CN103646189B

CN103646189B - 一种微生物能力验证结果综合评价方法

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Publication number: CN103646189B
Application number: CN201310662127.5A
Authority: CN
Inventors: 刘淑艳; 郑江; 庞艳华; 马惠蕊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2033-12-26
Also published as: CN103646189A

Abstract

本发明涉及生物领域，公开了一种微生物能力验证结果综合评价方法，首先，基于层次分析法建立微生物能力验证结果的分层评价指标体系；然后，构造两两比较的权重判断矩阵，计算每一层次的各元素对上一层次某元素的权重，并作一致性检验，再以加权和的方法递阶归并各方案对总目标的最终权重，最后，对所述分层评价指标体系进行综合评价。本发明将层次分析法与模糊综合评价方法相结合，把影响微生物能力验证结果的各种因素划分为相互联系的有序层次，将一层次元素重要性进行定量描述。不仅可以实现对微生物能力验证的结果对标检查，而且可以获得科学合理的微生物能力验证的结果的量化评价结果，从而对不同实验室的微生物全面检测水平进行综合评价。

Description

一种微生物能力验证结果综合评价方法

技术领域

本发明涉及生物领域，特别涉及一种微生物能力验证结果综合评价方法。

背景技术

层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹兹堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初，提出的一种层次权重决策分析方法。他首先于1971年在位美国国防部研究“应急计划”时运用了AHP，又于1977年在国际数学建模会议上发表了“无结构决策问题的建模-层次分析法”一文，此后AHP在决策问题的许多领域得到应用，同时AHP的理论也得到不断深入和发展。AHP于1982年传入我国，许树柏等发表了国内第一篇介绍AHP的文章“层次分析法-决策的一种实用方法”。此后，AHP在我国得到迅速发展。AHP的基本原理是排序的原理，即最终将各方法(或措施)排除优劣次序，作为决策的依据。其特点是在对复杂的决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析得基础上，利用较少的定量信息使决策的思维过程数学化，从而为多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供简便的决策方法。尤其适合于对决策结果难于直接准确计量的场合。

层次分析法是将决策问题按照总目标、各层子目标、评价准则直至具体的备投方案的顺序分解为不同的层次结构，然后得用求解判断矩阵特征向量的办法，求得每一层次的各元素对上一层次某元素的优先权重，最后再加权和的方法递阶归并各备择方案对总目标的最终权重，此最终权重最大者即为最优方案。这里所谓“优先权重”是一种相对的量度，它表明各备择方案在某一特点的评价准则或子目标，标下优越程度的相对量度，以及各自目标对上一层目标而言重要程度的相对量度。层次分析法比较适合于具有分层交错评价指标的目标系统，而且目标值又难于定量描述的决策问题。其用法是构造判断矩阵，求出其最大特征值。及其所对应的特征向量W，归一化后，即为某一层次指标对于上一层次某相关指标的相对重要性权值。

能力验证的目的不仅仅是对一次检测结果的评价，更是对实验室检测能力的衡量。如何科学评价这些结果与实验室检测水平之间的对应关系，即能力验证的结果的利用，一直是能力验证管理部门及专家们所探讨的问题。

目前，能力验证计划的主要问题在于实验室参加了很多次能力验证，得到一个满意或不满意的结果，可是没有一个能力验证能够对实验室的检测水平给出整体、持续的评价，并对提升实验室的检测空间和方向提供有效的建议。微生物作为特殊的活体样本单次检验过于偶然，持续性和整体性检测水平无从体现；依赖单次检测结果实验室检测能力整体变化趋势无法追踪，偏差来源分析困难，纠偏措施很难具有针对性，更难以切实提高实验室的检测能力。

