(zhì)量控制包括選擇合適的質(zhì)控品、質(zhì)控規(guī)則和質(zhì)控品檢測頻率等。ISO 15189要求對檢測項(xiàng)目、所用的方法或檢測程序設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)馁|(zhì)控程序,以達(dá)到檢驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期質(zhì)量,但并未對質(zhì)控品的檢測頻率提出具體要求[9]。目前,大多數(shù)臨床實(shí)驗(yàn)室采用“默認(rèn)質(zhì)控”模式,即每24 h檢測2水平質(zhì)控品。然而,POCT設(shè)備的操作者大多沒有實(shí)驗(yàn)室背景,未經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),對于復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方法難以接受,且由于所需成本較高,這種傳統(tǒng)的質(zhì)控模式在實(shí)際工作中很難推廣。上海市臨床檢驗(yàn)中心近幾年在對上海地區(qū)POCT的質(zhì)量督察中發(fā)現(xiàn),仍有相當(dāng)一部分的POCT未開展IQC。為此,我們嘗試探索一種在保證檢測質(zhì)量的前提下行之有效,且易于被POCT操作者接受的IQC模式。
微流控芯片POCT的每張測試卡片是一個(gè)獨(dú)立的檢測單元,即使儲(chǔ)存于相同環(huán)境的卡片之間也可能存在差異。當(dāng)使用卡片檢測液體質(zhì)控品時(shí),只是對當(dāng)前使用的這張卡片的質(zhì)量進(jìn)行了驗(yàn)證,而檢測患者樣本使用另一張測試卡時(shí)檢測性能可能又不一樣了。雖然檢測液體質(zhì)控品可以對分析中的全過程進(jìn)行質(zhì)量控制,但實(shí)際上僅對當(dāng)前使用的卡片進(jìn)行了驗(yàn)證,對同一批號測試卡片過多的檢測液體質(zhì)控作用有限,且會(huì)增加時(shí)間和檢測成本。儀器檢測結(jié)果的再現(xiàn)性主要還是取決于測試卡片生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。相較于測試卡片,微流控芯片POCT儀器主要發(fā)揮了“電子讀數(shù)儀”的功能[10]。微流控芯片體積非常小,檢測信號的儀器要具有更高的靈敏度和信噪比、更快的響應(yīng)速度,才能滿足臨床檢驗(yàn)低檢測限、高靈敏度、良好的重復(fù)性和較寬的線性范圍等要求。其配套的電子模擬器,即通常所說的“電子質(zhì)控”,對儀器讀取信號的性能進(jìn)行監(jiān)測也是其質(zhì)量控制的重要內(nèi)容。因此,對于微流控芯片POCT的IQC,科學(xué)、合理地使用電子質(zhì)控和液體質(zhì)控是關(guān)鍵。本研究嘗試采用等效質(zhì)控程序,每天進(jìn)行電子質(zhì)控,以保證每天對儀器性能進(jìn)行監(jiān)測,將相同批號測試卡片液體質(zhì)控的頻率降低,在對卡片質(zhì)量進(jìn)行有效監(jiān)測的同時(shí),有效降低了時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。
美國于2013年提出了“個(gè)性化質(zhì)量控制計(jì)劃”的概念,將檢測系統(tǒng)內(nèi)置設(shè)備的技術(shù)改良納入了質(zhì)量管理體系,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室自身特有因素,如患者情況、檢測設(shè)備、試劑、環(huán)境、檢測人員等,通過風(fēng)險(xiǎn)評估來識(shí)別檢測過程中潛在的失敗和誤差來源,并量身定制個(gè)性化的、有效的質(zhì)控操作規(guī)范[1]。本研究中,每次檢測前,微流控芯片POCT儀可自動(dòng)單點(diǎn)定標(biāo),且每次檢測流程內(nèi)有近200項(xiàng)自動(dòng)化監(jiān)控;研究過程中使用相同批號的試劑,嚴(yán)格控制檢測環(huán)境,實(shí)驗(yàn)由操作熟練的檢驗(yàn)人員完成,盡可能降低這些因素對檢測結(jié)果的影響。李潤青等[11]應(yīng)用六西格瑪管理法對17個(gè)生化檢測項(xiàng)目的性能進(jìn)行了評估,證明了這一方法是較理想的質(zhì)量管理方法。本研究用六西格瑪管理法對4個(gè)生化檢測項(xiàng)目的性能進(jìn)行評價(jià),發(fā)現(xiàn)K項(xiàng)目性能達(dá)到世界級表現(xiàn)(σ≥6);Cl、Glu 2個(gè)項(xiàng)目性能達(dá)到優(yōu)秀表現(xiàn)(6>σ≥5);Na項(xiàng)目性能達(dá)到臨界表現(xiàn)(4>σ≥3),所有項(xiàng)目的分析性能均在醫(yī)學(xué)可接受水平。
