Standardipoikkeaman indeksi laskin testitulosten arviointiin

Standard Deviatio Indeksi (SDI) Laskin

Johdanto

Standard Deviatio Indeksi (SDI) on tilastollinen työkalu, jota käytetään testituloksen tarkkuuden ja tarkkuuden arvioimiseen suhteessa kontrollin tai vertaisryhmän keskiarvoon. Se kvantifioi, kuinka monta standardipoikkeamaa testitulos on kontrollikeskiarvosta, tarjoten arvokasta tietoa analyyttisten menetelmien suorituskyvystä laboratorio- ja muissa testausympäristöissä.

Kaava

SDI lasketaan seuraavalla kaavalla:

\text{SDI} = \frac{\text{Testitulos} - \text{Kontrollikeskiarvo}}{\text{Standardipoikkeama}}

Missä:

Testitulos: Arvo, joka saadaan arvioitavasta testistä.
Kontrollikeskiarvo: Kontrollinäytteistä tai vertaisryhmän tiedoista johdettu keskiarvo.
Standardipoikkeama: Mitta kontrollidatan hajonnasta tai vaihtelusta.

Rajatapaukset

Nolla Standardipoikkeama: Jos standardipoikkeama on nolla, SDI on määrittelemätön, koska jakaminen nollalla ei ole mahdollista. Tämä voi viitata siihen, että kontrollidatassa ei ole vaihtelua tai että tiedonkeruussa on virhe.
Negatiivinen Standardipoikkeama: Standardipoikkeama ei voi olla negatiivinen. Negatiivinen arvo viittaa laskentavirheeseen.

Laskenta

SDI:n laskemiseksi:

Hanki Testitulos: Mittaa tai hanki tulos testinäytteestä.
Määritä Kontrollikeskiarvo: Laske keskiarvo kontrollinäytteistä tai hanki se vertaisryhmän tiedoista.
Laske Standardipoikkeama: Laske kontrollidatasarjan standardipoikkeama.
Sovella SDI Kaavaa: Korvaa arvot SDI-kaavaan.

Esimerkkilaskenta

Oletetaan:

Testitulos = 102
Kontrollikeskiarvo = 100
Standardipoikkeama = 2

Laskenta:

\text{SDI} = \frac{102 - 100}{2} = \frac{2}{2} = 1.0

SDI-arvo 1.0 tarkoittaa, että testitulos on yksi standardipoikkeama kontrollikeskiarvon yläpuolella.

Tulosten tulkinta

SDI välillä -1 ja +1: Hyväksyttävä suorituskyky.

Testitulokset ovat yhden standardipoikkeaman sisällä kontrollikeskiarvosta, mikä osoittaa hyvää yhteensopivuutta odotettujen arvojen kanssa. Tyypillisesti ei vaadita toimenpiteitä.
SDI välillä -2 ja -1 tai +1 ja +2: Varoitusalue.

Tulokset ovat hyväksyttäviä, mutta niitä tulisi seurata. Tämä alue viittaa mahdolliseen poikkeamaan normista, joka saattaa vaatia huomiota. Tutki mahdollisia syitä ja harkitse uusintatestausta.
SDI alle -2 tai yli +2: Hyväksymätön suorituskyky.

Tutkimus on tarpeen ongelmien tunnistamiseksi ja korjaamiseksi. Tämän alueen tulokset osoittavat merkittävää poikkeamaa odotetuista arvoista ja voivat viitata järjestelmällisiin ongelmiin testausprosessissa tai laitteistossa. Suositellaan välittömiä korjaavia toimenpiteitä.

Käyttötapaukset

Laboratoriolääketiede

Kliinisissä laboratorioissa SDI on ratkaiseva:

Laatuvalvonta: Seurataan testien ja laitteiden tarkkuutta, jotta potilastulokset ovat luotettavia.
Osaamistestaus: Verrataan tuloksia vertaislaboratorioihin varmistaen johdonmukaisen suorituskyvyn eri paikoissa.
Menetelmien vahvistaminen: Arvioidaan uusia testausmenetelmiä vakiintuneiden standardien mukaan niiden tarkkuuden varmistamiseksi.

Teollinen laatuvalvonta

Teollisuudessa SDI:tä käytetään:

Prosessin vakauden arvioiminen: Havaitsemaan muutoksia tai trendejä valmistusprosesseissa, jotka voivat vaikuttaa tuotteen laatuun.
Tuotetestaus: Varmistamaan, että tuotteet täyttävät laatuvaatimukset vertaamalla niitä kontrollistandardeihin, minimoimalla viat.

Tutkimus ja kehitys

Tutkijat soveltavat SDI:tä:

Datan analysointi: Tunnistamaan merkittäviä poikkeamia kokeellisten tulosten, jotka voivat vaikuttaa johtopäätöksiin.
Tilastollinen prosessivalvonta: Ylläpitämään tietojen keruun ja analyysin eheyttä, parantaen tutkimustulosten luotettavuutta.

Vaihtoehdot

Z-piste: Mittaa kuinka monta standardipoikkeamaa elementti on keskiarvosta väestössä.
Varianssin kerroin (CV%): Edustaa standardipoikkeaman suhdetta keskiarvoon, ilmaistuna prosentteina; hyödyllinen vertaamaan eri datasarjojen vaihtelun astetta.
Prosentuaalinen ero: Yksinkertainen laskelma, joka osoittaa prosentuaalisen eron testituloksen ja kontrollikeskiarvon välillä.

