指血与静脉血BUN、CK3种测试方法的比较实验研究

2010-11-04李鹏飞冯葆欣宗丕芳尚文元张卫英宋国强

体育科学 2010年1期

李鹏飞,冯葆欣,宗丕芳,尚文元,张卫英,宋国强

李鹏飞1,冯葆欣1,宗丕芳1,尚文元1,张卫英1,宋国强2

通过采集同时同人指血与静脉血并分别用3种生化分析仪测定BUN、CK进行结果比较和相关分析。采集40例自行车运动员同时同人指血和静脉血,并在MD-100半自动生化分析仪、Reflotron.sprint干式生化仪测定指血和在7020全自动生化分析仪上测定静脉血BUN和CK,并做两种比较实验,即指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定比较BUN/CK,指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定比较BUN/CK,统计测试结果的差异并做回归方程。结果一,指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN存在统计学意义上的系统误差,但这种差异在临床意义上尚处于可接受范围,而且两者BUN、CK测试结果高度相关,直线回归方程分别为 Y=0.9716X+0.0309和 Y=0.9586X+10.49。结果二,指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK存在显著的统计学意义上的系统误差,但两者测试结果高度相关,回归方程分别为 Y=1.0408X+0.2549和 Y=0.9229 X-0.24(当CK<500 U/L时),Y=a bX Xc(当CK>500 U/L时)。建议对运动员用不同仪器进行上述指标分析时可适当参考各回归方程,以便做出统一性评价。

半自动生化分析仪;全自动生化分析仪;干式生化分析仪;血尿素氮;肌酸激酶

1 研究目的

日常进行优秀运动员血尿素氮(BUN)、肌酸激酶(CK)检测时常由于测试样本不同而采取不同的测试方法或仪器。例如,取指血用MD-100半自动生化仪或在现场用便携式 Reflotron.sprint干式生化分析仪测定,取静脉血用日立7020全自动生化分析仪测定。由于一些特殊的客观原因而不得不采取多种测试方法,但同时给测试结果的同一性比较带来了困难,并给后续的和深层次的科研服务工作带来一定技术难度。

本研究的目的是为了确定不同测定方式的结果之间是否具有可比性,并做出相关回归分析。出于实际工作的需要,本研究只开展两种比较实验:1)指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK;2)指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK。其余比较,本研究不做赘述和讨论。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

北京市芦城体育运动技术学校自行车运动队运动员。男21人,年龄17±1.20岁,身高176±4.28 cm,体重71 ±5.10 kg,专项训练年限3±1.19年。女19人,年龄18 ±2.40岁,身高166.5±2.69 cm,体重61.4±4.98 kg,专项训练年限2.4±1.25年。

2.2 测试方法

2.2.1 仪器

日立7020全自动生化分析仪,MD-100半自动生化分析仪。瑞士 Roche公司 Reflotron.sprint 3通道全血干式生化分析仪及其BUN、CK测定试纸条。

2.2.2 试剂

自动、半自动生化分析仪的BUN试剂为上海荣盛公司出品,CK试剂为科华公司生产,并均采用罗氏公司的C-fas校准血清定标。

2.2.3 样本采集

试验分10次进行,每次4～10人不等。同时采集同人指血和静脉血。用200μl肝素抗凝毛细玻璃管从自行车运动员的无名指指尖采集2管指血,另取指血32μl直接加于干试纸条上;同时取同人静脉血0.5 ml置于装有抗凝剂的离心管内。

2.2.4 测试方法

抗凝指血用液体单试剂(将试剂1和试剂2按规定的比例混合)在MD-100半自动生化分析仪上测定或直接加于干试纸条上,在 Reflotron.sprint 3通道全血干化学分析仪上测定。静脉血用液体双试剂在7020全自动生化分析仪上测定,每份样品做双份测定,按顺序号由小到大再由大到小测定。

2.3 统计方法

1.考虑到尽量拓展线性范围,不同比较实验的统计样本量并不完全一致。比较实验一取自63例/次运动员的指血和静脉血数据进行统计,比较实验二的BUN和CK分别取自57例/次和59例/次运动员的指血和静脉血进行统计。取静脉血清、指血每份样品的平均值,进行配对t检验。

