Understanding PT performance assessment

Hodnocení výkonu v proficiency testingu (PT) — přehled a vysvětlení

Význam tématu

Proficiency testing (PT) je klíčovým nástrojem pro ověřování kvality výsledků laboratorních měření, zajištění shody s normami a udržení důvěry v měřící kapacity laboratoří. Správné pochopení způsobu, jakým poskytovatel PT vyhodnocuje účastníky, je zásadní pro interpretaci výsledků, identifikaci slabých míst v analytických postupech a pro plnění požadavků akreditace a metrologické sledovatelnosti.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem dokumentu je vysvětlit principy hodnocení výkonu v kvantitativních PT schématech podle ISO 13528 a praxí doporučovaných organizací jako Eurachem. Text shrnuje: jak je určena referenční (assigned) hodnota xpt, jak se odhaduje nejistota této hodnoty u(xpt), možnosti volby standardní odchylky pro hodnocení spt a používané skórovací metody (D%, z, z', ζ, En) včetně konvenční interpretace výsledků.

Použitá metodika

Dokument odkazuje na statistické metody podle ISO 13528 a na doporučení Eurachem. Popisuje pět možných přístupů k určení assigned value (xpt) a odpovídající způsoby odhadu nejistoty u(xpt). Rovněž uvádí pět možností stanovení standardní odchylky pro hodnocení spt. Hodnocení výkonu se provádí porovnáním výsledku účastníka xi s xpt a normalizací pomoci vhodného normalizačního členu (např. xpt, spt nebo kombinovaná nejistota).

Použitá instrumentace

V textu nejsou uvedeny konkrétní laboratorní nebo měřící přístroje. Dokument se zaměřuje na statistické přístupy a pravidla pro hodnocení výkonu účastníků PT.

Hlavní výsledky a diskuse

• Určení assigned value (xpt): ISO 13528 popisuje pět způsobů výpočtu xpt, které zahrnují jak přístupy nezávislé na výsledcích účastníků (např. referenční metoda nebo certifikovaná hodnota), tak přístupy odvozené z hlášených výsledků (např. medián nebo robustní průměr). Volba musí odrážet cíle schématu a zajistit metrologickou sledovatelnost tam, kde je to požadováno.
• Nejistota assigned value u(xpt): Pro každou strategie stanovení xpt existují odpovídající metody odhadu u(xpt). Nejistota může být vykázána jako standardní nejistota nebo jako rozšířená nejistota U = k·u, přičemž volba faktoru krytí k ovlivní úroveň spolehlivosti (např. k ≈ 2 dává ~95% pokrytí).
• Standardní odchylka pro hodnocení spt: ISO 13528 uvádí pět možností stanovení spt; výběr musí být konzistentní s cíli PT (např. použít hodnotu založenou na mezi-laboratorní variabilitě nebo předem stanovenou cílovou hodnotu).
• Skórovací metody: Dokument definuje několik běžně používaných skórovacích ukazatelů:

• D% — relativní procentuální odchylka vůči xpt; srovnává se s předem stanovenou maximální přípustnou relativní chybou dE%.
• z — bezrozměrné skóre, rozdíl xi − xpt dělený spt; hodnotí odstup vzhledem k očekávané rozptylu výsledků.
• z' — modifikované z skóre, kde se v jmenovateli zohlední i nejistota assigned value u(xpt); doporučeno použít, pokud u(xpt) > 0.3·spt.
• ζ (zeta) — porovnává výsledek s kombinovanou standardní nejistotou (u(xi) a u(xpt)); vyjadřuje, zda se laboratorní výsledek shoduje s assigned value s přihlédnutím k jejich nejistotám. Neuspokojivá ζ může indikovat chybný odhad hodnoty, chybný odhad nejistoty nebo obojí.
• En — obdobné ζ, ale používá kombinaci rozšířených nejistot (přibližně 95% interval); často používané v metrologických porovnáních mezi kalibračními laboratořemi.

• Interpretace výsledků: Konvenční kritéria podle ISO 13528 jsou: |score| ≤ 2 — uspokojivé; 2 < |score| < 3 — varování / sporné; |score| ≥ 3 — neuspokojivé / akční signál. Analogicky |En| < 1 a |D%| < dE% jsou považovány za přijatelný výkon.

Přínosy a praktické využití metody

• PT poskytuje nezávislé ověření přesnosti měření a schopnosti laboratoře odhadovat své nejistoty.
• Systematické použití uvedených skórovacích metod umožní laboratořím identifikovat chyby v analytických postupech, v posuzování nejistot a v kalibračních řetězcích.
• Zvolené přístupy k určení xpt a spt umožňují flexibilitu: lze vytvářet schémata orientovaná na porovnání výsledků účastníků nebo schémata založená na referenčních hodnotách, podle potřeb regulace, akreditace nebo vnitřní kontroly kvality.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Silnější důraz na metrologickou sledovatelnost a transparentní vykazování u(xpt), včetně širšího používání certifikovaných referenčních materiálů a nezávislých referenčních metod.
• Rozvoj robustních statistických postupů a adaptivních metod pro odhad spt a xpt, které lépe odolávají odlehlým hodnotám a heterogenitě dat.
• Zvyšující se požadavky na kvalitu odhadu laboratorní nejistoty u(xi) — vliv na využití ζ a En při mezilaboratorních porovnáních.
• Digitalizace sběru dat a automatizace vyhodnocení PT, včetně nástrojů pro sledování trendů, pravděpodobnostní modelování a využití metod strojového učení pro detekci neobvyklých vzorců.
• Rostoucí využití PT v nových oblastech (komplexní matice, biologické analýzy, vysokopřesné metrologie) a přizpůsobení statistik pro tyto specifické potřeby.

Závěr

Správné pochopení principů hodnocení výkonu v PT — volby assigned value, odhadu její nejistoty, stanovení spt a volby vhodného skórovacího ukazatele — je nezbytné pro korektní interpretaci výsledků a zlepšování laboratorních postupů. PT poskytuje nástroje pro ověření přesnosti a odhadů nejistot, a správné použití uvedených metod podporuje shodu s mezinárodními normami a zvyšuje důvěryhodnost laboratorních výsledků.

Reference

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