CNAS-TRL-001《医学实验室 测量不确定度的评定与表达》

CNAS 技术报告

医学实验室—测量不确定度的评定与表达 中国合格评定国家认可委员会

目录

序 (4)

1 范围 (5)

2 规范性引用文件 (5)

3 术语和定义 (6)

4 测量不确定度的功用 (16)

4.1 概述 (16)

4.2 目标不确定度 (16)

4.3 实验室的应用 (18)

4.4 医师的应用 (18)

4.5 计量溯源的作用 (20)

5 测量 (20)

5.1 概述 (20)

5.2 测量误差和测量不确定度 (21)

5.3 确定被测量 (21)

6 评定测量不确定度概论 (22)

6.1 评定测量过程的测量不确定度 (22)

6.2 医学实验室测量不确定度的评定方法 (22)

6.3 医学实验室中测量不确定度的来源 (23)

6.4 评定测量不确定度数据的主要来源 (23)

6.5 定义不确定度 (25)

6.6 不确定度分布图 (26)

6.7 测量不确定度的复审和再评定 (27)

7 “自上而下”方法评定测量不确定度 (27)

7.1 总则 (27)

7.2 测量不确定度评定步骤 (29)

8 测量不确定度报告 (47)

8.1术语使用 (47)

8.2 报告被测量的测得的量值（Y）和扩展不确定度（U=k×u c）的方式 (47)

u)的方式 (47)

8.3 报告被测量的测得的量值（y）和合成标准不确定度(

c

8.4 有效数字位数 (48)

8.5 补充信息 (48)

附录A（资料性附录）本文件中的符号及符号解释 (49)

附录B（资料性附录）评定测量不确定度实例 (58)

附录C（资料性附录）定义不确定度临床应用实例 (62)

参考文献 (63)

序

完整的测量结果应包括表征结果分散性的信息，即不确定度，已经成为共识，医学检验结果也不例外。对测量结果及不确定度的了解，可帮助使用者在诊断和治疗疾病时，更恰当地解释测量数值。

由于医学检验的特殊性，目前国际公布的一些指导不确定度评定的指南文件如“测量不确定度评定指南（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, GUM）”等直接用于医学实验室尚缺乏实用性。本文件描述了如何利用自上而下（top-down）的方法评定与测量过程相关的医学检验结果的不确定度，而未涉及到生物学变异、测量前和测量后过程对结果分散性的影响。而这并不意味它们不重要，可以探讨通过其它方法评定。

中国合格评定国家认可委员会（CNAS）一贯重视合格评定与认可基础理论和应用技术的研究，并将其作为实现合格评定认可工作可持续发展的一项重要措施。CNAS通过设立科技研究项目，组织相关机构和专家共同对医学实验室如何评定与表达不确定度进行了系统研究，本文件即是基于研究成果（项目编号：2010- CNAS -05）而制定的。

CNAS技术报告的主要目的是通过合作研发，对有关认可规范和相关标准与合格评定机构形成一致性理解和认识。这些技术报告并不打算作为对有关认可规范及相关标准要求的释义，它们仅从操作层面上就实施方法给出指导性建议，所提供的方法和示例并非是唯一可选的。这些技术报告是经过同行专家评审的文件，代表了该领域的技术水平，可为合格评定机构借鉴，也可为认可机构的评审提供参考。

本技术报告的附录A、附录B、附录C为资料性附录。

本技术报告由中国合格评定国家认可委员会提出并归口。

本技术报告主要起草单位：中国合格评定国家认可委员会、卫生部临床检验中心、北京航天总医院、南通大学附属医院、广东省中医院。

本技术报告主要起草人：杨振华、吕京、陈宝荣、陈文祥、周琦、王惠民、黄宪章、丁家华、史光华、胡冬梅、彭明婷、谭爱国、李小鹏、李军燕、贾汝静、李慎安。

医学实验室—测量不确定度的评定与表达

1 范围

本文件描述了如何用自上而下（top-down）的方法评定与测量过程相关的医学检验结果的不确定度，而未包括下述来源的不确定度：

——测量的生物学变异；

——测量前和测量后过程。

本文件适用于常规医学实验室出于客户要求或愿意以具有测量不确定度的

测量量值（也称测量结果）提供医疗服务，以及依据相应标准（如ISO 15189）寻求认可的医学实验室。

本文件还可用于期望了解各种证书或检验报告上测量结果的不确定度的意义、用途、如何得到等问题的医护人员、管理人员和评审人员等。

本文件仅适用于定量测量。

2 规范性引用文件

下列文件对于本技术报告的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本技术报告。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本技术报告。

