Mätosäkerhet i laboratoriemedicin — en svensk sammanfattning av CLSI EP29-A
Om osäkerheten i ett provsvar: hur den skattas, vad som händer vid biaskorrektion och hur den används när vi jämför resultat. Med exempel ur CLSI EP29-A och egna räkneexempel.
Om underlaget. Jag utgår från CLSI EP29-A (Expression of Measurement Uncertainty in Laboratory Medicine, 2012), som tillämpar GUM och VIM på laboratoriemedicin. CLSI har arkiverat riktlinjen men bedömer den fortfarande som tekniskt giltig. Räkneexempel hämtade därifrån är märkta (EP29). Övriga exempel och kommentarer är tillägg till riktlinjen. Avsnitten om krav baserade på biologisk variation och RCV med hör också till tilläggen och bygger på de källor som anges i texten och referenslistan. Den personliga bedömningen vid uppföljning är markerad med ”Hur jag väljer vid uppföljning”.
1. Vad och varför
När två provsvar skiljer sig åt vill vi veta om skillnaden kan förklaras av mätningen. Vi kan också behöva bedöma hur ett enskilt resultat förhåller sig till en beslutsgräns. I båda fallen beror svaret på hur mätosäkerheten har skattats och vad som ingår i den.
Ett S-Kreatinin på 50 µmol/L är en skattning av den koncentration vi vill mäta. Mätosäkerheten beskriver spridningen i de värden som rimligen kan tillskrivas mätstorheten, på engelska measurand. Alla kvantitativa provsvar har en sådan osäkerhet, oavsett om den skrivs ut på svaret. Den kombinerade standardosäkerheten, , sammanfattar bidragen i en mätmodell. Vid en jämförelse behöver vi dessutom veta vilka bidrag två resultat har gemensamt.
EP29-A behandlar främst osäkerheten i själva mätsystemet. Riktlinjen tar också upp biologisk variation samt pre- och postanalytiska processer, men ger ingen fullständig genomgång av dem. Vid en klinisk jämförelse kan även de bidragen behöva räknas med. I riktlinjens exempel med kreatininclearance ingår till exempel osäkerheten i den insamlade urinvolymen.
2. Grundbegrepp
EP29 använder den metrologiska terminologin i VIM. Där har tre närliggande termer olika betydelser:
- Riktighet (trueness) beskriver hur nära medelvärdet av upprepade mätningar ligger ett referensvärde. Bias är en numerisk skattning av förskjutningen.
- Precision beskriver spridningen vid upprepade mätningar och speglar slumpmässigt fel.
- Noggrannhet (accuracy) omfattar båda.
Upprepade mätningar kan ligga tätt samlade och ändå vara förskjutna från referensvärdet. Metoden har då god precision, men brister i riktighet och därmed också i noggrannhet.
Jämför med en måltavla. Tätt samlade träffar motsvarar god precision. Om träffbildens centrum dessutom ligger nära måltavlans mitt är riktigheten god. För god noggrannhet behövs båda. Förskjutningen mellan träffbildens centrum och måltavlans mitt motsvarar bias.
Indelningen i Typ A och Typ B gäller hur en osäkerhetskomponent har skattats. Typ A bygger på statistisk analys av mätserier, medan Typ B använder andra uppgifter, till exempel tillverkardata, certifikat, litteratur eller en bedömning. När bidragen har räknats om till standardosäkerheter kombineras de på samma sätt. Indelningen handlar alltså om hur osäkerheten har skattats. Den talar inte i sig om huruvida felet är slumpmässigt eller systematiskt.
När tillverkaren anger en gräns. En Typ B-uppgift är inte alltid uttryckt som en standardavvikelse. Om specifikationen säger att värdet ligger strikt inom ± behöver gränsen räknas om. Antas alla värden inom intervallet vara lika sannolika används en rektangulär, eller likformig, fördelning. Då är (EP29, appendix A).
Eget exempel: en pipett har specifikationen ±1 %. Med detta gränsantagande blir . För en triangulär fördelning används . Om ± i stället anges som 95 %-gräns i en normalmodell blir .
| Storhet | Symbol | Innebörd |
|---|---|---|
| Standardosäkerhet | osäkerhet uttryckt som en standardavvikelse | |
| Kombinerad standardosäkerhet | flera sammanvägda i en mätmodell | |
| Utvidgad osäkerhet | ; ger ett täckningsintervall | |
| Täckningsfaktor | faktor för vald täckning, t.ex. 2 eller 1,65 i en normalmodell | |
| Analytisk / biologisk variation | / | analytisk imprecision / inomindividuell biologisk variation i RCV |
Från till . De enskilda standardosäkerheterna kombineras till . Multiplikation med en täckningsfaktor, , ger den utvidgade osäkerheten för resultatet. Vid en jämförelse mellan två resultat tillkommer en fråga: vilka fel har de gemensamt? RCV med biologisk variation bygger på den analytiska variation som är relevant mellan provtagningarna och på . Hela osäkerhetsbudgeten för ett enskilt svar kan därför inte utan vidare användas som i RCV-beräkningen.
