实验室内部质量控制

第二节　实验室内部质量控制

室内质量控制，简称为室内质控，它是全面质量管理体系中一个重要的环节。室内质量控制要求检验人员必须经过专业的培训，经考核合格后方可上岗；与检验相关的设备必须进行定期的校准，并保留由专业部门出具的校准证明。日常检验过程中需对检验过程和结果进行实时监控，通常按照一定的频度连续测定稳定样品中的特定组分，并采用一系列方法进行分析，评价本批次检测结果的可靠程度，以此判断检验报告是否可以发出，及时发现并排除质量环节中的不满意因素。通过日常监控可以很好地控制本实验室检测工作的精密度，监测其准确度的改变，提高常规工作中批间或批内检测结果的一致性。因此，室内质控涉及控制品、质量控制图、控制规则，以及失控的判断和处理等内容。

一、控制品的选择和使用

控制品根据其用途可分为室内控制品和室间质评样品两种。室内控制品用于实验室内的质量控制，其定值可溯源至二级标准品。室间质评样品由权威的评价机构发放，定期发放质评样本至各参评实验室，各实验室在规定的日期进行检验并上报。反映控制品性能的指标有：基质效应、稳定性、瓶间差、定值和非定值、分析物水平等。

（一）基质效应

对某一分析物进行检测时，处于该分析物周围的其他成分就是该分析物的基体或基质（matrix）。为了处理和保存运输的需要，控制品中需添加化学物、生物提取物、防腐剂等其他材料。这些基质成分的存在对分析物检测时的影响称为基质效应（Matrix Effects）。理想的控制品最好和待检样本具有相同的基质状态，在分析的过程中，控制品和样本才会有相同的表现，不存在基质效应的差异。

（二）稳定性

由于室内质量控制是建立在对稳定控制品重复测量的基础之上，因此稳定性成了控制品最重要的性能指标之一。当然，稳定不是绝对的，是相对概念，任何控制品时刻处于变化之中。稳定性好的控制品，是指它的变化很缓慢，常规检验手段反映不出来。即使是定值控制品，厂家说明书给出的也是测定结果的预期范围，而不是一个明确的值，这其中已经考虑到控制品在储存、运输和使用过程中的缓慢变化。在控制品的说明书上，往往有关于控制品性能的一些指标，如冻干品的复溶性能、溶解后的浑浊度、被检项目测定值的预期范围等，都是产品稳定性的反映。

（三）瓶间差

在日常质控中，某批次控制品检测结果的变异是检测系统的不精密度和控制品瓶间差异的综合反映。只有将瓶间差异控制到最小，检测结果间的变异才可最大限度地反映日常检验操作的不精密度。

控制品生产商除了充分混匀质控物外，在分装时还应特别注意控制加样的重复性，即注意保持各瓶容量的一致性。用户对冻干控制品复溶的操作也一定要严加控制，注意复溶操作的标准化，否则在复溶过程中，实验室会引入新的瓶间差。实验室应注意下列细节：使用经检定合格的AA级单刻度移液管、符合要求的溶剂，复溶时瓶内冻干物湿润和混匀的动作和时间都要按规定执行，这样才能避免在复溶过程中产生新的瓶间差。

液体的控制品，由于无须复溶，就完全避免了实验室引入新的瓶间差的风险。一般液体控制品的开瓶稳定期比冻干控制品复溶后的稳定时间要长。不管使用液体还是冻干的控制品，各实验室均应仔细检查开瓶稳定期，并在实际工作中加以验证。在此基础上，各实验室制定出控制品开瓶（或复溶）后的最长使用时限。由于液体控制品稳定性好，可减少浪费，消除操作人员在复溶过程中的操作误差，不少实验室都采用液体控制品。但这类产品通常昂贵，而且含有较多的防腐剂类添加物，可能会增加某些检测项目的基质效应。

（四）定值和非定值控制品

定值的控制品会标出检测项目测定结果的预期范围，标示的值通常包括一些常规分析方法的均值和标准差。好的定值控制品既标有在特定参考方法条件下各分析物的预期结果值，又标有各分析物在不同检测系统下的均值及预期范围，用户可从中选择与自己相同检测系统的标示值作为质量控制工作的参考。

其实，非定值控制品的质量和定值控制品的质量是相同的，在具体的使用过程中，不论定值控制品还是非定值控制品，用户都必须在自己的检测系统中通过累积重新确定均值和标准差，并在日常的质量控制工作中加以使用。

