在体外诊断(IVD)日常工作中,检测结果的准确性直接影响临床决策。但即使是同一标本的多次检测,结果也可能存在差异——这种差异究竟来自“随机误差”还是“系统误差”?如何科学评估并控制这些误差?
基于权威定义与统计学原理,我为梳理可一下相关核心概念与实践要点。
随机误差(Random Error, RE):是测量结果与“可重复性条件下无限次测量平均值”的差值(实际只能通过有限次测量估算)。其特点是无固定方向(可正可负)、无特定模式,由不可控的偶然因素引起(如操作微小波动、环境瞬时变化)。例如,同一标本多次检测结果围绕均值上下波动,这种无规律的差异就是随机误差的体现。
系统误差:则是由可识别的明确原因导至的偏差(如校准品失效、仪器模式错误),通常表现为持续向某一方向偏移(始终偏高或偏低)。
关键区别:随机误差是“无规律的波动”,系统误差是“有方向的偏离”。
由于实际检测通常只做单次或有限次数,报告中的随机误差需通过统计学方法估算:
并非所有实际随机误差都会达到1.96s——多数情况下误差远小于该值。实验室判断检测系统是否可用的核心标准是:随机误差的实际大小是否低于临床允许误差(例如某项目临床要求的总误差限为±10%,若RE=1.96s仅±5%,则系统可靠)。
临床意义:精密度越高(RE越小),同一标本的多次检测结果越稳定,医生对结果的信任度越高(例如血糖检测若每次结果波动±0.5mmol/L,远优于波动±2mmol/L)。
在重复检测中,偶尔会出现明显过大或过小的“异常值”(如某次结果偏离均值数倍标准差)。这些数据可能是操作失误、样本污染等偶然因素导至,也可能是真实但罕见的生理状态。
关键原则:不能直接删除!需通过数理统计方法(如Grubbs检验、Dixon检验)判断其是否为“统计学异常值”,再决定是否剔除。盲目删除可能掩盖真实问题,保留则可能引入误差。
图1 | 测量误差示意图
图1揭示了误差与概率分布的本质关系:
当无限次重复测量时,所有结果呈正态分布N(μ)(以总体均值μ为中心的对称曲线)。
系统误差的大小由总体均值μ决定(若μ≠真值,则存在固定方向的系统偏差);
随机误差的分布范围由标准差σ决定(曲线越“瘦高”,σ越小,随机误差分布越集中;曲线越“矮胖”,σ越大,随机误差波动越大)。
总误差的数学表达为:误差 = 测量结果 - 真值 = (测量结果 - 总体均值) + (总体均值 - 真值) = 随机误差 + 系统误差
这一公式清晰表明:检测结果的偏差永远由随机和系统两部分共同构成,IVD从业者需同时关注两者控制。
对于我们而言,理解随机误差与系统误差的区别不仅是理论需求,更是日常质控的核心。通过监测标准差、CV值,设定合理的精密度目标(控制RE在临床允许范围内),并科学处理可疑数据,才能确保检测结果的可靠性,为临床提供真正有价值的诊断依据。
记住,精密度(控制随机误差)是准确度(控制总误差)的基础,而两者共同决定了检测系统的临床价值。
互动提问:你在实际工作中遇到过哪些随机误差的典型案例?是如何解决的?欢迎留言讨论!