3. Räkna med osäkerhet
Ett beräknat resultat påverkas av osäkerheten i alla mätningar som ingår. Hur bidragen kombineras beror på beräkningen. När komponenterna är okorrelerade och en linjär approximation är lämplig kan vi använda följande regler för felfortplantning enligt EP29/GUM:
När vi räknar med en summa eller differens kvadrerar vi de absoluta standardosäkerheterna. För en produkt eller kvot använder vi i stället de relativa bidragen. I båda fallen adderas kvadraterna innan vi tar kvadratroten. Är komponenterna korrelerade tillkommer kovarianstermer.
Reglerna är specialfall av GUM-lagen för okorrelerade bidrag, . Känslighetskoefficienten beskriver hur mycket resultatet ändras när ändras. För en summa eller differens är den . För en produkt eller kvot får vi de relativa uttrycken efter division med .
En gemensam felkälla kan göra mätfelen korrelerade. I den absoluta variansen för en summa eller differens tillkommer då : plustecken för summan och minustecken för differensen. För en produkt eller kvot med positiva och skrivs sambandet i relativa termer:
Plus gäller produkt, minus kvot. Den allmänna absoluta formeln använder känslighetskoefficienter även i kovarianstermerna (GUM 5.2).
Korrelationskoefficienten beskriver sambandet mellan felen och ligger mellan och . Vid är de okorrelerade. Oberoende fel är också okorrelerade, men okorrelerade fel behöver inte vara oberoende.
Eget exempel: samma relativa kalibreringsfaktor påverkar två analyter lika. Varje analyt har 4 % osäkerhet. Den består av en gemensam del och en analytspecifik del, vardera . De specifika delarna är oberoende av varandra och av den gemensamma delen. Totalen är . Eftersom halva variansen är gemensam blir .
När vi bildar kvoten tar den gemensamma kalibreringsfaktorn ut sig. De analytspecifika bidragen återstår och ger . Samma svar fås med kovariansformeln: . Ett felaktigt antagande om oberoende skulle ge . Att båda analyterna har en gemensam kalibrator är dock inte tillräckligt för att bidraget ska försvinna helt. Det förutsätter också att kalibratorn påverkar dem lika mycket relativt sett.
Figur 1. I denna modell påverkar samma relativa kalibreringsfaktor båda analyterna lika och tar ut sig i kvoten. Ett oberoendeantagande överskattar då osäkerheten.
För att få den utvidgade osäkerheten multipliceras den kombinerade standardosäkerheten med en täckningsfaktor: . Om fördelningen är ungefär normal och är väl skattad motsvarar cirka 95 % täckning, och cirka 99,7 %. Ange gärna både och den ungefärliga täckningen, tillsammans med förutsättningarna för beräkningen (GUM 7.2.3). Min tolkning av EP29:s rapportformat är att avser den utvidgade osäkerheten. Det innebär att .
Källanmärkning: EP29:s tillgängliga export anger både , och i detta exempel. Uppgifterna går inte ihop; här används sambandet . Förlagets original-PDF har inte jämförts.
När ger ungefär 95 %? Det förutsätter en ungefär normal resultatfördelning och en väl etablerad , med många effektiva frihetsgrader. Antalet observationer säger inte allt. Bygger en varianskomponent på få oberoende serier kan den -faktor som behövs vara större än 2. GUM annex G beskriver hur effektiva frihetsgrader kan approximeras med Welch–Satterthwaite. Långtids-IQC kan ge ett bättre underlag. Vi behöver ändå bedöma om data är representativa, hur observationerna beror av varandra och vilken fördelning som är rimlig.
4. Två sätt att skatta osäkerheten
EP29 beskriver två arbetssätt som kompletterar varandra: vi kan följa osäkerheten genom mätmodellens olika delar eller skatta den från upprepade mätningar.
| Bottom-up | Top-down | |
|---|---|---|
| Metod | beräkna bidragen från varje delkälla och kombinera dem enligt GUM | skatta osäkerheten ur upprepade mätningar |
| Datakälla | osäkerhetsbudget | främst långtids-IQC |
| Styrka | visar var osäkerheten uppstår | bygger på observerad variation i mätsystemet |
| Begränsning | arbetskrävande och beroende av en fullständig modell | visar inte de enskilda källorna och omfattar bara det som varierat i underlaget |
| Användning | förstå mätningen, utveckla metoden och utreda felkällor | löpande skattning i rutinlaboratoriet |
Enligt EP29 är top-down ofta ett praktiskt arbetssätt i rutinlaboratoriet. Den skattningen kan räcka, förutsatt att relevanta bidrag finns med och att kraven uppfylls. Med en osäkerhetsbudget kan laboratoriet se varför ett krav inte uppfylls och vilka delar som behöver förbättras när metoden utvecklas. Budgeten kan också vara till hjälp i förbättringsarbetet redan innan något krav har överskridits. En bottom-up-modell måste i sin tur stämmas av mot den variation som faktiskt observeras.
