Hướng dẫn xác định giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ)

Dưới đây là hướng dẫn chi tiết và đầy đủ để các PXN thực hiện xác nhận giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn phát hiện (LOQ) cho các xét nghiệm Hóa sinh và Huyết học.

VẤN ĐỀ 1: GIỚI HẠN PHÁT HIỆN (LIMIT OF DETECTION-LOD):

LOD được định nghĩa là: Nghiên cứu giá trị nhỏ nhất khoảng phát hiện của một phương pháp nhưng không cần định lượng nồng độ chính xác.

Hiểu một cách đơn giản thì đây là nồng độ thấp nhất mà máy (phương pháp) xét nghiệm có thể phát hiện ra nhưng không cần định lượng chính xác nồng độ. Ví dụ giới hạn phát hiện xét nghiệm Glucose trên máy hóa sinh là 0,01 mmol/L. Tức là ở nồng độ 0,01 mmol/L, máy có thể phát hiện ra nhưng không chắc chắn con số chính xác là 0,01 mà có thể là 0,015 hoặc 0,02…

Để thực hiện xác nhận giới hạn phát hiện này có thể có nhiều phương pháp. Ở đây tôi đưa ra 2 phương pháp phổ biến là thực hiện trên mẫu trắng và thực hiện trên mẫu thử có nồng độ thấp.

1. Thử nghiệm LOD trên mẫu trắng.

1.1. Chuẩn bị vật liệu

Mẫu trắng là mẫu có thành phần tương tự mẫu thử nhưng không có chất cần phân tích. Ví dụ mẫu trắng Glucose là mẫu huyết thanh nhưng không có Glucose ở trong đó. Nói chung trong xét nghiệm Y học rất khó để tìm mẫu trắng. Một số nơi dùng nước cất hay dung dịch diluent để thay thế. Tuy nhiên xét về bản chất thì những mẫu đó không được coi là mẫu trắng vì thành phần không giống huyết thanh (huyết tương). Có thể bạn phải mua mẫu này. Khi đã có mẫu trắng bạn làm như sau:

1.2. Bố trí thí nghiệm

Chạy lặp 20 lần mẫu trắng ở trên trong cùng 1 ngày trong điều kiện cùng trang thiết bị và người thực hiện.

1.3. Tính kết quả

– Giá trị trung bình của 20 dữ liệu dùng hàm AVERAGE .

– SD của 20 dữ liệu dùng hàm STDEV.

– Giới hạn phát hiện: LOD = Giá trị trung bình + 3 SD.

1.4. Xác nhận lại LOD thực tế

LOD xác định ở trên là LOD lý thuyết, giờ ta cần xác nhận lại LOD đó để xem nó có phải là LOD thực tế không?

Bạn pha loãng mẫu QC1 về nồng độ xung quanh LOD lý thuyết (đã tính ở trên) sau đó chạy lặp lại 20 lần trong cùng 1 ngày. Nếu có ít nhất 19/20 kết quả đó ra > 0 thì LOD được xác nhận.

2. Thử nghiệm LOD trên mẫu thử (mẫu QC thấp)

2.1. Nhà sản xuất đã công bố LOD

Nếu nhà sản xuất đã khảo sát và công bố LOD thì ta chỉ cần pha mẫu QC nồng độ thấp đó về xung quanh LOD của nhà sản xuất đã công bố. Chạy lặp lại 20 lần. Nếu có ít nhất 19/20 kết quả đó ra > 0 thì LOD được xác nhận.

2.2. Nhà sản xuất chưa hoặc không công bố LOD

Trong trường hợp nhà sản xuất chưa công bố LOD thì ta làm như sau:

2.2.1. Vật liệu:

Sử dụng mẫu QC có nồng độ thấp hoặc mẫu bệnh nhân có mức bệnh lý thấp. Pha loãng mẫu với tỉ lệ thích hợp cho từng xét nghiệm.