发明内容

本发明的目的是：为了解决现有技术中的技术问题，提供一种微生物能力验证结果综合评价方法，本发明将层次分析法引入到能力验证结果评价中，把影响微生物能力验证结果的各种因素通过划分为相互联系的有序层次，使之条理化，根据对一定客观现实的主观判断结构(能力验证结果)把专家意见和分析者的客观判断结果直接而有效地结合起来，将一层次元素两两比较的重要性进行定量描述，能够对不同实验室的微生物全面检测水平进行综合评价。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供了一种微生物能力验证结果综合评价方法，首先，基于层次分析法建立微生物能力验证结果的分层评价指标体系，按照总目标即目标层、各层子目标即准则层、方案层的顺序分解成不同的层次结构；然后，构造两两比较的权重判断矩阵，计算每一层次的各元素对上一层次某元素的权重，并作一致性检验，再以加权和的方法递阶归并各方案对总目标的最终权重，最后，建立多级模糊综合评价体系，对所述分层评价指标体系进行综合评价。

本发明具体包括以下步骤：

步骤1：建立微生物能力验证结果的分层评价指标体系；将决策问题分为目标层、准则层以及方案层，上层受下层影响，且层内各因素相对独立；

所述目标层作为实验室检测能力的评价，能力验证提供者和能力验证参与者是影响目标层结果的两个主要因素，构成准则层的第一层，能力验证提供者和能力验证参与者在能力验证中所能提供的信息构成准则层的第二层；

所述能力验证提供者是对能力验证计划建立和运作中所有任务承担责任的组织。

所述能力验证参与者可自愿选择能力验证计划及所参加的项目和自愿反馈结果。但反馈结果的时间及格式应在规定的时间内，并采用给定的标准格式，以便于能力验证组织者获得足够的信息对实验室的结果进行评价。

步骤2：根据低阶层次结构构造判断矩阵，即构造各层对上一层每一因素的成对比较阵；

步骤3：根据判断矩阵计算各要素的权重值；计算各准则对总目标的优先权重，再确定各方案对总目标的最终权重，并作一致性检验；

步骤4：建立评价集，构建测试指标权重表，并对分层评价指标体系进行综合评价。

其中，所述步骤2中构造判断矩阵的方法是：每一个具有向下隶属关系的元素作为判断矩阵的第一元素，位于左上角，隶属于它的各个元素依次排列在其后的第一行和第一列。

其中，所述步骤2中判断矩阵的填写方法是：针对判断矩阵的准则，两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值。

其中，所述能力验证提供者所提供的信息作为技术要素中的变量，包括样品制备微生物能力验证样品、保密措施实施过程中的保密性、参试指导书的制定、统计方法的选择、对参加者的技术分析与反馈。

其中，所述能力验证参与者所提供的信息包括：准确度、精确度、稳定性、参试项目的总体满意率。

本发明的有益效果是：本发明将层次分析法与模糊综合评价方法相结合，把影响微生物能力验证结果的各种因素划分为相互联系的有序层次，将一层次元素重要性进行定量描述。不仅可以实现对微生物能力验证的结果对标检查，而且可以获得科学合理的微生物能力验证的结果的量化评价结果，从而对不同实验室的微生物全面检测水平进行综合评价。

附图说明

图1为本发明一种微生物能力验证结果综合评价方法的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

本发明一种微生物能力验证结果综合评价方法，首先，基于层次分析法建立微生物能力验证结果的分层评价指标体系，按照总目标即目标层、各层子目标即准则层、方案层的顺序分解成不同的层次结构；然后，构造两两比较的权重判断矩阵，计算每一层次的各元素对上一层次某元素的权重，并作一致性检验，再以加权和的方法递阶归并各方案对总目标的最终权重，最后，建立多级模糊综合评价体系，对所述分层评价指标体系进行综合评价。

参照图1，本发明具体包括以下步骤：

能力验证的最终目的是确定实验室进行某些特殊检测和测量的能力，以及监控实验室的持续能力。所述目标层作为实验室检测能力的评价，能力验证提供者和能力验证参与者是影响目标层结果的两个主要因素，构成准则层的第一层，能力验证提供者和能力验证参与者在能力验证中所能提供的信息构成准则层的第二层。