（五）分析物水平

同一检测项目在不同浓度（活性）时的检测价值不一样，如果只做一个水平的控制品检测，只说明在该水平控制值附近的标本检验质量符合要求，难以反映远离该点的较高或较低分析物的检验质量是否也符合要求。因此，若能同时做两个或更多水平的控制品，则可以反映较宽范围内的质量是否符合要求，这样的质量控制工作更加科学和有效。因此，在选择控制品水平时，应考虑以下内容：有两个或多个水平的控制品、浓度（水平）的分布要足够宽。

（六）控制品的正确使用与保存

合格优良的控制品是质量控制工作的基础，在实际使用和保存过程中，还必须注意以下几方面问题：①严格按控制品说明书规定的步骤进行解冻和复溶；②冻干控制品的复溶要确保使用正确的溶剂，如果溶剂额外引入了待分析成分，将影响质控结果的分析和使用；③冻干控制品复溶时所加溶剂的量要准确，并注意保持加入各瓶溶剂量的一致性，避免实验室引入新的瓶间差；④冻干控制品复溶时应轻轻摇匀，溶解时间要足够，确保内容物完全溶解，切忌剧烈振摇；⑤控制品应严格按说明书规定的方法保存，不使用超过保质期的控制品；⑥控制品的测定条件应与检材标本相同。

二、定性检验的质量控制

实验室中定性测定方法较多，如毒品、血痕、精斑检验中使用的胶体金标记方法、荧光免疫方法等，通常用“阳性”或“阴性”来反映检测结果。定性检验的临床意义在于是否检出待测物，与检测量无关。因此，室内质控要保证检验的灵敏度和特异性，选择低值的控制品最为重要，应选择浓度接近试剂盒或测定方法下限的控制品进行室内质量控制。

定性实验质控具体方法和要求：

1.定性实验除了阴阳性对照外，至少有两个室内控制品，一个弱阳性接近cutoff值，S/Co应该为2～4之间，另一个阴性控制品。

2.测定频度要求每台仪器，每次检测样本时至少测定一次控制品。

3.判断规则要求定性测定可以参照定量方法采用“即刻法”质控或Levey-Jennings质控图对弱阳性S/Co值作图，但弱阳性不能测为阴性，阴性不能为阳性。

定性检验的室内质控因不同情况有所不同，判断“在控”与“失控”的标准也不完全一样，最好采用浓度接近“判断值”的控制品进行质控，为防止假阳性，可同时采用阴性控制品。另外“失控”时的处理与定量测定时亦有所不同，如当控制品出现阴性时（浓度接近“判断值”），阳性结果仍可报告；反之若阴性控制品出现假阳性，则阴性结果仍可报告。

三、定量检验的质量控制

定量检验由于其对检测结果要求有准确的量值，在测定时须用校准品对仪器进行校准，同时应选择公认的检验方法和不同浓度的控制品作为室内质量控制，以监测不同浓度样本测定结果的变化。目前常用的质控方法为Levey-Jennings质控图结合Westgard多规则质控方法和“即刻法”质控方法等。

（一）Levey-Jennings质控图

Levey-Jennings质控图是实验室最常用的质控图，也叫常规质控图或±2S质控图。20世纪50年代由Levey和Jennings引入检验的质量控制中。目前，常规的做法是，测定至少20份（次）控制品，计算20个测定结果的平均数和标准差，定出控制限（一般以±2S为警告限，以±3S为失控限），以后每分析一批随样本测定控制品，将所得的质控结果标在质控图上，这种经修改的Levey-Jennings图一般称为单值质控图（见图4-2）。

图4-2　Levey-Jennings质控图

质控图中心线对应于控制品测定结果的平均数，控制限通常是标准差的倍数，但控制限的设定通常需要根据所采用的质控规则来决定。中心线和标准差必须由实验室使用自己的检测系统对控制品进行检测和确定，定值控制品的标示值和给出的标准差（或预期范围）只能作为参考，不能直接用于质控图。此外，同一质控图上只作一个水平的控制品，如果同一检测项目使用多水平的控制品，由于不同水平控制品的平均数不同，也就无法将多个水平的控制品描点在同一质控图上。

