Innhold Forord........................................................................................................................ 5 Innledning ............................................................................................................... 11 Kapittel 1 Analysekvalitet ...................................................................................................... 13 1.1 Riktighet .......................................................................................................... 13 1.1.1 Vurdere riktighet med analyser av referansemateriale .............. 15 1.1.2 Vurdere riktighet ved hjelp av metodesammenligning ............ 17 1.2 Presisjon .......................................................................................................... 18 1.2.1 Innen-serie-variasjon ........................................................................ 20 1.2.2 Mellom-serie-variasjon .................................................................... 20 1.2.3 Totalvariasjon ..................................................................................... 21 1.2.4 Sammenheng mellom innen-serie-, mellom-serie- og totalvariasjon ..................................................................................... 22 1.2.5 Presisjonen i estimatene av standardavviket ............................... 22 1.3 Totalfeil ............................................................................................................ 24 Kapittel 2 Krav til analysekvalitet ........................................................................................ 26 2.1 Riktighet .......................................................................................................... 27 2.2 Presisjon .......................................................................................................... 28 2.3 Totalfeil ............................................................................................................ 30 Kapittel 3 Intern kvalitetskontroll ....................................................................................... 32 3.1 Hva er intern kvalitetskontroll? ................................................................... 32 3.2 Kontrollmateriale ........................................................................................... 33 3.2.1 Valg av kontrollmateriale ................................................................. 33
7
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 7
22/09/2020 12:43
innhold
3.2.2 Bestemme parametere ..................................................................... 36 3.2.3 Målverdi .............................................................................................. 36 3.2.4 Presisjon, variasjonskoeffisient ....................................................... 37 3.3 Kontrollregler ................................................................................................. 37 3.3.1 Terminologi ........................................................................................ 38 3.3.2 Sannsynlighet for falsk alarm .......................................................... 40 3.3.3 Sannsynlighet for å avdekke feil ..................................................... 41 3.3.4 Styrkediagrammer ............................................................................ 44 3.3.5 Feilhyppighet ..................................................................................... 47 3.3.6 Presentasjon ....................................................................................... 48 3.3.7 Supplerende og andre kontrollmetoder ...................................... 48 3.4 Organisering og praktisk gjennomføring ................................................. 52 3.4.1 Definere en prøveserie ..................................................................... 52 3.4.2 Valg av kontrollregel ......................................................................... 55 3.4.3 Bestemme når i prøveserien kontrollene skal utføres ................ 57 3.4.4 Utførelse av kontrollanalyse ............................................................ 58 3.4.5 Alarmen går ........................................................................................ 58 3.4.6 Feilsøking og videre tiltak ............................................................... 59 3.4.7 Ikke glem pasientene ....................................................................... 60 3.5 Skifte av kontrollmateriale og reagenser .................................................. 60 3.5.1 Bestemme målverdi og VKa på nytt kontrollmateriale ............... 60 3.5.2 Skifte av reagenser ............................................................................ 61 3.6 Trendanalyser ................................................................................................. 62 3.7 Registrere kvalitetskontrolldata .................................................................. 63 3.7.1 Før kontrollanalysering .................................................................... 63 3.7.2 Etter kontrollanalysering ................................................................. 63 3.7.3 Beregninger fra kontrollresultatene .............................................. 64 3.7.4 Presentasjon av kontrollresultater ................................................. 64 3.8 Automatisering (dataprogrammer) ........................................................... 64 3.8.1 Program for overvåking av intern kvalitetskontroll – forslag til kravspesifikasjoner .......................................................... 65 3.8.2 Aktuelle programmer ....................................................................... 68 3.9 Kvalitetskontroll av kvalitative og semikvantitative analysemetoder . 68 3.9.1 Kvalitative (binære) analysemetoder ............................................. 70 3.9.2 Semikvantitative analyser ................................................................ 75
8
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 8
22/09/2020 12:43
innhold
