原中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院  施昌彥　江西省計(jì)量測(cè)試研究院  虞惠霞

　　四、檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證

　　(一)被測(cè)物品的制備
　　檢測(cè)物品的制備由協(xié)調(diào)者承擔(dān)，也可以分包或外包，應(yīng)考慮到可能影響實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)完好性的條件，諸如均勻性、抽樣、穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)運(yùn)中可能的損壞及周?chē)h(huán)境條件的影響。分發(fā)的被測(cè)物品在性質(zhì)上應(yīng)與參加實(shí)驗(yàn)室日常校準(zhǔn)/檢測(cè)的物品相類(lèi)似，數(shù)量上取決于所需覆蓋的范圍。

　　實(shí)驗(yàn)室間檢測(cè)比對(duì)應(yīng)考慮樣品的均勻性和穩(wěn)定性。樣品均勻性檢測(cè)或穩(wěn)定性保證都應(yīng)在樣品發(fā)送前得到落實(shí)。對(duì)性能穩(wěn)定的樣品只需考慮均勻性。樣品均勻性檢測(cè)方法可參見(jiàn)認(rèn)可委公開(kāi)文件CNAL/AG04:2003《能力驗(yàn)證樣品均勻性評(píng)價(jià)指南》。檢測(cè)比對(duì)路徑，可參考如圖2(見(jiàn)上期)所示的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室量值比對(duì)路徑來(lái)選擇。

　　(二)處理能力驗(yàn)證數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法
　　1.指定值的確定
　　對(duì)于檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，由于影響測(cè)量結(jié)果的因素往往較多，試驗(yàn)條件不易控制，測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)離群值的概率較大。由于算術(shù)平均值受所有參加實(shí)驗(yàn)室比對(duì)結(jié)果的影響，尤其是當(dāng)出現(xiàn)若干個(gè)特別大(或小)的離群值時(shí)，其對(duì)平均值的影響遠(yuǎn)大于正常值，而平均值的改變會(huì)影響其他實(shí)驗(yàn)室的比對(duì)結(jié)果，因此一般不以能力驗(yàn)證參加實(shí)驗(yàn)室的平均值作為參考值。

　　如果按照3s原則或格拉布斯準(zhǔn)則剔除離群值，經(jīng)常會(huì)遇到離群值所在實(shí)驗(yàn)室的抵制或反對(duì)，有時(shí)可能無(wú)足夠證據(jù)表明采用該值確實(shí)是不可靠的。此外，由于各實(shí)驗(yàn)室間測(cè)量結(jié)果的分散性或樣本標(biāo)準(zhǔn)差s也會(huì)受離群值的影響，因而有時(shí)也不能直接用3s原則或格拉布斯準(zhǔn)則來(lái)剔除。

　　檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能力驗(yàn)證的指定值使用的是從各參加實(shí)驗(yàn)室得到的公議值，考慮到極端結(jié)果的影響，可采用中位值作為指定值。所謂中位值，是指一組數(shù)據(jù)的中間位置的值，即有一半數(shù)據(jù)的值低于該值，而另一半數(shù)據(jù)的值高于該值。若數(shù)據(jù)的總數(shù)為奇數(shù)，則中位值為中間數(shù)的值[即第(n+1)/2個(gè)結(jié)果]；若數(shù)據(jù)的總數(shù)為偶數(shù)，則中位值為中間兩數(shù)的平均值[即n/2與(n+2)/2個(gè)結(jié)果的平均值]。中位值的特點(diǎn)是不受過(guò)大或過(guò)小的離群值的影響。

　　2.能力統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算
　　(1)z比分?jǐn)?shù)
　　z比分?jǐn)?shù)定義為:
    
　　式中:y——參加實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品的測(cè)量結(jié)果；IQR′——標(biāo)準(zhǔn)四分位數(shù)間距。
　　由上式可以看出，中位值相當(dāng)于，在能力驗(yàn)證中作為參考值；IQR′相當(dāng)于s。事實(shí)上，z比分?jǐn)?shù)的最大允許值就相當(dāng)于包含因子k。
　　設(shè)在一組數(shù)據(jù)的高端和低端各有一個(gè)四分位數(shù)值(即1/4位置處的數(shù)值，通常是該位置兩側(cè)最近的兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的內(nèi)插值)Q_H和Q_L，則四分位數(shù)間距IQR=Q_H-Q_L。IQR通常比s大，通過(guò)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布計(jì)算可得，正態(tài)分布的IQR與s的比值為1.3490，于是標(biāo)準(zhǔn)四分位數(shù)間距IQR′為:
　　IQR′=IQR/1.3490=0.7431IQR

　　(2)實(shí)驗(yàn)室間z比分?jǐn)?shù)(z_B)和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)z比分?jǐn)?shù)(z_W)
　　假設(shè)A、B為參加實(shí)驗(yàn)室對(duì)“樣品對(duì)”的兩個(gè)測(cè)量結(jié)果，稱(chēng)為“結(jié)果對(duì)”。樣品對(duì)可以是均勻?qū)?即完全相同的兩個(gè)樣品)，也可以是分散對(duì)(即兩個(gè)相似但略有不同，如不同等級(jí)的樣品)。結(jié)果對(duì)的“標(biāo)準(zhǔn)化和值”S定義為(兩測(cè)量結(jié)果之和會(huì)消除一部分隨機(jī)誤差的影響)，“標(biāo)準(zhǔn)化差值”D定義為(兩測(cè)量結(jié)果之差可消除系統(tǒng)誤差的影響)。
　　將S與D作為測(cè)量結(jié)果，按下式分別計(jì)算各個(gè)實(shí)驗(yàn)室的z_B和z_W:
    
