Understanding PT performance assessment

Význam tématu

Proficiency testing (PT) je klíčovým nástrojem pro posuzování výkonnosti laboratoří, ověřování přesnosti metod a zajištění metrologické věrohodnosti výsledků v praxi. Jasné pochopení způsobu hodnocení výsledků (přiřazené hodnoty, nejistota, škála pro hodnocení) pomáhá laboratořím správně interpretovat své výsledky PT, zlepšovat postupy řízení kvality a plnit požadavky akreditace a regulace.

Cíle a přehled studie / článku

Leták poskytuje přehled postupů a parametrů používaných při hodnocení výsledků kvantitativních PT schémat podle ISO 13528. Cílem je vysvětlit: jak se volí a odvozuje přiřazená hodnota xpt, jak se odhaduje její nejistota u(xpt), jak se stanoví standardní odchylka pro hodnocení spt a jak se interpretují běžné skóre (D%, z, z', ζ, En). Dokument též upozorňuje na zodpovědnosti poskytovatele PT a na praktické důsledky pro účastníky.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z doporučení ISO 13528 a souvisejících návodů Eurachem pro statistické vyhodnocení mezilaboratorních porovnání. Hlavní postupné kroky jsou:

• Výběr strategie pro určení přiřazené hodnoty xpt (předem stanovená referenční hodnota nebo hodnota odvozená z výsledků účastníků).
• Odhad nejistoty přiřazené hodnoty u(xpt) vhodnou metodou odpovídající zvolené strategii (ISO uvádí pět možných přístupů k určení u(xpt)).
• Volba standardní odchylky pro hodnocení spt podle cíle schématu (ISO navrhuje pět možných přístupů).
• Výpočet hodnot pro jednotlivé metody hodnocení: D% (procentní odchylka), z, z' (upravené z), ζ (zeta) a En.

Nebyly specifikovány konkrétní laboratorní přístroje; dokument se zaměřuje na statistické principy a pravidla hodnocení.

Hlavní výsledky a diskuse

Klíčové poznatky a vysvětlení postupů jsou následující:

• Přiřazená hodnota xpt: poskytovatel PT rozhoduje mezi použitím nezávislé referenční hodnoty (metrologická stopa, referenční laboratoř, certifikovaný referenční materiál) nebo hodnoty odvozené z účastnických výsledků (průměr, medián, robustní statistika). Výběr musí odpovídat cílům schématu a požadavkům na vyčíslitelnost nejistoty.
• Nejistota přiřazené hodnoty u(xpt): ISO uvádí více možných přístupů pro odhad této složky; výsledná nejistota může být uvedena jako standardní nejistota u(xpt) nebo rozšířená nejistota U(xpt)=k·u(xpt) s volbou faktoru pokrytí k (např. k≈2 pro cca 95% interval).
• Standardní odchylka pro hodnocení spt: volba spt ovlivňuje z-score a další statistické ukazatele; poskytovatel by měl zvolit přístup kompatibilní s cílem PT (např. ověření přesnosti metody vs. porovnání mezi kalibračními laboratořemi).
• Skóre a jejich interpretace:
  - D% = (xi - xpt)/xpt · 100; porovnává se s předpisanou maximální relativní přípustnou chybou dE%.
  - z = (xi - xpt)/spt; běžně používané skóre; pokud je u(xpt) významná (u(xpt) > 0,3·spt), doporučuje se použít z' místo z.
  - z' = (xi - xpt)/sqrt(spt^2 + u(xpt)^2); zahrnuje nejistotu přiřazené hodnoty v jmenovateli.
  - ζ (zeta) = (xi - xpt)/sqrt(u(xi)^2 + u(xpt)^2); vyjadřuje, zda výsledek laboratoře souhlasí s přiřazenou hodnotou vzhledem k příslušným standardním nejistotám. Neuspokojivé ζ může být důsledkem špatného bodového odhadu i chybně odhadnuté měřicí nejistoty u(xi).
• En skóre: En = (xi - xpt)/sqrt(U(xi)^2 + U(xpt)^2), kde se používají rozšířené nejistoty (přibližně 95% interval). En se často využívá v metrologických srovnáních, zejména mezi kalibračními laboratořemi.
• Konvenční interpretace výsledků podle ISO 13528: |score| ≤ 2 = uspokojivé; 2 < |score| < 3 = varovný signál; |score| ≥ 3 = neuspokojivé. Pro En platí |En| < 1 jako akceptovatelné; pro D% platí |D%| < dE% jako akceptovatelné.

Přínosy a praktické využití metody

Pro laboratoře a organizátory PT představuje dokument jasný rámec pro:

• Volbu vhodné strategie pro určení xpt a pro odhad u(xpt) tak, aby výsledky PT byly metrologicky relevantní.
• Výběr spt a vhodných skóre při zohlednění cíle schématu (kontrola přesnosti metody, porovnání kalibrací, akreditace).
• Interpretaci výsledků PT s ohledem na správnost měření i věrohodnost deklarovaných měřicích nejistot.
• Zlepšení interních postupů potvrzením, zda nesoulad vyplývá z chyby v měření nebo z nesprávného odhadu nejistoty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry vývoje v oblasti PT a jejich hodnocení:

• Zvýšený důraz na transparentnost a metrologickou stopu přiřazených hodnot včetně dokumentované metody odhadu u(xpt).
• Rozšíření použití robustních statistických metod pro stanovení xpt a spt u heterogenních datových souborů.
• Využití pokročilých datových analýz a automatizace pro monitorování výkonnosti laboratoří v reálném čase a pro identifikaci systematických odchylek.
• Zvýšený důraz na kvalitu a ověřitelnost deklarovaných měřicích nejistot na straně laboratoří, aby byly možné hodnotící metriky typu ζ a En.
• Rozvoj PT pro komplexní a nové analytické oblasti (např. genomika, nové materiály, složité matrice) a pro digitální/virtuální formáty PT.

Závěr

Leták shrnuje základní principy hodnocení kvantitativních PT podle ISO 13528: volbu a odhad přiřazené hodnoty a její nejistoty, volbu spt a výpočet běžně používaných skóre (D%, z, z', ζ, En). Správný výběr metodiky a transparentní dokumentace rozhodnutí poskytovatele PT jsou klíčové pro smysluplnou interpretaci výsledků a využití PT k trvalému zlepšování kvality měření v laboratořích.

Reference

1. ISO 13528:2022 Statistical methods for use in proficiency testing by interlaboratory comparison.
2. Brookman B., Mann I. (eds.), Eurachem Guide: Selection, Use and Interpretation of Proficiency Testing (PT) Schemes, 3rd ed., 2021.
3. Eurachem leaflet: How can proficiency testing help my laboratory.
4. Eurachem leaflet: Understanding PT statistics.