基于Bland—Altman差异分析图法系统误差的检出

[摘要] 目的 应用bland-altman（ 简称B-A） 方法作为检查工具，对两个检测系统间的系统误差进行分析。 方法 采用罗氏生化原装检测系统为XM系统，自建检测系统为XN系统，两种检测系统分别对50份新鲜的血清样本进行AST测定，应用Bland-Altman分析法对系统误差大小和类型进行分析。 结果 两系统间的固定误差为2.9 U/L，在CLIA室间评估指标范围内。 结论 Bland-Altman差异分析图法可以帮助直观地检查出两系统间的系统误差，存在的误差可以根据分析图进行修正。

[关键词] Bland- Altman 法；系统误差；检测系统；一致性

[中图分类号] R446.1 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2013）05（b）-0110-02

点图，计算差值的均数（d）以及差值的95%，即差值95%的一致性界限为（-1.96Sd，+1.96Sd），认为应该有95%的差值位于该一致性界限以内。通过分析散点的分布与一致性界限的位置关系，并且与专业上可接受的界限值相比较，如果一致性界限在临床上可以接受，则可以认为两种方法之间一致性较好。目前主要应用于两种测量方法的一致性，包括新方法和金标准的比较；某种测量方法的可重复性评估，及对同一批个体重复测量；比较两个观察者的一致性。本文主要应用Bland-Altman（ 简称B-A） 方法作为检查工具，对两个检测系统间的系统误差进行分析，现报道如下：

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品 50份新鲜的血清样本，其内含分析物浓度的分布范围覆盖高、中、低水平。

1.1.2 仪器与试剂 罗氏生化原装检测系统：罗氏Cobas P800全自动生化分析仪、罗氏谷草氨酸氨基转移酶（ AST）试剂盒、罗氏Cobas校准品组合为XM系统。自建检测系统：日立7080全自动生化分析仪、上海科华谷草氨酸氨基转移酶（AST）试剂盒、朗道校准品组合为XN系统。

1.2 方法

1.2.1 方法的选择 以系统作为XM第一种方法的检测系统，系统为XN第二种方法的检测系统。

1.2.2 样本测定 两种检测系统分别对50份新鲜的血清样本进行测定。

1.2.3 Bland-Altman差异分析图法（简称B-A法） 在二维的坐标图上，用X轴表示两种测量的平均值，Y轴表示两种方法测量值间的差值（d）；95%的一致性界限为（-1.96Sd，+1.96Sd）。如图1、2、3中上下两条水平线代表95%一致性界限的上下限，中间实线代表差值的均线，当代表均线的实线靠近Y=0时，表明两组测量数据的平均值差别较小，两种测量方法的系统误差较小， 有95%的比对点都在一致性区间内而且在临床上可以接受的，则可以认为这两种方法具有较好的一致性；除了一致性外，一些典型情况如下：如果当中一个方法总是测量出较高的结果，就会得到所有的点都高于或低于Y=0（图1）；如果差异图上的点散布如喇叭型（呈 “”随着数值变大越集中），则表示变异不相等（图2）；如果差异图上点的分布可以找到一条具有非零斜率的趋势线，这表明存在的比例误差（图3）。同时，考虑到抽样误差，除了95%一致性界限的上下限，还要有上下限的可信区间，计算上下限所对应的标准误一般为1. 71SE（d）[3]，即可计算出两条一致性界限分别对应的可信区间（图4）。