2.用 Excel软件和Curvexpert 1.3软件绘制散点图并进行回归与相关分析,绘制散点图和柱状图用并进行相关与回归分析。

3.计算指血与静脉血BUN、CK值的系统误差:

根据临床使用要求,将BUN和CK的医学决定水平浓度Xc带入回归方程,计算静脉血测定值(X)与指血测定值(Y)之间的系统误差(SE)。SE=|Yc-Xc|,SE(%)= (SE/Xc)×100%。

临床可接受性判断:以美国临床实验室修正法规(CLIA’88)对室间评估的允许误差为判断依据,以方法学比较评估的系统误差(SE%)不大于允许误差的1/2为临床可接受水平。

3 结果

3.1 比较实验一

63例/次指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN的比较结果见图1。

63例/次指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN的相关分析见图2。

63例/次指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK的比较结果见图3。

63例/次指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK的相关分析见图4。

指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK的比较见表1。结果显示,BUN和CK的 t值分别为6.69和0.88,前者大于临界 t0.001(62)3.4602,P <0.001,后者小于临界 t0.05(62)2.00,P>0.05。表明两测试系统的BUN测定均值之间的差异具有非常显著性的意义,而CK测定值无显著性差异。

图1 指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN结果的比较示意图Figure 1. The Comparison between the Level of BUN in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图2 指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN结果比较散点图Figure 2. The Correlation between the Level of BUN in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图4 指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK结果比较散点图Figure 4. The Correlation between the Level of CK in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图3 指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK结果的比较示意图Figure 3. The comparison between the Level of CK in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

表1 本研究指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK结果的比较一览表Table 1. The Comparison between the Level of BUN&CK in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and those in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer±S)

n 指血Finger blood静脉血Venous blood t P BUN(mmol/L) 63 5.10±1.29 5.22±1.31 6.69<0.001 CK(U/L) 63 212±231 214±222 0.88>0.050

表2 本研究指血与静脉血BUN、CK的回归方程和相关系数一览表Table 2. The Correlation Coefficient and Regression Equation between the Level of BUN&CK in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer and those in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

指血、半自动生化仪与静脉血、全自动生化仪BUN、CK测定结果的相关和回归分析见表2。表2、图2和图4显示,指血和静脉血的BUN、CK的相关系数(r)均达到0.99以上,说明两个变量间相互关系密切程度很高。在直线回归统计时,除所有实验点和回归线间的离散度会影响 r值的大小外,实验点对应的分析物含量分布宽度也会影响 r值的大小。因此,可用 r检验取值范围是否适当。一般要求 r≥0.975认为X范围合适;若 r<0.975,说明数据分布不够宽,回归统计不一定可靠。本实验的相关系数高达0.99以上,说明实验数据的分布范围够宽,其回归统计的斜率和截距可靠,可用来估计指血样品带来的系统误差。

指血、半自动生化仪测定BUN、CK的临床可接受性评价见表3。数据显示,指血BUN、CK在各医学决定水平出的系统误差均小于允许误差,为临床可接受。

3.2 比较实验二

57例/次指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN的比较结果见图5。

57例/次指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN的相关分析见图6。

59例/次指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK的比较结果见图7。

59例/次指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK的相关分析见图8、图9。图8、图9显示,在CK测定结果<500 U/L时,两方法间具有直线回归关系,在CK测定结果>500 U/L时,两者回归方程更应适用公式: Y=a bX Xc。

指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK的比较和回归方程见表4。表4配对t检验过程中,t值分别为11.04和3.15,即测试结果的系统误差分别是随机误差的11.04倍和3.15倍,说明两方法间具有显著的系统误差;相关回归分析中BUN、CK的相关系数(r)分别为0.975和0.991、0.998,表明两方法的测试结果高度相关。

指血、干式生化仪测定BUN、CK的临床可接受性评价见表5。表5显示,指血、干式生化仪BUN测试结果差异超过了4.5%的允许误差,为临床不可接受。指血、干式生化仪CK测试结果在中低医学决定水平处(60 U/L与200 U/L)的差异低于15%的允许误差,为临床可接受;但在高水平处(1 500 U/L)其误差高达29%为临床不可接受。鉴于体育科研对象的特殊性和体育科研自身的规律性,遇到上述问题时可以利用回归方程进行相关分析或用静脉血、湿化学法测定BUN和高值CK。

