Kiểm tra chất lượng xét nghiệm đóng vai trò vô cùng quan trọng, là một hoạt động thiết yếu giúp phòng xét nghiệm có thể đảm bảo được kết quả xét nghiệm là tin cậy. Six sigma cung cấp một khung định lượng để đánh giá hiệu năng phương pháp: Giá trị sigma bằng 3 là mức tối thiểu chấp nhận được và sigma bằng 6 là đạt đẳng cấp quốc tế.
Trang 1ÁP DỤNG THANG SIGMA TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG XÉT
NGHIỆM HÓA SINH LÂM SÀNG
Lê Thị Yến*, Trần Thị Chi Mai*, Hoàng Trung Kiên**, Nguyễn Thị Huệ**, Nguyễn Thị Phương Thúy*
TÓM TẮT
Mở đầu: Kiểm tra chất lượng xét nghiệm đóng vai trò vô cùng quan trọng, là một hoạt động thiết yếu
giúp phòng xét nghiệm có thể đảm bảo được kết quả xét nghiệm là tin cậy Six sigma cung cấp một khung định lượng để đánh giá hiệu năng phương pháp: giá trị sigma bằng 3 là mức tối thiểu chấp nhận được và
sigma bằng 6 là đạt đẳng cấp quốc tế Mục tiêu: Đánh giá hiệu năng phân tích (analytical performance) của
các xét nghiệm hóa sinh lâm sàng bằng thang Sigma
Đối phượng và phương pháp: Nghiên cứu được thực hiện dựa trên dữ liệu nội kiểm và ngoại kiểm
trong vòng 6 tháng của 24 xét nghiệm hóa sinh thường quy trên hai máy hóa sinh tự động Beckman Coulter AU 680 và AU 2700 tại Khoa sinh hóa Bệnh viện Nhi trung ương Đánh giá độ chụm, độ xác thực
và tính toán giá trị sigma của các xét nghiệm
Kết quả: Kết quả cho thấy phần lớn các xét nghiệm có giá trị sigma lớn hơn 3 ở cả hai mức nồng độ
(17/24 xét nghiệm) và cho kết quả tương đồng giữa hai máy phân tích
Kết luận: Có thể sử dụng thang Sigma để thường xuyên đánh giá hiệu năng của các xét nghiệm dựa
trên các dữ liệu nội kiểm và ngoại kiểm sẵn có của phòng xét nghiệm Hiệu năng của các xét nghiệm dựa trên thang Sigma còn hữu ích để so sánh sự tương đồng của các xét nghiệm được thực hiện trên hai hay nhiều máy
Từ khoá: Thang sigma, hệ số biến thiên, sai số toàn bộ cho phép, độ lệch, kiểm tra chất lượng
ABSTRACT
APPLICATION OF SIGMA METRICS FOR THE ASSESSMENT OF THE QUALITY CONTROL IN
CLINICAL BIOCHEMISTRY LABORATORY
Le Thi Yen, Tran Thi Chi Mai, Hoang Trung Kien, Nguyen Thi Hue, Nguyen Thi Phuong Thuy
* Y Hoc TP Ho Chi Minh * Vol 22 - No 3- 2018: 205 - 211
Background: Quality controls (QCs) in the clinical laboratory are internal QC and external QC QCs
are very important and essential for a clinical laboratory for assuring the reliable test results Six sigma provides a more quantitative frame work for evaluating process performance with a criterion of 3 sigma as the minimum allowable sigma for routine performance and a sigma of 6 being the goal for world- class quality
Objectives: We aimed to assess the method performances by sigma metrics in our laboratory
Materials and method: Internal quality control and external quality control data were analysed
retrospectively over a period of 6 months for 24 analytes on two automated chemistry analysers Beckman Coulter AU 680 and AU 2700 in Biochemistry Department, Vietnam National Children’s Hospital The precision, accuracy and sigma values were estimated
Results: The results showed that most of analytes (17/24) had sigma value more than 3 for both the
levels of internal QC and the comparability was seen between the two chemistry analysers
Trang 2Conclusion: The anlytical method performance can be frequently assessed by Sigma metrics based on
the available data of internal and external quality control in clinical laboratory The sigma values of method
is also useful for comparability assessement between instruments
Keywords: Six sigma, coefficient of variation, total allowable error, bias, quality control.