JJF1001 通用计量术语及定义

ISO 31 Quantities and units (being updated as ISO/IEC 80000, Quantities and units)

ISO 17511 In vitro diagnostic medical devices - Measurement of quantities in biological samples -Metrological traceability of values assigned to calibrators and control material

ISO 18153 In vitro diagnostic medical devices - Measurement of quantities in biological samples -Metrological traceability of values for catalytic concentration of enzymes assigned to calibrators and control

materials

ISO Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,OIML, First edition, 1993, corrected and amended 2008

JCGM 200 International Vocabulary of Metrology –Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM),BIPM, IEC, IFCC, ILAC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML, Third edition, ISO/IEC Guide 99:2007

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本技术报告。

3.1 测得的量值 measured quantity value

又称量的测得值 measured value of a quantity,简称测得值（measured value）

代表测量结果的量值。

注 1：对重复示值的测量，每个示值可提供相应的测得值。用这一组独立的测得值可计算出作为结果的测得值，如平均值或中位值，通常它附有一个已减小了的与其相关联的测量不确定度。

注 2：当认为代表被测量的真值范围与测量不确定度相比小得多时，量的测得值可认为是实际唯一真值的估计值，通常是通过重复测量获得的各独立测得值的平均值或中位数。

注 3：当认为代表被测量的真值范围与测量不确定度相比不太小时，被测量的测得值通常是一组真值的平均值或中位值的估计值。

注 4：在测量不确定度表示指南（GUM）中，对测得的量值使用的术语有“测量结果”和“被测量的值的估计”或“被测量的估计值”。

【JJF1001 5.2】

3.2 合成标准不确定度 combined standard uncertainty

全称合成标准测量不确定度（combined standard measurement uncertainty）

由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测

量不确定度。

注：在数学模型中的输入量相关的情况下，当计算合成标准不确定度时必须考虑协方差。

【JJF1001 5.22】

3.3 标准物质的互换性 commutability of a reference material

于给定标准物质的规定量，由两个给定测量程序所得测量结果之间关系与另一个指定物质所得测量结果之间关系一致程度表示的标准物质特性。

注 1：定义中，给定标准物质通常是校准器，而另一指定物质通常是日常用的样品。

注 2：定义中涉及的两个测量程序，依据校准等级关系，通常一个标准物质是校准等级中上一等级的，而另一个是下一等级的标准物质（校准器）。

注 3：可互换标准物质的稳定性要定期监测。

【JJF1001 8.16】

3.4 包含因子 coverage factor

为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的大于1的数。

注：包含因子通常用符号k表示。

【JJF1001 5.30】

3.5 包含区间 coverage interval

基于可获得的信息确定的包含被测量一组值的区间，被测量值以一定概率落在该区间内。

注 1：包含区间不一定以所选的测得值为中心。

注 2：不应把包含区间称为置信区间，以避免与统计学概念混淆。

注 3：包含区间可由扩展不确定度导出。

【JJF1001 5.28】

3.6 包含概率 coverage probability

在规定的包含区间内包含被测量的一组值的概率。

注 1：为避免与统计学概念混淆，不应把包含概率成为置信水平。

注 2：在GUM中包含概率又称“置信的水平(level of confidence)”。

注 3：包含概率替代了曾经使用过的“置信水准”。

【JJF1001 5.29】

3.7 扩展不确定度 expanded uncertainty

全称扩展测量不确定度（expanded measurement uncertainty）

合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。

注 1：该因子取决于测量模型中输出量的概率分布类型及所选取的包含概率。

注 2：本定义中术语“因子”是指包含因子。

【JJF1001 5.27】

3.8 示值 indication

由测量仪器或测量系统给出的量值。

注 1：示值可用可视形式或声响形式表示，也可传输到其它装置。示值通常由模拟输出显示器上指示的位置、数字输出所显示或打印的数字、编码输出的码形图、实物量具的赋值给出。