假定一个有资质的能力验证提供者符合技术要素和管理要素的所有要求，由于微生物能力验证的特殊性，在实施阶段，一些技术要素中的变量构成本研究中的影响能力验证提供者提供最终信息准确性的指标。所述变量包括：

①、微生物能力验证样品

所述微生物能力验证样品是能力验证成功与否的关键，要确保每个参加者都收到具有可比性的能力验证物品，并且这些能力验证物品在整个能力验证过程中保持稳定。因此，稳定性与均匀性是能力验证样品最基本的要求。同时还有很多因素可能影响实验室对样品的检测结果，如样品中目标菌的种类及含量、背景菌组成与含量、目标菌与背景菌的配比、菌株的溯源性、基质的影响等。

②、保密措施实施过程中的保密性

能力验证提供者应预见参加者串通和伪造结果的可能性，在能力验证计划中包含防止此类事件发生的合理预警措施，以及当怀疑串通或伪造时可执行的程序。比如同一项目设置2-3个样品，不同实验室随机发放等。

③、参试指导书的制定

能力验证提供者应向所有参加者提供详细的文件化的指导书，应包括能力验证物品检测或校准影响因素的详细说明，能力验证物品的性质、存储条件、是否限定检测方法，以及检测的时间要求等。

④统计方法的选择

应根据数据的特性(定量、半定量或定性)、统计假定、误差的性质以及与其的结果数量，制定和建立符合能力验证目标的统计设计，并在参试指导书上加以说明，让实验室明确可能影响结果评价的因素。有时一种统计方法不能涵盖所有测试项目，或不适合，则需提供其它统计方法。

⑤对参加者的技术反馈技术分析与反馈

为达到能力验证计划的目的，能力验证提供者应对能力验证参与者的能力提供技术分析及反馈。室内机室间的变异，及其与先前能力验证轮次，类似能力验证计划、或已公布的精密度数据的比较，误差的可能来源(针对离群值)和提高能力的建议，给参加者的建议和指导性反馈，作为能力验证参与者持续改进程序的一部分。

所述能力验证参与者可自愿选择能力验证计划及所参加的项目和自愿反馈结果。但反馈结果的时间及格式应在规定的时间内，并采用给定的标准格式，以便于能力验证组织者获得足够的信息对实验室的结果进行评价。所述能力验证参与者所提供的信息包括：

①、准确度

某个微生物检测项目的准确度包括定性样品的符合性判定的准确性和定量样品测试结构的统计分析值的满意情况。

②、精确度

某个微生物检测项目的精确度是重复测试中获得的，主要针对定量样品。

③、稳定性

即一个实验室的持续满意情况，单次能力验证很难对稳定性进行判断，而多轮次能力验证中，可以通过两轮次满意结果的比较给出的稳定性情况。

④、参试项目的总体满意率

能力验证参与者往往参加的能力验证项目不只1项，在既有满意项又有不满项的情况下，将整体的满意率作为一个指标可以更科学的评价实验室的实际检测能力。

所述构造判断矩阵的方法是：每一个具有向下隶属关系的元素作为判断矩阵的第一元素，位于左上角，隶属于它的各个元素依次排列在其后的第一行和第一列。

所述判断矩阵的填写方法是：针对判断矩阵的准则，两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值，重要性标度值见表1。

表1标度表

重要性标度	含义
		1	表示两个元素相比，具有同等重要性
3	表示两个元素相比，前者比后者稍重要
		5	表示两个元素相比，前者比后者明显重要
7	表示两个元素相比，前者比后者强烈重要
		9	表示两个元素相比，前者比后者极端重要
2，4，6，8	表示上述判断的中间值
		倒数	若元素I与元素j的重要性之比为a_ij，则元素j与I的重要性之比a_ji＝1/a_ij

