EP05-A3 定量测量程序的精密度评估第 3 版 2014 年 9 月

目录

前言................................................................................2
改动概述............................................................................2
与国际标准的一致性..............................................................3
第一章介绍..........................................................................3
1介绍...........................................................................3
1.1范围.....................................................................3
1.2标准预防措施.............................................................4
1.3术语.....................................................................5
1.4精密度评估步骤概述.......................................................8
1.5基本概念简介.............................................................8
第2章选择和充分利用合适的精密度评估方案............................................18
2选择和优化合适的精度评估方案.................................................18
2.1需要多种学习选择.......................................................19
2.2研究设计选择考虑.......................................................20
2.3建议的研究设计.........................................................23
2.4多因素研究.............................................................24
第3章单站点精密度评估研究..........................................................24
3单站点精密度评估研究.........................................................24
3.1介绍...................................................................24
3.2通用指南...............................................................25
3.3预试检验...............................................................25
3.4方案设计和要求.........................................................25
3.5实验步骤...............................................................27
3.6数据分析...............................................................28
3.7结合精密度研究结果.....................................................32
3.8汇总单点精密度研究结果的建议格式.......................................33
3.9关于不平衡数据集的注意事项.............................................34
第4章多地点精密度评估研究..........................................................34
4.多地点精密度评估研究.........................................................35

4.1概述...................................................................35
4.2通用指南...............................................................35
4.3预检查.................................................................36
4.4方案设计和要求.........................................................36
4.5实验步骤...............................................................38
4.6数据分析...............................................................39
4.7汇总整理多地点精度研究结果的建议格式...................................42
4.8不平衡数据值的注意事项.................................................43
第5章结论..........................................................................43
5结论.........................................................................43
第6章补充信息......................................................................44
参考文献.......................................................................44
补充参考文献..............................................................46
附录A.工作案例-单地点研究......................................................47
附录B.多地点研究-实例..........................................................50
B1概述....................................................................50
B2检查异常-所有样本.......................................................52
B3变异分析................................................................53
B4精密度图................................................................55
附录B参考文献.............................................................57
附录C先进的模型...............................................................57
C1介绍....................................................................57
C2自动设备定期校准。......................................................60
C3自动设备频繁校准........................................................60
C4未校准的自动化设备......................................................60
C5带有试剂批次特定固定校准的自动化设备....................................61
C6试剂批次特定的固定校准和预处理自动化装置................................61
C7手动或半自动装置........................................................61
C8一个实验室中的多个自动化设备...........................................61
相关的CLSI参考文献............................................................62

目前的临床实验室文献包含了许多产品评价的例子。为了描述基本精度类型，这些示 例中有 许多使用了本指南中讨论的基本概念、设计和分析。在特殊情况下，更复杂和定制的实验设计已用 于出版的研究和监管目的。然而，临床实验室仍然强烈需要本文档中描述的基本原理和方法来评估 定量测量程序的精度性能特征

目前体外诊断设备的多样性使得不可能为所有测量程序和相关设备推荐一个单一的实 验设 计。然而，对材料、程序、数据分析和解释的要求必须适用于尽可能多的测量和仪器。在制定本文 件中的标准化方案时，对持续时间、质量控制程序和确定相关变异来源的方法提出了许多建议。仔 细考虑。所得到的协议代表了设计和数据分析的复杂性，以及实现的简单性和效率之间的平衡。本 文件旨在提供与其他国际共识标准一致的通用指南。