注 2：示值与相应的被测量值不必是同类量的值。

【JJF1001 7.1】

3.9 期间测量精密度 intermediate measurement precision

简称期间精密度（intermediate precision）

在一组期间精密度测量条件下的测量精密度。

【JJF1001 5.12】

3.10 期间测量精密度测量条件intermediate precision condition of measurement

简称期间精密度条件（intermediate precision condition）

除了相同测量程序、相同地点，以及在一个较长时间内对同一或相类似的被测对象重复测量的一组测量条件外，还可包括涉及改变的其他条件。

注 1：改变可包括新的校准、测量标准器、操作者和测量系统。

注 2：对条件的说明应包括改变和未变的条件以及实际改变到什么程度。

注 3： 在化学中，术语 “序列间精密度测量条件”有时用于指“期间精密度测量条件”。

【JJF1001 5.11】

3.11 被测量 measurand

拟测量的量。

注 1：对被测量的说明要求了解量的种类，以及含有该量的现象、物体或物

质状态的描述，包括有关成分及所涉及的化学实体。

注 2：在VIM第二版和IEC 60050-300：2001中，被测量定义为受到测量的量。

注 3： 测量包括测量系统和实施测量的条件，它可能会改变研究中的现象、物体或物质，使被测量的量可能不同于定义的被测量。在这种情况下，需要进行必要的修正。

示例 1：用内阻不够大的电压表测量时，电池两端间的电位差会降低，开路电位差可根据电池和电压表的内阻计算得到。

示例 2：钢棒在与环境温度23℃平衡时的长度不同于拟测量的规定温度为20℃时的长度，这种情况下必须修正。

示例 3：在化学中，“分析物”或者物质或化合物的名称有时被称作“被测量”。这种用法是错误的，因为这些术语并不涉及到量。

【JJF1001 4.7】

3.12 测量 measurement

通过实验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程。

注 1：测量不适用于标称特性(见JJF 1001 3.32条)。

注 2：测量意味着量的比较并包括实体的计数。

注 3： 测量的先决条件是对测量结果预期用途相适应的量的描述、测量程序以及根据规定测量程序（包括测量条件）进行操作的经校准的测量系统。

【JJF1001 4.1】

3.13 测量准确度 measurement accuracy , accuracy of measurement

简称准确度（accuracy）

被测量的测得值与其真值间的一致程度。

注 1：概念“测量准确度”不是一个量，不给出有数字的量值。当测量提供较小的测量误差时就说该测量是较准确的。

注 2：术语“测量准确度”不应与“测量正确度”、“测量精密度”相混淆，尽管它与这两个概念有关。

注 3：测量准确度有时被理解为赋予被测量的测得值之间的一致程度。

【JJF1001 5.8】

3.14 测量偏移 measurement bias

简称偏移（bias）

系统测量误差的估计值。

【JJF1001 5.5】

3.15 测量误差 measurement error , error of measurement

简称误差（error）

测得的量值减去参考量值。

注 1：测量误差的概念在以下两种情况均可使用：

a) 当涉及存在单个参考量值，如果用测得值的测量不确定度可忽略的

测量标准进行校准，或约定量值给定时，测量误差是已知的；

b) 假设被测量使用唯一的真值或范围可忽略的一组真值表征时，测量

误差是未知的。

注 2：测量误差不应与出现的错误或过失相混淆。

【JJF1001 5.3】

3.16 测量精密度 measurement precision

简称精密度（precision）

在规定条件下，对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。

注 1：测量精密度通常用不精密程度以数字形式表示，如在规定测量条件下的标准偏差、方差或变异系数。

注 2：规定条件可以是重复性测量条件，期间精密度测量条件或复现性测量条件。

注 3：测量精密度用于定义测量重复性，期间测量精密度或测量复现性。

注 4：术语“测量精密度” 有时用于指“测量准确度”，这是错误的。

【JJF1001 5.10】

3.17 测量程序 measurement procedure

根据一种或多种测量原理及给定的测量方法，在测量模型和获得测量结果所需计算的基础上，对测量所做的详细描述。

注 1：测量程序通常要写成充分而详尽的文件，以便操作者能进行测量。

注 2：测量程序可包括有关目标测量不确定度的陈述。

注 3：测量程序有时被称作标准操作程序，缩写为SOP。

注 4：参考测量程序（reference measurement procedure）【VIM 2.7】是

在校准或表征标准物质时为提供测量结果所采用的测量程序，它适用于评定由同类量的其它测量程序获得的被测量量值的测量正确度。

注 5：原级参考测量程序(primary reference measurement procedure)或原级参考程序 (primary reference procedure) 【VIM 2.8】是用于获得与同类量测量标准没有关系的测量结果所用的参考测量程序。物质的量咨询委员会-化学计量(CCQM)对于这个概念使用术语“原级测量方法”。两个下级概念的术语“直接原级测量程序”和“比例原级参考测量程序”的定义由CCGM给出(第五次大 会，1999)。

