應用LIS大數據建立0～3歲兒童血清FT3、FT4、TSH間接參考區間

蘇漢文，顧 劍，何 兵

(武漢大學人民醫院：1.檢驗科；2.兒科，湖北武漢 430060)

甲狀腺功能對兒童健康成長具有重要作用，而兒童甲狀腺功能在其生長、發育過程中有一個動態變化過程，對兒童甲狀腺功能實驗結果的解釋需特別注意下丘腦-垂體-甲狀腺軸的成熟度，對參考區間的解釋應考慮從胎兒到成年甲狀腺的生理狀態[1]。應用時應考慮特定年齡段的參考區間，而試劑盒說明書一般只提供大于18歲健康成人甲狀腺功能的參考區間，因此，根據檢測系統建立適合本實驗室的兒童甲狀腺功能指標的參考區間是很有必要的。美國臨床和實驗室標準化協會(CLSI)文件C28-A3C指出建立參考區間首選包含至少120例參考個體的非參數方法[2]；然而，健康個體的篩選具有嚴格的納入及排除標準，對0～3歲兒童而言，標準的建立需耗費更大量的人力及物力。醫院實驗室信息系統(LIS)存儲有大量檢測數據，國外文獻報道了多種基于現有數據建立參考區間的方法，如EM算法[3]、分段擬合[4]、線性回歸[5]等，但國內鮮有這方面的報道。本研究通過收集LIS存儲數據，結合R語言編程，篩選、擬合數據，建立了0～3歲兒童甲狀腺功能檢測指標的間接參考區間，希望為醫學實驗室生物參考區間的建立提供可靠的參考。

1 資料與方法

1.1原始數據采集 收集本院LIS存儲的2013年7月至2017年12月，年齡1 d～3歲兒童所有游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)、游離甲狀腺素(FT4)、促甲狀腺激素(TSH)檢測值29 169例。排除性別、年齡、首診缺項者。分為A組(1 d～≤1個月)、B組(>1～≤12個月)、C組(>1～≤3歲)。

1.2儀器與試劑 采集受檢者空腹靜脈血2～3 mL，3 000 g離心(離心半徑19 cm)10 min，分離血清2 h內檢測。采用Siemens ADVIA Centaur XP全自動化學發光免疫分析儀及配套試劑、校準品進行檢測，采用化學發光磁微粒子免疫檢測法，質控品為BIO-RAD Lyphochek Immunoassay Plus Control。

1.3方法

1.3.1檢測質量保證 (1)精密度驗證：根據EP15-A2[6]選用2個濃度水平混合血清標本，每個水平每天檢測1批，每批重復檢測3次，連續檢測5 d,計算批內和總的精密度。計算相應濃度水平的標準差與驗證值，核實精密度與廠家申明是否一致，滿足實驗室分析質量目標的要求。(2)室間質量評價：參加全國臨床檢驗中心室間質量評價計劃，分析反饋圖表，保證各項目的正確度。(3)分析測量線性范圍驗證：參考CLSI文件EP6-A2[7]選取新鮮患者血清，使用單獨或混合的方式(至多4份)獲取高值和低值樣品濃度，使其接近廠家聲明的線性范圍的上限與下限。將高值(H)和低值(L)樣品按比例配置混合，形成系列評價樣品。在一個分析批內每份樣品重復測定2次，計算各個樣品的理論濃度。以預期值為X,實際測定值為Y,繪制線性圖。

1.3.2存儲數據統計分析

1.3.2.1數據篩選 收集LIS中2013年7月至2017年12月、年齡1 d～3歲所有FT3、FT4、TSH檢測值作為原始數據，經3次篩選后最終數據用于統計分析。數據篩選原則:(1)同一患者的多個檢測值，經excel函數COUNTIF 進行條件統計，在同一年齡分組內保留初次測定值。(2)排除兒童和(或)母親確診為甲狀腺功能亢進、甲狀腺功能減退及其他代謝性相關疾病患者的檢測值。(3)排除項目分析測量線性范圍之外的值，按Dixon離群值測試D/R比值法[8]，當某個觀測值的D/R≥1/3值時該值作為離群值被剔除。D值是極大或極小值與相鄰值之間的絕對差值，而R值是指所有觀測值的全距。采用統計學方法計算檢測值的四分位數值P25(Q1)、P75(Q3)，依據四分位數值計算四分位間距的IQR(Q3～Q1)，通過繪制箱式圖將大于Q3+3IQR和小于Q1-3IQR的數據視為離群值并予以剔除。

1.3.2.2計算間接參考區間 采用Excel數據分析編制頻數分布表。R軟件以頻數分布表的累積頻率為橫坐標，頻數分布表節點檢測值為縱坐標，繪制累積頻率圖[2]。R編程對累積頻率圖任意2點間數據進行無限循環，直至識別出最佳線性部分。循環條件為同時滿足：(1)最小殘差平方和；(2)最大累積分布百分比。滿足上述條件的A、B 2點間數據采用Origin軟件擬合線性回歸方程Y=bX+a，其中Y為檢測值，X為累積頻率，應用外插法求得間接參考區間，5%～95%參考區間為[(5b+a)～(95b+a)]。