本研究在每天檢測電子質(zhì)控的前提下,第1階段連續(xù)20個(gè)工作日每天檢測2個(gè)水平液體質(zhì)控品和混合血清樣本,在此基礎(chǔ)上還增加了第2階段實(shí)驗(yàn),即連續(xù)9周每周檢測2個(gè)水平液體質(zhì)控品1次,混合血清樣本仍然每天檢測,以觀察在降低液體質(zhì)控頻率的情況下儀器的檢測性能。研究過程中每天的電子質(zhì)控均通過。使用Westgard Sigma質(zhì)控規(guī)則判斷液體質(zhì)控結(jié)果,既保證了較高的誤差檢出率,又保持了盡可能低的假失控概率[12],結(jié)果顯示所有項(xiàng)目均未發(fā)生失控。整個(gè)研究過程每天檢測3個(gè)水平混合血清樣本,結(jié)果顯示所有項(xiàng)目3個(gè)水平混合血清樣本檢測結(jié)果的CV均<1/3TEa,且TAE均<TEa,提示儀器在不同階段均保持了良好的分析性能。在第2階段,本研究將液體質(zhì)控頻率減少到每周1次,但是仍每天檢測血清樣本1次,通過對第2階段血清樣本結(jié)果的分析,以及第2階段檢測結(jié)果和第1階段檢測結(jié)果的比較,發(fā)現(xiàn)在未做液體質(zhì)控的檢測日,儀器檢測結(jié)果的不精密度和偏差均在臨床可接受范圍內(nèi)。
我們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎地的對待降低質(zhì)控頻率的做法。CLSI于2011年發(fā)布了通過風(fēng)險(xiǎn)管理建立質(zhì)量策劃的全新指南[13],在重點(diǎn)關(guān)注分析中過程以外,明確了質(zhì)量教育和培訓(xùn)、預(yù)防性維護(hù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)質(zhì)量控制、室間質(zhì)量評價(jià)或能力驗(yàn)證以及為特定檢測系統(tǒng)建立個(gè)性化質(zhì)控方案的重要性。特定檢測系統(tǒng)的質(zhì)控方案應(yīng)包含特別的預(yù)防和控制機(jī)制。因此,在降低質(zhì)控頻率前需進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估:儀器和試劑的使用是可靠和容易維護(hù)的,試劑穩(wěn)定且不需要特殊處理或儲(chǔ)存;檢測技術(shù)簡單,操作環(huán)節(jié)不易出現(xiàn)粗大誤差;隨著時(shí)間的推移,故障始終維持在一個(gè)較低的水平;該項(xiàng)目檢測應(yīng)該是高頻率且不需要使用微量的加樣技術(shù);檢測人員訓(xùn)練有素。就如ISO 15189中5.6.2.3質(zhì)控?cái)?shù)據(jù)條款指出的——宜盡量采用統(tǒng)計(jì)學(xué)和非統(tǒng)計(jì)學(xué)過程控制技術(shù)連續(xù)監(jiān)測檢驗(yàn)系統(tǒng)的性能。而在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行質(zhì)控的實(shí)踐過程中,有些時(shí)候也確實(shí)需要使用非統(tǒng)計(jì)學(xué)的控制技術(shù),包括記錄、流程標(biāo)準(zhǔn)化、抽檢、培訓(xùn)等,都可以歸為此類控制技術(shù)。
綜上所述,在穩(wěn)定的檢測環(huán)境下,微流控芯片POCT由已接受培訓(xùn)且操作熟練的檢測人員使用相同批號/貨運(yùn)號的試劑檢測K、Na、Cl、Glu項(xiàng)目時(shí),在檢測人員和環(huán)境均穩(wěn)定,試劑批號相同的情況下,可采用每天進(jìn)行電子質(zhì)控1次和每周檢測液體質(zhì)控品1次的IQC方案,來保證檢驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)量。根據(jù)POCT的特點(diǎn),適當(dāng)、合理地降低質(zhì)控檢測頻率,可以在保證檢測質(zhì)量的前提下,既節(jié)省時(shí)間,又有效降低檢測成本。
本研究尚存在一定的缺陷,一是研究的檢測項(xiàng)目只涉及了4個(gè)生化指標(biāo),對于目前眾多的POCT檢測項(xiàng)目來說較為局限;二是研究只對2次質(zhì)控評價(jià)間的時(shí)間長度進(jìn)行了評估,而未涉及質(zhì)控評價(jià)中的患者樣本數(shù)。后續(xù)將進(jìn)一步探索適用于POCT的IQC方案。