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Bland-Altman分析法在两种化学发光仪器一致性评价上的应用案例*

2018-03-21宁铮美

运动精品 2018年2期
关键词:置信区间差值睾酮

宁铮美

(江苏省体育科学研究所,江苏 南京210033)

实验室检测当中,更换或更新检验方法、检验仪器常常需要对两种检测系统所得到的结果的一致性进行评价,以保证新旧检测系统测量结果的一致和等价 。面对一致性评价的问题,过去常常使用配对T检验,简单相关系数,组内相关系数等来处理。然而这些方法也存在着各自的缺陷,配对T检验难以兼顾观察对象内部每对数据的差异,只能根据总体均值来对测量结果是否一致作出评价,同时它也更适于样本量较大情况使用;简单相关系数不能较好的应对系统误差问题,难以反映出一致性结果;组内相关系数在处理测量范围局限的数据时会出现错误的结论[1]。对于定量数据一致性评价上bland-altman图是近年来得到广泛认可、最为活跃应用的方法之一,很多生化项目,离子项目,自建系统及试剂评估等都根据美国临床和实验室标准协会系列文件的要求来对检测结果进行对比分析,而BA法是用于评价两种测量一致性的标准方法,他将一致性界限的定量分析与散点图分布的定性描述相结合,能够对数据一致性进行较为准确的评价。

为了保证运动员机能监测与评定实验室内不同检测系统间检测结果的一致性,减少不同仪器间血清睾酮(T)、皮质醇(C)结果之间的差异,本研究选择Bland-Altman法对两台化学发光仪器进行一致性评价,以期为科研实验人员对运动员机能状态的监控和纵向跟踪研究提供准确数据。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

两台检测仪器均为美国贝克曼全自动化学发光免疫分析仪,型号分别为ACCESS1、ACCESS2; 两台仪器均使用贝克曼配套ACCESS校准品组合,贝克曼睾酮试剂盒,贝克曼皮质醇试剂盒。

1.2 研究方法

1.2.1 测试方案

受试者随机挑选江苏省省队运动员179名,其中女运动员82名,男运动员97名;采集受试者晨起空腹静脉血,分离血清,将血清样本分为两份,两仪器可重复性良好前提下,分别使用两台贝克曼仪器测定一次各血清中的睾酮(T),皮质醇(C)。其中两台仪器分别检测量睾酮项目男性77人,女性60人;皮质醇项目人数为138人。

1.2.2 统计方法

数据录入medcalc 16.4.3医学统计软件进行统计分析。选择bland-altman方法进行分析生成图表,以ACCESS1测定结果作为软件界面界定的第一种方法,以ACCESS2测定结果作为第二种方法,考虑到一致性评价的参考范围,睾酮和皮质醇项目以两种仪器测量结果的比值为纵轴(ACCESS1测定值除以ACCESS2测定值),两种仪器测量结果的平均值为横轴,选择生成比率为1的均值线(或差异为0的均值线),95%一致性界限的上下限,95%一致性上下限的的置信区间。

1.2.3 数据行为分析

测量数据在适用条件方面的表现总称为数据行为。数据行为的评价应根据不同设计情形,采取不同评价方法,且应采取目测和统计计算相结合。标准Bland-Altman方法,其应用有三个条件:一是差值的平均趋势在测量范围内保持不变,表现为图中散点分布于x轴平行,通过差值与均值的直线回归分析判定;二是差值的散布程度在测量范围内保持一致,表现为图中散点分布在同宽的离散带内即方差齐同,通过差值与均值直线回归分析的残差绝对值对均值的回归分析判定;三是差值的分布呈正态分布,通过直方图和正态性检验判定[2]。

1.2.4 一致性评价

B-A图中一般以上下两条虚线代表95%一致性界限的上下限,上下限两侧虚线代表上下限的95%置信区间,中间实线代表差值的均数,虚线代表差值均数为0。两种方法一致程度越高,代表差值均数的实线越靠近代表差值均数为 0的虚线,差值点更多的落在一致性界限的95%置信区间的上下限内,并且该上下界范围在临床上可接受。本研究以95%的点[3]都在一致性区间的95%置信区间且临床可接受为一致性评价标准。临床实验室TEA可接受范围[4]为,皮质醇、睾酮为靶值±25%,铁蛋白为靶值±2S。

2 研究结果

2.1 应用Bland-Altman法对皮质醇结果分析

2.1.1 两种仪器测量皮质醇结果的数据行为分析

表1 ACCESS1和ACCESS2测量皮质醇结果的数据行为情况

从表1可以看到,因为存在两种仪器差值方差不齐的情况,因此认定该组数据行为不良,不适宜应用B-A法进行一致性评价。

2.1.2 两种仪器测量皮质醇的B-A图及结果

图1 两种仪器测量皮质醇的比值的B-A图

图1给出了ACCESS2与ACCESS1的测量皮质醇比值的平均值水平为1.0048,一致性上下限分别为1.1335和0.8760,约5%的点落在一致性界限外(7/138)。考虑上下限置信区间,约2%的点在一致性界限外(3/138)。