ĐẶT VẤN ĐỀ
Six sigma là một cuộc cách mạng trong quản
lý chất lượng, được áp dụng rộng rãi trong lĩnh
vực thương mại và công nghiệp của thiên niên
kỷ mới(3) Sử dụng thang Sigma để đánh giá hiệu
năng phương pháp xét nghiệm cho phép đưa
vào các thông tin về độ chụm (precision) và độ
xác thực (accuracy) mà phòng xét nghiệm có
được trong bước ban đầu thẩm định phương
pháp xét nghiệm và tiếp theo là trên các dữ liệu
nội và ngoại kiểm tra chất lượng xét nghiệm(1,10)
Thang sigma liệt kê các mức đánh giá như sau: 6
Sigma là mức đẳng cấp quốc tế (world class), 5
Sigma là mức tuyệt vời (excellent), 4 Sigma là
mức tốt (good), 3 Sigma là mức chấp nhận được
(acceptable), 2 Sigma là mức kém (poor) và 1
Sigma là mức không thể chấp nhận được
(unacceptable) Mục tiêu đề ra là đạt được 6
Sigma và mức tối thiểu chấp nhận được là Sigma
bằng 3(9) Một kết quả kém tương ứng với số
lượng sai sót lớn của quá trình xét nghiệm Do
đó, thang Sigma là một chỉ điểm về hiệu năng
phương pháp xét nghiệm, cho phép PXN thực
hiện nội kiểm tra chất lượng xét nghiệm theo
một cách thức mềm dẻo tuỳ theo hiệu năng
phương pháp(5) Đây là phương pháp tiếp cận tốt
nhất cho các phòng xét nghiệm lâm sàng, đặc
biệt ở những phòng xét nghiệm tại các nước
đang phát triển, nơi mà các nguồn lực hạn chế
Trên thế giới, phương pháp sigma (Sigma
quality metrics) được áp dụng vào đánh giá hiệu
năng phương pháp của các xét nghiệm hoá sinh
từ những năm 2000(7) Tuy nhiên, tại Việt Nam
việc áp dụng thang Sigma trong quản lý chất
lượng xét nghiệm còn khá mới mẻ Nghiên cứu
này được thực hiện với mục tiêu: Đánh giá hiệu
năng phân tích (analytical performance) của các
xét nghiệm hóa sinh lâm sàng bằng thang Sigma
ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chất liệu và trang thiết bị sử dụng
Mẫu chứng đông khô thương mại (chứng huyết thanh mức 1, mức 2) của Randox Vật liệu ngoại kiểm chất lượng xét nghiệm hoá sinh thường quy Riquas của Randox Hoá chất thuốc thử (chất chuẩn, thuốc thử) của hãng Beckman Coulter để thực hiện các xét nghiệm trên mẫu vật liệu kiểm tra chất lượng (mẫu chứng) và mẫu ngoại kiểm Máy xét nghiệm hoá sinh tự động Beckman Coulter AU 2700, AU 680
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm trong Phòng xét nghiệm
Mẫu nghiên cứu
Toàn bộ dữ liệu nội kiểm ở cả 2 mức nồng độ
và ngoại kiểm trong vòng 6 tháng của 24 xét nghiệm hóa sinh thường quy: Urê, Creatinin, Glucose, Protein toàn phần, Albumin, Cholessterol, Na+, K+, Cl-, Ca2+, Mg2+, Sắt, Phosphat vô cơ, Bilirubin toàn phần, AST, ALT, ALP, GGT, LDH, CK, Amylase, Triglycerid, Acid uric, Lactat
-Nghiên cứu được tiến hành tại Khoa sinh hóa Bệnh viện Nhi Trung ương; thời gian từ tháng 01/2016 đến 06/2016
-Xử lý số liệu bằng phần mềm Excel
Các biến số và chỉ số trong nghiên cứu
-Đánh giá độ chụm (precision) của xét nghiệm thông qua SD, CV thu được từ kết quả nội kiểm trong vòng 6 tháng Độ chụm chấp nhận được khi hệ số biến thiên (CV) nhỏ hơn độ không chính xác tối đa cho phép (allowable imprecision – I%)