Kapittel 4 Pasientnær analysering ....................................................................................... 78 4.1 Hva er pasientnær analysering? .................................................................. 78 4.2 Politiske og organisatoriske valg ................................................................ 79 4.2.1 Viktige momenter ............................................................................. 79 4.2.2 Forslag til prosedyre ......................................................................... 81 4.3 Kvalitetskontroll ............................................................................................. 82 Kapittel 5 Validering av analysemetoder .......................................................................... 84 5.1 Preanalytiske forhold .................................................................................... 84 5.2 Etablering av egenutviklet metode ........................................................... 85 5.2.1 Standardkurve ................................................................................... 85 5.2.2 Måleområde ....................................................................................... 87 5.2.3 Presisjon .............................................................................................. 88 5.2.4 Riktighet .............................................................................................. 89 5.2.5 Analytisk spesifisitet ......................................................................... 89 5.2.6 Sammenligning med andre metoder ............................................ 90 5.2.7 Etablering av kvalitetskontrollprosedyre ...................................... 90 5.3 Validering eller verifisering? ........................................................................ 90 5.4 Etablering av kommersiell metode ............................................................ 91 Kapittel 6 Sammenligning av analysemetoder ............................................................... 92 6.1 Påvise systematisk avvik mellom to metoder .......................................... 93 6.1.1 Samle data .......................................................................................... 93 6.1.2 Tegne: Differanseplot ....................................................................... 93 6.1.3 Regne .................................................................................................. 94 6.1.4 Slengere .............................................................................................. 100 6.1.5 Tolkning av forskjell mellom metodene ....................................... 101 6.2 Inter-instrumentkontroll .............................................................................. 105 6.2.1 Parallellanalysering som løpende kvalitetskontroll .................... 105 6.2.2 Sporadisk parallellanalysering ........................................................ 108 Kapittel 7 Ekstern kvalitetsvurdering ................................................................................. 109 7.1 Prinsipper for ekstern kvalitetsvurdering ................................................. 109 7.1.1 Kontrollmateriale .............................................................................. 109 7.1.2 Etablering av fasit .............................................................................. 110
9
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 9
22/09/2020 12:43
innhold
7.2 Hvilke opplysninger kan vi få av ekstern kvalitetsvurdering? ............... 112 7.2.1 Indikasjon for systematisk feil ......................................................... 112 7.2.2 Indikasjon for upresisjon ................................................................. 112 7.2.3 Inter-laboratorie-variasjon .............................................................. 112 7.2.4 Intra-laboratorie-variasjon .............................................................. 112 7.3 Utførelse .......................................................................................................... 113 7.3.1 Valg av leverandør ............................................................................ 113 7.3.2 Innmelding av metoden .................................................................. 113 7.3.3 Mottak av prøvemateriale ............................................................... 114 7.3.4 Mottak og tolkning av resultater .................................................... 114 7.4 Begrensninger ................................................................................................ 117
Ordliste ..................................................................................................................... 119 Symboler og forkortelser .................................................................................... 125 Litteraturliste .......................................................................................................... 127 Svar på spørsmål til diskusjon ........................................................................... 131 Stikkordregister ..................................................................................................... 137
10
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 10
22/09/2020 12:43
Innledning Alle som utfører biokjemiske analyser må ha kontroll over egen analysekvalitet. De må vite hvor nøyaktig analysemetoden måler, og kunne oppdage analysefeil som kan føre til feil diagnostikk og behandling. Norske sykehuslaboratorier utfører hvert år mange millioner analyser i blod og andre kroppsvæsker, og kvalitetskontroll står sentralt i ethvert medisinskbiokjemisk laboratorium. Slik kontroll kan gjøres på forskjellige måter, og kan kreve betydelige ressurser. Det er viktig å vite hvilken informasjon de forskjellige kontrollprosedyrene kan gi – både for å sikre at laboratoriet har den analysekvaliteten man ønsker, og for å kunne begrense overvåkingen til det som gir nødvendig og relevant informasjon. Denne boken gir en innføring i kvalitetskontroll av biokjemiske analyser i medisinske laboratorier. Rasjonell kvalitetskontroll forutsetter at man vet hvor god analysekvaliteten er, og hvor god den bør være. Boken starter med å beskrive den normale analysekvaliteten i kapittel 1, og definerer krav til analysekvaliteten i kapittel 2. Deretter kommer kapittel 3 med råd om praktisk, daglig kvalitetskontroll ved hjelp av statistiske kontrollregler, såkalt intern kvalitetskontroll. Kapittel 4 dreier seg om spesielle forhold vedrørende anskaffelse, drift og kvalitetskontroll av pasientnære instrumenter. I kapittel 5 omtales validering av analysemetoder, og i kapittel 6 sammenligning av metoder. Det 7. og siste kapitlet viser hvordan laboratoriet, ved hjelp av ekstern kvalitetsvurdering, kan sammenligne sin analysekvalitet med andre laboratorier. På dette feltet er bruk av spesielle ord og uttrykk uunngåelig. I tillegg til at internasjonal litteratur ikke er helt konsekvent, har medisinske laboratorier gjerne sin egen sjargong. Vi har valgt å bruke norske termer i boken så langt det er mulig. En liste over ord, uttrykk og matematiske symboler finnes bak i boken. For å lette sammenligning med engelskspråklig litteratur er både norske og engelske begreper oppført med respektive forkortelser. 11
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 11
22/09/2020 12:43
innledning
Leseren bør ha litt forkunnskaper i statistikk og kjennskap til hvordan biokjemiske analyser utføres. Har man problemer med de «vanskelige» kapitlene, kan man gjerne hoppe over disse og komme tilbake til dem senere. Det anbefales å finne frem data fra kvalitetskontroll på eget laboratorium og øve seg på beregningene. I slutten av hvert kapittel finnes en liste over aktuelle spørsmål som leserne kan diskutere med kolleger eller medstudenter. Kortfattede svar på spørsmålene finnes helt bakerst i boken.
