Aspects of internal quality control and external quality assurance to ensure correct medical laboratory test results

Abstract

Medisinske laboratorieresultater spiller en viktig rolle i å forebygge, screene, diagnostisere, behandle og overvåke sykdom. Vi sammenligner ofte resultatene med tidligere resultater fra samme person, et referanseintervall eller en diagnostisk beslutningsgrense. Det er derfor viktig å sikre nøyaktige og sammenlignbare testresultater, uavhengig av tid, sted, kalibrator, reagenser eller måleprosedyre. For å oppnå dette, må vi vurdere, overvåke og forbedre kvaliteten på alle aktiviteter i hele testprosessen, fra legen rekvirerer prøven gjennom prøvetaking, klargjøring, analyse og til slutt tolkning og oppfølging av testresultatet. Vi utfører intern kvalitetskontroll og ekstern kvalitetsvurdering for å overvåke kvaliteten i disse ulike trinnene.

Denne doktorgradsavhandlingen utforsker ulike aspekter av testprosessen og bygger på tre studier som har som mål å: 1) Samle informasjon om hvordan hemolyse påvirker klinisk kjemiske testresultater på ulike måleprosedyrer, og hvordan testresultater og informasjon om hemolyse rapporteres til den rekvirerende legen. 2) Utvikle et skåringssystem som kan brukes til å bestemme hvor ofte intern kvalitetskontroll bør analyseres på ulike pasientnære tester i primærhelsetjenesten. 3) Sammenligne tilbakemeldingene laboratorier mottar angående systematiske avvik (bias%) fra hvert program når de deltar i to ulike eksterne kvalitetskontrollprogrammer for serum glukose.

Artikkel I var en kvasi-eksperimentell tversnittstudie med 143 laboratorier som målte hemoglobin og 15 klinisk kjemiske analytter i fire kontrollprøver med ulike grader av hemolyse. I tillegg ble det innhentet informasjon om hvordan laboratoriene håndterer hemolyserte prøver gjennom et nettbasert spørreskjema. Laboratoriene benytter ulike prosedyrer for å oppdage og måle hemolyse, fastsette grenseverdier for når prøver ikke kan analyseres og bestemme når informative kommentarer skal inkluderes i svarrapporten til rekvirent. Vi fant at hemolyse hadde tilnærmet lik påvirkning på de fleste målingene på tvers av ulike målemetoder, men det var forskjeller i hvordan laboratoriene rapporterte resultatene til rekvirent, og om de inkluderte kommentarer.

Artikkel II bygde på ekspertkonsensus. Basert på ekspertvurderinger og et grundig litteratursøk, utviklet vi et skåringssystem som kan benyttes til å bestemme hvor ofte intern kvalitetskontroll bør utføres på pasientnære tester i primærhelsetjenesten. Systemet tok hensyn til risikoen for skade eller ulempe for pasienten basert på analyttens betydning for diagnostisering og oppfølging, testens kompleksitet og brukervennlighet, samt antall pasientprøver laboratoriet håndterer. Jo høyere risiko for feil testresultater og mulig fare for pasienten, desto hyppigere bør intern kvalitetskontroll utføres. Vi skåret totalt 17 analytter og 134 tester, og utfallet av skåringssystemet var enten daglig, ukentlig, månedlig eller sporadisk utføring av intern kvalitetskontroll. Ved å bruke skåringssystemet, oppnådde vi mer konsistente og harmoniserte anbefalinger, og disse var i tråd med anbefalingene som erfarne laboratorierådgivere ville gi til laboratorier. Vi har implementert anbefalingene i Norsk kvalitetsforbedring av laboratorieundersøkelser (Noklus) sine elektroniske prosedyrer, som er tilgjengelig for over 3,600 laboratorier i primærhelsetjenesten i Norge.