改动概述

第三版缩小了 EPO5 的范围，将其对单点实验设计的讨论限制到适用于建立或验证精 度性能 特征的程序。因此， EPO5 现在主要面向制造商和开发商。 CLSI 文件 EP15 中有关于 最终用户实验 室验证可重复性和实验室内精度要求的建议。 该指南中的精度验证协议是为与 EPO5 的单位点研究设计兼容而量身定制的与以前版本的 ep05 相似的单站点协议要求在 20 天内进行测量，每天进行两次运行，每次运行进行 两次重复给定的样 品、试剂批等作为标准实验保留在本第三版中，供制造商和开发人员用 于评估重复性和实验室内 （设备内）测量的精密度“吸附法"（前）程序。 无论这些性能特征是如何建立的，重要的是评估必须是可验证的，并且它们的特征是 精确一 段相当长的时间，并且跨越了大部分测定所规定的测量间隔。 EP05 中描述的单点实 验设计满足这 些要求（见第 3 章）。预计原始的 “20x2x2” 设计将继续很好地服务于临床实 验室中使用的绝大多数 定量分析。然而，关于如何根据变化的来源、它们的相对大小和相互关系来优化给定试验的设计， 增加了广泛的指导（见第 2 章）。 此外，在认识到当今广泛使用的定量装置的多样性。本文还讨论了 20x2x2 设计在特性和复杂 性上的不同变体。附录 C 专门介绍了高级模型一一多因素设计一一当双因素设计缺 乏对主要来源进 行公正处理的能力时使用影响测定的实验室精密度的变化。根据测定方法的不同，这些模型中的一 些在测定方法开发和优化期间以及在测定方法进入常规生产之后, 也应该被证明对制造商是有用 的。

新的 EPO5 是第二个标准化实验:一个多站点协议呼叫，最低限度，在五天内重复测量 三个站 点。描述了 3（ 站点 ）x5（ 夭 ）x5（ 每天重复）和 3（ 站点 ）x5（ 天 ）x2 肉天运行 ）x3（ 每次重复） 的实施（见第 4 章）。本辅助协议描述了站点到站点的可变性和可重复性的估计。当由于检测方法 的性质和/或监管要求而需要进行此类研究时，它已被定制为验证新检测方法的适合性。 为了帮助促进对基本概念的理解，新版包括了针对非统计学家的广泛教程（参见第 1.5 节）。 附录中给出了单位点 20x2 x2 研究和完整的多位点 3x 5x 5 研究的数值例子。

与国际标准的一致性

EPO5 在很大程度上与 ISO 5725 系列标准中的建议一致，特别是 ISO 5725-3.20 ISO 5725 的观 点主要强调实验室间的变异来源，而 EP05 关注的是实验室内随着时间积累的变 异来源。然而， EPO5 新引入的多位点研究解决了位点到位点变异的来源和可重复性的估计。 此外，虽然 IS 。 5725 系列要求表征整个测量区间的重复性和再现性，但 EP05 鼓励（但 不是必 需）这一点。

第一章介绍

本章节包括：文件范围和适用的除外责任、注意在术语、与文档内容相关的背景信息、 缩写和首字母缩写、标准预防信息，如适用;

定义

1介绍

1・1范围

本文档为旨在建立临床实验室中使用的定量测量程序的现场精度性能特征的研究提供 了指 南，也为处理现场到现场可变性的研究提供了指南。文中描述了多种实验方案，以及如何选择和优 化最适合特定测量程序（或“测定”）及其预期用途的方案的考虑。

1.1.1面向的用户

本文档适用于以下用户：

• 希望建立其精密度特性的新测量程序的开发人员，是希望将产品分发给多个实验 室的制 造商，还是希望为自己的使用而开发产品的临床实验室

• 修改现有分析方法并因此需要重新评估其精度性能的最终用户

• 希望了解如何建立精度性能评估和/或希望执行自己的严格精度评估的用户

• 制造商需要先进的方法（见附录 C）, 以便在分析开发、优化和常规生产期间更深入 地了 解定量测量程序的精密度特征本文

• 假设读者对统计数据分析有一定的了解，包括基本方差分析 （ANOVA）, 或访问统计支

• 源。第 1.5 节简要介绍了所涉及的几个基本概念; CLSI 文档 EP15 详细讨论了单向方差分析。

持资

1.1.2使用限制

仅希望验证制造商对定量临床测量程序精确性的要求的，应遵循 CLSI 文件 EP15.1 中的指南 本文件中的方案可能不适用于一些没有适当测试材料的定量测量程序。特别是，标准 化的单 点和多点程序并不直接适用于稳定性不强的样品的测量程序（如红细胞计数或血气测 定）和/或体 积不足（例如，组织样本的荧光原位杂交或免疫组化检测）。假设分析过程是稳定的，在数据收集 期间没有样品或试剂的降解。这就导致了这样一个假设:测量结果的变化是 随机的，来自被考虑的 每个来源的变化是独立的和正态分布的。试剂降解的评价在 CLSI 文 件 EP25/¹ 中提到。样品降解的 评价在 CLSI 文件 C56, 中提到。