2 結 果

2.12013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH精密度性能驗證結果 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH檢測系統精密度均滿足實驗室分析質量目標的要求，保證了分析測量的精密度。見表1。

2.22013年7月至2017年12月分析測量范圍驗證結果 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH檢測系統在分析測量范圍內保持穩定良好的線性。見表2。

2.3室間質量評價結果 2013年7月至2017年12月參加全國臨床檢驗中心內分泌室間質量評價FT3、FT4、TSH 3個檢驗項目全部合格，保證了檢測結果的正確度。

2.4存儲數據篩選結果 FT3、FT4、TSH 3個檢驗項目的原始數據經篩選后最終數據為各16 562例,占56.78%(16 562/29 169)。A組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數分布圖及累積頻率分布圖見圖A1～6；B組、C組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數分布圖及累積頻率分布圖見圖B1～6。

表1 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH精密度性能驗證結果

注：CV表示變異系數

注：A1～3分別表示FT3、FT4、TSH頻數分布圖；A4～6分別表示FT3、FT4、TSH累積頻率分布圖及擬合線性圖

圖1 A組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數分布圖及累積頻率分布圖

續表2 2013年7月至2017年12月FT3、FT4、TSH分析測量范圍驗證結果

注：B1～3分別表示FT3、TFT4、TSH頻數分布圖、B4～6分別表示FT3、FT4、TSH累積頻率分布圖及擬合線性圖

圖2 B組、C組受檢者血清FT3、FT4、TSH頻數分布圖及累積頻率分布圖

2.5利用存儲數據建立的FT3、FT4、TSH 間接參考區間 利用LIS存儲數據建立的0～3歲3個年齡段兒童FT3、FT4、TSH參考區間與文獻報道基于健康個體建立的參考區間比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

3 討 論

參考CLSI文件C28-A3建立參考區間是實驗室建立健康人群參考區間的首選方法，但該法需募集大量表觀健康個體[9]，對0～3歲兒童而言，更是需要大量的人力和物力，另一方面“健康”的定義卻無嚴格統一的標準，過于嚴格的個體篩選可導致參考區間過窄，難以滿足疾病狀態個體的診斷。

LIS可存儲大量患者信息，數據經授權可用于研究。國外已有不少利用LIS存儲的項目檢測值建立參考區間的相關研究。1963年HOFFMAN[9]首次對醫院混合數據進行了篩選，建立了血清葡萄糖的參考區間。2010年KATAYEV等[5]利用統計學的精確計算替代Hoffmann方法中觀察判斷線性部分的模糊理論，建立了血紅蛋白、肌酐等5個項目的參考區間，證明了該方法的精確性及可重復性，引起了學界的廣泛關注。2011年DORIZZI等[10]證明經該方法建立的促甲狀腺激素間接參考區間不僅與直接參考區間一致，且優于試劑廠商提供的參考區間。

采用醫院存儲數據建立參考區間有2個關鍵步驟。其一是對原始數據的篩選。本研究對原始數據進行了3次篩選獲得最終數據：(1)收集日期內只保留同一患者的初次檢測值。(2)為保證用于計算參考區間的檢測值中“相對健康個體”的比例大于50%，剔除甲狀腺功能減退、甲狀腺功能亢進兒童的檢測值?！跋鄬】祩€體”指不患影響所建立參考區間項目測定結果對應疾病的個體，在建立參考區間的過程中“疾病個體”與“健康個體”的比例非常重要。(3)剔除離群值。本研究采用基于四分位距值的箱式圖法，剔除了大于3倍四分位距值的數據，對大數據的統計處理較適宜。其二是識別累積頻率分布的最佳線性部分。有研究采用分段回歸確定線性部分[5]。本研究采用R語言編程，利用計算機進行窮舉法在累積頻率分布的任意兩點間進行線性擬合，簡單卻縝密，可在短時間內實現循環計算，給出最佳線性分布位點。

本研究利用存儲數據建立的0～3歲3組兒童FT3、FT4、TSH參考區間與基于健康個體建立的臨床現有參考區間比較，差異無統計學意義(P>0.05)，與李懷遠等[11]和王潔等[12]建立的參考區間結果一致。

4 結 論

雖然間接法建立參考區間的思想被廣泛引用，但實際將其用于建立參考區間的相關文獻報道卻較少，主要是因為LIS數據中包含有大量疾病個體檢測值，與國際臨床化學學會(IFCC)所定義參考值的概念不一致，但其優勢是間接參考區間建立的人群與該參考區間的適用人群更匹配，且在建立的過程中可節省大量的人力、物力，對醫學實驗室建立自己的參考區間是一個不錯的選擇。