Krav på metoden (eget tillägg utanför EP29). Milan-konsensus beskriver tre grunder för analytiska prestandaspecifikationer: kliniska utfall, biologisk variation och aktuell metodprestanda (Sandberg m.fl. 2015). Valet beror på vad som mäts och hur provsvaret ska användas.
För analytisk imprecision föreslog Fraser m.fl. (1997) tre nivåer: önskvärd , miniminivå och optimal nivå . Här avser imprecisionen. Om även andra komponenter ingår uttrycker vi hela som relativ standardosäkerhet.
Samma andelar av förekommer också i specifikationer för total standardosäkerhet (Panteghinis JCTLM-presentation, 2019, bild 12–14). När ett sådant mål används behöver vi därför ange om det gäller imprecisionen eller den totala osäkerheten. Ett lågt IQC-CV räcker inte för att visa att osäkerheten i kalibrering, referensvärde och biasbedömning ingår.
Eget exempel: , och en separat, oberoende relativ kalibreringsosäkerhet på 3 % ger . Precisionen klarar ett mål på 2 %, men totalbudgeten klarar inte ett separat valt MU-mål på 2 %.
Figur 2. Top-down är rutinvägen när material, nivå och täckning är lämpliga. Budgeten hjälper både att komplettera underlaget och att förstå eller åtgärda källorna.
Top-down via ANOVA separerar variationen inom och mellan serier:
är medelkvadratsumma inom respektive mellan serier, och är det effektiva antalet replikat per serie. Formeln omfattar bara de komponenter som kan fångas med försöksupplägget. Hur stora bidragen från inom- och mellanserievariationen blir beror på hur försöket görs. En enda kort serie visar främst upprepbarheten.
En kort serie och långtids-IQC ger olika bilder. Upprepade mätningar samma dag liknar ett fotografi av mätsystemet under nästan oförändrade betingelser. Långtids-IQC liknar mer en film, där reagenslotter, kalibratorbyten, underhåll och drift kan hinna påverka resultaten. Men för att kontrollresultaten ska säga något om patientproverna måste materialet bete sig tillräckligt likt dem. Perioden behöver också omfatta de rutinbetingelser som skattningen ska gälla för.
För att välja ett lämpligt underlag behöver laboratoriet gå igenom koncentrationsnivå, material och genomförda byten. Det behöver också framgå hur skiften och avvikande värden har hanterats. Tar vi bort för många värden eller räknar om för tätt kan variationen underskattas. Olämplig sammanslagning av skiften kan i stället ge en överskattning. Enligt EP29 7.2 och kapitel 8 behöver osäkerhet i referensvärde, kalibrering och biasbedömning bedömas separat när bidragen inte har varierat i IQC. Samma bidrag får samtidigt inte räknas två gånger.
Räkna fram från QC-data (EP29, exempel 4 och tabell 2). Tabellen innehåller fem replikat i var och en av fem serier, alltså 25 värden. En serie behöver inte motsvara en dag.
| Serie | Fem replikat |
|---|---|
| 1 | 140, 140, 140, 141, 140 |
| 2 | 138, 139, 138, 137, 139 |
| 3 | 143, 144, 144, 145, 143 |
| 4 | 143, 143, 142, 143, 142 |
| 5 | 142, 143, 141, 142, 143 |
Medelnivån är 141,4. Vi får (20 frihetsgrader) och (4 frihetsgrader). Här används µmol/L som enhet. Exportens mmol/L är sannolikt en enhetsmiss för kreatinin på denna nivå.
- Inomserie-SD: .
- Mellanserie-SD: dra bort upprepbarhetsbruset och dela med : .
- Kombinera de oavrundade varianserna: .
Mellanserievariationen bidrar mest i detta försök. Om vi bara använde inomserie-SD skulle osäkerheten bli ungefär tre gånger mindre. Skattningen gäller nästa mätning av samma kontrollmaterial under samma betingelser, inklusive samma reagenslot. Den täcker alltså inte en fullständig långtidsbudget för patientprover.
Egen beräkning av täckningen: med en balanserad normalmodell ger Welch–Satterthwaite-approximationen cirka 4,70 effektiva frihetsgrader för denna kombination. För tvåsidig 95 % täckning blir faktorn cirka 2,62. De 25 värdena räcker alltså inte för att motivera 95 % täckning med . Det egna kreatininexemplet vid 50 längre fram bygger på ett annat antagande: där är osäkerheten väl skattad.
Figur 3. Varianserna adderas, inte SD:erna. Mellanserievarians 4,776 och inomserievarians 0,52 ger totalen 5,296 (µmol/L)²; mellanserie-delen dominerar i just detta försök.
Equalis och annan extern kvalitetssäkring. (Eget tillägg.) En EQA-studie kan pröva laboratoriets uppgifter om osäkerhet och bias, om den är utformad för det. Jämförelse mot en referens kräver kommutabelt material och ett metrologiskt spårbart referensvärde. Jämförelse med metodgruppens konsensusvärde besvarar en annan fråga. EP29 7.5 beskriver dessutom särskilt utformade interlaboratoriestudier för att karakterisera osäkerhet. Sådana studier kan ge värdefulla data. Vanliga EQA-resultat kan däremot inte utan vidare ersätta det underlag som laboratoriet självt behöver ta fram.