设填写后的判断矩阵为A＝(a_ij)n*n，即在n行n列矩阵中，记位于第i行第j列的数为aij，判断矩阵具有如下性质：

(1)a_ij＞0(2)a_ji＝1/a_ij(3)a_ii＝1。

在特殊情况下，判断矩阵可以具有传递性，即满足等式：a_ij*a_jk＝a_ik。当上式对判断矩阵所有元素都成立时，则称该判断矩阵为一致性矩阵。

参照1-9标度法，可以得到判断矩阵，见表2。

表2判断矩阵

对于填写后的判断矩阵，利用一定数学方法进行层次排序。层次单排序是指每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，所以本质上是计算权向量，这里采用规范列平均法计算。参照表3.1-表3.3，以持续满意情况C3为例，计算各因素权重，具体步骤如下：

第一步，先求出两两比较矩阵的每一元素每一列的总和，如表3.1所示；

第二步，把两两矩阵的每一元素除以其相对应列的总和，所得商称为标准两两比较矩阵，如表3.2所示。

第三步，计算标准两两比较矩阵的每一行的平均值，这些平均值即是各因

素的权重，如表3.3所示。

因此，(0.20，0.20，0.60)是C3指标的权重。同样求的其它指标的权重(见表4)。

表4指标权重表

指标	权重	指标	权重	指标	权重	指标	权重
								B1	0.83	B2	0.17	C1	0.12	C2	0.29
C3	0.59	C4	0.54	C5	0.26	C6	0.08
								C7	0.04	C8	0.04	D1	0.50	D2	0.50
D3	0.60	D4	0.20	D5	0.20	D6	0.20
								D7	0.20	D8	0.60	D9	0.07	D10	0.04
D11	0.13	D12	0.03	D13	0.37	D14	0.37

将实验室测量水平分为优秀、良好、一般、合格、差五个级别，一次达到对实验室测试水平进行评价的目的，即V＝{V1，V2，V3，V4，V5}＝{优秀，良好，一般，合格，差}。由专家小组对被测评的实验室进行等级打分依次分为优秀、良好、合格、较差、不合格5个评价等级，分别赋值1.0、0.8、0.6、0.4、0.2，如果评分处于相邻评价等级之间，可赋值0.9、0.7、0.5、0.3。某指标的评分结果＝评价得分之和/评分人员人数，比如，A、B、C、D、E五位专家对C1分别为0.8、0.7、0.9、0.8、0.8，那么，相关专家对该实验室的此项评分为0.8。具体见表5。

表5指标权重及评分标准

利用较低层次的要素对上一层次的要素加权，得各指标的加权优先顺序为：

D1＝0.5*0.12*0.83＝0.0498 D2＝0.5*0.12*0.83＝0.0498 D3＝0.60*0.29*0.83＝0.1444

D4＝0.20*0.29*0.83＝0.0481 D5＝0.20*0.29*0.83＝0.0481 D6＝0.20*0.59*0.83＝0.0979

D7＝0.20*0.59*0.83＝0.097 D8＝0.60*0.59*0.83＝0.2938 D9＝0.07*0.54*0.17＝0.0064

D10＝0.04*0.54*0.17＝0.0037 D11＝0.13*0.54*0.17＝0.0119 D12＝0.03*0.54*0.17＝0.0028

D13＝0.37*0.54*0.17＝0.0340 D14＝0.37*0.54*0.17＝0.0340 C5＝0.26*0.17＝0.0442 C6＝0.08*0.17＝0.0136 C7＝0.04*0.17＝0.0068 C8＝0.04*0.17＝0.0068由此我们可以看出，在整个实验室微生物检测能力评估体系中，实验室能力验证结果的稳定性加权优先顺序为第一，其次是参试项目的整体满意率。当给出了以上所有指标的分数，分别乘以对应的权重，再相加，也就得到总分，不同实验室的得分不同，但各个指标的权重一样，体现出该体系的公正性。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种微生物能力验证结果综合评价方法，其特征在于，首先，基于层次分析法建立微生物能力验证结果的分层评价指标体系，按照总目标即目标层、各层子目标即准则层、方案层的顺序分解成不同的层次结构；然后，构造两两比较的权重判断矩阵，计算每一层次的各元素对上一层次某元素的权重，并作一致性检验，再以加权和的方法递阶归并各方案对总目标的最终权重，最后，对所述分层评价指标体系进行综合评价；具体包括以下步骤：