2.2.2. Bố trí thí nghiệm

– Chạy lặp 20 lần mẫu ở trên trong cùng 1 ngày.

+ Với huyết học tế bào (RBC, WBC, PLT, HGB): Chạy 20 lần mẫu đã pha loãng ở trên.

+ Với Hóa sinh: Chạy 20 lần mẫu đã pha loãng ở trên.

2.2.3. Tính kết quả

Tính LOD:  Tính giá trị trung bình, và độ lệch chuẩn SD

LOD = 3 x SD

2.2.4. Tiêu chuẩn đánh giá:

– Nếu 4 < R < 10   thì  nồng độ dung dịch thử là phù hợp và LOD  tính được là đáng tin cậy.

– Nếu R < 4  thì phải dùng dung dịch thử đậm đặc hơn, hoặc thêm một ít chất chuẩn vào dung dịch thử đã dùng và làm lại thí nghiệm và tính lại R.

– Nếu R > 10 thì phải dùng dung dịch thử loãng hơn, hoặc pha loãng dung thử đã dùng và làm lại thí nghiệm và tính lại R.

Chú ý:

Tuy nhiên trong thực tế với các xét nghiệm Hóa sinh và Huyết học hiện nay thì LOD không có ý nghĩa về mặt lâm sàng do kết quả xét nghiệm thực của bệnh nhân không bao giờ thấp đến nồng độ như vậy. Do vậy việc khảo sát LOD là dư thừa và chính các nhà sản xuất thiết bị (hóa chất) cũng không công bố LOD và sẽ coi LOD chính bằng LOQ luôn. Do vậy, chúng ta cũng chỉ cần khảo sát LOQ là đủ.

VẤN ĐỀ 2: GIỚI HẠN ĐỊNH LƯỢNG (LIMIT OF QUANTITATION – LOQ):

LOQ được định nghĩa là: nồng độ tối thiểu của một chất có trong mẫu thử mà ta có thể định lượng bằng phương pháp khảo sát và cho kết quả có độ chụm mong muốn.

Hiểu một cách đơn giản thì đây là nồng độ thấp nhất mà máy (phương pháp) xét nghiệm có thể phát hiện ra và định lượng chính xác nồng độ. Ví dụ giới hạn định lượng xét nghiệm Đếm số lượng hồng cầu trên máy huyết học là 0,01 T/L. Tức là ở nồng độ 0,01 T/L, máy có thể phát hiện ra và định lượng chính xác nồng độ là 0,01 T/L.

Để thực hiện xác nhận giới hạn định lượng này có thể có nhiều phương pháp. Ở đây tôi đưa ra 2 phương pháp phổ biến là thực hiện trên mẫu trắng và thực hiện trên mẫu thử có nồng độ thấp.

1. Thử nghiệm LOQ trên mẫu trắng.

1.1. Chuẩn bị vật liệu

Mẫu trắng là mẫu có thành phần tương tự mẫu thử nhưng không có chất cần phân tích. Ví dụ mẫu trắng Glucose là mẫu huyết thanh nhưng không có Glucose ở trong đó. Nói chung trong xét nghiệm Y học rất khó để tìm mẫu trắng. Một số nơi dùng nước cất hay dung dịch diluent để thay thế. Tuy nhiên xét về bản chất thì những mẫu đó không được coi là mẫu trắng vì thành phần không giống huyết thanh (huyết tương). Có thể bạn phải mua mẫu này. Khi đã có mẫu trắng bạn làm như sau:

1.2. Bố trí thí nghiệm

Chạy lặp 20 lần mẫu trắng ở trên trong cùng 1 ngày trong điều kiện cùng trang thiết bị và người thực hiện.

1.3. Tính kết quả

– Giá trị trung bình của 20 dữ liệu dùng hàm AVERAGE .

– SD của 20 dữ liệu dùng hàm STDEV.

– Giới hạn phát hiện: LOD = Giá trị trung bình + 3 SD.

Giới hạn định lượng (trên lý thuyết): LOQ lý thuyết = 3 x giới hạn phát hiện (LOD).