示例：测量在20℃时从50mL吸液管放出的水量，对由吸液管流到杯中的水称重，取加水后杯子的质量减去起始空杯的质量，并按实际水温对质量差进行修正，用体积质量(质量密度)得到被测的水量。

【JJF1001 4.6】

3.18 测量重复性 measurement repeatability

简称重复性（repeatability）

在一组重复性测量条件下的测量精密度。

【JJF1001 5.13】

3.19 测量复现性 measurement reproducibility

简称复现性（reproducibility）

在复现性测量条件下的测量精密度。

【JJF1001 5.16】

3.20 测量正确度 measurement trueness，trueness of measurement

简称正确度（trueness）

无穷多次重复测量所得量值的平均值与一个参考量值间的一致程度。

注 1：测量正确度不是一个量，不能用数值表示。

注 2：测量正确度与系统测量误差有关，与随机测量误差无关。

注 3：术语“测量正确度”不能用“测量准确度”表示。反之亦然。

【JJF1001 5.9】

3.21 测量不确定度measurement uncertainty

简称不确定度（uncertainty）

根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。

注 1：测量不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值有关的分量及定义的不确定度。有时对估计的系统影响未作修正，而是当作不确定度分量处理。

注 2： 此参数可以是诸如称为标准不确定度的标准偏差（或其特定倍数），或是说明了包含概率的区间半宽度。

注 3：测量不确定度一般由若干分量组成。其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并可用标准差表征。而另一些分量则可根据基于经验或其他信息所获得的概率密度函数，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表示。

注 4：通常，对于一组给定的信息，测量不确定度是相应于所赋予被测量的值的。该值的改变将导致相应的不确定度的改变。

注 5：本定义是按2008版VIM给出的。而在GUM中的定义是：表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。

【JJF1001 5.18】

3.22 测量区间measuring interval

又称工作区间（working interval）

在规定条件下，由具有一定的仪器不确定度的测量仪器或测量系统能够测量出的一组同类量的量值。

注 1：在某些领域，此术语也称“测量范围 （measuring range）或工作范围(working range)”。

注 2：测量区间的下限不应与检测限相混淆。

【JJF1001 7.7】

3.23 测量系统 measuring system

一套组装的并适用于特定量在规定区间内给出测得值信息的一台或多台测

量仪器，通常还包括其他装置，诸如试剂和电源。

注：一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。

【JJF1001 6.2】

3.24 计量溯源性 metrological traceability

通过文件规定的不间断的校准链，测量结果与参照对象联系起来的特性，校准链中的每项校准均会引入测量不确定度。

注 1：本定义中的参照对象可以是实际实现的测量单位的定义、或包括无序量测量单位的测量程序、或测量标准。

注 2：计量溯源性要求建立校准等级序列。

注 3：参照对象的技术规范必须包括在建立等级序列时所使用该参照对象的时间，以及关于该参照对象的任何计量信息，如在这个校准等级序列中进行第一次校准的时间。

注 4：对于在测量模型中具有一个以上输入量的测量，每个输入量本身应该是经过计量溯源的，并且校准等级序列可形成一个分支结构或网络。为每个输入量建立计量溯源性所作的努力应与对测量结果的贡献相适应。

注 5：测量结果的计量溯源性不能保证其测量不确定度满足给定的目的，也不能保证不发生错误。

注 6：如果两个测量标准的比较用于检查，必要时用于对量值进行修正，以及对其中一个测量标准赋予测量不确定度时，测量标准间的比较可看作一种校准。

注 7：两台测量标准之间的比较，如果用于对其中一台测量标准进行核查以及必要时修正量值并给出测量不确定度，则可视为一次校准。

注 8：国际实验室认可合作组织（ILAC）认为确认计量溯源性的要素是向国际测量标准或国家测量标准的不间断的溯源链、文件规定的测量不确定度、文件规定的测量程序、认可的技术能力、向SI的计量溯源性以及校准间隔。

