常用異常值判別方法在藥品質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究

摘要：正確判斷異常值是進(jìn)行科學(xué)統(tǒng)計分析的前提，而在實際數(shù)據(jù)分析過程中，常常忽略對異常值的處理，或?qū)Ξ惓Ｖ抵匾暡粔?，甚至不清楚各種判別方法的適用條件。該文綜述了異常值的來源、常用的異常值判別方法的特點、分析步驟及判別標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：異常值，判別方法，藥品，質(zhì)量控制。

異常值通常是指實驗中與預(yù)期有較大差距的值。USP中對異常值有明確的規(guī)定，記任何反常、不一致、可疑或模糊的觀察值均可稱為異常值。在藥品檢驗過程中經(jīng)常會出現(xiàn)異常值，拒絕或保留一個明顯的異常值往往會導(dǎo)致資料處理困難，重者可能產(chǎn)生嚴(yán)重偏差。對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的發(fā)現(xiàn)和處理，對于保證藥品檢驗結(jié)論的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性，從而保證人們使用藥物的安全性具有極為重要的意義。

1 異常值的來源

異常值來源一般有4種：①由實驗設(shè)備不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定造成的數(shù)據(jù)嚴(yán)重偏離真實值，不符合實際;②由操作技術(shù)、讀數(shù)習(xí)慣等人為客觀因素造成的數(shù)據(jù)不一致;③由數(shù)據(jù)記錄不清楚、感覺計數(shù)等人為主觀過失造成的假觀察值;④由實驗中出現(xiàn)的小概率事件引起的數(shù)據(jù)不一致。

2 異常值檢測方法及其特點

異常值的檢驗方法大多數(shù)屬于距離法， 常見的有奈爾檢驗法、拉依達(dá)準(zhǔn)則法、肖維勒準(zhǔn)則法、羅曼諾夫準(zhǔn)則、格拉布斯檢驗法、狄克遜檢驗法、偏度-峰度檢驗法、漢佩爾準(zhǔn)則、四分位數(shù)法以及魯棒回歸分析法。選擇合適的異常值檢驗方法取決于樣本量大小和分布的假設(shè)。下面我們簡要介紹各種異常值判斷法的適用情況及應(yīng)用優(yōu)缺點。

1）奈爾檢驗法

奈爾檢驗法適用于樣本量n>3，且要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，該法的優(yōu)點是使用簡便，缺點在于需要知道總體的標(biāo)準(zhǔn)差。

2）拉依達(dá)準(zhǔn)則法

拉依達(dá)準(zhǔn)則法適用于樣本量n>10，且要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，優(yōu)點是使用簡單，不需要查表，當(dāng)樣本量較大時適用。缺點是樣本量n≤10時不適用。

3）肖維勒準(zhǔn)則法

肖維勒準(zhǔn)則法適用于樣本量n>16，不需要數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，它是拉依達(dá)準(zhǔn)則法改進(jìn)按本，該法的缺點是沒有概率理論，當(dāng)樣本量n過大時會失效。

4）羅曼諾夫準(zhǔn)則法

羅曼諾夫準(zhǔn)則法適用于樣本量n<20，要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，其優(yōu)點是檢驗效率高，缺點是隨著樣本量n的增大，靈敏度會逐漸降低。

5）格拉布斯檢驗法

格拉布斯檢驗法適用于樣本量n>6，要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，其優(yōu)點是檢驗效率高，缺點是樣本量n較小時或存在多個異常值接近時不適用。

6）狄克遜檢驗法

狄克遜檢驗法適用于樣本量3

7）偏度-峰度檢驗法

偏度-峰度檢驗法適用于樣本量n>3，要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，其優(yōu)點時重復(fù)使用檢測多個異常值時具有非常好的效果，缺點是極端值英較為明顯的偏離樣本主體。