5. Bias
Bias är en numerisk skattning av ett systematiskt fel. EP29 betonar att vi behöver bedöma den i relation till både mätosäkerheten och hur användbart resultatet är kliniskt. En betydande bias kan tyda på kalibreringsproblem och behöva åtgärdas, men statistisk signifikans avgör inte ensam vilken korrektion som är lämplig.
Riktlinjen tar också upp att en korrektion kan förbättra riktigheten, men att korrektionens egen osäkerhet ska räknas med i budgeten. Även när bias bedöms som obetydlig behöver osäkerheten i bedömningen beaktas i .
Bias kan skattas med patientprover som mäts mot en referensmetod; vid regression är idealet då lutning 1 och intercept 0. Ett annat underlag är ett certifierat referensmaterial, CRM, som är tillämpligt för mätningen. I båda fallen behöver vi kontrollera att referens- och kalibreringsbidrag inte räknas in flera gånger.
Vad händer med osäkerheten när vi korrigerar bias? (Eget exempel.) Ett kommutabelt och tillämpligt CRM för S-Kalcium har certifierat värde med standardosäkerhet . Laboratoriet mäter materialet 10 oberoende gånger och får medelvärdet och SD .
- Bias: .
- Osäkerhet i labbets medelvärde: .
- Osäkerhet i biasbedömningen: .
Anta att laboratoriet använder en korrektion på . Resultatens standardosäkerhet före korrektionen är . Om den är okorrelerad med korrektionens osäkerhet, och korrektionens bidrag inte redan ingår, blir totalen .
Efter korrektionen är den skattade förskjutningen borta. Samtidigt har vi lagt till den osäkerhet som själva korrektionen för med sig. Här ligger biasen 0,04 inom ungefär . Exemplet beskriver alltså följden av att korrigera, utan att avgöra om laboratoriet bör göra det.
6. Rapportering och klinisk användning
EP29 9.1 skiljer mellan det som lagras i en elektronisk databas och det som visas för användaren. I databasen rekommenderas mätvärde, , och/eller , samt enheter. I presentationen för användaren anges mätvärde och enhet tillsammans med eller relativ , samt eller konfidensnivå.
För att underlätta tolkningen kan vi ange både och ungefärlig täckning, med de förutsättningar som gäller (GUM 7.2.3). Ett exempel är , vilket ger ungefär 95 % vid en tillämplig normalmodell och väl skattad . EP29 rekommenderar vanligen högst två värdesiffror i osäkerheten, gärna med avrundning uppåt. Mätvärdet avrundas så att det stämmer med osäkerheten.
ISO/TS 20914:2019 kompletterar EP29. Den publika sammanfattningen anger att uppgifter om mätosäkerhet bör finnas att få på begäran, utan att behöva följa med varje patientsvar. Här har jag inte granskat standardens fulltext eller klausulerna i ISO 15189:2022.
Välj beräkning efter frågan.
| Fråga | Använd | Faktor i exemplen | Svarar på |
|---|---|---|---|
| Hur beskriva osäkerheten för ett enskilt svar? | 2 | Hur brett är täckningsintervallet? | |
| Är två värden analytiskt särskiljbara? | MD från differensens osäkerhet | 2 | Är skillnaden större än modellens analytiska variation? |
| Är ett värde statistiskt över/under en fast gräns? | ensidig jämförelse, | 1,65 | Överskrids kritiskt avstånd i vald riktning? |
| Är en patientförändring större än förväntad variation? | RCV med och | beror på sidighet och nivå | Större än analytisk + inomindividuell biologisk variation? |
Här motsvarar faktorerna 2 och 1,65 ungefär tvåsidig respektive ensidig 95 % i en lämplig normalmodell med väl skattade osäkerheter. Andra underlag kan kräva andra faktorer.
Samma CV kan ge olika absolut osäkerhet (eget exempel). För en jämförelse i absoluta tal behöver den relativa standardosäkerheten räknas om vid den koncentration som är aktuell. För albumin med analytisk får vi:
- vid : analytiskt
- vid : analytiskt
Den absoluta osäkerheten är större vid den högre koncentrationen, trots samma CV. Relativ RCV kan däremot räknas direkt i procent. Det förutsätter fortfarande att är relevant vid den aktuella koncentrationen; CV behöver inte vara konstant över hela mätområdet.
Förändring mellan två provsvar (MD). För att hålla isär analytisk och biologisk variation använder jag här MD för det rent analytiska förändringsmåttet och RCV när biologisk variation ingår. EP29 använder beteckningen RCV även för analytiska förändringsmått. För differensen gäller:
Vid okorrelerade relevanta fel förenklas det till . Med lika och tvåsidigt blir . EP29:s tumregel är därför ”ungefär 3 gånger standardosäkerheten”, inte 3 gånger rapporterat . Exempel (EP29, exempel 7): S-Natrium 137 mmol/L, → under dessa antaganden.