注 9：“溯源性”有时是指“计量溯源性”，有时也用于其他概念，诸如“样品可追溯性”、“文件可追溯性”或“仪器可追溯性”等，其含义是指某项目的历程（“轨迹”）。所以，当有产生混淆的风险时，最好使用全称“计量溯源性”。

【JJF1001 4.14】

3.25 随机测量误差 random measurement error

简称随机误差（random error）

在重复测量中按不可预见方式变化的测量误差的分量。

注 1：随机测量误差的参考量值是对同一被测量由无穷多次重复测量得到的平均值。

注 2：一组重复测量的随机测量误差形成一种分布，该分布可用期望和方差描述，其期望通常可假设为零。

注 3：随机误差等于测量误差减系统测量误差。

【JJF1001 5.6】

3.26 相对标准不确定度relative standard uncertainty

全称相对标准测量不确定度（relative standard measurement uncertainty）

标准不确定度除以测得值的绝对值。

【JJF1001 5.23】

3.27 重复性测量条件repeatability condition of measurement

简称重复性条件（repeatability condition）

相同测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点，并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。

注：在化学中，术语“序列内精密度测量条件”有时用于指“重复性测量条件”。

【JJF1001 5.14】

3.28 复现性测量条件reproducibility condition of measurement

简称复现性条件（reproducibility condition）

不同地点、不同操作者、不同测量系统，对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。

注 1：不同的测量系统可采用不同的测量程序。

注 2：在给出复现性时应说明改变和未变的条件及实际改变到什么程度。

【JJF1001 5.15】

3.29 样本 sample

从某系统中抽取的一个部件或较多部件，对其分析可获取该系统的信息，通常为系统属性的判定和系统形成提供参考。

示例：来源于较大量血清的一定量的血清样本。

【CLSI C51-P】

3.30 标准不确定度 standard uncertainty

全称标准测量不确定度（standard measurement uncertainty，standard uncertainty of measurement）

以标准偏差表示的测量不确定度。

【JJF1001 5.19】

3.31 系统 system

世界上可感知和想象的所包含的要素和现象，而且能够区分，界定这一系列的要素和系列的关系或者其间的进程。

注：系统从某种意义上说就是一个主体，比如一个人血样本，运输，和测量仪器，试剂，辅助设施组成一个测量系统。

【CLSI C51-P】

3.32 系统测量误差 systematic measurement error，systematic error of measurement

简称系统误差（systematic error）

在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量。

注 1：系统测量误差的参考量值是真值，或是测量不确定度可忽略不计的测量标准的测得值，或是约定量值。

注 2：系统测量误差及其来源可以是已知或未知的，对于已知的系统测量误差可采用修正补偿。

注 3：系统测量误差等于测量误差减去随机测量误差。

【JJF1001 5.4】

3.33 目标不确定度target uncertainty

全称目标测量不确定度（target measurement uncertainty）

根据测量结果的预期用途，规定作为上限的测量不确定度。

【JJF1001 5.26】

3.34 量的真值 true quantity value，true value of a quantity

简称真值（true value）

与量的定义一致的量值。

注 1：在描述关于测量的“误差方法”中，认为真值是唯一的，实际是不可知的。在“不确定度方法”中认为，由于定义本身细节不完善，不存在单一真值，只存在与定义一致的一组真值，然而，从原理上和实际上，这一组值是不可知的。另一些方法免除了所有关于真值的概念，而依靠测量结果计量兼容性的概念去评定测量结果的有效性。

注 2：在基本常量的这一特殊情况下，量被认为具有一个单一真值。

注 3：当被测量的定义的不确定度与测量不确定度其他分量相比可忽略时，认为被测量具有一个“基本唯一”的真值。这就是GUM和相关文件采用的方法，其中“真”字被认为是多余的。