对于稳定性较长的新批号控制品，应与即将用完的旧批号控制品一起平行测定一段时间。根据20批次获得的质控测定结果，进行离群值检验（剔除超过3SD外的数据），依据至少20批次室内质控结果，计算出均值和标准差，作为暂定均值和标准差；以此暂定均值和标准差作为下一个月室内质控图的均值和标准差；一个月结束后，将该月的在控结果与前20个质控测定结果汇集在一起，计算累积均值和标准差（第一个月），以此累积的均值和标准差作为下一个月质控图的均值和标准差。重复上述操作过程，连续3～5个月。在以上工作的基础上，以最初20个数据和3～5个月在控数据汇集的所有数据计算出累积均值和标准差，以此累积均值和标准差作为控制品有效期内的常用均值和标准差，并以此作为以后室内质控图的均值和标准差。对个别在有效期内浓度水平不断变化的项目，则需不断调整均值和标准差。

对于稳定期较短的控制品，则需在3～4天内，每天分析同一水平的控制品3～4瓶，每瓶重复测定2～3次至少收集20个数据，剔除离群值后计算出平均数作为质控图的中心线，根据上批次的变异系数和本批次的平均数计算出标准差用于质控图。

（二）Westgard质控图

Westgard质控图的制作方法和图形与Levey-Jennings质控图非常相似，只是用于判断的质控规则略有不同：Westgard质控图运用“多个”质控规则，Levey-Jennings质控图则往往运用“单个”质控规则（详见质控规则部分）。

（三）Z-分数图

为了保证不同浓度水平的待测标本结果可靠，实验室一般会使用不同浓度水平的多个控制品进行质量控制。由于不同浓度水平的控制品的中心线（平均数）和标准差不同，如果使用Levey-Jennings质控图，就无法在同一质控图上标记多个系列控制品的测定结果，需要使用多个质控图，这在实际工作中很不方便。Z-分数图就是专门针对这一问题的解决方案。所谓“Z-分数”是指控制品测定结果与本系列控制品平均数之差，再除以本系列控制品的标准差而得到的结果，即：

可见，Z-分数是一个相对数，表示某批质量测定结果与平均数之差是标准差的多少倍。Z-分数控制图纵坐标刻度一般从-4到+4，如控制品测定结果刚好等于平均数，此时Z-分数为0。以±1、±2、±3为界限，横坐标为分析批次。

四、常用质量控制规则

控制规则是解释质控数据和判断分析批是否在控的标准，常以符号AL表示。其中A是超过某控制界限的质控测定结果的个数，L是控制界限。例如，12s表示的含义是：有1个质控测定结果超过2s，在这里A=1，L=2s。下面将首先介绍常用质控判断规则的符号和主要含义，然后再介绍它们在不同体系质控图中的使用。

（一）常用质控规则的符号和含义

（1）12s控制规则：1个质控测定结果超过至±2s控制限，一般用作“警告”规则，并启动其他规则进一步检验质控数据是否在控。如图4-3所示。

图4-3　12s控制图

（2）13s控制规则：1个质控测定结果超过至±3s控制限，由于超过±3s是小概率事件，因此，常用作失控规则，此规则对随机误差敏感。如图4-4所示。

图4-4　13s控制图

（3）22s控制规则：2个质控测定结果超过至±2s控制限，由于超过±2s是小概率事件，因此，常用作失控规则。两个测定值可以是同一质控物，也可以是两个不同的质控物。当同一个批内两个连续的质控测定值超过它们各自的±2s控制限，则判断为失控；或当同一质控物在连续两个批的测定值超过±2s控制限时，则判断为失控。此规则对随机误差敏感。如图4-5所示。

(https://www.daowen.com)

图4-5　22s控制图

（4）R4s控制规则：指同一分析批中两水平的质控测定结果，其中一个结果超过+2s，另一个结果超过-2s，即当在同一批内高和低的质控测定值之间的差或极差超过4s时，则判断为失控。这一规则对随机误差敏感，如图4-6所示。

图4-6　R4s控制图

（5）41s控制规则：当4个连续的质控测定值同时超过±1s控制限时，则判断为警告，用于启动预防维护程序。连续的质控测定值可能发生在同一质控物或不同质控物的测定值。这一规则主要对系统误差敏感。如图4-7所示。

图4-7　41s控制图

（6）控制规则：当10个连续的控制品测定值落在平均值（）同一侧，则判断为警告，用于启动预防维护过程。连续的控制品测定值可以来源于几个分析批中，这一规则对系统误差敏感。如图4-8所示。