　　綜上所述，為將離群值的影響減至最小，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室間的能力驗(yàn)證活動(dòng)中常用的穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)量有:n(結(jié)果數(shù)量，即參加檢測(cè)比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室數(shù)量)、所有結(jié)果值的中位值(即公議值，以此代替算術(shù)平均值)、IQR′(標(biāo)準(zhǔn)四分位數(shù)間距，以此代替樣本標(biāo)準(zhǔn)差s)，并由此計(jì)算出檢測(cè)結(jié)果的z比分?jǐn)?shù)。

　　3.能力驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)價(jià)
　　當(dāng)│z│≤2時(shí)，測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)于該區(qū)間的概率在95%左右，通過(guò)。
　　當(dāng)2<│z│<3時(shí)，測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)于該區(qū)間的概率在5%左右，可疑，應(yīng)查找原因。
　　當(dāng)│z│≥3時(shí)，測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)于該區(qū)間的概率小于1%，為小概率事件，離群，不通過(guò)。
　　為了尋找不通過(guò)的原因是由于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的隨機(jī)因素，還是實(shí)驗(yàn)室間的系統(tǒng)差別引起的，就需要計(jì)算z_W和z_B。
　　當(dāng)│z_W│≥3時(shí)，表明由實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的隨機(jī)因素所致。
　　當(dāng)│z_B│≥3時(shí)，表明與其他實(shí)驗(yàn)室之間存在較大的系統(tǒng)差。

　　(三)示例
　　澳大利亞國(guó)家檢測(cè)機(jī)構(gòu)協(xié)會(huì)(NATA)選用均勻樣品對(duì)A、C及單一樣品B組成被測(cè)樣品組，組織過(guò)一次關(guān)于微生物數(shù)量的能力驗(yàn)證，計(jì)算結(jié)果如表2所示。實(shí)驗(yàn)室間z比分?jǐn)?shù)z_B和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)z比分?jǐn)?shù)z_W是對(duì)于均勻樣品對(duì)A、C的，z比分?jǐn)?shù)是對(duì)于單一樣品B的。缺編號(hào)為7、15、21、22、42號(hào)實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果。“*”表明離群，即z比分?jǐn)?shù)>3。“#”表示遲到的結(jié)果。
    

　　表2  計(jì)算結(jié)果[log(CFU/mL)]

　　從表2可知，第29號(hào)實(shí)驗(yàn)室對(duì)于樣品對(duì)A、C有一個(gè)正向的實(shí)驗(yàn)室間z比分?jǐn)?shù)的離群值(z_B=3.75)，對(duì)于樣品B有一個(gè)正向的離群值(z=3.54)，表明測(cè)量結(jié)果偏大，并超過(guò)了本次檢測(cè)比對(duì)所允許的范圍，不能通過(guò)。
　　第20、24和33號(hào)實(shí)驗(yàn)室分別存在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)z比分?jǐn)?shù)的離群值(z_W=-5.45、-4.05、3.60)，表明對(duì)于樣品對(duì)A、C所得的結(jié)果之間的差異偏大，并超過(guò)了本次檢測(cè)比對(duì)所允許的范圍，也不能通過(guò)。
　　第13、19和26號(hào)實(shí)驗(yàn)室分別存在z比分?jǐn)?shù)為2<│z│<3，應(yīng)仔細(xì)查找原因，暫不宜通過(guò)。    

　　五、與能力驗(yàn)證報(bào)告有關(guān)的幾個(gè)問(wèn)題

　　1.能力統(tǒng)計(jì)量的選取、結(jié)果的評(píng)判以及對(duì)試驗(yàn)的某些特殊要求，應(yīng)在能力驗(yàn)證前告知所有參加實(shí)驗(yàn)室，并取得一致意見(jiàn)。在試驗(yàn)結(jié)束后，也要按照原定的評(píng)判準(zhǔn)則來(lái)判斷試驗(yàn)結(jié)果。
　　2.對(duì)于比對(duì)周期較長(zhǎng)的能力驗(yàn)證方案，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室可能需要編制中期報(bào)告，列出各比對(duì)項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)量或初步評(píng)價(jià)結(jié)果，以便參加實(shí)驗(yàn)室及早了解自己的能力水平。當(dāng)結(jié)果不可接受時(shí)，可以盡快開(kāi)展原因調(diào)查并采取糾正措施。
　　3.通常，為各參加實(shí)驗(yàn)室的身份保密是大多數(shù)能力驗(yàn)證計(jì)劃的政策之一。此時(shí)，在能力驗(yàn)證報(bào)告中參加實(shí)驗(yàn)室僅以代號(hào)表示。
　　4.在能力驗(yàn)證活動(dòng)中，不宜對(duì)參加實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基于En值和z比分?jǐn)?shù)的排名，也不應(yīng)做出“合格”與否的結(jié)論，而應(yīng)使用“滿(mǎn)意/不滿(mǎn)意”或“離群”的概念。(續(xù)完)

能力驗(yàn)證及其在檢測(cè)/校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用(上)