Návaznost výsledků měření
1. Návaznost
Návaznost je nezbytnou a nepostradatelnou podmínkou dosažení srovnatelnosti/kompatibility/zaměnitelnosti výsledků měření a hodnot standardů (referenčních materiálů).
2. Co je návaznost a čeho se týká?
· odvoditelnosti výsledků měření a hodnot referenčních materiálů od reference (referenčního materiálu/referenční metody)
· nepřerušený řetězec srovnávání s vyššími a nižšími třídami referenčních materiálů, zprostředkovaný kalibracemi
· s každým pohybem v řetězci od jednotky měření až po výsledek rutinního měření roste nejistota
· nejistota nesmí překročit požadavky, kladené na kvalitu (viz JCTLM), jinak nemá návaznost žádný význam
· návaznost se netýká metod a postupů, ale jen výsledků měření a hodnot standardů.
Problém měření v oblasti medicíny
Odjakživa platí ve fyzice jako samozřejmost, že způsob provedení experimentu nesmí ovlivňovat jeho výsledek. Srovnatelnost výsledků je tedy jejich klíčovou vlastností, umožňující smysluplné porovnání výsledků, vlastností a jevů bez ohledu na to, kde byly pozorovány, měřeny a získány (čas, hmotnost, délka aj.).
Pracovníci zdravotnických laboratoří na tento princip, umožňující popsat a pochopit vlastnosti světa, často rezignovali a rezignují a považují za naprosto normální stav, kdy výsledek měření je závislý na způsobu, jakým byl získán.
3. Řetězec metrologické návaznosti
Řetězec návaznosti musí být nepřerušený. Na každé úrovni řetězce musí být určena nejistota přenesené hodnoty. Nejistota nesmí přesáhnout velikost potřebnou k zamýšlenému účelu. Schémata návaznosti mají charakter pyramidy, kdy mezi jejím nejvyšším stupněm (jednotkou měření SI) a nejnižším (výsledkem rutinního měření) je hierarchizovaný vztah. Pohyb v řetězci návaznosti reflektuje tuto hierarchii. Začíná u jednotky měření a končí u rutinního měření.
Charakter změn nastávajících při pohybu v řetězci návaznosti od vrcholu k základu pyramidy:
|
Charakteristika |
Změna |
|
Finanční náklady |
¯ |
|
Dostupnost |
|
|
Nejistota měření |
|
|
Pravdivost |
¯ |
|
Poznámka: Směr šipky značí směr změny. |
|
4. Podmínky srovnatelnosti a metrologická návaznost
Dvě laboratoře používají ke stanovení výsledků (y) dva různé referenční materiály (x1, x2).
Výsledek v první laboratoři y1 = f1 (x1)
Výsledek v druhé laboratoři y2 = f2 (x2)
Výsledky y1 a y2 jsou rozdílné. Nelze rozhodnout, zda za rozdílem je skutečný rozdíl látkového množství nebo různost referencí x1 a x2 nebo případně obojí.
Pokud však jsou obě reference návazné ke společnému CRM (x0), pak:
y1 = f1 (x0)
y2 = f2 (x0)
Návaznost výsledku ke společné referenci dovoluje smysluplné porovnání a jednoznačné rozhodnutí o příčině případné diference mezi výsledky.
5. Struktura zajištění metrologické návaznosti
· Specifikace měřené veličiny
· Požadovaná nejistota měření
· Výběr měřicího postupu
· Validace
· Referenční materiály
· Odhad nejistoty
|
Specifikace měřené veličiny |
Známá molekulová hmotnost, struktura, isotopické, krystalické a enantiometrické složení. To je velký problém při měření proteinů, kde je často specifikace analytu minimální. V imunochemii to předpokládá existenci mapy epitopů, v proteomice znalost struktur proteinových makromolekul. Další problém je dodržení dostatečně identické struktury a konformace referenčních materiálů a reálných vzorků.
|
|
Požadovaná nejistota měření |
Požadavky na nejistotu musí korespondovat se zamýšleným účelem měření. Proto mají být definovány v laboratorní medicíně z hlediska potřeb diagnostických rozhodování a terapeutických procesů. Platí dvě zásady: - odhad nejistoty měření nemůže být menší, než nejistota reference - pokud je nezbytné snížit nejistotu, musí se zvýšit četnost a šíře kontrolních činností V laboratorní medicíně připadá velký podíl nejistot právě na nedostatečnou specifikaci měřené veličiny!
|
|
Výběr měřicího postupu |
Nejobvykleji je měřicí postup realizován na podkladě Směrnice IVD 98/79 ES. Postup je poskytnut výrobcem IVD. Měřicí postupy by měly být v souladu s doporučeními o diagnostice a terapii specifických chorob. Měřicí postupy IVD jsou detailní, přesně popsané, doprovázené všemi potřebnými výpočty, návody k vnitřnímu řízení kvality včetně k tomu účelu doporučených kontrolních materiálů. Zahrnují úplný popis podmínek a vlivů, ovlivňujících průběh a výsledek měření. Nepřipouštějí žádnou modifikaci. Řada měřicích postupů je vydávána přímo formou evropských norem - EN (pro rozbor půdy, životního prostředí apod.). Všechny měřicí postupy podléhají validaci.
