校准曲线拟合验证与系统偏差排查(2019-09)
来源:全自动化学发光免疫分析仪(MDA-20)/ 文思海辉合作项目 / 注册后优化 两份数据文件属于同一排查工作流:先验证拟合模型(190920),再定位软件与 Excel 的偏差(190926 bug)。
背景:化学发光定量原理
CLIA(化学发光免疫分析)以光子数(RLU)反求浓度,标定曲线惯例是双对数(log-log)空间的低阶多项式拟合(二次 + 双对数),即对 log(浓度) 与 log(RLU) 做线性/二次回归,再反变换求浓度。本次工作即验证用户软件内嵌拟合算法与 Excel 手工计算是否一致。
文件一:拟合数据-二次+双对数(190920)
测试数据(5 点标定,量纲推测为 浓度 ng/mL : RLU):
| 浓度 | RLU | ||
|---|---|---|---|
| 0.05 | 3,005 | -1.3010 | 3.4778 |
| 0.2 | 8,892 | -0.6990 | 3.9490 |
| 1 | 39,308 | 0 | 4.5945 |
| 5 | 216,317 | 0.6990 | 5.3351 |
| 25 | 1,217,308 | 1.3979 | 6.0854 |
特征:浓度跨 3 个数量程对数等距(0.05→25,每档 ×5),log-log 空间近似直线(相邻 Δlog(RLU)≈0.47~0.75),是标准的 5 点双对数拟合演示 Dataset。5 点 log-log 一阶回归目测线性极好,符合”二次+双对数”模型退化为一次的场景。
文件二:校准曲线验证数据(190926,bug 排查)
定标数据(7 点)
| 点 | 浓度 | 光子数 |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 364 |
| 2 | 0.05 | 1,009 |
| 3 | 0.18 | 3,057.5 |
| 4 | 0.928 | 16,194 |
| 5 | 5.514 | 125,075 |
| 6 | 27.514 | 817,988 |
| 7 | 110 | 2,404,600 |
注意 0 浓度点光子数 364(本底/暗计数),双对数拟合必须跳过或替换该点。
验证结论(文件原文)
- 定标曲线:与用户软件拟合的曲线一致。
- 校准曲线:与用户软件拟合的校准曲线不一致 —— 这是 bug。
偏差定位:-0.08 系统偏移
对两个质控样本反求浓度:
| 样本 | 标称浓度 | 光子数 | 软件反求 | 偏差 |
|---|---|---|---|---|
| CA | 0.225 | 3,277 | 0.2066 | 约 -8.2% |
| CB | 25.953 | 660,291 | 23.873 | 约 -8.0% |
校准曲线拟合式(log-log 空间):y = 0.00007x − 0.0819,校准后七点坐标的残差列全部在 -0.074 ~ -0.082 区间——高度一致的恒定负向截距偏移,不是斜率/线性问题。
Excel 侧重构方法:对软件输出的光子数直接施加线性修正 log' = log(RLU) − 0.0819(等效光子数乘 10^-0.0819 ≈ 0.828 系数),重构坐标后与软件定标曲线吻合(残差列 1009→926、16194→14869 即修正后值)。
结论与含义
- 偏差呈恒定 log 偏移(-0.08),指向软件校准流程中某个固定修正项被重复扣除或漏加(典型原因:本底扣除方式、校准点数取值不同、或对数底/截距项处理不一致),而非拟合算法本身错误。
- “定标一致、校准不一致”的分叉说明 bug 在校准(calibration adjust)环节而非曲线拟合引擎。
- 数据可行动点:此类排查的正确顺序是先证拟合引擎一致(用同一数据在 Excel 复算),再二分定标/校准两环节找修正项差异。
关联
- 医疗器械软件描述-全自动微流控化学发光免疫分析仪-文思海辉初稿
- 维护界面草图附功能说明-MDA20调试维护界面-190821
- CLIA 双对数拟合是行业惯例(Roche/Abbott 校准曲线同样为 log-log 域 4PL/多项式),本笔记的反求偏差排查法可复用于任何免疫定量产品的曲线验证。