2.2 应用Bland-Altman法对睾酮结果分析

2.2.1 两种仪器测量女性睾酮结果的数据行为分析从表 2可以看到,两种仪器测量女性睾结果的数据行为良好,满足使用B-A法的条件。

表2 ACCESS1和ACCESS2测量女性睾酮结果的数据行为情况

2.2.2 两种仪器测量女性睾酮的B-A图及结果

图2 两种仪器测量女性睾酮的比值的B-A图

图2给出了ACCESS2与ACCESS1测量女性睾酮的比值的平均值水平为1.11,一致性上下限分别为1.5183和0.7008,约 8%的点落在一致性界限外(5/60)。考虑上下限置信区间,约3%的点在一致性界限外(2/60)。

2.2.3 两种仪器测量男性睾酮结果的数据行为分析

表3 ACCESS1和ACCESS2测量男性睾酮结果的数据行为情况

差值趋势保 斜率b=-0.003 P值=0.893 满足不满足

从表3可以看到,因为存在两种仪器差值方差不齐,差值不满足正态分布的条件,因此认定该组数据行为不良,不适宜应用B-A法进行一致性评价。

2.2.4 两种仪器测量男性睾酮的B-A图及结果

图3 两种仪器测量男性睾酮的比值的B-A图

图3给出了ACCESS2与ACCESS1测量男性睾酮的比值的平均值水平为1.04,一致性上下限分别为1.1587和0.9226,约 4%的点落在一致性界限外(3/77)。考虑上下限置信区间,约1%的点在一致性界限外(1/77)。

3 分析与讨论

通过查阅文献可以看到,虽然Bland-Altman方法经提出后得到了广泛的应用,但较多研究存在应用不合理和误用,往往在应用Bland-Altman进行一致性评价前不对数据行为情况进行分析讨论,另外也有忽略或者没有很好考虑95%LoA可信区间的估计,而针对Bland-Altman法评价一致性的方法学研究也不多 ,内容也有所局限[5]。

使用 Medcalc16.4.3医学统计软件能够快速的生成Bland-Altman的图像和数据,但并未对数据行为进行评价,多数研究就此直接进行一致性的评价,往往造成错误。本研究从学习和应用Bland-Altman法开展一致性评价的角度出发,本案例按照规范要求首先对数据行为进行了分析,从研究结果来看,虽然从生成的B-A图中较难观察出某个结果存在明显比例偏倚或者图中散点较多的在一致性界限外,但是对数据行为的分析可以看到除两台贝克曼机器对女性睾酮的测量结果的数据行为良好,满足差值趋势保持不变,方差齐同,正态分布这几个条件,其余所有内容均为数据行为不良,这否定了依靠测量原始值应用Bland-Altman 法来评价一致性的可能。

本研究也针对数据不良情况,参照一些学者提出的方法进行了转换尝试,虽然能够构造V型95%一致限,但目前尚无用于判定是否一致的标准[2]。因此面临数据行为不良,一方面极大的增加了数据的处理量,同时进行数据转换后会遇到不能解释是否一致的情形,因此这给使用Bland-Altman分析法带来了很多困难,结果的一致性难以得到评价,该方法本身还需多方面规范和补充。

分析数据行为良好的女性睾酮研究结果,考虑一致性上下限的置信区间,有较多的数据点(超过95%)落入了区域内,但结合睾酮的临床可接受范围,仅看一致性区间的上下限,ACCESSS数据值上限达到了靶值的1.5倍,下限达到了靶值的0.7倍,均要明显大于睾酮的临床可接受范围靶值±25%。因此ACCESS1和ACCESS2两台机器测量女性睾酮指标是不具有一致性的。虽然本研究以 95%的点[3]都在一致性区间的95%置信区间且临床可接受为一致性评价标准,但在很多研究中并没有过多谈及一致性区间外散点或一致性区间上下限置信区间外散点对于解释一致性有什么意义,另外也有文献认为散点分布在上述两个区间内的比例来解释一致性是错误的[5]。对于这点,目前还没找到确切的答案,还需要把握评价方法的本质进行探究。4 结论与建议

综上所述,尽管Bland-Altman分析法在这些年来应用广泛,但实际应用对数据还存在诸多要求,评价方法自身的系统性和全面性还有待完善,因此对于专业领域使用该方法来进行一致性评价还需慎重。

[1]周宇豪.诊断试验中一致性评价方法的比较及应用[D].第二军医大学, 2011.

[2]缪华章.基于Bland-Altman法LoA可信区间的一致性评价[D].南方医科大学, 2014.

[3]李荣娟,苏武锦.Bland-Altman分析法在临床检验方法比较的实例应用和绘图介绍[J].国际检验医学杂志,2013,34(20):2727-2729.

[4]叶应妩,王毓三.全国临床检验操作规程(第3版) [M].南京:东南大学出版社,1997:81.

[5]闻浩,陆梦洁. 定量测量Bland-Altman一致性评价方法研究及临床应用[J].医学研究生学报, 2015,28(10): 1107-1111.

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