能力验证的最终目的是确定实验室进行微生物检测的能力，以及监控实验室的持续能力；所述目标层作为实验室检测能力的评价，能力验证提供者和能力验证参与者是影响目标层结果的两个主要因素，构成准则层的第一层，能力验证提供者和能力验证参与者在能力验证中所能提供的信息构成准则层的第二层；

假定一个有资质的能力验证提供者符合技术要素和管理要素的所有要求，由于微生物能力验证的特殊性，在实施阶段，一些技术要素中的变量构成本研究中的影响能力验证提供者提供最终信息准确性的指标，所述变量包括：

①、微生物能力验证样品

所述微生物能力验证样品是能力验证成功与否的关键，要确保每个参加者都收到具有可比性的能力验证物品，并且这些能力验证物品在整个能力验证过程中保持稳定，因此，稳定性与均匀性是能力验证样品最基本的要求，同时还有其他因素可能影响实验室对样品的检测结果，包括样品中目标菌的种类及含量、背景菌组成与含量、目标菌与背景菌的配比、菌株的溯源性、基质的影响；

②、保密措施实施过程中的保密性

能力验证提供者应预见参加者串通和伪造结果的可能性，在能力验证计划中包含防止此类事件发生的合理预警措施，以及当怀疑串通或伪造时可执行的程序，包括同一项目设置2-3个样品，不同实验室随机发放；

③、参试指导书的制定

能力验证提供者应向所有参加者提供详细的文件化的指导书，应包括能力验证物品检测或校准影响因素的详细说明，能力验证物品的性质、存储条件、是否限定检测方法，以及检测的时间要求；

④、统计方法的选择

应根据数据的特性、统计假定、误差的性质以及与其的结果数量，制定和建立符合能力验证目标的统计设计，并在参试指导书上加以说明，让实验室明确可能影响结果评价的因素，有时一种统计方法不能涵盖所有测试项目，或不适合，则需提供其它统计方法；

⑤、对参加者的技术反馈技术分析与反馈

为达到能力验证计划的目的，能力验证提供者应对能力验证参与者的能力提供技术分析及反馈，室内机室间的变异，及其与先前能力验证轮次，类似能力验证计划、或已公布的精密度数据的比较，误差的可能来源和提高能力的建议，给参加者的建议和指导性反馈，作为能力验证参与者持续改进程序的一部分；

所述能力验证参与者可自愿选择能力验证计划及所参加的项目和自愿反馈结果，但反馈结果的时间及格式应在规定的时间内，并采用给定的标准格式，以便于能力验证组织者获得足够的信息对实验室的结果进行评价，所述能力验证参与者所提供的信息包括：

①、准确度

某个微生物检测项目的准确度包括定性样品的符合性判定的准确性和定量样品测试结构的统计分析值的满意情况；

②、精确度

某个微生物检测项目的精确度是重复测试中获得的，针对定量样品重复测试获得的；

③、稳定性

即一个实验室的持续满意情况，单次能力验证很难对稳定性进行判断，而多轮次能力验证中，通过两轮次满意结果的比较给出的稳定性情况；

④、参试项目的总体满意率

能力验证参与者往往参加的能力验证项目不只1项，在既有满意项又有不满项的情况下，将整体的满意率作为一个指标可以更科学的评价实验室的实际检测能力；

所述构造判断矩阵的方法是：每一个具有向下隶属关系的元素作为判断矩阵的第一元素，位于左上角，隶属于它的各个元素依次排列在其后的第一行和第一列；

所述判断矩阵的填写方法是：针对判断矩阵的准则，两个元素两两比较哪个重要，重要多少，对重要性程度按1-9赋值，重要性标度值见表1：

表1标度表

重要性标度含义 1 表示两个元素相比，具有同等重要性 3 表示两个元素相比，前者比后者稍重要 5 表示两个元素相比，前者比后者明显重要 7 表示两个元素相比，前者比后者强烈重要 9 表示两个元素相比，前者比后者极端重要 2，4，6，8 表示上述判断的中间值倒数若元素I与元素j的重要性之比为a_ij，则元素j与I的重要性之比a_ji＝1/a_ij

