量值溯源和不确定度及方法学评价

2026/1/22 23:06:11

1.基本概念 不确定度是指由于测量误差的存在,而对被测量值不能肯定的程度,它表征被测量的真值所处的量值范围。实验结果不仅要给出测量值X,同时还要标出测量的总不确定度U,即实验结果为x?X?U。表示测量值在

(X?U,X?U)的范围之外的可能性(或概率)很小。不确定度的相对值

Ex?Ux?100%。显然,测量不确定度的范围越窄,测量结果就越可靠。 X2.不确定度的计算 由于误差的复杂性,准确计算不确定度已经超出了本课程的范围。本节介绍不确定度的似性估算方法。

不确定度按其数值的评定方法可归并为两类分量:即多次测量用统计方法评定的A类分量UA;用其它非统计方法评定的B类分量UB。总不确定度由A类分量和B类分量合成,即

22 U?UA?UB(1)A类不确定度的估算:在只进行有限次测量时,随机误差不完全服从正态分布规律,而是服从t分布(又称学生分布)规律。此时对随机误差的估计,要在贝塞尔公式的基础上乘上一个因子。在相同条件下对同一被测量作n次测量,不确定度的A类分量等于测量值的标准偏差Sx乘以因子tP(n?1)/n,即

UA?tP(n?1)nSx

式中tP(n?1)是与测量次数n、置信概率P有关的量。当已知置信概率P及测量次数n后,可从专门的数据表中查得tP(n?1)。在P?0.95时,tP(n?1)/n的部分数据可以从表3-3中查得。

表3-3 tP(n?1)查询表(P?0.95)

测量次数n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tP(n?1)/n 8.98 2.48 1.59 1.24 1.05 0.93 0.84 0.77 0.72 (2)B类不确定度的估算:通常考虑仪器误差所带来的B类不确定度。仪器误差指在正确使用仪器的条件下,测量结果与真值之间可能产生的最大误差,

用?仪表示。仪器误差产生的原因和具体误差分量的分析计算已超出了本课程的要求范围。多数情况下简单地把仪器误差?仪直接当作总不确定度中用非统计方法估计的B类分量UB,即 UB??仪

各种仪器误差可查阅相关工具书,如:某读数显微镜的仪器误差为?0.004mm,某1000g量程的物理天平仪器误差为?50mg。

(3)总不确定度的合成

?tP(n?1)?2?U??S??x仪 ??n??2在临床实验室,A类不确定度占主导,B类不确定度可以忽略不计。实验室可以根据批内、批间的重复性试验分别得到批内和批间变异;根据能力验证(PT)的结果得到系统的偏倚,从而计算得到总不确定度。实际上,影响临床实验室检验结果不确定度的因素还包括分析前因素、离心条件、试剂和样本储藏条件等的影响。

方法学评价

一、方法学评价的意义和内容

方法学评价(evaluation of methodology),是通过实验途径测定分析方法的技术性能,并评价其是否能接受。任何分析方法都存在一定的误差,为保证高质量的临床实验室服务,在选定的方法经过初步试验之后,用于临床实践之前或对已用方法进行了修改,实验室须对方法进行严格、系统的技术性能评价或对厂家所提供的技术性能指标进行验证。这里所指的方法包括方法学和仪器,以及与分析相关的校正、质控、操作规程、分析人员、分析环境等所组成的分析系统。通常的方法技术性能指标有准确度(accuracy)、灵敏度(sensitivity)、特异度(specificity)、分析测量范围(analytical measure range, AMR)等。

二、方法学评价的基本步骤

1.确定某方法的质量目标,即可允许误差,常用允许总误差(allowable tatal error, TEa)来表示。

2.选定及进行适当的揭示分析误差类型的实验,如批内和日内重复性试验、 日间重复性试验、回收试验、干扰试验、方法比较试验等。

3.收集试验数据,进行统计学分析,以评估分析误差的大小。

4.将测定的误差与选定的可允许误差进行比较,判断方法的可接受性。 三、误差的分类和表示

根据误差的性质,可将其分为系统误差和随机误差两类。

1.系统误差

(1)定义:系统误差(systematic error,SE)是指测定值与真值存在的同一倾向的偏差。系统误差或正或负,即具有单向性,一般由恒定的因素引起,并在一定条件下多次测定中重复出现。

(2)分类:系统误差可分为恒定系统误差(constant error,CE)和比例系统误差(proportional error,PE)。恒定系统误差指测定值与真值之间存在恒定的误差,其大小与干扰物浓度相关,而与被测物浓度无关。比例系统误差则与

被测物浓度成正比。恒定系统误差和比例系统误差可通过试验测定得到。

(3)来源:系统误差的来源主要有:①方法误差,由方法分析性能固有的缺陷所致,如方法特异度低、抗干扰能力差。可通过改进方法或淘汰旧方法,建立新的有高特异度的方法来减小方法误差;②仪器误差,由仪器的技术性能不佳所产生的误差,常见于仪器波长不准、重量或体积量器不准、温度或pH测量不准等引起。通过波长校准、计量器械的定期鉴定、仪器技术性能的认真考核等措施,可有效减小仪器误差;③试剂质量差、试验用水不合格、参考物不纯也会带来系统误差;④由于操作不规范,如反应的保温时间不足、加样不准等可引起操作误差。

2.随机误差

(1)定义:随机误差(random error,RE)是指多次重复测定某一物质时出现的误差,误差无一定的大小和方向,数据呈正态分布。

(2)来源:随机误差反映了分析方法的不精密度,由不可避免和难以预测的测定仪器、试剂、环境等实验条件的改变以及分析人员操作习惯等因素的变化而引起。严格按照标准化的操作规程进行试验及严格控制试验条件可减少随机误差。

随机误差和系统误差是相对的,随机误差和系统误差在一定条件下能相互转化。如图3-8可直观地表示出恒定系统误差、比例系统误差和随机误差。

试验方法结果 恒定系统误差


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