多算法协同框架构建中国人群凝血检测参考区间:11种间接算法的跨平台验证与年龄分层优化

【字体: 时间:2025年06月10日 来源:Clinica Chimica Acta 3.2

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  本研究针对传统凝血参考区间(RIs)建立方法存在的健康人群招募困难、非高斯分布及年龄效应复杂等挑战,创新性提出基于真实世界数据(RWD)的多算法协同框架。研究人员系统评估了Z-Score、Tukey等11种异常值检测算法在63万例凝血检测数据中的表现,通过参考变化值(RCV)和方差分量模型量化算法稳定性,最终确定Z-Score和Tukey为最优方法,证实D-Dimer需年龄分层(≥60岁组SDR=0.62),而性别分层非必要。该框架为凝血检测标准化提供了可推广的解决方案。

  

凝血检测作为临床诊断的重要工具,其参考区间(Reference Intervals, RIs)的准确性直接影响疾病判断。然而传统直接建立RIs的方法面临三大困境:健康志愿者招募耗时耗力、凝血参数常呈非高斯分布、年龄相关变化呈现多模态特征。更棘手的是,中国人群缺乏本土化RIs数据,多数实验室直接套用欧美厂商标准,导致临床误判风险。面对这一现状,南方医科大学深圳医院的研究团队另辟蹊径,尝试从海量真实世界数据(Real-World Data, RWD)中挖掘答案。

这项发表在《Clinica Chimica Acta》的研究,创新性地构建了包含11种算法的评估框架。团队回顾性分析了63万例凝血检测数据,涵盖APTT(活化部分凝血活酶时间)、PT(凝血酶原时间)等8项参数。通过Box-Cox变换处理非正态分布数据后,采用参考变化值(Reference Change Value, RCV)作为量化标准,系统比较了Z-Score、Tukey等算法的稳定性。最终在Mindray CX-9000和Stago STA R Max双平台上验证了算法的普适性。

数据特征与筛选
研究团队首先对27万例训练数据进行质控,发现不同参数异常值比例差异显著:FIB(纤维蛋白原)异常率最高达45%,而TT(凝血酶时间)仅5%。这种异质性凸显了单一算法难以通用于所有凝血参数。

参考区间构建
在11种算法中,传统Z-Score与Tukey方法表现突出,其建立的RIs与厂商标准偏差最小(PT偏差<3%)。值得注意的是,机器学习算法如iForest(孤立森林)在高异常值场景下稳定性欠佳,而密度聚类DBSCAN对D-Dimer等多模态数据敏感度不足。

年龄与性别影响
通过标准化效应量(Cohen’s d)分析发现,性别差异对多数参数影响微弱(d<0.34),推翻传统性别分层惯例。但D-Dimer在≥60岁群体呈现显著年龄效应(SDR=0.62),需单独建立老年组RIs。

跨平台验证
在光学散射(CX-9000)与磁珠法(STA R Max)平台对比中,Z-Score算法构建的APTT区间差异<5%,证实该方法具备跨平台稳定性。

讨论部分指出,该研究首次实现三大突破:一是通过算法互补解决凝血参数非高斯分布难题;二是将RCV转化为临床决策阈值;三是建立跨平台验证体系。局限性在于单中心数据可能引入偏倚,未来需整合电子健康记录(EHR)优化模型。

这项研究为临床实验室提供了明确的操作指南:优先选用Z-Score/Tukey算法构建RIs,对D-Dimer实施年龄分层,而性别分层可简化。其建立的RCV驱动框架,不仅适用于凝血检测,更为其他复杂生物标志物的标准化研究提供了范式转移。

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