图4-8　控制图

（二）多规则质控方法的应用

Westgard于20世纪80年代提出的多规则程序是充分利用各个规则的特性，将它们组合起来，以计算机作为逻辑检索，从而提高控制效率。Westgard多规则要求受控项目每次最好使用两个水平的控制品（一个水平也可以，但误差检出的敏感性下降）。上面介绍的六种质控规则是Westgard推荐的六个质控规则，通常称为“Westgard规则”。图4-9显示将这几种质控规则联合应用时的方法。12规则作为警告规则启动其他的控制规则来检查控制数据。如果没有控制数据超过2s控制限，则判断分析批在控，并且可报告结果。如果一个控制测定值超过2s控制限，应由13s、、22s、R4s规则进一步检验质控数据，如果没有违背这些规则，则该分析批在控，可报告结果；如果违背任一规则，则判断该分析批为失控。41s和违背可以作为警告规则，用于启动预防维护程序。违背的特定规则可以提示误差类型，如在实践中常由13s或R4s规则检出随机误差，而由22s、41s、规则检出系统误差。当系统误差非常大时，也可由13s规则检出。

图4-9　应用13S/23S/R4S/41S/

（三）“即刻法”质控方法

对于某些试剂有效期短，批号更换频繁或不常检测的项目，用上述方法计算获得平均数和标准差有很大的难度，可采用“即刻法”又称Crubs异常值取舍法，只要有三个以上的质控数据即可决定是否有异常值的存在。具体步骤如下：①将连续的质控测定值按从小到大排列，即x1，x2，x3，x4，x5，x6，…，xn（x1为最小值，xn为最大值）；②计算均值（）和标准差（s）③按下述公式计算SI上限和SI下限值；④将SI上限和SI下限值与SI值表（见表4-1）中的数值比较。

表4-1　“即刻法”质控SI值表

质控结果的判断：SI上限和SI下限值均小于表4-1中n2s对应的值时，说明质控测定值的变化在2s之内，可以接受。如SI上限和SI下限值中有一个处于n2s和n3s对应的值之间时，说明该质控测定值的变化在2s～3s之间，处于“警告”状态。当SI上限和SI下限值只要有一个大于n3s对应的值时，说明该质控测定值的变化已超出3s，属“失控”，应该进行纠正。当检测的控制品数超过20次以后，可转入进行室内质控。

五、失控后的分析与处理

（一）失控处理的工作流程

实验室应制定符合自己的质控规则和方法，判断质控结果是否在控。当发现质控结果违背控制规则时，应按照质控失控处理流程进行处理。一般失控处理流程包括以下主要内容：①立即停止该分析批次检测结果的审核、报告；②查找分析失控原因，根据违背的质控规则大致判断误差来源和类型，有针对性地处理；③处理后再次做质控验证，直至质控结果在控为止；④填写失控及处理记录表，交实验室主任审核；⑤审核者查验处理流程和结果，对处理方式和最终结果进行签字确认；⑥由审核者决定是否发出与失控同批次的检验报告，是否收回失控发现前已发出的检验报告，以及是否根据随机原则挑选出一定比例的失控前样本进行重新测定和验证，并根据既定标准判断失控前测定结果是否可接受，对失控作出恰当的判断。

（二）失控原因分析

失控的出现受多种因素的影响，这些因素包括：操作失误，试剂、校准物、控制品失效，水电等供应不符合要求，仪器维护不良以及采用的控制规则、控制限范围出现问题等。操作人员应在实际工作中不断积累经验，正确判断不同原因引起的失控在质控图上的表现，当失控发生时，才可以根据质控图的表现，快速准确地对失控原因作出分析。失控原因分析过程包括：

1.分析数据

仔细查看质控图上质控数据点的分布，分析所违背的质控规则，大致确定误差的类型，区分是随机误差还是系统误差。分析时应注意不同的质控规则对不同的误差类型的敏感性不同，比如违背13s或R4s规则，通常指示随机误差；违背22s、41s、规则，通常指示系统误差。一般来说，质控曲线的突然变化或者较大幅度的波动应多考虑随机误差，而趋势性和渐进性改变应多考虑系统误差。