本文档提供了定量测量程序和仪器的使用指南，包括定性测定所依据的程序和仪器。然而， 对完全定性测量程序或仪器的精度性能的评价超出了本指南的范围。对于这种类型的评估，请参考 CLS 文件 EP12⁶ .

1.2标准预防措施

由于通常不可能知道哪种隔离物或标本可能具有传染性，所有患者和实验室标本都被 视为具 有传染性，并按照“标准预防措施”进行处理。标准预防措施是结合了”普遍预防措施和物质隔离”做 法的主要特点的指导方针。标准预防措施涵盖了所有已知的传染性病原体的传播，因此比仅适用于 for Disease 血源性病原体传播的普遍预防措施更为全面。美国疾病控制与预 防中心 （Centers Control and Prevention, 简称 cdc） 在已发布的指导方针中阐述了这一主题，该指导方针阐述了在人 类和动物医学中诊断医学的日常操作，同时鼓励实验室的安全文化。关于防止实验室仪器和材料传 播所有已知传染源的具体预防措施，以及对 接触所有已知传染病的管理建议，请参阅 CLSI 文件 M29.⁸

1.3术语

1.3.1术语说明

CLSI 作为全球标准化的领导者，坚定地致力于在任何可能的地方实现全球协调。协调 是一个 认识、理解和解释差异的过程，同时采取步骤实现世界范围内的一致性。 CLSI 认识 到全球计量学 界的医学惯例在美国、欧洲和其他地方的演变是不同的;这些差异反映在 CLSI 、 ISO 和 CEN 文件中 法律要求的术语使用，地区使用，以及不同的共识时间表都是协调过程中的重要考虑。有鉴于此， CLSI 对标准和指南的开发和修订的共识过程侧重于术语的协调, 以促进标准和指南的全球应用。 在 EPO5( 从该指南的第二版 EPO5- a2 开始)中，总精度一词被实验室内精度或设备内精度所取 代。可以使用这些新的首选术语中的任何一个。

在 EP05 中，可重复性包括与多个实验室和/或多个仪器相关的变异来源，以及影响实

验室内

精度的来源。这与 ISO 的描述略有不同。在 ISO 框架内，“再现性”精度类型必须 包括不同的位置、 不同的操作人员和不同的测量系统(仪器)。另一方面， IS 。框架不需要时间，而这里所采用的定义 隐含着需要至少五天的时间。

1.3.2定义

assay- 见测量程序。

平衡 (balanced) 一描述一种实验设计或数据集，其中所有细胞(“处理组合”)有相同 的观察次 数。如果这种情况不成立，那么设计或数据集就是不平衡的;注意:具体地说，是在章节中讨论的那 种精确的研究在本准则的第 3 和第 4 条中，对于任何给定的样本，如果每 次运行指定相同的重复次 数，则实验设计是平衡的;每天跑相同的次数;并且，对于一个多地 点的研究，每个地点的天数相 同。否则，设计就是不平衡的。(注意主文件中建议的所有设计都是平衡的。)如果对应的数据集在 每次运行、每天和站点中都有相同数量的结果，那么该数据集就是平衡的一一例如，如果设计是平 衡的，并且在分析中没有丢失或遗漏任何结果。否则，数据集不均衡。

crossed- 在多因素研究的设计中，如果 a 因素的某些影响与 B 因素的多个影响同时发 生，则称 a 因素的影响与 B 因素的影响是交叉的;如果在每个试验点研究的试剂批在试验点 上都是常见的，那 么就将试剂批与试验点交叉。如果因子 A 的每一种影响都与因子 B 的每 —种影响同时发生，则因子 A 和因子 B 完全交叉。 不精密度-一组重复测量和/或用一个统计量来定量表示值的随机分散，如标准偏差或 变异系 数。