【JJF1001 3.21】

3.35 测量不确定度的A类评定 Type A evaluation of measurement uncertainty

简称A 类评定（Type A evaluation）

对在规定测量条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分

量的评定。

注：规定测量条件是指重复性测量条件、期间精度度测量条件或复现性测量条件。

【JJF1001 5.20】

3.36 测量不确定度的B类评定 Type B evaluation of measurement uncertainty

简称B类评定（Type B evaluation）

用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定。

示例：评定基于以下信息：

a)权威机构发布的量值；

b)有证标准物质的量值；

c)校准证书；

d)仪器的漂移；

e)经检定的测量仪器的准确度等级；

f)根据人员经验推断的极限值等。

【JJF1001 5.21】

4 测量不确定度的功用

4.1 概述

测量不确定度表达了测得值的可靠性，因为它提供了在一定包含概率中真值存在的区间。了解所谓真值、真值存在区间与包含概率的关系，实验室和医师会更好地理解、认识和解释测量结果，并恰当地应用于临床诊断和治疗，减少误用。

4.2 目标不确定度

4.2.1 目标不确定度的价值

目标不确定度的定义为“根据测量结果的预期用途，规定作为上限的测量不确定度”。为了更好应用测量不确定度概念和理论，医学实验室有责任与临床共同设立检验结果的目标不确定度，表达报告的测量量值是否达到临床应用的要求。

医学实验室在正式提供检验服务前，一件重要的工作就是要判断结果的不确定度是否符合该参数目标不确定度的要求；如果不符合，说明该医学实验室的检验结果尚未控制在期望的质量水平。 4.2.2 目标不确定度的确定

目标不确定度的确定可以基于生物变异、国内外专家组的建议、管理准则或当地医学界的判断。根据应用要求，对不同水平的测量结果可以确定一个或多个目标不确定度。

4.2.3 确定“分析目标”的几种方式

虽然IFCC、ILAC、IUPAC和NMIS推荐应用合成标准不确定度作为“分析目标”，因为有通用、内部一致、可转换等优点，但目前尚无报告给出在检验医学中具体的目标不确定度数值。目前仍习惯分別为测量变异、偏移设立目标，其基础是测量变异应小于给定值的个体内和/或个体间变异。目前设定的 “最佳”测量变异和测量偏移的上限，分别按公式（1）、公式（2）计算：

ra imp CV CV int 25.0×? ....................

(1) 式中：

imp CV ——期间测量变异系数（不同批次试剂和校准品，不同操作员等）； ra CV int ——个体内的生物变异系数。

2

int 2int 125.0er ra lab CV CV b +×? (2)

式中：

lab b ——通过测得值与参考测量方法值（或公认的PT值）的差异而得到的实验室测量偏移；

ra CV int ——个体内的生物学变异系数；

er CV int ——个体间的生物学变异系数。

注：对一些检测项目，如血清钠测量，在技术上要达到上述要求，暂时尚有困难，此时

可将公式(1)中的0.25和(2) 式中的0.125分别乘以2或3就可得到“期望限”和“最低限”。

在确定质控图的质控限时，可分开表达对测量变异和测量偏移的要求,即包括控制测量变异的质控图和控制偏移的质控图。

4.3 实验室的应用

4.3.1 评定测量不确定度是改进医学实验室质量的有效途径

测量不确定度存在的原因是存在影响测量结果的因素。这些影响因素中，有些因素可以消除，有些因素可以通过一些控制方法使其对测量的影响减低。如果实验室按科学规律和应用有效方法，找到那些可以消除或减低的影响因素，并采取措施，就会明显提高检验结果的质量。

4.3.2 测量不确定度是医学实验室选择测量程序的客观指标

医学实验室的任务是提供可靠的检验结果。所谓可靠的检验结果就是“真值”、真值存在区间与置信概率关系清楚的结果。在满足应用的前提下，测量不确定度是选择经济、可靠测量程序的关键指标。 4.3.3 加强与临床联系

经常、及时地向临床提供不确定度的信息，有助实验室工作者加强与临床联系，帮助临床改进对患者结果的解释与应用，从而促进与医师的合作。

4.4 医师的应用

4.4.1 诊断疾病时，一般先将报告测量量值与生物参考值或临床决定限进行比较，后二者都不存在不确定度。由于测量量值并不是真值,也不是完整的检验结果，直接比较是有风险的。科学的方法是在比较时考虑结果的不确定度。

示例1：成年男性全血血红蛋白含铁量（Fe）浓度的参考区间为（7.5～9.5）μmol ?l -1，此参考区间的限值没有不确定度。三位患者A、B、C的被测量的测得值分別是：7.0 μmol ?l -1、8.2 μmol ?l -1、9.2 μmol ?l -1。已知这3个测得值的标准不确定度均是0.2 μmol ?l -1，取K=2，上述测得值可表达为：