-Đánh giá độ xác thực (accuracy) của xét nghiệm thông qua Độ lệch (Bias) từ kết quả ngoại kiểm trong 6 tháng Độ lệch nhỏ hơn độ
Trang 3lệch mong muốn (allowable bias – B%) thì
phương pháp xét nghiệm xem như xác thực
- Tính toán giá trị Sigma cho các phương
pháp xét nghiệm dựa trên Sai số toàn bộ cho
phép TEa (%), CV (%) và Bias (%): Sigma = (TEa
– Bias)/CV(9,10)
Đạo đức nghiên cứu
Nghiên cứu thực hiện vì mục đích khoa học Vật liệu sử dụng là các mẫu QC và mẫu ngoại kiểm, không phải là các mẫu bệnh phẩm
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Bảng 1 Độ chụm của các xét nghiệm hoá sinh trên hai máy AU2700 và AU680
STT Xét nghiệm Độ không chính xác cho phép* (%) CV của QC1 (%) CV của QC2 (%)
AU 2700 AU 680 AU 2700 AU 680
* Độ không chính xác tối đa cho phép được trích dẫn từ http://westgard.com/biodatabase1.htm (2)
Nhận xét: Phần lớn các xét nghiệm trên cả
hai máy xét nghiệm AU 2700 và AU 680 có hệ số
biến thiên nhỏ hơn độ không chính xác tối đa
cho phép Tuy nhiên có một số xét nghiệm có hệ
số biến thiên lớn hơn độ độ không chính xác tối
đa cho phép: creatinin, ALP, LDH ở mức QC1; K
ở mức QC2 và Protein, Albumin, Cholesterol,
Na, Clo, Ca, Mg ở cả hai mức QC (máy AU
2700); xét nghiệm ALP mức QC1 và các xét
nghiệm Protein, Albumin, Na, Clo, Ca, Mg ở cả
hai mức QC (máy AU 680) Nhìn chung các xét
nghiệm ở máy AU 680 có hệ số biến thiên thấp
hơn so với máy AU 2700, tuy nhiên sự chênh lệch là không đáng kể trừ một số xét nghiệm như Bil-T ở mức QC2 và AST ở cả 2 mức QC
Bảng 2 Độ lệch của các xét nghiệm hoá sinh trên hai
máy AU2700 và AU680
STT Xét nghiệm Độ lệch cho phép * (%) Độ lệch* *(%)
AU 2700 AU680
6 Cholesterol 4,1 0,8 0,6
Trang 4STT Xét nghiệm Độ lệch cho phép * (%) Độ lệch* *(%)
AU 2700 AU680
22 Triglycerid 9,57 1,7 0
23 Acid uric 4,87 0,9 0,3
*Độ lệch cho phép được trích dẫn từ
http://westgard.com/biodatabase1.htm (2)
** Độ lệch được tính toán từ dữ liệu ngoại kiểm 6 tháng
Nhận xét: Độ lệch của phần lớn các xét
nghiệm trên hai máy đều nhỏ hơn độ lệch cho
phép Một số xét nghiệm độ lệch lớn hơn độ lệch
cho phép như Na trên hai máy xét nghiệm;
Albumin, Clo trên máy AU2700 và Protein, Ca,
Mg trên máy AU680
Bảng 3 Giá trị sigma của các xét nghiệm trên hai
máy AU2700 và AU680
STT Xét nghiệm TEa* (%) Sigma của QC1 Sigma của QC2
AU2700 AU680 AU2700 AU680
1 Urê 15,5 5,42 7,13 6,22 5,1
2 Glucose 6,96 3,53 3,97 3,49 4,57
3 Creatinin 8,87 2,73 3,2 3,63 3,91
4 Protein 3,63 1,22 1,23 1,14 1,27
5 Albumin 4,07 0,85 2,29 0,88 2,21
6 Cholesterol 9,01 2,45 3,18 2,51 4,25
7 Na 0,73 0,03 0,13 0,03 0,14
8 K 5,61 4,09 3,91 1,58 5,03
9 Clo 1,5 0,58 1,27 0,56 1,45
10 Ca 2,55 1,11 0,02 0,88 0,03
11 Mg 4,8 1,18 0,7 1,33 0,59
12 Fe 30,7 9,08 10,36 9,3 15,2
13 IP 10,11 2,11 4,10 2,55 4,94
14 BIL –T 26,94 7,87 10,75 3,52 10,17