中间精密度 (intermediate precision) -在一组中间精密度条件下的测量精密度 (ICGM 200:2012)⁹ . 中间精密度条件 (intermediate precision conditions) -在相同的测试或测量设施中，相同的测试 /测量项目，在某些不同的操作条件下，以相同的方法获得测试结果或测量结果的条件;注 1： 工作 条件有四个要素:时间、校准、操作人员和设备 (IS 。 3534-2)0; 注 2: 必须注意操作条件下元件的变 化;这可能包括通常被称为“中间运行”、“在一天内”、“在一天之间”、“在设备内'’和“在实验室内” 的精确估计。

被测量 (measurand) 拟被测量的数量 (JCGM 200:2012)⁹ ；

注 1: 术语“测量”和定义包括所有数量，而常用术语“分析物”指的是需要测量的有 形实体。例 如，“物质”浓度是可能与特定分析物相关的数量;注 2: 在 “24 小时尿液中蛋白 质质量”的数量类型 中，“蛋白质"是分析物。在“血浆中葡萄糖物质的数量”中，“葡 萄糖"是被分析物。在这两种情况 下，长短语表示度量 (IS 。 17511)1; 注 3: 以“血浆乳酸脱 氢酶同工酶 1 的催化浓度”为数量类型，“乳 酸脱氢酶同工酶 I" 为分析物 (SO18153)

测量程序 (measurement procedure) -根据一个或多个测量原理和给定的测量方法的 测量的详 细描述，基于测量模型，包括获得测量结果的任何计算 (ICGM 200:2012); 注 1: 本术语适用于特定制 造商销售的特定程序。注 2: 在本文档中，“测定”有时被用作“测量程序” 的文体变体。 测量区间 (measuring interval) -可以被给定的测量仪器或测量物测量的同类数量的一组值在规 定的条件下，具有指定仪器测量不确定度的系统 (ICGM 200:2012); 注 1: 在某些领域, 该术语为“量 程”或“量程” (JCGM 200:2012); 注 2: 测量间隔下限不应与检测下限混淆 (ICGM 200:2012); 注 3: 这表

示体外诊断 (IVD) 检查结果的间隔时间，在此间隔时间内 IVD 医疗设备的性能特征得到了验证由制造 厂商;注 4: 以前使用的术语是“可报告范围"或“测量范围”；注 5:IVD 医疗设备的性能特征经过验证的 测量间隔称为可报告范围 (S 。 18113-1)3; 注 6: 关于 interval 和 range 之间区别的讨论,请参见 ISO 的 a .2.1118113 - 1) 3; 注 7: 在美国, 经常使用的术语是“分析测量范围 "； 注 8: 在检验医学中，该术语定 义为“测量范围"或 “分析测量范围”；注 9: 对于本文件，满足测量程序可接受性标准的值范围(以适 合于测量的单位表示);即线性区间，定量下限和上限所限制的区间，以及代表可接受不精密度的区 间的交集。

嵌套 (nested) 一在多因素研究的设计中，如果一个因素 a 的每个影响只发生一个因素 B 的影响， 则一个因素 a 的影响被称为嵌套在一个因素 B 的影响内;一个运行中的复制与 另一个运行中的复制不 同，因此复制被嵌套在运行中。

精密度(测量)-在规定条件下对相同或相似物体进行重复测量获得的指证或测量量值之 间的一 致性 (JCGM 200:2012); 注 1: 测量精度通常用数字表示通过测量不精度，如标准偏差，方差，或在规 定的测量条件下的变异系数 (JCGM 200:2012); 注 2: “指定条件”可以是，例如, 测量的重复性条件， 测量的中间精度条件，或测量的重现性条件(见 ISO 5725-3:1994) (JCGM 200:2012); 注 3: 测量精度 用于定义测量重复性、中间测量精度和测量重复性 (JCGM 200:2012)o

重复性(测量) (repeatability measurement) -在一组测量重复性条件下的测量精密度 (UCGM 200:2012); 注:以前称为“运行内精密度”。