|
|
Validace |
Zajištění návaznosti nemůže být prováděno u postupů, které nejsou předem validované, tj. u kterých není potvrzena vhodnost pro zamýšlený účel použití. Metody v rámci Směrnice IVD jsou validované. Musí však být prováděna jejich periodická verifikace v jednotlivých laboratořích. Sebelépe validovaná metoda se nemůže vyhnout periodické verifikaci. Nejčastějšími účinnými nástroji verifikace jsou: - vnitřní kontrola kvality - stanovování vychýlení - mezilaboratorní porovnávání
|
|
Referenční materiály/měřicí postupy |
Zajišťují relevantní hodnocení měřicích postupů a jejich kalibraci. Hodnocení s použitím referenčních materiálů se týká klíčových aspektů návaznosti - validace a verifikace výkonnostních charakteristik a nejistoty měření. Kalibrace je zase technickým nástrojem přenosu hodnot od jednotky měření k výsledku, takže je přímým realizátorem návaznosti.
|
|
Odhad nejistoty |
Nejistotu lze nejobecněji chápat jako kvantifikaci toho, zda bylo požadavků pro zamýšlený účel použití zkoušky dosaženo. Základními složkami celkové nejistoty měření jsou : - precisnost - vychýlení a odhad nejistoty jeho určení - nejistota použité reference/kalibrace Minimum
výsledku měření splňujícího požadavky zamýšleného účelu: - dostatečně nízká nejistota reference v kontextu zamýšleného účelu použití - dodržení požadavků na měřicí přístroje, kalibraci a prvky systému řízení kvality - vyhodnocení odhadu celkové nejistoty - ujištění, že hodnota celkové nejistoty vyhovuje zamýšlenému použití s tím, že taková hodnota byla již předem stanovena jako obecně akceptované kriterium
|
6. Dokumentace metrologické návaznosti v laboratoři
K tomuto účelu slouží kalibrační certifikáty, obsahující minimálně:
· dokumentaci všech kalibrátorů
· dokumentaci fyzikálních standardů (včetně fyzikálních), souvisejících s procesem měření v dané laboratoři.
7. Specifika návaznosti výsledků měření v laboratorní medicíně
Zatímco návaznost v obecné chemii je kodifikovaná dokumentem Eurachem/CITAC 2003, přeloženým do češtiny v roce 2004 jako součást publikace Kvalimetrie 14 [8], je realizace a zajištění návaznosti v laboratorní medicíně podložena speciálními normami ISO 17511 a ISO 18153 (speciálně pro katalytické koncentrace enzymů).
Potřeba formulovat proces návaznosti v laboratorní medicíně separátně tkví ve faktu, že pouze maximálně 20 % měřených veličin disponuje referenčními materiály. Příčinou je nedostatečná znalost složitých biologických struktur, důsledkem je špatná specifikace měřené veličiny - neexistence referenčního materiálu je jedním z jejich projevů. Situace se postupně řeší pomocí práce komise JCTLM (BIPM).
8. Řetězce návaznosti v laboratorní medicíně (podle norem ISO 17511 a ISO 18153)
Je popsáno pět různých řetězců. Jen jeden z nich je plnohodnotný, dosahující až k PRM tedy realizující návaznost k jednotce měření. Ve dvou případech se odvíjí návaznost z matričních CRM, ve dvou ostatních známe jen návaznost na referenční nebo dokonce jen určenou - zvolenou rutinní metodu.
Demonstrace
mezinárodního referenčního systému měření cholesterolu
Jednotka měření se ztělesní navážkou substance SRM®
- NIST 911 do isopropanolu jako primární referenční materiál PRM. Referenční
metodou ID-GC(LC)/MS, kalibrovanou PRM se přenese hodnota na sadu matričních
CRM, realizovaných hluboce zmrazenými vzorky nativních lidských krevních sér.
Hodnoty CRM se přenesou porovnávacím experimentem na pracovní kalibrátory
jednotlivých výrobců. Takto se zajistí návaznost na SI jednotky. Pracovní
kalibrátory poté přenesou hodnotu se zajištěnou návazností na výsledky získané
rutinním měřicím postupem. Touto činností se zabývá mezinárodní síť
referenčních laboratoří. Všechny jsou akreditované a jejich výkon je pravidelně
posuzován výsledky mezilaboratorních porovnávání.
Rozbor návaznosti
obecného fotometrického měření
Cílem měření je výpočet koncentrace látky ve vzorku Cv
Veličiny, z nichž se Cv počítá: Sv – odezva/signál vzorku, Scal – odezva/signál kalibrátoru, Ccal – koncentrace kalibrátoru, V - objem vzorku, m - hmotnost substance standardu.
Zajištění jejich návaznosti:
Návaznost objemů a hmotnosti zajistí metrologická služba (v ČR ČMI a jeho laboratoře) – provede verifikaci, zdali příslušné hodnoty leží v intervalu nejistoty.
Ccal - návaznost hodnoty kalibrátoru zajistí přenos jeho hodnoty z reference experimentálním porovnáním, nebo odvozením. Obvykle realizuje kalibrační /referenční laboratoř.
Návaznost hodnot odezev/signálů (S) není přímo realizovatelná, protože nejsou dostupné jednotky měření. Je nutné zajistit stabilitu poměru Sv/Scal (signálů, generovaných reálným vzorkem a kalibrátorem). Stabilita je dána mezilehlou přesností, která se zjistí v procesu validace. Validovat je nezbytné ještě minimálně měřicí rozsah a vychýlení. V případě potřeby, dané zamýšleným účelem měření také mez stanovitelnosti a interference.
Další informace
Bedřich Friedecký, Josef Kratochvíla, Zdeněk Kubíček
recenze Zbyněk Plzák