Gemensamma fel kan försvinna i differensen (eget exempel). Anta att varje resultat har en gemensam additiv kalibreringskomponent med standardosäkerhet 2 och ett oberoende fel med standardosäkerhet 1. Ett enskilt resultat har , men differensen har : den gemensamma komponenten tar ut sig. Med blir MD 2,83, inte 6,32 som ett felaktigt oberoendeantagande för hela skulle ge.
För att avgöra vilka fel som tar ut sig behöver vi se både på mätmodellen och på vilken jämförelse vi gör. En gemensam multiplikativ faktor tar exempelvis ut sig i en kvot; ett gemensamt additivt fel kan fortfarande påverka en procentförändrings nämnare. Metod-, kalibrerings- eller lotbyten mellan proverna kan kräva en annan modell.
Jämförelse med en fast beslutsgräns (ensidigt, ). Här behandlar EP29 gränsen som given och utan egen osäkerhet. Eftersom bara ett mätvärde är osäkert blir det kritiska avståndet . Faktorn används när två lika osäkra, okorrelerade mätningar jämförs.
Exempel (EP29, exempel 9): S-Kolesterol 5,5 mmol/L har . Vid 5,5 får vi . Värdet ligger 0,5 över gränsen 5,0, mer än det kritiska avståndet 0,27. Riktlinjens är en avrundad illustration vid denna nivå. Beräknar vi i stället osäkerheten vid 5,0 blir avståndet 0,2475. Därför kan 5,3 inte användas som en universell tröskel.
Ensidigt eller tvåsidigt? I EP29 9.3.1 är patientmonitoreringen tvåsidig, medan jämförelsen med en fast gräns i 9.3.3 är ensidig. MD och RCV kan också användas för riktade frågor som ”har värdet stigit?” eller ”har det sjunkit?”. Det är ett eget tillägg till genomgången. För en sådan ensidig bedömning måste riktningen ha bestämts i förväg.
Med normalapproximation ger ensidigt nominell 95 %-nivå i den valda riktningen. Frågan ”har något ändrats?” är däremot tvåsidig ( för 95 %), även om båda riktningarna inte är kliniskt farliga.
Väljer vi riktning efter att ha sett om värdet gått upp eller ned har vi i praktiken prövat båda svansarna. Under en symmetrisk normalmodell motsvarar ”ensidigt 95 %” i den observerade riktningen då tvåsidigt 90 %, med 10 % nominellt falsklarm. Oavsett vilken nivå som används säger den inte hur sannolikt det är att just denna förändring är kliniskt viktig.
Figur 4. Avstånd på en tallinje: A använder det egna hypotetiska kreatininexemplet med väl skattat och okorrelerade fel; B visar EP29:s lokala kolesterolexempel. Zonerna anger statistisk särskiljbarhet under respektive modell.
RCV med biologisk variation. (Eget tillägg.) I den vanliga symmetriska procentmodellen beräknas . De båda CV-värdena ska anges i samma skala. Modellen förutsätter också ungefär lika variation vid provtillfällena och oberoende mellan dem. ska beskriva den analytiska variation som är relevant mellan proverna. Hela osäkerhetsbudgeten för ett enskilt resultat kan därför inte automatiskt användas där.
Sätter vi får vi analytisk MD, förutsatt att vi behåller samma faktor, skala och analytiska komponenter och räknar med samma oberoendeantaganden.
När vi väljer behöver värdet passa patientgruppen, tiden mellan provtagningarna och den stabila situation som modellen beskriver (Jonker m.fl. 2020). En förändring som passerar den tillämpliga RCV-gränsen talar för en skillnad större än modellens förväntade analytiska och inomindividuella variation. Även när gränsen passeras måste vi bedöma om förändringen har klinisk betydelse eller kräver behandling. Ligger förändringen inom gränsen har vi heller inte visat att patientens tillstånd är oförändrat.
Den symmetriska procentformeln är en approximation. Eftersom det första värdet också varierar slumpmässigt påverkas jämförelsens faktiska falsklarm. En lämplig lognormal modell ger i stället asymmetriska procentgränser (Lund m.fl. 2016). RCV-verktyget använder den symmetriska approximationen.
Hur jag väljer vid uppföljning. Jag föredrar en ensidig bedömning när frågan har dokumenterats i förväg, till exempel ”har kreatinin stigit?” eller ”har Hb sjunkit?”. Då kan hela risken för falsklarm läggas i den riktning som är relevant. Nivån får väljas med hänsyn till vad falsklarm och missade förändringar skulle innebära. En 90 %-nivå är inte lämplig i alla kliniska situationer.
När riktningen inte har bestämts i förväg föredrar jag en tvåsidig bedömning. Därför börjar RCV-verktyget i tvåsidigt läge och kräver ett riktningsval för ensidig beräkning. Valet i verktyget visar däremot inte att frågan var bestämd innan det andra provsvaret kom.