A:（7.0 ± 2 ×0.2）μmol ?l -1 =（6.6～7.4）μmol ?l -1； B:（8.2 ± 2 × 0.2）μmol ?l -1 =（7.8～8.6）μmol ?l -1；

C:（9.2 ± 2 × 0.2）μmol ?l -1 =（8.8～9.6）μmol ?l -1。

这样可认为A患者结果偏低；B患者结果在参考区间内；虽然C患者结果在参考区间内，但无法确定是否正常，因为测得值加上扩展不确定度，已高于参考区间上限。

示例2：血浆前列腺特异性抗原（PSA）广泛用于筛查前列腺癌。医师经常解释为：当PSA 测量值> 4.0 μg·l -1，指示需要对前列腺活检。某人测量了PSA，他焦急地想知道4.3μg·l -1有多么异常，是否必须活检？医师征求实验室的意见。

已知PSA=4.0μg·l -1时的标准不确定度是0.08μg·l -1，对应的相对测量不

确定度是（0.08μg·l -1）/（4.0μg·l -1

）=2.0％。使用包含因子k = 2得到单

侧的包含概率，扩展不确定度为U=0.16μg·l -1。按规定，临床决定值4.0μg·l -1没有测量不确定度。但考虑扩展不确定度，实验室可置信的决定值的最低值应是（4.0 + 0.16）μg·l -1 =4.2μg·l -1。这样，某人的PSA 测量值 4.3μg·l -1高于决定值的最低值（概率超过97.5％）。

实验室还建议应该考虑PSA 的个体内生物变异。目前的文献认为个体内生物变异系数为10％左右。则综合变异按公式（3）计算：

()()%2.10%10%0.22

22

int 2=+=

+=ra imp total CV CV CV ..........

(3) 式中：

total CV ——总变异；

imp CV ——期间测量变异系数（不同批次试剂和校准品，不同操作员等）； ra CV int ——个体内的生物变异系数值。

公式（3）表明：生物变异占据主导地位。包括个体内变异，PSA=4.0μg·l

-1

的测量不确定度应为0.102×4.0μg·l -1=0.41μg·l -1，使用包含因子k=2，此扩展不确定度U=0.82μg·l -1，该实验室可置信的决定值的最低值应是（4.0+0.9）μg·l -1=4.9μg·l -1，因此，实验室认为某人的PSA真值异常的概率不大，可暂不考虑活检。

4.4.2临床医师常需比较两个量值，如同一人的前、后两次测量量值。此时需要知道这两个量值的不确定度信息，如果是同一个实验室测量，通常认为测量不确

定度是一样的。医师需要决定两个结果间差异的意义，通过考虑它们的不确定度可以做到此点。

示例：一个患者血浆中钠离子浓度为142mmol·l -1，后来第2次测量升高为146mmol·l -1，如果标准不确定度是1.2mmol·l -1，前后差异4mmol·l -1有意义吗？

如果有显著意义，两次测量结果间的差异要大于差异的不确定度Δu （以mmol·l -1报告）。Δu 按公式（4）计算：

()()7.122.12.12.1222

1462142=×=+=+=

Δu u u mmol·l

-1

(4)

式中：

Δu ——两次测量结果差异的不确定度； 142u ——第1次测量结果的标准不确定度；

146u ——第2次测量结果的标准不确定度。

如果按95％的包含概率认为差值?有显著意义，则差值应该大于扩展不确定度。

4.32=Δ×=Δu U mmol·l -1 ， (k = 2)

因此，从142mmol·l -1增高到146mmol·l -1按95％的包含概率是有显著意义。

4.5 计量溯源的作用

溯源到规定的参照对象，是测量结果可以实现相互比较的基础。部分医学检验参数已具备了国际/国家在计量学上公认的参照对象（体现为SI单位或其它单位），但部分医学检验参数目前仍不具备国际/国家在计量学上公认的参照对象，缺乏相互比较的基础。

5 测量 5.1 概述

测量是通过实验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程。被测量真值的信息通常以测得的量值和测量不确定度来表示。

当使用测量误差概念时，测得的量值等于真值加上由系统误差和随机误差总和形成的测量误差。测量误差是因测量过程不完善引入的，客观上不能得到确定的测量误差。因而对被测量真值的信息以测得的量值和测量不确定度表示是科学