表3 本研究指血、半自动生化仪测定BUN、CK的临床可接受性评价一览表Table 3. Clinical Acceptable Assessment of the Level of BUN&CK in Finger Blood by Semi-auto Chemistry Analyzer

图5 指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN结果的比较示意图Figure 5. The Comparison between the Level of BUN in Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图6 指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN结果比较的散点图Figure 6. The Correlation between the Level of BUN in Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图7 指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK结果的比较示意图Figure 7. The Comparison between the Level of CK in Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图8 指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定CK结果(63～492 U/L)比较的散点图Figure 8. The Correlation between the Level of CK(63～492 U/L)in Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

图9 指血、干式生化仪(Y轴)与静脉血、全自动生化仪(X轴)测定CK结果(69～1 539 U/L)比较的散点图Figure 9. The Correlation between the Level of CK(69～1 539 U/L)in Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and that in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

4 讨论

CK和BUN不仅是常用的临床生化检测项目,也在体育科研中广泛应用。进行运动员身体机能评定时,前者用于评定肌肉承受刺激和骨骼肌微细损伤及其适应与恢复情况,后者则反映机体疲劳程度。目前,对这两项生化指标的测试由于适用原理迥异,即湿化学法和干化学法,而所用测试仪器也不同。例如,国家体育总局体育科学研究所生化实验室湿化学法应用全自动生化仪和半自动生化仪,干化学法应用瑞士 Roche公司产 Reflotron.sprint干式生化仪。但基于文献报道及卫生部临检中心的推荐,CK、BUN的测试应尽量采用静脉血样本和湿化学法。因此,本研究以静脉血、全自动生化分析仪分别与另两种测试方法开展比较实验,这样的比较更具有实际工作意义。

表4 本研究指血、干式生化仪与静脉血、全自动生化仪测定BUN、CK的比较与回归方程一览表Table 4. The Comparison and Regression Equation betw een the Level of BUN& CKin Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer and those in Venous Blood by Auto Chemistry Analyzer

表5 本研究指血、干式生化仪测定BUN、CK的临床可接受性评价一览表Table 5. Clinical Acceptable Assessment of the Level of BUN&CKin Finger Blood by Dry Chemistry Analyzer

湿化学是生化项目检测中使用最多也最经典的方法。湿化学是在反应容器中液态试剂和样品混合后发生化学反应,根据显色反应的颜色深浅或免疫反应的浊度大小测定吸光度,并依据Lambert-Beer定律计算待测物的浓度。而具体生化实验操作中的吸样、吸试剂、混合、去干扰物、保温、检测、结果计算和报告的仪器操作被称为生物化学的自动化分析,其仪器称为自动生化分析仪。自动生化分析仪可分为半自动化分析仪与全自动生化分析仪,两者主要区别在于使用全自动生化仪可以使临床化学实验操作步骤(吸样、吸试剂、混合、去干扰物、保温、比色、检测、结果计算和报告)全部由仪器独立完成,实现自动化,只需预先装入样品和试剂,通知仪器要检测的项目。本比较实验中使用的7020全自动生化分析仪依据湿化学基本原理,减少了手工操作步骤可能产生的误差,提高了准确性和精密度,加快了分析速度。而使用半自动生化仪,在比色之前的步骤(吸样、吸试剂、混和)必须由人工完成,如本实验中使用的MD-100半自动生化仪。由于半自动生化仪存有样品和试剂的流动比色池难以清洗,检测时一些人为因素的影响,导致检测的准确性和精密度可能不如全自动生化仪高,在测试结果上可能就会有一定差异。

干化学是指将液体检测样品直接加到不同项目特定生产的商业化的干燥试剂条上,以被测样品的水分作为溶剂所引起的特定的化学反应从而进行化学分析的方法,是以酶法为基础的一类分析方法。其中,Reflotron系统是由干化学法中的多层膜法逐步发展、演变而来。在 Reflotron干化学测试条的红色反应区,从侧面观察可见为多层结构,当滴加一滴血样于红色反应区时,血浆迅速向下渗透进入试剂层反应显色,而测定反射光、计算测定结果由仪器内设程序完成,并在显示屏上显示结果。与此同时,血样中的红细胞以及许多和细胞或血液中大分子物质相结合的物质被表层的玻璃纤维垫阻留,对特定物质的测定不起干扰,从而提高了测试的特异性、准确性。文献报道, Reflotron全血生化分析仪虽具有快速、简便的特点,但在测定过程中,也可因环境温度、干化学测试条红色反应区受污染等,使测量值与真值之间出现偏差。因此,应严格遵守操作规则进行测试。

