原中国计量科学研究院  施昌彦　江西省计量测试研究院  虞惠霞

　　四、检测实验室能力验证

　　(一)被测物品的制备
　　检测物品的制备由协调者承担，也可以分包或外包，应考虑到可能影响实验室间比对完好性的条件，诸如均匀性、抽样、稳定性、转运中可能的损坏及周围环境条件的影响。分发的被测物品在性质上应与参加实验室日常校准/检测的物品相类似，数量上取决于所需覆盖的范围。

　　实验室间检测比对应考虑样品的均匀性和稳定性。样品均匀性检测或稳定性保证都应在样品发送前得到落实。对性能稳定的样品只需考虑均匀性。样品均匀性检测方法可参见认可委公开文件CNAL/AG04:2003《能力验证样品均匀性评价指南》。检测比对路径，可参考如图2(见上期)所示的校准实验室量值比对路径来选择。

　　(二)处理能力验证数据的统计方法
　　1.指定值的确定
　　对于检测实验室，由于影响测量结果的因素往往较多，试验条件不易控制，测量结果出现离群值的概率较大。由于算术平均值受所有参加实验室比对结果的影响，尤其是当出现若干个特别大(或小)的离群值时，其对平均值的影响远大于正常值，而平均值的改变会影响其他实验室的比对结果，因此一般不以能力验证参加实验室的平均值作为参考值。

　　如果按照3s原则或格拉布斯准则剔除离群值，经常会遇到离群值所在实验室的抵制或反对，有时可能无足够证据表明采用该值确实是不可靠的。此外，由于各实验室间测量结果的分散性或样本标准差s也会受离群值的影响，因而有时也不能直接用3s原则或格拉布斯准则来剔除。

　　检测实验室能力验证的指定值使用的是从各参加实验室得到的公议值，考虑到极端结果的影响，可采用中位值作为指定值。所谓中位值，是指一组数据的中间位置的值，即有一半数据的值低于该值，而另一半数据的值高于该值。若数据的总数为奇数，则中位值为中间数的值[即第(n+1)/2个结果]；若数据的总数为偶数，则中位值为中间两数的平均值[即n/2与(n+2)/2个结果的平均值]。中位值的特点是不受过大或过小的离群值的影响。

　　2.能力统计量的计算
　　(1)z比分数
　　z比分数定义为:
    
　　式中:y——参加实验室对样品的测量结果；IQR′——标准四分位数间距。
　　由上式可以看出，中位值相当于，在能力验证中作为参考值；IQR′相当于s。事实上，z比分数的最大允许值就相当于包含因子k。
　　设在一组数据的高端和低端各有一个四分位数值(即1/4位置处的数值，通常是该位置两侧最近的两个测量结果的内插值)Q_H和Q_L，则四分位数间距IQR=Q_H-Q_L。IQR通常比s大，通过对标准正态分布计算可得，正态分布的IQR与s的比值为1.3490，于是标准四分位数间距IQR′为:
　　IQR′=IQR/1.3490=0.7431IQR

　　(2)实验室间z比分数(z_B)和实验室内z比分数(z_W)
　　假设A、B为参加实验室对“样品对”的两个测量结果，称为“结果对”。样品对可以是均匀对(即完全相同的两个样品)，也可以是分散对(即两个相似但略有不同，如不同等级的样品)。结果对的“标准化和值”S定义为(两测量结果之和会消除一部分随机误差的影响)，“标准化差值”D定义为(两测量结果之差可消除系统误差的影响)。
　　将S与D作为测量结果，按下式分别计算各个实验室的z_B和z_W:
    
　　综上所述，为将离群值的影响减至最小，检测实验室间的能力验证活动中常用的稳健统计量有:n(结果数量，即参加检测比对的实验室数量)、所有结果值的中位值(即公议值，以此代替算术平均值)、IQR′(标准四分位数间距，以此代替样本标准差s)，并由此计算出检测结果的z比分数。

　　3.能力验证结果的评价
　　当│z│≤2时，测量结果出现于该区间的概率在95%左右，通过。
　　当2<│z│<3时，测量结果出现于该区间的概率在5%左右，可疑，应查找原因。
　　当│z│≥3时，测量结果出现于该区间的概率小于1%，为小概率事件，离群，不通过。
　　为了寻找不通过的原因是由于实验室内的随机因素，还是实验室间的系统差别引起的，就需要计算z_W和z_B。
　　当│z_W│≥3时，表明由实验室内的随机因素所致。
　　当│z_B│≥3时，表明与其他实验室之间存在较大的系统差。

　　(三)示例
　　澳大利亚国家检测机构协会(NATA)选用均匀样品对A、C及单一样品B组成被测样品组，组织过一次关于微生物数量的能力验证，计算结果如表2所示。实验室间z比分数z_B和实验室内z比分数z_W是对于均匀样品对A、C的，z比分数是对于单一样品B的。缺编号为7、15、21、22、42号实验室的测量结果。“*”表明离群，即z比分数>3。“#”表示迟到的结果。
    

　　表2  计算结果[log(CFU/mL)]

　　从表2可知，第29号实验室对于样品对A、C有一个正向的实验室间z比分数的离群值(z_B=3.75)，对于样品B有一个正向的离群值(z=3.54)，表明测量结果偏大，并超过了本次检测比对所允许的范围，不能通过。
　　第20、24和33号实验室分别存在实验室内z比分数的离群值(z_W=-5.45、-4.05、3.60)，表明对于样品对A、C所得的结果之间的差异偏大，并超过了本次检测比对所允许的范围，也不能通过。
　　第13、19和26号实验室分别存在z比分数为2<│z│<3，应仔细查找原因，暂不宜通过。    

　　五、与能力验证报告有关的几个问题

　　1.能力统计量的选取、结果的评判以及对试验的某些特殊要求，应在能力验证前告知所有参加实验室，并取得一致意见。在试验结束后，也要按照原定的评判准则来判断试验结果。
　　2.对于比对周期较长的能力验证方案，主导实验室可能需要编制中期报告，列出各比对项目的统计量或初步评价结果，以便参加实验室及早了解自己的能力水平。当结果不可接受时，可以尽快开展原因调查并采取纠正措施。
　　3.通常，为各参加实验室的身份保密是大多数能力验证计划的政策之一。此时，在能力验证报告中参加实验室仅以代号表示。
　　4.在能力验证活动中，不宜对参加实验室进行基于En值和z比分数的排名，也不应做出“合格”与否的结论，而应使用“满意/不满意”或“离群”的概念。(续完)

能力验证及其在检测/校准实验室中的应用(上)