Ett kreatininsvar som rapporteras och följs upp (eget exempel). Anta att S-Kreatinin kring har ett hypotetiskt . I detta exempel är osäkerheten väl skattad från representativa data med många effektiva frihetsgrader och fördelningen ungefär normal. De relevanta osäkerheterna antas vara lika, och felen mellan resultaten okorrelerade. Det är ett separat räkneexempel: skattningen från försöket med fem serier har inte överförts till koncentrationen 50.
- Rapportering: , alltså , ungefär 95 % under antagandena.
- Monitorering: för analytisk särskiljbarhet vid ungefär tvåsidig 95 %.
- Tolkning: 50 → 55 passerar inte MD; 50 → 58 gör det. RCV kan bli större när biologisk variation läggs till med samma faktor och analytiska modell.
beskriver alltså ett provsvar, medan MD gäller skillnaden mellan två. I exemplet kan vi använda samma i båda beräkningarna eftersom vi har antagit okorrelerade fel. Finns gemensamma komponenter behöver differensens osäkerhet räknas separat.
7. Att komma ihåg
Alla kvantitativa provsvar har en mätosäkerhet. Den innebär i sig ingen brist i kvaliteten. EP29 behandlar framför allt mätsystemet; för en klinisk jämförelse kan även biologisk variation och pre- och postanalytiska bidrag behövas.
Representativ långtids-IQC är ofta ett praktiskt underlag för top-down-skattning. Laboratoriet behöver bedöma vilka bidrag som ingår och komplettera med det som saknas. Med en osäkerhetsbudget kan laboratoriet också hitta delar av mätningen som går att förbättra. Använder vi en bottom-up-modell behöver den stämmas av mot den variation som faktiskt ses i mätningarna.
När bidragen kombineras adderas varianserna, sedan tas kvadratroten. För produkter och kvoter används relativa bidrag. Korrelation kräver rätt kovariansterm och känslighetskoefficienter. Sambandet gäller ett provsvar, medan MD bygger på differensens osäkerhet och måste ta hänsyn till gemensamma komponenter. Den analytiska variationen kan inte automatiskt sättas lika med hela relativa . Standardosäkerhet och utvidgad osäkerhet är skilda storheter: .
Täckningsfaktorn beror på fördelningen och på hur väl osäkerheten är skattad. Många observationer behöver inte ge många effektiva frihetsgrader. Bias bedöms i relation till mätosäkerheten och den kliniska användningen. Vid korrektion behöver också korrektionens egen osäkerhet räknas med, utan dubbelräkning.
Vid uppföljning är det frågeställningen som avgör om jämförelsen är ensidig eller tvåsidig. En ensidig riktning måste vara bestämd i förväg. Frågar vi efter förändring åt något håll är jämförelsen tvåsidig. Samma numeriska faktor kan användas i båda fallen, men då vid olika nivåer. När en förändring passerar RCV-gränsen får vi en statistisk signal utifrån modellen. Den kliniska betydelsen behöver fortfarande bedömas separat. Om gränsen inte passeras har vi heller inte visat att tillståndet är oförändrat.
Pröva din förståelse
Frågorna är pedagogiska tillägg till artikeln, inte frågor ur EP29.
Fråga 1 av 6 · Eget räkneexempel
1. Vad betyder uppgiften i provsvaret?
Ett resultat anges som med täckningsfaktorn . Hur stor är den kombinerade standardosäkerheten ?
Visa svar och förklaring
Standardosäkerheten är 2 µmol/L.
Uppgiften anger den utvidgade osäkerheten . Eftersom får vi . Vi dividerar alltså med täckningsfaktorn.
Kontrollera ditt resonemang: Skilde du på och ? Om du fick 4 µmol/L använde du den utvidgade osäkerheten som om den vore en standardosäkerhet.
Bakgrund: kapitel 2: Grundbegrepp.
Fråga 2 av 6 · Egen mätmodell
2. Vilka bidrag påverkar skillnaden?
Två resultat ska jämföras. Båda har samma additiva kalibreringsfel: det förskjuter dem med exakt lika många µmol/L och har standardosäkerheten 2 µmol/L. Varje resultat har dessutom ett eget felbidrag med standardosäkerheten 1 µmol/L. De egna bidragen är oberoende av varandra och av kalibreringsfelet.
Vilka av dessa bidrag behöver räknas med i osäkerheten för skillnaden mellan resultaten?
Visa svar och förklaring
De två egna bidragen återstår. Det gemensamma additiva kalibreringsfelet tar ut sig.
Om samma förskjutning läggs till båda resultaten ändras inte deras skillnad: . De oberoende bidragen finns däremot kvar, så skillnadens standardosäkerhet blir .
Kontrollera ditt resonemang: Utgick du från vad som påverkar just skillnaden? Att två resultat har samma kalibrering innebär inte alltid att ett bidrag försvinner. Här gör det det eftersom modellen uttryckligen anger samma additiva påverkan.
