Microsoft Excel 2013在生物化学检验实验数据处理中的应用

2018-01-20王治西孙彦坪

实验与检验医学 2017年6期

王治西，孙彦坪

生物化学检验是医学检验技术专业的核心课程。在生物化学检验实验教学过程中，教师要始终贯穿质量控制意识，追求实验数据真实、准确、可靠，培养学生良好的职业素养。有些实验数据需要进行图表及数据处理，而传统手工计算、坐标纸绘图等方法的人为因素影响大、结果准确度较差，达不到质控要求，因此有必要指导学生应用计算机数据处理软件，可起到事半功倍的作用。

作者结合生物化学检验实验教学特点，将Excel的统计、图表等功能应用于实验教学，作为一种实验教学辅助软件，不仅可以节省时间，还能使一些抽象、难以理解的内容通过图表等功能具体化、简单化，快速、便捷完成传统教学手段难以完成的任务，激发学生对实验结果进行处理的兴趣，有利于提高教学质量和教学效率[1]。

1 Microsoft Excel与实验教学

Microsoft Excel是美国微软公司出品的Office系列办公软件中的一个非常出色的电子表格组件，可以用来制作电子表格、利用公式和函数完成许多复杂的数据运算[2]，进行数据的分析和预测并且具有强大的制作图表的功能，利用丰富的图表类型使数据显得更清晰、直观。在各种计算机数据处理软件中，Excel软件是一个功能强大、使用方便的表格式数据综合管理和分析系统[3]。Excel在生物化学检验实验教学中应用的优势在于其功能较为全面，具有很多的下拉菜单和工具栏，由于学生已经在计算机课程中学习过Excel的基本操作，用它来进行实验数据处理比较容易掌握[4]。在生物化学检验实验数据处理中，应用Excel不仅能自动绘图、制作模板，还能避免系统误差；还可应用Excel丰富的函数来进行实验数据计算与分析，如均值、标准差、线性回归分析等。通过在不同的单元格建立函数关系，只需要在原始数据的单元格内输入不同的实验数据，Excel就会迅速运算得到各自的结果，通过更改数据来分析影响实验结果的关键数据，这使得学生更容易分析讨论实验结果[5，6]。

2 利用Excel的统计分析功能

在生物化学检验实验中，应用Excel可以进行实验数据的处理和统计分析等，可以极大地降低手工计算量和提高计算的准确性。

在生物化学检验的方法学评价和质控实验中，常用到平均数、标准差等评价指标。下面举例说明应用Excel求解平均数 (Average)、标准差（Standard deviation）等的方法。打开Excel应用程序，录入数据，按下列步骤进行菜单操作：先将鼠标点击空白单元格→公式→插入→函数→选择函数 “AVERAGE”或 “STDEV”→确定→数值参数“Number”→确定。其他计算功能是在空白单元格中输入“=”和所需计算公式，例如：“=(A1+B1)*C1/D1”，然后按“Enter”可显示计算结果（图 1）。

图1 其他计算功能

3 利用Excel制作标准工作曲线

在许多生物化学检验实验项目中，需要制作标准工作曲线。标准工作曲线是配制一系列不同浓度的标准溶液C，以不含被测组分的空白溶液作为参比，按标本处理方法作相同处理，在特定波长下测定各标准溶液的吸光度A，绘制而成的A-C曲线[7]。

3.1 创建新文件打开Excel应用程序，在“可用模板”中选择“空白工作薄”。以血清蛋白标准工作曲线为例，根据实验结果按图2录入相应数据。

图2 数据输入格式示例

3.2 插入标准工作曲线图选定B2：G3区域，菜单操作是插入→图表→散点图→带平滑线的散点图，随即就会在所选B2：G3区域下方出现所选图表类型（图 3）。3.3曲线处理工作曲线作好后，需要对其进行修改。

图3 标准工作曲线图a

（1）绘图区选项：选定绘图区，单击右侧图表元素按钮，选取坐标轴、坐标轴标题、图表标题，并添加相关内容（图4）。

图4 标准工作曲线图b

（2）坐标轴选项：选定绘图区，右击选取设置图表区域格式，在图表选项中分别选取垂直轴和水平轴，在填充线条选项中“填充”选择“自动”，“线条”选择“实线”，“宽度”选择“1.25 磅”，“颜色”选择“黑色”，箭头末端类型选择“箭头”，“刻度线标记”中主要类型和次要类型均选择“内部”；在主要网格线选项中“线条”选择“无线条”；在坐标轴选项中垂直轴“边界”最小值设为“0”、最大值设为“1.0”，“单位”主要设为“0.1”、次要设为“0.02”；水平轴“边界”最小值设为“0”、最大值设为“120”，“单位”主要设为“20.0”、次要设为“2.0”。设定完成后见图 5。

图5 标准工作曲线图c

（3）保存及使用：按需要修改好所有项目后，选择“文件”菜单下的“保存”命令进行保存。若进行多次平行实验，可将数据表中的数据进行修改，工作曲线随数据表中的数据而改变。若将此文件存为模板，其他类似实验的数据均可如此处理。

4 利用Excel制作Levey-Jennings质控图

质控图的正确设置和判断是室内质量控制的关键[8]。1950年，Levey和Jennings将工业管理上的质量控制图移植到检验医学中来，用于临床化学检验的质量控制，取得了很好的效果。从此，Levey-Jennings质控图法逐渐成为临床生化检验质量控制广泛应用的方法[9]。

4.1 创建新文件打开Excel应用程序，在“可用模板”中选择“空白工作薄”。以血糖测定低浓度质控为例，根据实验结果按图6输入相应数据。选定B1：AE2 区域，计算出平均值（x）和标准差（SD）。

图6 数据输入格式示例

4.2 插入质控图选定B1：AE2区域，菜单操作是插入→图表→折线图→带标记的堆积折线图，随即就会在所选B1：AE2区域下方出现所选图表类型（图 7）。

4.3 曲线的处理质控曲线作好后，需要对其进行修改。（1）绘图区选项：选定绘图区，单击右侧图表元素按钮，选取坐标轴、坐标轴标题、图表标题，并添加相关内容（图8）。

图7 Levey-Jennings质控图a

图8 Levey-Jennings质控图b

（2）坐标轴选项：选定绘图区，右击选取设置图表区域格式，在图表选项中选取垂直轴，在填充线条选项中：“填充”选择“自动”，“线条”选取“实线”，“宽度”选择“1.25 磅”，“颜色”选择“黑色”；坐标轴选项中：“边界”最小值选“-4SD”、最大值选“+4SD”，“单位”主要选“1SD”、次要选“自动”，“刻度线标记”主要类型选择 “内部”，次要类型选择“无”；在主要网格线选项中：“线条”选取“实线”，“宽度”选择“1 磅”，“颜色”选择“红色”。再选取水平轴，在填充线条选项中：“填充”选择“自动”，“线条”选取“实线”，“宽度”选择“1.25 磅”，“颜色”选择“黑色”；坐标轴选项中：“坐标轴类型”选择“日期坐标轴”，“边界”最小值和最大值均选择 “自动”，“单位”选择“天”，“刻度线标记”选择“无”，设定完成后见图9。