12
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 12
22/09/2020 12:43
KAPIT TEL 1
Analysekvalitet Nesten ingen målemetoder kan gi et helt korrekt måleresultat. Det vil alltid være et (lite) avvik mellom måleresultatet og den faktiske, sanne verdien av det man måler. Analysekvalitet for en målemetode handler om å holde dette avviket innenfor visse grenser. Analysekvaliteten er i prinsippet bestemt av metodens riktighet og presisjon.
1.1 Riktighet Begrepet riktighet (trueness) sier noe om hvor nær den korrekte verdien av det stoffet vi skal måle vi kommer med vår målemetode. Siden alle analyser har en viss tilfeldig variasjon (se avsnitt 1.2 om presisjon), vil resultatene av repeterte målinger bli fordelt rundt et gjennomsnitt. Riktighet er definert som samsvar mellom gjennomsnittet av gjentatte målinger i det samme prøvematerialet og den korrekte, «sanne» verdien. Avvik mellom disse kan man kvantitere i form av uriktighet eller systematisk feil. Uttrykkene systematisk avvik og bias blir også brukt. En systematisk feil trekker alle analyseresultatene i én bestemt retning. Riktigheten i analysemetoden avhenger av det materialet (kalibratoren) som definerer forholdet mellom målesignal og konsentrasjon av en analytt. Konsentrasjonen av analytten i kalibratoren bør være sporbar til en mest mulig sikker metode (1, 2), se ramme 1.1. Sporbarhet innebærer at målingen refererer seg til et standardmateriale eller en målemetode øverst i sporbarhetskjeden for vedkommende komponent, og at måleresultatet oppgis med måleusikkerhet (1). For hvert ledd i sporbarhetskjeden øker usikkerheten i den målte verdien i materialet.
13
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 13
22/09/2020 12:43
kapittel 1
mel, den nse-
RAMME 1.1 Sporbarhetshierarkiet Primær referansemetode ↓ Sekundær referansemetode (er kalibrert opp mot primær referansemetode) ↓ Produsentens utvalgte metode (er kalibrert opp mot en sekundær referanse metode) ↓ Produsentens produktmetode (er kalibrert opp mot produsentens utvalgte metode) ↓ Rutinemetode (kalibreres opp mot produsentens produktmetode)
De fleste analysemetoder i medisinsk-biokjemiske laboratorier er basert på innkjøpte, ferdiglagde reagenser og kalibratorer spesielt tilpasset automatiske analyseinstrumenter, der leverandøren også dokumenterer kalibratorens sporbarhet. Før anskaffelse må laboratoriet ha forsikret seg om at analysemetoden har en kalibrator med sporbarhet som er godt dokumentert, og som viser at kalibratoren har tilstrekkelig riktighet. Hvis det oppstår tvil om riktigheten, kan laboratoriet analysere referansematerialer som har en kjent, oppgitt konsentrasjon sporbar til en primær referansemetode. Hvis vi er rimelig trygge på at rett gjennomsnitt i ett konsentrasjonsnivå sikrer rett gjennomsnitt også i resten av analysemetodens måleområde, kan det være tilstrekkelig å undersøke riktigheten i ett nivå. Om vi ikke stoler på det, bør vi undersøke riktigheten i to eller kanskje tre nivå. Har laboratoriet selv etablert analysemetoden, er det laboratoriets eget ansvar å dokumentere at kalibrator er sporbar til en referansemetode. Uansett hvordan analysemetoden er laget – helt riktig kan den aldri måle, og et visst slingringsmonn må tillates. Dette slingringsmonnet kalles tillatt systematisk feil. Størrelsen av tillatt systematisk feil drøftes i avsnitt 2.1. 14
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 14