2.查找原因

由于随机误差和系统误差往往由不同的原因引起，因此在确定误差类型后就较易分析出误差的来源。引起系统误差的常见原因有：校准物批号更换、校准物赋值不当或配制错误、使用新的校准物未及时更改校准值、试剂变质或批号更换未校准、光路系统积灰或老化、仪器恒温系统失灵等。引起随机误差的常见原因有：试剂瓶或试剂通道中混入气泡、试剂误加、电压不稳以及在吸量定时等方面操作存在样本间差异等。

3.新进改变

在确定误差类型之后，还应仔细分析失控前整个检测系统的某些改变是否是引起失控的原因，如试剂添加、试剂瓶更换、控制品或校准品溶解人员的变动等。此外，如果质控图上近期的质控点呈现趋势性改变，则应考虑控制品或试剂的缓慢变质，或者光路老化等因素。

4.检测系统变化

首先应分析在室内质控失控之前有无改变分析系统的完整性，如果失控前有更换部分硬件、修改反映参数以及变更试剂、校准品或控制品等情况发生，应首先仔细确认其更改的正确性。如是个别项目失控，则可以基本确定分析仪工作正常；如果是多个项目失控，应寻找失控项目之间的共同因素，如多个检测项目同时失控，它们的共同特点是都以340nm为测定波长，此时应首先核实灯泡在340nm处的光能量是否明显下降，或者该波长的滤光片损坏。找不出明显共同原因而失控项目又特别多，甚至出现全部项目失控的，很可能是分析仪器故障。

5.手工操作

应认真回顾操作的全过程，有无更换操作人员、有无定时定量方面的错误、有无计算方面的失误。排除人为因素后，分析是否存在校准品、试剂、比色计等方面的原因。

（三）失控处理的常见措施

在分析出失控原因的基础上，有针对性地采取一些处理措施，并在处理后再次测定控制品加以验证。常见的处理措施及意义如下：

1.重新测定同一控制品

主要用以查明人为误差或偶然误差。如是偶然误差，重测的结果极有可能落在允许范围内（在控）。

2.新开控制品，重测失控项目

如果新开瓶的质控结果在控，那么原来瓶中控制品可能过期或溶解后保存不当致变质。

3.更换试剂，重测失控项目

如果是试剂变质或超过开瓶稳定期，更换试剂重做试剂空白后，重新测定控制品应该在控。

4.进行仪器维护，重测失控项目

检查仪器状态，查明光源是否需要更换，比色杯是否需要清洗或更换，是否按规定执行周期性维护保养，维护保养后重测控制品应该在控。

5.重新校准

校准后重测控制品加以验证，可以解决系统漂移的问题；必要时也可以新开校准品，以排除校准品变质。

以上是实验室常见的失控处理措施，在实际工作中，究竟应该先执行哪一步，应当根据对失控原因的初步判断来决定。如果实验室用尽常规手段，仍然无法纠正失控，应该及时与仪器厂家或试剂厂家联系，请求技术指导，必要时应请工程师到现场解决问题。

六、质量控制的数据管理

室内质量控制是全面质量控制的重要环节，必须纳入刑事科学技术检验的日常工作。每天产生的质控数据，这既是每日室内质量控制工作的记录性文件，也是日后向服务对象提供质量保障措施的证明性文件。因此，在周期性小结和分析之后，应该作为实验室十分重要的质量证据予以妥善保存。

每月所有质控活动结束后，应对全月的所有质控数据进行汇总、统计处理上报实验室负责人并集中存档保存。材料包括原始质控图；各种质控数据的平均数、标准差和变异系数的计算；质控图上失控点的标注和处理；失控处理记录表（包括违背的质控规则、失控原因分析、采取的处理措施及效果验证等）。一般情况下，这些资料需要长期保存。此外，每月质控工作结束后，要对全月室内质控数据的平均数、标准差、变异系数及累积平均数、累积标准差进行评价。画出逐月的平均数和标准差（或变异系数）的折线图，可以更加直观地反映与以往各月是否有明显不同。如果发现有显著性的变异，应及时查找分析原因：如变异系数折线图显示逐月增大，提示常规工作的精密度下降，应重点分析是否因仪器维护保养不到位造成；如月平均数出现偏离中心线的渐进性改变或趋势性改变，应当分析和纠正造成这种改变的因素，包括是否为试剂或控制品的缓慢变质造成，或者仪器、光路的老化造成等。如找不到明确的原因，在征得实验室主任同意后，必要时可以对控制图的中心线、标准差或质控限进行微调，或对控制方法重新进行设计，以期符合持续质量改进的原则。