Phân biệt sai số và độ không đảm bảo đo của xét nghiệm

Trong phòng xét nghiệm, hai từ "sai số" và "độ không đảm bảo đo" thường bị dùng lẫn lộn, nhất là từ khi ISO 15189:2022 yêu cầu phòng xét nghiệm phải đánh giá độ không đảm bảo đo của các đại lượng định lượng.^[3] Hai khái niệm đều nói về "kết quả lệch bao nhiêu so với sự thật", nhưng trả lời hai câu hỏi khác nhau. Sai số hỏi: kết quả này lệch bao nhiêu so với giá trị quy chiếu? Độ không đảm bảo đo hỏi: với kết quả này, khoảng giá trị hợp lý của đại lượng đo nằm trong phạm vi nào? Bài viết giúp phân biệt rõ hai khái niệm và cho thấy cách tận dụng dữ liệu nội kiểm để tính độ không đảm bảo đo.

Sai số đo là gì?

Theo từ vựng đo lường quốc tế (VIM), sai số đo là hiệu giữa giá trị đo được và một giá trị quy chiếu của đại lượng đo.^[1] Nói đơn giản: kết quả trừ đi giá trị "đúng" (hoặc giá trị được chấp nhận là đúng). Sai số có dấu (dương hoặc âm) và là một con số cụ thể cho một lần đo cụ thể.

Vì giá trị đúng thật sự không bao giờ biết chắc, trong thực hành ta dùng giá trị quy chiếu: giá trị gán của vật liệu chuẩn, của mẫu ngoại kiểm, hoặc kết quả của phương pháp quy chiếu.

Sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên

Sai số đo thường được tách thành hai thành phần:

• Sai số hệ thống: thành phần giữ nguyên hoặc thay đổi có quy luật khi đo lặp lại. Thước đo của nó là độ chệch (bias). Nguyên nhân hay gặp: hiệu chuẩn lệch, thuốc thử đổi lô, ảnh hưởng nền mẫu.
• Sai số ngẫu nhiên: thành phần thay đổi không đoán trước giữa các lần đo lặp. Thước đo của nó là độ lệch chuẩn hay hệ số biến thiên (CV), phản ánh độ chụm.

Với người làm nội kiểm, đây là những khái niệm quen thuộc: quy tắc Westgard phát hiện sai số hệ thống (ví dụ 2_2s, 4_1s, 10_x) và sai số ngẫu nhiên (ví dụ 1_3s, R_4s). Độ chệch và độ chụm cũng là hai đại lượng được kiểm tra khi xác nhận phương pháp, chẳng hạn theo CLSI EP15-A3.^[5] Phần phần mềm nội kiểm của QC xn360 hỗ trợ theo dõi các thành phần này hằng ngày.

Sai số có thể hiệu chỉnh, nhưng chỉ phần đã biết

Điểm cốt lõi: nếu đã biết độ lớn và chiều của sai số hệ thống, ta có thể hiệu chỉnh kết quả (hoặc hiệu chuẩn lại máy). Tuy nhiên chính độ chệch ta ước lượng cũng có độ không chắc chắn của nó, nên sau hiệu chỉnh vẫn còn phần dư. Phần dư và sai số ngẫu nhiên chính là nơi khái niệm tiếp theo xuất hiện.

Độ không đảm bảo đo là gì?

Theo VIM, độ không đảm bảo đo là thông số không âm đặc trưng cho độ phân tán của các giá trị đại lượng được gán cho đại lượng đo, dựa trên thông tin đã sử dụng.^[1] Hướng dẫn GUM mô tả phương pháp đánh giá và biểu diễn thông số này.^[2]

Hiểu theo cách thực dụng: kết quả xét nghiệm không phải một điểm mà là một khoảng. Khi báo "glucose 5,6 mmol/L ± U", ta nói rằng giá trị của đại lượng đo nhiều khả năng nằm trong khoảng 5,6 − U đến 5,6 + U, với một mức tin cậy xác định.