Fråga 3 av 6 · Eget tolkningsfall om RCV
3. Vad säger en passerad RCV-gräns?
Förändringen mellan två provsvar passerar den valda RCV-gränsen. Anta att den analytiska och den inomindividuella biologiska variationen är relevanta för jämförelsen och att modellens övriga förutsättningar är uppfyllda.
Vilken slutsats ger detta stöd för?
Visa svar och förklaring
Det finns en statistisk signal om förändring enligt den valda modellen.
Skillnaden är större än gränsen som beräknats utifrån analytisk och inomindividuell biologisk variation. Det avgör inte om förändringen är kliniskt viktig eller om en behandling behöver ändras. Det kräver också kunskap om patienten och den kliniska frågan.
Kontrollera ditt resonemang: Skilde du på en statistisk signal och klinisk betydelse? RCV tar i den här modellen hänsyn till både analytisk och biologisk variation.
Bakgrund: kapitel 6: Rapportering och klinisk användning. RCV-frågan är ett eget tillägg till genomgången av EP29.
Fråga 4 av 6 · Eget tolkningsfall
4. Hur ska jämförelsens riktning väljas?
Inför en ny provtagning är frågan: ”Har värdet ändrats?” Ingen riktning har bestämts i förväg. När det nya svaret kommer visar det sig vara högre än det tidigare.
Ska den ursprungliga frågan bedömas med en ensidig eller en tvåsidig jämförelse?
Visa svar och förklaring
En tvåsidig jämförelse motsvarar den ursprungliga frågan.
Både en ökning och en minskning hade räknats som en förändring. Om vi först ser vilken riktning resultatet tog och sedan använder den lägre ensidiga tröskeln i just den riktningen, prövar vi i praktiken båda riktningarna med en för låg tröskel.
Kontrollera ditt resonemang: Valde du jämförelsen utifrån frågan före provsvaret? En ensidig frågeställning behöver vara bestämd i förväg och motiverad av användningen.
Fråga 5 av 6 · Eget tillämpningsfall
5. Vad behöver ingå efter en biaskorrektion?
Laboratoriet använder en skattad korrektion för att justera en systematisk avvikelse. Hur behöver korrektionens osäkerhet hanteras i osäkerhetsbudgeten?
Visa svar och förklaring
Korrektionens osäkerhet ska ingå, men bara en gång.
Korrektionen bygger på en skattning och är själv osäker. Kontrollera därför vilka delar av dess osäkerhet som redan finns i budgeten. Ett nytt, okorrelerat bidrag kombineras med de andra genom att varianserna adderas. Finns korrelation behöver även kovariansen hanteras.
Kontrollera ditt resonemang: Tog du hänsyn till att korrektionen är osäker? Undvek du samtidigt att lägga till ett bidrag som redan ingår?
Bakgrund: kapitel 5: Bias.
Fråga 6 av 6 · Eget bedömningsfall
6. Räcker kontrollresultaten för slutsatsen?
Laboratoriet har skattat till 1 % med långtidsdata från intern kvalitetskontroll. Kravet för användningen är att den totala relativa standardosäkerheten ska vara högst 2 %. Osäkerheter i kalibrering, referensvärden och biasbedömning har ännu inte bedömts.
Visar att kravet på total osäkerhet är uppfyllt? Motivera ditt svar.
Visa svar och förklaring
Nej. Den uppmätta imprecisionen räcker inte för att visa att hela osäkerhetsbudgeten klarar kravet.
Kontrolldata beskriver de variationer som materialet och uppföljningsperioden har fångat. Laboratoriet behöver bedöma om de är representativa för patientmätningarna och vilka andra relevanta bidrag som saknas. De bidragen ska bedömas separat i den mån de inte redan ingår.
Först när den samlade skattningen finns kan den jämföras med kravet på total relativ standardosäkerhet. Uppgifterna visar alltså inte heller att kravet överskrids; underlaget är ofullständigt.
Kontrollera ditt resonemang: Jämförde du samma storheter? Ett värde för är inte automatiskt ett värde för hela .
Bakgrund: kapitel 4: Två sätt att skatta osäkerheten.
Frivilligt räknespår
Tre beräkningar och en fråga om täckningsfaktorn.
Räknefråga 1 · Eget räkneexempel
R1. Från procent till g/L
Vid albuminkoncentrationen 40 g/L är . Hur stor är den analytiska standardosäkerhet som motsvarar denna imprecision, uttryckt i g/L? Ange två decimaler.
Visa svar och förklaring
Den analytiska standardosäkerheten är 0,80 g/L.
Omräkningen är . Procenttalet måste först skrivas som en andel. Beräkningen gäller imprecisionen vid den angivna koncentrationen, inte automatiskt hela osäkerhetsbudgeten.
Om du fick ett annat svar: Kontrollera att du använde 0,02 och inte 2, och att du angav svaret i g/L.
Räknefråga 2 · Egen mätmodell
R2. Osäkerheten i en kvot
Två analyter, A och B, har vardera den relativa standardosäkerheten 5 %. För båda består den av en gemensam relativ faktor med standardosäkerheten 3 % och ett eget relativt bidrag med standardosäkerheten 4 %. Den gemensamma faktorn påverkar A och B lika mycket relativt sett. De egna bidragen är oberoende av varandra och av den gemensamma faktorn.