Historia

Standard Deviatio Indeksin käsite kehittyi tarpeesta standardoiduille menetelmille laboratorioiden suorituskyvyn arvioimiseksi. 1900-luvun puolivälin osaamistestausohjelmien myötä laboratoriot tarvitsivat kvantitatiivisia mittareita tulosten vertailuun. SDI:stä tuli keskeinen työkalu, joka tarjosi yksinkertaisen tavan arvioida tarkkuutta vertaisryhmän tietojen perusteella.

Tilastotieteen merkittävät henkilöt, kuten Ronald Fisher ja Walter Shewhart, vaikuttivat tilastollisten laatuvalvontamenetelmien kehittämiseen, jotka ovat SDI:n käytön perustana. Heidän työnsä loi perustan nykyaikaisille laadunvarmistuskäytännöille eri teollisuudenaloilla.

Rajoitukset

Normaalijakauman oletus: SDI-laskennat olettavat, että kontrollidata seuraa normaalia jakaumaa. Jos data on vinoutunutta, SDI ei välttämättä tarkasti heijasta suorituskykyä.
Poikkeamien vaikutus: Äärimmäiset arvot kontrollidatassa voivat vinouttaa keskiarvoa ja standardipoikkeamaa, vaikuttaen SDI-laskentaan.
Näytteen koon riippuvuus: Pienet kontrolliryhmät eivät välttämättä tarjoa luotettavia standardipoikkeaman arvioita, mikä johtaa vähemmän tarkkoihin SDI-arvoihin.

Esimerkit

Excel

1' Laske SDI Excelissä
2' Oletetaan, että Testitulos solussa A2, Kontrollikeskiarvo solussa B2, Standardipoikkeama solussa C2
3= (A2 - B2) / C2
4

Python

1def calculate_sdi(test_result, control_mean, standard_deviation):
2    return (test_result - control_mean) / standard_deviation
3
4## Esimerkkikäyttö
5test_result = 102
6control_mean = 100
7standard_deviation = 2
8
9sdi = calculate_sdi(test_result, control_mean, standard_deviation)
10print(f"SDI: {sdi}")
11

R

1calculate_sdi <- function(test_result, control_mean, standard_deviation) {
2  (test_result - control_mean) / standard_deviation
3}
4
5## Esimerkkikäyttö
6test_result <- 102
7control_mean <- 100
8standard_deviation <- 2
9
10sdi <- calculate_sdi(test_result, control_mean, standard_deviation)
11cat("SDI:", sdi, "\n")
12

MATLAB

1% Laske SDI MATLABissa
2test_result = 102;
3control_mean = 100;
4standard_deviation = 2;
5
6sdi = (test_result - control_mean) / standard_deviation;
7disp(['SDI: ', num2str(sdi)]);
8

JavaScript

1function calculateSDI(testResult, controlMean, standardDeviation) {
2  return (testResult - controlMean) / standardDeviation;
3}
4
5// Esimerkkikäyttö
6const testResult = 102;
7const controlMean = 100;
8const standardDeviation = 2;
9
10const sdi = calculateSDI(testResult, controlMean, standardDeviation);
11console.log(`SDI: ${sdi}`);
12

Java

1public class SDICalculator {
2    public static void main(String[] args) {
3        double testResult = 102;
4        double controlMean = 100;
5        double standardDeviation = 2;
6
7        double sdi = (testResult - controlMean) / standardDeviation;
8        System.out.println("SDI: " + sdi);
9    }
10}
11

C/C++

1#include <iostream>
2
3int main() {
4    double testResult = 102;
5    double controlMean = 100;
6    double standardDeviation = 2;
7
8    double sdi = (testResult - controlMean) / standardDeviation;
9    std::cout << "SDI: " << sdi << std::endl;
10
11    return 0;
12}
13

C#

1using System;
2
3class Program
4{
5    static void Main()
6    {
7        double testResult = 102;
8        double controlMean = 100;
9        double standardDeviation = 2;
10
11        double sdi = (testResult - controlMean) / standardDeviation;
12        Console.WriteLine("SDI: " + sdi);
13    }
14}
15

PHP

1<?php
2$testResult = 102;
3$controlMean = 100;
4$standardDeviation = 2;
5
6$sdi = ($testResult - $controlMean) / $standardDeviation;
7echo "SDI: " . $sdi;
8?>
9

Ruby

1test_result = 102
2control_mean = 100
3standard_deviation = 2
4
5sdi = (test_result - control_mean) / standard_deviation
6puts "SDI: #{sdi}"
7

Go

1package main
2
3import "fmt"
4
5func main() {
6    testResult := 102.0
7    controlMean := 100.0
8    standardDeviation := 2.0
9
10    sdi := (testResult - controlMean) / standardDeviation
11    fmt.Printf("SDI: %.2f\n", sdi)
12}
13

Swift

1let testResult = 102.0
2let controlMean = 100.0
3let standardDeviation = 2.0
4
5let sdi = (testResult - controlMean) / standardDeviation
6print("SDI: \(sdi)")
7

Kaaviot

SVG-kaavio, joka havainnollistaa SDI:tä ja sen tulkintarajoja.

Viitteet

Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) - Käyttämällä Osaamistestausta Parantaakseen Kliinistä Laboratoriota
Westgard, J.O. - Perus QC Käytännöt
Wikipedia - Standardipiste
Montgomery, D.C. - Johdatus Tilastolliseen Laatuvalvontaan

Whiz Tools