15 AST 16,99 2,68 4,46 3,97 6,60
16 ALT 27,48 3,6 5,14 8,51 13,92
STT Xét nghiệm TEa* (%) Sigma của QC1 Sigma của QC2
AU2700 AU680 AU2700 AU680
17 ALP 12,04 2,87 3,35 3,51 3,52
18 GGT 22,11 8,59 11.56 11,49 12,12
19 LDH 11,4 2,13 2,92 2,73 2,91
20 CK 30,3 6,62 6,83 9,4 9,32
21 Amylase 14,6 3,33 4,51 3,48 4,61
22 Triglycerid 25,99 9,17 10,11 7,14 6,20
23 Acid uric 11,97 7,28 7,23 8,08 9,47
24 Lactat 30,4 7,62 15,21 7,01 14,58
*Sai số toàn bộ cho phép được trích dẫn từ http://westgard.com/biodatabase1.htm (2)
Nhận xét: Trên máy AU 2700: Một số xét
nghiệm có giá trị sigma nhỏ hơn 3 như Creatinin, AST, ALP ở mức QC1; K ở mức QC2 và các xét nghiệm Protein, Albumin, IP, Cholesterol, Na, Clo, Ca, Mg, LDH ở cả hai mức nồng độ Trên máy AU 680: phần lớn các xét nghiệm có giá trị sigma lớn hơn 3 (17/24 xét nghiệm) trừ các xét nghiệm Protein, Albumin, Na, Clo, Ca, Mg, LDH có giá trị sigma nhỏ hơn 3 ở cả hai mức nồng độ Nhìn chung, phần lớn các xét nghiệm có giá trị sigma của máy AU680 lớn hơn máy AU2700 tuy nhiên hiệu năng các xét nghiệm gần như
là tương đồng, ngoại trừ xét nghiệm QC mức 1 của Creatinin, AST, ALP; QC mức 2 của K và trên cả hai mức của Cholesterol, IP
BÀN LUẬN
Thực nghiệm đánh giá độ chụm cho thấy phần lớn các xét nghiệm có hệ số biến thiên (CV) nhỏ hơn độ không chính xác tối đa cho phép Tuy nhiên vẫn còn một số xét nghiệm có CV lớn hơn độ không chính xác tối đa cho phép như Creatinin, ALP, LDH ở mức QC1; K ở mức QC2; Protein, Albumin, Cholesterol, Na, Clo, Ca, Mg ở
cả hai mức QC trên máy AU 2700 và trên máy
AU 680 gồm xét nghiệm ALP mức QC1; các xét nghiệm Protein, Albumin, Na, Clo, Ca, Mg ở cả hai mức QC Trong nghiên cứu này, độ không chính xác tối đa cho phép của các xét nghiệm được xây dựng dựa trên biến thiên sinh học Với một số chất phân tích như điện giải đồ, Albumin, Protein, biến thiên sinh học là rất nhỏ, do vậy tiêu chuẩn sử dụng ở đây có thể là quá ngặt
Trang 5nghèo, khắt khe(4) Tuy nhiên, PXN cần lưu tâm
về vấn đề này và cần thực hiện nhiều biện pháp
kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để cải thiện
độ chụm cho các xét nghiệm này Kết quả Bảng 1
cho thấy CV của hầu hết các xét nghiệm ở máy
AU680 thấp hơn so với máy AU2700, điều này
phù hợp với thực tế phòng xét nghiệm, máy
AU680 mới được đưa vào sử dụng trong khi
máy AU2700 có thời gian sử dụng lâu hơn, do
vậy có thể máy không còn vận hành ở trạng thái
tối ưu nữa
Thực nghiệm đánh giá độ xác thực của xét
nghiệm thông qua độ lệch thu được bằng cách
tham gia vào các chương trình ngoại kiểm Độ
lệch có giá trị càng nhỏ thì giá trị đo được càng
gần với giá trị thực và độ xác thực càng cao Kết
quả thu được từ bảng 2 cho thấy độ lệch của các
xét nghiệm hầu hết đều nhỏ hơn độ lệch cho
phép Tuy nhiên vẫn còn một số xét nghiệm
chưa đạt được tiêu chuẩn này như xét nghiệm
Na trên hai máy xét nghiệm; Albumin, Clo trên
máy AU2700 và Protein, Ca, Mg trên máy