22/09/2020 12:43
analysekvalitet
1.1.1 Vurdere riktighet med analyser av referansemateriale Anta at vi måler konsentrasjonen av et stoff (en analytt) n ganger i et referansemateriale med kjent verdi, og regner ut gjennomsnittsverdien. Denne gjennomsnittsverdien bygger på et begrenset antall målinger. Den er derfor bare et estimat av den (egentlige) gjennomsnittsverdien man ville fått dersom man hadde hatt et uendelig stort antall målinger. Jo flere målinger man bygger på, desto mindre blir usikkerheten rundt resultatet. Det usikre området rundt resultatet kan beskrives med et konfidensintervall. For eksempel kan man forvente at et 95 % konfidensintervall inkluderer den egentlige gjennomsnittsverdien i 95 av 100 forsøk. Konfidensintervallet rundt gjennomsnittet beregnes ved hjelp av t-fordelingen (3) konfidensintervall for gjennomsnittet = x ±t n−1
s n
(ligning 1.1)
Grenser for 95% konf.intervall / s
der x er gjennomsnittsverdien, n er antall målinger, s er standardavviket for målingene (se ligning 1.2) og tn-1 er t-verdien for det konfidensintervallet man vil beregne. For eksempel er t-verdien 2,093 for et 95 % konfidens intervall for gjennomsnittet av 20 målinger. Konfidensintervallet blir smalere når n øker, se figur 1.1. I tabell 1.1 er det gitt noen konkrete verdier.
5 4 3 2 1 0 –1 –2 –3 –4 –5
Figu av ob null. snitt
Tabe måli
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Antall observasjoner Figur 1.1 95 % konfidensintervall for gjennomsnittet, regnet som et multiplum av observasjonenes estimerte standardavvik. Selve gjennomsnittet er satt til null. Ved for eksempel 20 observasjoner er konfidensintervallet for gjennomsnittet lik beregnet verdi ± 0,468 standardavvik.
15
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 15
22/09/2020 12:43
kapittel 1
Tabell 1.1 95 % og 90 % konfidensintervall for gjennomsnittet relatert til antall målinger, gitt som ± antall standardavvik. Antall standardavvik Antall målinger
95 % konfidensintervall
90 % konfidensintervall
2
8,98
4,46
4
1,59
1,18
6
1,05
0,823
8
0,836
0,670
10
0,715
0,580
12
0,635
0,518
14
0,577
0,473
16
0,533
0,438
18
0,497
0,410
20
0,468
0,387
25
0,413
0,342
30
0,373
0,310
40
0,320
0,266
50
0,284
0,237
Dersom konfidensintervallet for gjennomsnittet av gjentatte målinger i referansematerialet omfatter referansematerialets kjente verdi, betyr det at vi ikke har funnet en statistisk signifikant systematisk forskjell mellom målemetodens resultat og referanseverdien. Men dette må ikke uten videre tolkes som at vår metode har akseptabel riktighet. Riktigheten er bare god nok når vi er sikre på at forskjellen fra referansematerialet ikke er større enn tillatt systematisk feil. Dette kan undersøkes ved hjelp av ekvivalenstesting (4).
Ekvivalenstesting Riktigheten er ikke nødvendigvis god nok selv om konfidensintervallet for gjennomsnittet omfatter sann verdi. Baserer man gjennomsnittet på få målinger, får vi et bredt konfidensintervall rundt gjennomsnittet. Man bør forsikre seg om at 90 % konfidensintervall rundt gjennomsnittet i sin helhet er i akseptområdet (figur 1.2, eksempel C og D). Hvis øvre grense for 90 % konfidensintervall er lik øvre grense for akseptområdet, er det bare 5 % sannsynlighet for at gjennomsnittet er enda høyere og ligger over akseptområdet. 16
101541 GRMAT Riktig svar paa biokjemiske analyser 200101.indd 16
22/09/2020 12:43