(测量)重复性条件 (repeatability conditions of measurement) -在一组条件之外的测量条件，包 括相同的测量程序，相同的操作人员，相同的测量系统，相同的操作条件和相同的位置，以及在同 一或类似的物体上短时间内重复测量 (JCGM 200:2012); 注 1: 在同一实验室 (或 ISO 15198 中的“位 置”)广中，同一操作者在同一时间间隔内使用相同的设备，以相同 的测量方法对相同的样品 (IS 。 15198 中的“测试项目” )4 获得独立测量结果的情况。为了 ISO 17593 中 '5, “实验室”应解释为 “位置ⁿ (ISO 17593)5; 注 2: 基本不变的条件,旨在表示导致测试结果最小可变性的条件 (ISO 15198) 4;OTE 3: 重复性可以从重复性条件下的重复测量中确定，也可以从差异中确定在不同的日子里在不 同的运行中进行重复的测量。后一种方法用于本文描述的实验设计。

重复性(测量) (reproducibility measurement) -测量重复性条件下的测量精密度 (JCGM 200:2012); 请注意 1: 相关统计术语在 ISO 5725-116 和 ISO 5725-23 (JCGM 200:2012) 中给出; 注 2: 更广泛的定义是对同一样品在不同条件下重复测量的一致性;注 3: 当测量是在变化的条 件下进行 时，同一测量的测量结果之间的相似性;注 4: 改变的条件可能包括测量原理或方法、 观察者、测量 仪器、位置、使用条件和时间。

unbalanced- 见 balanced 。

（测量的）不确定度 （uncertainty （of measurement）） -非负参数，描述基于所使用信息的 被测量的量值的分散性 （UCGM 200:2012）%

1.3.3 重复性系数和它的首字母缩写符号

%cv 变异系数用百分数表示;

%CVR 运行内重复性变异系数；

%CVwi 实验室内重复性变异系数;

ANOVA 方差分析 ；

CB 置信宽度；

CEN Comite Europeen de Normalisation （欧洲标准化委员会）

CI 置信区间；

CL 置信水平；

DF, df 自由度；

dfR 重复性自由度；

dfRER 再现性的自由度；

dfwL 实验室内精密度的自由度；

ELISA 酶联免疫吸附

EMS 均值平方的期望值

ISO 国际标准化组织

IVD 体外诊断

LLMI 测量区间下限

LoD 检测限

LoQ 定量限

MAD 中位数绝对偏差

MINQUE 最小范数二次无偏估计

MIVQUE 最小方差二次无偏估计

MS 均方

PI 药品说明书（或等效文件）

PT 能力验证

QC 质量控制

REML 限制性最大似然估计

SD 标准差

SS 平方和

ULMI 测量区间的上限

Var 方差

1.3.4符号

口总体均值（或"真值"）

X 样本均值

X² 卡方

DF^{置信水平和自由度卡方分布的分位数}

1.4精密度评估步骤概述

图 1 显示了评估定瞽盈雄篱雷厚醪笑的步骤的基本概述。

need for precision evalution

（拟精密度评估） X ____________ ____________z V

Assess Sources of Variation （评估变异来源）

Select and Optimize Study Protocol （选择优化研究方案） Perform Preliminary Checkout （执行初步检验） Complete Experimental Steps （完成实验步骤） Check Data Integrity （核查数据 的完整性）

1.5基本概念简

Analyze Data （分析数据）

科学和统计专业知祉分析的基本精度特征。 f 家，开发人员扮演着重要的角色。即使由统计员 个适当的实验，或一组实验，以建立一个:人 Summarize Results （汇总结果） 负责实验设计和分析的技术细节,开发人员也必须至少对有关的数员和统计人员之间的协作。作为主题专 end （结束） 了解，以便进行建设性的对话。 本节主要针对那些有稽笑料人 分析开发人员 实验室人员和其他人 他们可能没有很强的统计学背景，或者希望回顾与分析数据相关的主要统计概念。它 提供了相关术语和概念的介绍，建立在临床实验室的常规质量控制的经验。这里介绍的概念包括： > 不精确性的变异性和常用测量

• 方法变异的来源（有时称为决定因素或因素）