Artikkel III hadde et komparativt studiedesign. Vi sammenlignet data fra de samme laboratoriene som deltok i to ulike eksterne kvalitetskontrollprogram for serum glukose over ett år. Vi fant at laboratoriene fikk ulik tilbakemelding om systematisk avvik (bias%) i de to programmene. Studien understreker viktigheten av at eksterne kvalitetskontrollorganisasjoner bruker pasientlike kontrollmaterialer og fasitverdier som kan spores til en referansemetode i eksterne kvalitetsvurderingsprogrammer som er designet for å vurdere den metrologiske sporbarheten til laboratorieresultater.

Denne doktorgradsavhandlingen viser hvordan vi kan bruke ulike aspekter ved intern kvalitetskontroll og ekstern kvalitetsvurdering til å overvåke kvaliteten i medisinske laboratorier og identifisere områder som bør forbedres for å sikre korrekte testresultater.

Medical laboratory test results play an important role in preventing, screening, diagnosing, treating, and monitoring disease. The results are often compared to previous results from the same person, a reference interval, or a diagnostic decision limit. Ensuring accurate and equivalent test results, regardless of time, location, calibrator, reagent kit or measurement procedure (MP), is therefore important. To obtain this, we must assess, monitor, and improve the quality of all activities in the total testing process, starting from the physician’s request for the sample, through sample collection, preparation, analysis, and finally, interpretation and follow up of the test result. Internal quality control (IQC) and external quality assessment (EQA) are conducted to monitor the quality of these various steps.

This doctoral thesis explores various aspects of the total testing process and builds on three studies that aim to: 1) Obtain information about how hemolysis affects clinical chemistry test results on different MPs, and how test results and information about hemolysis are reported to the requesting physician. 2) Develop a scoring system that can be used to determine the IQC frequency for point-of-care testing (POCT) devices in primary healthcare. 3) Compare the feedback laboratories receive regarding systematic error (bias%) from each scheme when participating in two different EQA schemes for serum glucose.

Paper I had a cross-sectional quasi-experimental study design involving 143 laboratories measuring hemoglobin and 15 clinical chemistry measurands in four EQA samples with various degrees of hemolysis. Additionally, a survey research design was used to collect information on how laboratories manage hemolyzed samples, using an online questionnaire. Laboratories use different procedures to detect and measure hemolysis, establish cut-offs for when samples cannot be analyzed, and determine when to include informative comments in the laboratory reports. We found that hemolysis had a similar impact on most measurements across different MPs. However, there were discrepancies among laboratories in their approach regarding the reporting of test results and the inclusion of comments on hemolysis in the laboratory reports.

Paper II had an expert consensus design. Based on expert opinion and a thorough literature search, a scoring system for how often IQC should be measured on the various POCT devices in primary healthcare was developed. The risk of harm to the patient based on the importance of the analyte in diagnosing and monitoring patients, the complexity and user-friendliness of the POCT devices, and the number of patient samples were factors included in the scoring system. The higher chance of erroneous test results and potential risk of harm to patients, the more frequent should IQC be performed. A total of 17 measurands and 134 devices were scored, and the outcomes of the scoring system were either daily, weekly, monthly, or occasional IQC testing. By using the scoring system, we achieved more consistent and harmonized recommendations, and they were in line with the recommendations that experienced laboratory advisors would give to laboratories. The recommendations are implemented into The Norwegian Organization for Quality Improvement of Laboratory Examinations (Noklus) online procedures and are available for over 3,600 laboratories in primary healthcare.

Paper III had a comparative study design. Data from the same laboratories participating in two serum glucose EQA schemes for one year were compared. We found that the laboratories received different feedback on systematic error (bias%) depending on the EQA scheme. This underlines the importance of EQA providers using verified commutable EQA materials and target values traceable to reference MPs or commutable certified reference materials in EQA schemes designed to assess the metrological traceability of laboratory results.

This doctoral thesis has shown how different aspects of IQC and EQA can be used to monitor medical laboratory quality and to identify areas that needs to be improved to ensure correct test results.