AU680, nghĩa là các xét nghiệm này độ xác thực
chưa cao
Kết quả từ bảng 3 thể hiện giá trị sigma của
các xét nghiệm trên hai máy xét nghiệm hóa sinh
khác nhau Phần lớn xét nghiệm đều có giá trị
sigma lớn hơn 3 và khá tương đồng giữa hai
mức nồng độ trên cùng một máy và giữa hai
máy khác nhau Trên máy xét nghiệm AU 2700,
số xét nghiệm có giá trị sigma nhỏ hơn 3 nhiều
hơn, đó là các xét nghiệm như Creatinin, AST,
ALP ở mức QC1; K ở mức QC2 và các xét
nghiệm Protein, Albumin, Cholesterol, Na, Cl,
Ca, Mg, Phosphat vô cơ, LDH ở cả hai mức nồng
độ Kết quả trên máy AU680 có phần tốt hơn và
tương đồng hơn giữa hai mức nồng độ, các xét
nghiệm có sigma nhỏ hơn 3 bao gồm các xét
nghiệm Protein, Albumin, Na, Cl, Ca, Mg, LDH
ở cả hai mức nồng độ Sở dĩ một số xét nghiệm
có giá trị sigma thấp như vậy do trong nghiên
cứu này tiêu chuẩn TEa dựa trên biến thiên sinh
học Như đã trình bày ở trên, biến thiên sinh học
của một số chất phân tích là rất nhỏ, do đó tiêu
chuẩn hiệu năng phương pháp dựa trên biến thiên sinh học có thể là quá ngặt nghèo và khó có thể đạt được cho một số xét nghiệm Kết quả nghiên cứu này khá tương đồng với nghiên cứu của Koen Hens và cộng sự năm 2014 Theo nghiên cứu này, các xét nghiệm Albumin, Na, K,
Cl, Ca, Mg ở cả 2 mức QC; Creatinin, LDH mức QC1 và Protein ở mức QC2 đều có giá trị sigma nhỏ hơn 3 khi sử dụng TEa dựa trên biến thiên sinh học(4) Tuy nhiên, khi các tác giả sử dụng tiêu chuẩn TEa của CLIA và của Hội đồng y khoa Đức về đánh giá chất lượng xét nghiệm định lượng cho phòng xét nghiệm y khoa thì hiệu năng của các xét nghiệm trên có thể hoàn toàn chấp nhận được, thậm chí giá trị sigma còn
ở mức 5, 6 hoặc lớn hơn TEa dựa trên biến thiên sinh học có thể xem như là một tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất, tuy nhiên tính thích đáng của chúng còn là vấn đề tranh cãi(4) Có thể lấy ví dụ với xét nghiệm albumin, TEa theo CLIA là 10% trong khi TEa dựa trên biến thiên sinh học là 3,9% Như vậy, khi dùng tiêu chuẩn biến thiên sinh học thì sigma dưới 3, còn tiêu chuẩn của CLIA thì hiệu năng phương pháp lại hoàn toàn chấp nhận được Đây cũng chính là khó khăn cho phòng xét nghiệm khi quyết định lựa chọn tiêu chuẩn TEa Koen Hens và cộng sự gợi ý có thể lựa chọn TEa từ nhiều nguồn khác nhau và phòng xét nghiệm có thể dựa trên kinh nghiệm thực tiễn về thực hành và chuyên môn để lựa chọn TEa cho phù hợp(4) Một số nghiên cứu đánh giá hiệu năng phương pháp dựa trên thang sigma sử dụng tiêu chuẩn TEa của CLIA cho thấy phần lớn các xét nghiệm có sigma lớn hơn 3
và thực tế chứng minh các xét nghiệm này đáp ứng nhu cầu thực hành lâm sàng(4,6,8) Như vậy, các phòng xét nghiệm hoàn toàn có thể lựa chọn
sử dụng các tiêu chuẩn chất lượng có thể đạt được và duy trì được khi áp dụng thang sigma trong kiểm soát chất lượng