Độ không đảm bảo chuẩn, tổng hợp và mở rộng

Ba thuật ngữ thường gặp:

• Độ không đảm bảo chuẩn (u): biểu diễn bằng một độ lệch chuẩn của từng nguồn.
• Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp (u_c): kết hợp các thành phần độc lập, thường bằng căn bậc hai tổng bình phương.
• Độ không đảm bảo mở rộng (U): U = k × u_c, với hệ số phủ k. Chọn k = 2 cho mức tin cậy khoảng 95 %.

Độ không đảm bảo đo có thể biểu diễn tuyệt đối (cùng đơn vị với kết quả) hoặc tương đối (phần trăm). Vì giá trị thường thay đổi theo nồng độ, nên báo theo từng mức nồng độ hoặc theo dải.

Bảng so sánh sai số và độ không đảm bảo đo

Một cách nhớ: sai số là "đã lệch bao nhiêu" (nếu biết đáp án), còn độ không đảm bảo đo là "có thể lệch trong khoảng bao nhiêu" (kể cả khi chưa biết đáp án).

Ví dụ minh họa bằng số

Các con số dưới đây do tác giả tự đặt để minh họa, không phải số liệu của một phương pháp hay hãng cụ thể.

Sai số. Một mẫu ngoại kiểm có giá trị gán glucose là 5,5 mmol/L. Phòng xét nghiệm đo được 5,6 mmol/L. Sai số = 5,6 − 5,5 = +0,1 mmol/L, tức khoảng +1,8 %. Đây là một con số cho một lần đo so với một giá trị quy chiếu.

Độ không đảm bảo đo. Giả sử ở mức nồng độ tương tự, nội kiểm dài hạn cho CV = 2,0 % (độ chụm trong phòng, u_Rw), và độ không đảm bảo của chất hiệu chuẩn quy về tương đối là u_cal = 1,0 %. Khi độ chệch đã được kiểm soát (hiệu chỉnh hoặc không đáng kể):

u_c = √(u_Rw² + u_cal²) = √(2,0² + 1,0²) ≈ 2,2 %

U = 2 × 2,2 % ≈ 4,5 % (k = 2)

Kết quả 5,6 mmol/L khi đó được diễn giải là 5,6 ± 0,25 mmol/L (4,5 % của 5,6 ≈ 0,25), tức khoảng 5,35 đến 5,85 mmol/L ở mức tin cậy khoảng 95 %.

Lưu ý hai con số này không mâu thuẫn mà bổ sung cho nhau: sai số +0,1 cho biết lần đo này lệch nhẹ về phía cao; U ≈ 0,25 cho biết ngay cả khi không có mẫu ngoại kiểm, ta vẫn phải chấp nhận khoảng dao động đó quanh kết quả.

Tính độ không đảm bảo đo từ dữ liệu nội kiểm

Hướng dẫn ISO/TS 20914 đề xuất cách tiếp cận "từ trên xuống" (top-down) cho phòng xét nghiệm y học: dùng dữ liệu đã có sẵn thay vì mô hình hóa từng bước của quy trình.^[4] Cách này rất hợp với phòng xét nghiệm đã duy trì nội kiểm đều đặn.

Các bước thực hiện

1. Xác định đại lượng đo và mức quyết định. Ví dụ glucose, creatinin, ở các nồng độ gần ngưỡng chẩn đoán hoặc giới hạn tham chiếu.
2. Tính u_Rw từ nội kiểm dài hạn. Dùng dữ liệu thu thập trong thời gian đủ dài, bao gồm nhiều lô thuốc thử, nhiều lần hiệu chuẩn, nhiều kỹ thuật viên; u_Rw chính là độ lệch chuẩn (hoặc CV) tích lũy này. Dữ liệu chỉ trong một ngày hay một lô sẽ đánh giá thấp độ không đảm bảo.
3. Lấy u_cal từ nhà sản xuất. Độ không đảm bảo của giá trị chất hiệu chuẩn (tính liên kết chuẩn đo lường) thường có trong tài liệu hãng cung cấp.
4. Xử lý độ chệch. Nếu đã hiệu chỉnh, chỉ tính độ không đảm bảo của phép hiệu chỉnh; nếu không hiệu chỉnh nhưng độ chệch không đáng kể, nêu rõ giả định. Nguồn dữ liệu độ chệch có thể là ngoại kiểm hoặc mẫu chuẩn; các cách xử lý chi tiết cần theo hướng dẫn trong ISO/TS 20914.^[4]
5. Tổng hợp và mở rộng. Tính u_c bằng căn bậc hai tổng bình phương, rồi nhân k = 2 để có U.
6. Xem xét định kỳ. Tính lại khi đổi hệ thống, đổi chất hiệu chuẩn hoặc khi dữ liệu nội kiểm thay đổi rõ rệt.