本研究的比较实验一结果显示,全自动生化仪和半自动生化仪在分别检测静脉血和指血BUN时虽存在统计学差异,但BUN、CK测试结果具有高度相关性而且这种差异尚在临床可接受范围之内。科研人员可适当参考该相关回归方程,做出统一评价。

本研究的比较实验二结果显示,由于所使用的试剂及校准品、实验反应原理及测定的形式等的不同,因而构成了两个各自独立的检测系统,会对标本产生不同的基体效应,从而可能造成检测结果在两种分析仪间产生一定差异。两种测试系统在分别测试指血和静脉血时存在显著的系统误差。在BUN测试中,指血、干化学法的测定值高于静脉血、湿化学法;在CK测试中,静脉血、湿化学法高于指血、干化学法,并随着数值的增高,二者的差异加大。7020全自动生化分析仪 CK的线性范围上限值为3 000 U/L,本实验显示的指血、干化学法与静脉血、湿化学法测定CK的线性范围在500 U/L左右,这可能和CK >500 U/L以上的测定数值仅有3例有关。但也可初步看出,干化学法的线性范围较窄,远低于湿化学法。另外,关于干化学法与湿化学法在生化检测项目上的差异,临床也有较多文献报道。一般认为,这两种方法具有较高的相关性,封文平等[6]在2002年的一篇文献中即有类似表述。同时,相关回归分析中当 r≥0.975时,说明回归统计的斜率b和截距a可靠,可以用它们去估计引用新方法后带来的系统误差。本实验中,BUN、CK的 r值分别为0.975和0.991、0.998,说明两台仪器的结果高度相关,两者的差异为系统误差。这一点与上述文献报道相一致。因此,建议参考本实验给出的回归方程以获得一致的结果。但同时,也要适当考虑干化学法在测定指血BUN和高值CK时的临床可接受水平,便于今后科研人员对运动员身体机能状况进行综合评价。

5 结论

1.BUN、CK的测试应尽量推荐采用静脉血样本和湿化学法测试。

2.指血、半自动生化分析仪与静脉血、全自动生化分析仪测定BUN存在统计学意义上的系统误差,但这种差异在临床意义上尚处于可接受范围,而且两者BUN、CK测试结果高度相关,直线回归方程分别为 Y=0.9716X+ 0.0309和 Y=0.9586X+10.49。

3.指血、干化学分析仪与静脉血、全自动生化分析仪测定BUN、CK存在显著的统计学意义上的系统误差,但两者测试结果高度相关,回归方程分别为 Y=1.0408X+ 0.2549和 Y=0.9229X-0.24(当 CK<500 U/L时),Y =a bX Xc(当CK>500 U/L时)。

4.在进行运动员身体机能评定时,应充分考虑系统差异、临床可接受水平等实验室评价体系,并可适当参考上述各相关回归方程以便做出统一评价。

[1]鲍峰,胡菊芳,朱世根.自动生化分析仪的发展[J].中国纺织大学学报,2000,26(4):103-105.

[2]鲍瀛,段樱,谭兵,等.干化学法与湿化学法测定结果的比较[J].哈尔滨医药,2008,28(5):6-7.

[3]冯连世,冯美云,冯炜权.运动训练的生理生化监控方法[M].北京:人民体育出版社,2006.

[4]冯连世,冯美云,冯炜权.优秀运动员身体机能评定方法[M].北京:人民体育出版社,2003.

[5]冯连世,李开刚.运动员机能评定常用生理生化指标测试方法及应用[M].北京:人民体育出版社,2002.

[6]封文平,冯连世,李开刚.酶偶联试剂盒法与干式生化分析法测定血清肌酸激酶、尿素的对比分析[J].中国运动医学杂志, 2002,21(6):586-587.

[7]葛仁美,钱开成,于银坤,等.两种生化检测系统检测结果比对及偏差分析[J].检验医学与临床,2008,5(19):11-12.