设填写后的判断矩阵为A＝(a_ij)n*n，即在n行n列矩阵中，记位于第i行第j列的数为a_ij，判断矩阵具有如下性质：

(1)a_ij＞0(2)a_ji＝1/a_ij(3)a_ii＝1；

在特殊情况下，判断矩阵可以具有传递性，即满足等式：a_ij*a_jk＝a_ik，当上式对判断矩阵所有元素都成立时，则称该判断矩阵为一致性矩阵；参照1-9标度法，可以得到判断矩阵，见表2：

表2判断矩阵

对于填写后的判断矩阵，利用数学方法进行层次排序，层次单排序是指每一个判断矩阵各因素针对其准则的相对权重，所以本质上是计算权向量，这里采用规范列平均法计算，参照表3.1-表3.3，计算各因素权重，具体步骤如下：

第一步，先求出两两比较矩阵的每一元素每一列的总和，如表3.1所示；第二步，把两两矩阵的每一元素除以其相对应列的总和，所得商称为标准两两比较矩阵，如表3.2所示；

第三步，计算标准两两比较矩阵的每一行的平均值，这些平均值即是各因素的权重，如表3.3所示；

因此，求的指标的权重见表4：

表4指标权重表

指标权重指标权重指标权重指标权重 B1 0.83 B2 0.17 C1 0.12 C2 0.29 C3 0.59 C4 0.54 C5 0.26 C6 0.08 C7 0.04 C8 0.04 D1 0.50 D2 0.50 D3 0.60 D4 0.20 D5 0.20 D6 0.20 D7 0.20 D8 0.60 D9 0.07 D10 0.04 D11 0.13 D12 0.03 D13 0.37 D14 0.37

步骤4：建立评价集，构建测试指标权重表，并对分层评价指标体系进行综合评价；

将实验室测量水平分为优秀、良好、一般、合格、差五个级别，一次达到对实验室测试水平进行评价的目的，即V＝{V1，V2,V3,V4,V5}＝{优秀，良好，一般，合格，差}，由专家小组对被测评的实验室进行等级打分依次分为优秀、良好、合格、较差、不合格5个评价等级，分别赋值1.0、0.8、0.6、0.4、0.2，如果评分处于相邻评价等级之间，可赋值0.9、0.7、0.5、0.3，某指标的评分结果＝评价得分之和/评分人员人数，具体见表5：

表5指标权重及评分标准

D1＝0.5*0.12*0.83＝0.0498 D2＝0.5*0.12*0.83＝0.0498

D3＝0.60*0.29*0.83＝0.1444

D4＝0.20*0.29*0.83＝0.0481 D5＝0.20*0.29*0.83＝0.0481

D6＝0.20*0.59*0.83＝0.0979

D7＝0.20*0.59*0.83＝0.097 D8＝0.60*0.59*0.83＝0.2938

D9＝0.07*0.54*0.17＝0.0064

D10＝0.04*0.54*0.17＝0.0037 D11＝0.13*0.54*0.17＝0.0119

D12＝0.03*0.54*0.17＝0.0028

D13＝0.37*0.54*0.17＝0.0340 D14＝0.37*0.54*0.17＝0.0340

C5＝0.26*0.17＝0.0442

C6＝0.08*0.17＝0.0136 C7＝0.04*0.17＝0.0068

C8＝0.04*0.17＝0.0068

由此我们可以看出，在整个实验室微生物检测能力评估体系中，实验室能力验证结果的稳定性加权优先顺序为第一，其次是参试项目的整体满意率；当给出了以上所有指标的分数，分别乘以对应的权重，再相加，也就得到总分，不同实验室的得分不同，但各个指标的权重一样，体现出该体系的公正性。