Nếu đã quen với bước xác nhận độ chụm và độ chệch, bạn đã có sẵn hầu hết nguyên liệu. Công cụ phần mềm xác nhận phương pháp giúp tính các số này một cách nhất quán, từ đó dùng cho độ không đảm bảo đo.

Những lỗi hay gặp

• Dùng CV trong ngày (độ lặp lại) thay cho CV dài hạn nên độ không đảm bảo đo bị đánh giá thấp.
• Nhầm độ lệch chuẩn của nhóm so sánh liên phòng với độ không đảm bảo đo của riêng phòng.
• Quên thành phần hiệu chuẩn hoặc độ chệch nên chỉ nói về độ chụm.
• Báo U mà không nói rõ hệ số phủ k và mức tin cậy.

Dùng sai số và độ không đảm bảo đo vào việc gì?

Hai khái niệm phục vụ hai mục đích khác nhau, không thay thế nhau.

Sai số dùng để đánh giá chất lượng phương pháp. Tổng sai số cho phép (TEa) là mục tiêu chất lượng; phòng xét nghiệm so sánh độ chệch và độ chụm thực tế với mục tiêu đó. Cách tính phổ biến của Westgard: tổng sai số TE = |độ chệch| + 1,65 × SD, và chỉ số Sigma = (TEa − |độ chệch|)/SD. Sigma càng cao thì càng cần ít quy tắc nội kiểm.

Độ không đảm bảo đo dùng để diễn giải kết quả. Khi kết quả sát ngưỡng quyết định (ví dụ glucose đói, HbA1c, creatinin), việc có xét đến U giúp bác sĩ hiểu rằng kết quả 7,0 và 7,1 có thể không khác nhau về mặt đo lường. Phòng xét nghiệm cũng đặt mục tiêu cho độ không đảm bảo đo (chẳng hạn dựa trên biến thiên sinh học) và so sánh U tính được với mục tiêu đó.

Cả hai nằm trong yêu cầu năng lực. ISO 15189:2022 yêu cầu đánh giá độ không đảm bảo đo của đại lượng đo và đảm bảo giá trị sử dụng của kết quả, bên cạnh kiểm soát chất lượng nội bộ và tham gia so sánh liên phòng.^[3] Hướng dẫn về biểu diễn độ không đảm bảo đo trong y học xét nghiệm cũng có trong CLSI EP29.^[6] Những văn bản pháp lý trong nước liên quan có thể tra ở mục Văn bản của trang.

Tóm tắt nhanh để nhớ

• Sai số = kết quả − giá trị quy chiếu; có dấu; gồm thành phần hệ thống (độ chệch) và ngẫu nhiên (độ chụm).
• Độ không đảm bảo đo = khoảng nghi ngờ quanh kết quả, luôn kèm hệ số phủ k và mức tin cậy.
• Sai số đã biết có thể hiệu chỉnh; độ không đảm bảo đo thì chỉ có thể giảm, không thể "trừ đi".
• Dữ liệu nội kiểm dài hạn là nguồn chính để tính độ không đảm bảo đo theo cách top-down, cộng thêm thành phần hiệu chuẩn và độ chệch.
• Dùng sai số để đánh giá phương pháp so với TEa; dùng độ không đảm bảo đo để diễn giải kết quả gần ngưỡng quyết định.

Các bài chuyên môn khác về nội kiểm và xác nhận phương pháp có trong mục Bài viết.