[8]顾炳权,刘树林,张丽君.美国MD-100半自动生化分析仪性能评价[J].中国检验医学杂志,2000,6(6):72.

[9]谷廷富.两种不同化学方法对生化指标检测偏倚比对分析与校准[J].哈尔滨医药,2008,28(3):8.

[10]李贵星,陆小军,高宝秀.临床生化干化学分析和湿化学分析的初步比较[J].华西医学,2003,18(1):96-97.

[11]刘定海,刘利洪,薛丽,等.两种分析仪检测生化项目的比较分析[J].检验医学与临床,2007,4(12):11-12.

[12]吕津英,李煜晶,李忠信.五种半自动生化分析仪的性能检测与比较[J].天津医科大学学报,1997,3(3):92-95.

[13]马莉,彭世进.Reflotron全血生化分析仪及其干化学测试条使用性能评价[J].贵阳医学院学报,1998,23(1):84-85.

[14]王成刚,胡文健,骆小宁.干化学试纸法与全自动分析仪生化项目检测的分析比较[J].检验医学,2005,20(3):372-374.

[15]王建.MD-100型半自动生化分析仪测定参数的选择方法[J].现代检验医学杂志,2003,18(5):37-38.

[16]王建平,张梅香,胡慧敏,等.全自动半自动干式生化分析仪测定尿素与肌酐可比性的研究[J].南京医科大学学报,2007,27 (3):284-286.

[17]吴南卫,吴蓉.干化学、湿化学及电极法检验急诊生化常规项结果的对比和质控[J].海南医学,2003,14(3):57-58.

[18]曾孟阳.常规急诊检验结果在全自动生化与半自动生化可比性评价[J].中国现代药物应用,2008,2(11):36-39.

[19]张建丽.日立7020全自动生化分析仪日常维护和故障排除[J].实用医技杂志,2007,14(28):93.

[20]张智慧,张海谱,谢晓民,等.干化学检测结果质量控制及影响因素分析[J].实用医技杂志,2004,11(10):12-13.

[21]郑菲,韩波,石启洋.不同生化分析系统血清肌酐、尿素测定结果的偏倚评估[J].临床和实验医学杂志,2007,6(4):97-98.

[22]钟政永,杨莉娜,骆国凤.干化学法测定血清尿素、肌酐的评价[J].湖南医科大学学报,2003,28(4):814-816.

Comparative Study of Three Chemistry Instrument for Testing the Level of BUN&CK in Finger Blood and Venous Blood

LI Peng-fei1,FENG Bao-xin1,ZONG Pi-fang1,
SHANG Wen-yuan1,ZHANG Wei-ying1,SONG Guo-qiang2

To make a comparison and correlation between the level of blood urea nitrogen (BUN)&creatine kinase(CK)in finger blood monitored by semi-automatic chemistry analyzer or dry chemistry analyzer and those in venous blood monitored by automatic chemistry analyzer from same samples.Finger blood and venous blood from 40 cyclists were collected and tested for the level of BUN and CK.Finger blood was measured on MD-100 semi-automatic chemistry analyzer or reflotron.sprint system,but venous blood on 7020 automatic chemistry analyzer.The result indicated that there was significant difference but significant correlation among there analytic methods.The linear regression equation is Y=0.9716X+0.0309 and Y=0. 9586X+10.49 respectively for finger blood monitored by semi-automatic chemistry analyzer, while the linear regression equation is Y=1.0408X+0.2549 and Y=0.9229X-0.24 for finger blood monitored by automatic chemistry and dry chemistry analyzer.The regression equations may be helpful for the monitoring of sport training in athletes.

semi-automatic chemistry analyzer;automatic chemistry analyzer;dry chemistry analyzer;blood urea nitrogen;creatine kinase

G804.7

1000-677X(2010)01-0080-06

2009-11-09;

2009-12-05

国家体育总局体育科学研究所基本科研业务费资助项目(基本06-21)。

李鹏飞(1977-),男,山西人,实验师,硕士,主要研究方向为实验室测试,Tel:(010)87182533,E-mail:lipengfei@ ciss.cn。

11国家体育总局体育科学研究所,北京100061;21北京市芦城体育运动技术学校,北京102612

11China Institute of Sport Science,Beijing 100061,China;21Beijing Lucheng Athletics Technique School,Beijing 102612,China.