8）漢佩爾準(zhǔn)則法

漢佩爾準(zhǔn)則法適用于樣本量n>3，要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，其優(yōu)點是使用簡單，不需要查表，檢驗效果很高，缺點是對異常值不夠敏感，判斷較為保守。

9）四分位數(shù)法

四分位數(shù)法適用于樣本量n>4，不要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，其優(yōu)點是使用簡單，不需要查表，檢驗效果能夠控制，缺點是對樣本量要求較大，一般n>10時才具有較好的效果。

10）魯棒回歸分析法

魯棒回歸分析法適用于樣本量n>10，要求數(shù)據(jù)集符合正態(tài)分布，優(yōu)點是能夠同時檢驗出樣本中的多個異常值，缺點是只適用于大樣本。

3 異常值判定標(biāo)準(zhǔn)和檢驗步驟

異常值的準(zhǔn)確判別是確保數(shù)據(jù)分析正確，得到結(jié)果合理的首要前提，也是研究數(shù)據(jù)可靠的重要保障。所以科學(xué)地判斷異常值對各種實驗尤為重要。怎樣把握異常判斷的標(biāo)準(zhǔn)？對于這一問題，目前尚無確切結(jié)論。

對于異常值的判斷，首先應(yīng)該對數(shù)據(jù)的來源進(jìn)行調(diào)查，如果可以確定是人員故障還是儀器故障等導(dǎo)致了異常值，則不論檢驗結(jié)論是否為異常，均應(yīng)直接排除該值，不得用于后續(xù)的計算。但是，這類研究通常是不能確定的，這時，再借助一些異常值的判斷，來找出這些異常值。但由于不同方法的精確度不一樣，對于一般的實驗人員，也無法判斷應(yīng)采用哪種方法，對于這種兩難問題，處理的原則是：看減少一個或幾個異常數(shù)值對實驗結(jié)果的影響究竟有多大;如果確定所測數(shù)據(jù)的反常值對原始結(jié)果的影響很大，則多項判別結(jié)果也一致，一般認(rèn)為該數(shù)值為異常值。

一般情況下，用反常值檢驗法來判定異常值，需要采取以下步驟：①計算樣本容量，確定樣本量的大小;②對數(shù)據(jù)樣本從小到大進(jìn)行排序，找出兩端的極值;③確定數(shù)據(jù)是否為正態(tài)分布，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為正態(tài)分布;④判斷數(shù)據(jù)是否需要轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行反常值判斷;⑤選取1種常用或敏感程度較高的判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判別;⑥根據(jù)判別結(jié)果的共性，判斷其是否為異常。

對于異常值檢驗，通常采用α為0.05或0.01這兩種標(biāo)準(zhǔn)，但也有學(xué)者認(rèn)為應(yīng)采用更嚴(yán)格的α為0.01或0.005這兩種標(biāo)準(zhǔn)。不管α的大小如何，判斷結(jié)果是否認(rèn)為數(shù)據(jù)是異常值是不可避免的錯誤。第1類錯誤是指將正常數(shù)值視為不正常值而被拒絕，其發(fā)生概率為α（棄真存?zhèn)危?第2類錯誤是指將不正常值視為正常值而被接受，其發(fā)生概率為β（棄偽存真），其概率通常為β<（1-α），又稱α作用函數(shù)。通常情況下，進(jìn)行異常值檢驗時，主要是為了減少犯第1類錯誤的概率，所以在實際判別時，應(yīng)正確選擇α值，以使結(jié)果更加合理。

4 小結(jié)

在藥品質(zhì)量控制中， 通過符合實驗原理基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換的符合正態(tài)分布數(shù)據(jù)集， 一般選用 格拉布斯檢驗、狄克遜檢驗（極小樣本） 、漢佩爾準(zhǔn)則方法（大樣本）和四分位數(shù)法等，其他方法可輔助參考使用。

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作者簡歷：鐘蓓蓓（1994/01），女，江蘇省連云港人，本科，研究方向：質(zhì)量控制，風(fēng)險管理，GMP

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