Kết quả nghiên cứu cho thấy giá trị sigma của các xét nghiệm là khác nhau và có sự chênh lệch giữa hai máy, giá trị sigma của hầu hết các xét nghiệm trên máy AU 680 cao hơn so với trên
Trang 6máy AU 2700 Tuy nhiên hiệu năng xét nghiệm
giữa hai máy gần như là tương đồng Sự khác
nhau về giá trị sigma của cùng một xét nghiệm
được thực hiện trên hai máy chỉ ra vấn đề khác
biệt về kết quả xét nghiệm trên hai máy Phòng
xét nghiệm cần phải điều tra nguyên nhân, đưa
ra biện pháp khắc phục và thực hiên so sánh độ
tương đồng của hai máy trước khi thực hiện xét
nghiệm trên cả hai máy Các xét nghiệm có
sigma nhỏ hơn 3 thì chất lượng xét nghiệm
không được đảm bảo ngay cả khi chạy QC nhiều
lần, cần phải tiến hành phân tích nguyên nhân
gốc rễ, cải thiện hiệu năng phương pháp và áp
dụng một quy trình QC nghiêm ngặt để đảm
bảo kết quả đưa ra là tin cậy Do đó cần phải
thiết kế quy trình QC tương ứng với giá trị
sigma cho từng xét nghiệm để đảm bảo chất
lượng xét nghiệm
KẾT LUẬN
Phần lớn các xét nghiệm hoá sinh (17/24 xét
nghiệm) của Phòng xét nghiệm có giá trị sigma
lớn hơn 3 ở cả hai mức nồng độ và cho kết quả
tương đồng giữa hai máy phân tích Có thể sử
dụng thang Sigma để thường xuyên đánh giá
hiệu năng của các xét nghiệm dựa trên các dữ
liệu nội kiểm và ngoại kiểm sẵn có của phòng xét
nghiệm Hiệu năng của các xét nghiệm dựa trên
thang Sigma còn hữu ích để so sánh sự tương
đồng của các xét nghiệm được thực hiện trên hai
hay nhiều máy
TÀI LIỆU THAM KHẢO
a Quality Management Tool: Evaluation of Performance in
Laboratory Medicine Quality management and six sigma
InTech Open Science
www.westgard.com/biodatabase1.htm [(accessed on 4 March
2018)]
3 Harry M, Schroeder R (2000) Six sigma: The breakthrough management strategy revolutionizing the world’s top
corporations New York: Currency
4 Hens K, Berth M, Armbruster D et al (2014) Sigma metrics
used to assess analytical quality of clinical chemistry assays:
importance of the allowable total error (TEa) target Clin Chem
Lab Med CCLM, 52(7): 973- 980
contributes to effective cost and man-hour saving in chemical
pathology laboratory Clin Biochem Rev, 35: S20 - 21
6 Nanda SK, Ray L (2013) Quantitative application of Sigma
metrics in medical biochemistry Journal of Clinical and
Diagnostic Research, 7(12): 2689- 2691
7 Nevalainen D, Berte L, Kraft C, et al (2000) Evaluating
laboratory performance on quality indicators with the Six
sigma scale Arch Pathol Lab Med, 124: 516-519
8 Singh B, Goswami B, Gupta VK et al, (2011) Application of
Sigma Metrics for the Assessment of Quality Assurance in Clinical Biochemistry Laboratory in India: A Pilot Study
Indian J Clin Biochem, 26(2): 131–135
quality management in medical laboratoories Clin Chem Lab
Med, 54(2): 223- 233
10 Westgard JO, Klee GG (2006) Quality management In: Burtis
CA, Ashwood ER, Bruns DE, editors Tietz textbook of clinical
chemistry, 4th ed Philadelphia: Sauders
Ngày phản biện nhận xét bài báo: 09/02/2018