1.4. Xác nhận lại LOQ thực tế

LOQ xác định ở trên là LOQ lý thuyết, giờ ta cần xác nhận lại LOQ đó để xem nó có phải là LOQ thực tế không?

Bạn pha loãng mẫu QC1 về nồng độ xung quanh LOQ lý thuyết (đã tính ở trên) sau đó chạy lặp lại 20 lần trong cùng 1 ngày. Tính SD. So sánh SD này với SD của nhà sản xuất. Nếu SD này nhỏ hơn hoặc bằng SD của nhà sản xuất thì LOQ được chấp nhận.

2. Thử nghiệm LOQ trên mẫu thử (mẫu QC thấp)

2.1. Nhà sản xuất đã công bố LOQ

Nếu nhà sản xuất đã khảo sát và công bố LOQ thì ta chỉ cần pha mẫu QC nồng độ thấp đó về xung quanh LOQ của nhà sản xuất đã công bố. Chạy lặp lại 20 lần. Tính Mean và SD. So sánh SD này với SD của nhà sản xuất. Nếu SD này nhỏ hơn hoặc bằng SD của nhà sản xuất thì LOQ được chấp nhận.

2.2. Nhà sản xuất chưa hoặc không công bố LOQ

Trong trường hợp nhà sản xuất chưa công bố LOQ thì ta làm như sau:

2.2.1. Vật liệu:

Sử dụng mẫu QC có nồng độ thấp hoặc mẫu bệnh nhân có mức bệnh lý thấp. Pha loãng mẫu với tỉ lệ thích hợp cho từng xét nghiệm.

2.2.2. Bố trí thí nghiệm

– Chạy lặp 20 lần mẫu ở trên trong cùng 1 ngày.

+ Với huyết học tế bào (RBC, WBC, PLT, HGB): Chạy 20 lần mẫu đã pha loãng ở trên.

+ Với Hóa sinh: Chạy 20 lần mẫu đã pha loãng ở trên.

2.2.3. Tính kết quả

Tính LOD:  Tính giá trị trung bình, và độ lệch chuẩn SD

LOD = 3 x SD

2.2.4. Tiêu chuẩn đánh giá:

– Nếu 4 < R < 10   thì  nồng độ dung dịch thử là phù hợp và LOD  tính được là đáng tin cậy.

– Nếu R < 4  thì phải dùng dung dịch thử đậm đặc hơn, hoặc thêm một ít chất chuẩn vào dung dịch thử đã dùng và làm lại thí nghiệm và tính lại R.

– Nếu R > 10 thì phải dùng dung dịch thử loãng hơn, hoặc pha loãng dung thử đã dùng và làm lại thí nghiệm và tính lại R.

Khi LOD được chấp nhận thì Tính LOQ (lý thuyết): LOQ = 10SD

2.2.5. Xác nhận lại LOQ thực tế

LOQ xác định ở trên là LOQ lý thuyết, giờ ta cần xác nhận lại LOQ đó để xem nó có phải là LOQ thực tế không?

Bạn pha loãng mẫu QC1 về nồng độ xung quanh LOQ lý thuyết (đã tính ở trên) sau đó chạy lặp lại 20 lần trong cùng 1 ngày. Tính Mean và SD. So sánh SD này với SD của nhà sản xuất. Nếu SD này nhỏ hơn hoặc bằng SD của nhà sản xuất thì LOQ được chấp nhận.

Trên đây là hướng dẫn rất chi tiết và đầy đủ của chúng tôi để các PXN thực hiện xác nhận giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn phát hiện (LOQ) cho các xét nghiệm Hóa sinh và Huyết học. Nhìn chung hiện nay với hầu hết các xét nghiệm Hóa sinh và Huyết học chúng ta chỉ cần tìm và/hoặc xác nhận lại giới hạn (LOQ) mà bỏ việc xác nhận giới hạn phát hiện (LOD).