1.3 统计学方法

使用医学统计软件MedCalc（Version11.4.2.0）进行绘图分析。

2 结果

采用Bland-Altman法，95%一致性界限为（0.3 U/L，5.6 U/L），而下限的95%可信区间为（-0.36 U/L，0.96 U/L），上限的95%可信区间为（4.92 U/L，6.23 U/L）。综合起来，上下限的可信区间为（-0.36 U/L，6.23 U/L），4.0%（2/50）的点在一致性界限以外，6.0%（47/50）的点在一致性界限范围内，以XM系统与XN系统测得的谷草氨酸氨基转移酶（ AST）的数值相比，差值的绝对值最大为5.0 U/L，见图4，这种差异幅度在临床上可以接受（AST的在决定水平30 U/L处，最大总误差为6 U/L[4]），但是从图4可以看出，配对数据差值的均数（d）=2.9 U/L，均线的实线远离虚线（Y=0），95%一致性界限的下限也高出虚线（Y=0），XM系统较总是测量出较高的结果，与图1存在固定误差的情况相同，即检出的系统误差为主要表现为固定误差，只是存在的误差在临床上还是可接受的。

3 讨论

系统误差（SE）是指在在重复性条件下，对相同被测量进行无限多次测量所得结果的均值，与被测量真值的差异[5]。现今，在表达检测系统或方法的正确时，直接指的是检测系统间或方法学比较的系统误差[5]，也正是本文所叙述的系统误差，其等于误差减去随机误差，可再分为固定（或恒定）和比例的误差。

固定误差（CE）和比例系统（PE）误差是可以检出的[4]，可以通过绘制检测系统间或方法学比较的关系散点图，拟合回归方程式y=ax+b，方程式y轴截距（a）来定量估计固定误差，斜率（b）来估计比例误差；不存比例误差的情况下，还可以通过配对t检验来估计固定误差[6]。

但本文介绍的Bland-Altman差异分析图法则是通过绘制方法的差值与平均值的关系图来检出两检测系统间或方法学比较的系统误差或其他关系（如图1、2、3）。在本实例中，笔者借助MedCalc医学统计软件据能轻松、快速绘制出差异图，直观地、定量地检出了两个系统间的系统误差主要表现为固定误差（CE），CE值约为2.9 U/L，存在的总误差在临床上可接受，并且存在的误差，可以通过具有溯源性的XM系统减去差值的均数（d）从而对XN系统进行修正。

值得注意的是，平常所说的“偏倚图”也可以作为检查系统的工具，其是试验和参考方法之间的差值为y轴，参考方法的结果为x轴的图形[4]。但是，如果使用用参考方法所得的测量值作为x轴，此时可能导致观察到错误的测量间差值的散布趋势，掩盖测量间差值本身存在的真实散布趋势[7]，而且“偏倚图”也比Bland-Altman差异分析图法缺少了代表95%一致性界限的上下限和中间实线代表差值的均线。

综上，Bland- Altman 差异分析图法可以作为系统误差的另一种检查工具，综合考虑了系统间的系统误差和随机误差，具有独特的优势，直观、定量地检查出两系统间的系统，存在的误差还可以根据分析图进行修正。

[参考文献]

[1] Ludbrook J. Confidence in Altman-Bland plots：a critical review of the method of differences [J]. Clin Exp Pharmacol Physiol，2010，37（2）：143-149.

[2] BLand JM，Alman DG. Statistical methods for as sessing agreement between two methods of clinical measurement[J]. Lancet，1986，1：307-301.

[3] 陈卉. Bland-Altman 分析在临床测量方法一致性评价中的应用[J]. 中国卫生统计，2007，24（3）：308-309.

[4] 中华人民共和国卫生部医政司. 全国临床检验操作规程[M]. 3版. 南京：东南大学出版社，2006，58-81.

[5] 冯仁丰. 临床检验质量管理技术基础[M]. 2版. 上海：上海科学技术文献出版社，2007：76-81.

[6] 王治国. 临床检验方法确认与性能验证[M]. 北京：人民卫生出版社，2009：227-234.

[7] 王杨，陈涛，徐涛，等. Bland-Altman 分析结果散点分布趋势与测量方法变异程度间的关联度分析[J]. 中华疾病控制杂志，2012，16（6）：535-536.

（收稿日期：2013-03-27 本文编辑：魏玉坡）