Beräkna den relativa standardosäkerheten i kvoten A/B med artikelns linjära osäkerhetsfortplantning. Ange svaret i procent med en decimal.
Visa svar och förklaring
Kvotens relativa standardosäkerhet är ungefär 5,7 %.
Den gemensamma relativa faktorn tar ut sig i kvoten i den angivna modellen. De egna bidragen återstår: . Det ger .
Om du fick ungefär 7,1 %: Då kombinerade du två hela 5 %-bidrag som om de vore oberoende. Det räknar även med den gemensamma variation som tar ut sig. Att en kalibrator är gemensam räcker dock inte i sig för att anta lika relativ påverkan; det är en uttrycklig förutsättning här.
Bakgrund: kapitel 3: Räkna med osäkerhet.
Räknefråga 3 · Eget räkneexempel
R3. Kombinera två varianskomponenter
I ett kontrollförsök skattas inomserievariansen till och mellanserievariansen till .
Beräkna den kombinerade standardosäkerheten från dessa två varianskomponenter. Ange svaret i µmol/L med två decimaler.
Visa svar och förklaring
De två komponenterna ger tillsammans 1,70 µmol/L.
Addera varianserna och ta sedan roten: . Summan är 2,89, så .
Om du fick 2,30 µmol/L: Då adderade du standardavvikelserna 0,80 och 1,50. Det är varianserna som ska adderas här. Resultatet beskriver de två komponenterna i försöket; andra bidrag kan behövas i en fullständig budget för patientmätningar.
Bakgrund: kapitel 4: Två sätt att skatta osäkerheten.
Fördjupningsfråga · Upplägg från artikelns EP29-exempel
R4. Räcker antalet mätningar för att välja k?
Ett försök omfattar 25 mätningar: fem oberoende serier med fem replikat i varje. Mellanseriekomponenten dominerar osäkerheten. Anta en normalmodell för mätfelen.
Vad behöver du ta hänsyn till när du väljer täckningsfaktor för ett tvåsidigt intervall med ungefär 95 % täckning? Kan motiveras enbart av att det finns 25 mätningar?
Visa svar och förklaring
Nej. Hur väl den dominerande varianskomponenten är skattad spelar roll, inte bara det totala antalet mätningar.
Mellanserievariationen skattas från fem oberoende serier. De fem replikaten inom varje serie ger inte fem nya oberoende skattningar av variationen mellan serier. Därför kan de effektiva frihetsgraderna vara låga trots 25 mätvärden.
Täckningsfaktorn behöver väljas med hänsyn till de effektiva frihetsgraderna och modellens förutsättningar. I artikelns angivna approximation för EP29-exemplet blir de effektiva frihetsgraderna cirka 4,70 och faktorn cirka 2,62. De talen går inte att bestämma från enbart antalet serier och replikat; även variansskattningarna behövs.
Kontrollera ditt resonemang: Skilde du på fler replikat och fler oberoende serier? En normalmodell för mätfelen innebär inte att osäkerheten är väl skattad.
Bakgrund: kapitel 4: Två sätt att skatta osäkerheten. Försöksupplägget är hämtat från det återgivna EP29-exemplet; frågan och förklaringen är pedagogiska tillägg.
Referenser
- CLSI. Expression of Measurement Uncertainty in Laboratory Medicine; Approved Guideline. EP29-A. 2012. CLSI:s dokumentsida. Exemplen har kontrollerats mot den återställda HTML-exportens text, tabeller och formelbilder. Förlagets original-PDF har inte jämförts.
- BIPM/JCGM. GUM, JCGM 100:2008, särskilt 5.2, 7.2.3 och annex G; VIM, riktighet och bias.
- Fraser CG, Petersen PH, Libeer JC, Ricós C. Proposals for setting generally applicable quality goals solely based on biology. Ann Clin Biochem. 1997;34:8–12. Fulltext.
- Sandberg S, Fraser CG, Horvath AR, et al. Defining analytical performance specifications: Consensus Statement from the 1st Strategic Conference of the EFLM. Clin Chem Lab Med. 2015. Fulltext.
- Panteghini M. Definition of performance specifications for metrological traceability implementation. JCTLM-presentation 2019, särskilt bild 12–14 och 18. Presentation hos BIPM.
- Lund F, Petersen PH, Fraser CG, Soletormos G. Different percentages of false-positive results obtained using five methods for the calculation of reference change values based on simulated normal and ln-normal distributions of data. Ann Clin Biochem. 2016;53:692–698. Fulltext.
- Jonker N, et al. Critical appraisal and meta-analysis of biological variation estimates for kidney related analytes. Clin Chem Lab Med. Publicerad online 2020. För resonemanget om överförbarhet och provtagningsintervall. Fulltext hos EFLM.
- ISO/TS 20914:2019. Publik sammanfattning; standardens fulltext har inte granskats här.