Валидация и верификация методик измерений

Любой объект, процесс или услуга должны соответствовать своему назначению и предполагаемому использованию, т.е. решать конкретные задачи заказчика, который их приобретает. Зимняя обувь должна быть теплой, комфортной, надежной; процесс производства йогурта должен быть стерильным и безопасным, соответствующим требованиям технических условий; стрижка должна быть выполнена аккуратно, профессионально, учитывая индивидуальность заказчика.

Методики измерений – это процесс, который имеет свое определенное назначение: получить информацию об интересующем параметре/показателе некоторого объекта (сырьё, продукция, объекты окружающей среды, биологический материал и т.п.). Полученная в результате применения методики измерений информация, для измеряемых величин выраженная в виде результата измерения, используется затем для принятия управляющих решений (соответствует/не соответствует требованиям, превышен или нет заданный предел, постановка диагноза и т.п.). Чтобы принять верное решение, нужно доверять информации, на основании которой оно принимается, и, следовательно, методике измерений, которая эту информацию предоставляет.

Доверие выражается в виде определенных требований, которым должна соответствовать методика измерений. Эти требования подтверждаются в ходе валидации/ верификации методик измерений. Разберемся с понятиями. С точки зрения метрологии понятия валидации и верификации закреплены в международном словаре по метрологии VIM3 [1].

Верификация – предоставление объективных свидетельств того, что данный объект полностью удовлетворяет установленным требованиям.

Валидация – верификация, при которой установленные требования связаны с предполагаемым использованием.

Если в качестве объекта рассмотреть методику измерений, то верификация – это процесс подтверждения того, что методика соответствует установленным к ней требованиям, в первую очередь требованиям к получению по ней результатов требуемого уровня качества (иными словами, предоставление достоверной информации).

Валидация методик измерений – это процесс подтверждения, через приведение объективных доказательств, как правило, полученных экспериментальным путем, того, что методику можно использовать для определенного назначения (например, для измерения содержания железа в крови).

Валидацией методик измерений, как правило, занимаются разработчики. В процессе валидации не только подтверждают, что методику можно использовать для конкретного назначения, но и проверяют ее работоспособность на различных стадиях: от пробоотбора до вычисления и представления результатов, а также устанавливают критерии для последующей верификации методики измерений конечными пользователями (лабораториями).

Верификацией методик измерений занимается ее пользователь (лаборатория) при внедрении методики измерений в свою практику. В данном случае пользователь должен привести доказательства, что методика измерений в лаборатории реализуется согласно установленных для нее требований (не хуже).

Требования к методикам измерений устанавливаются через рабочие характеристики. Определяя рабочие характеристики методики измерений и сравнивая их с требованиями к ним, пользователь подтверждает соответствие методики измерений своему назначению (валидация) или просто соответствие этим требованиям (верификация).

Перечень рабочих характеристик небольшой:

• избирательность;
• предел обнаружения;
• предел количественного определения;
• диапазон измерений;
• линейность градуировочного графика;
• показатели точности измерений (прецизионность и правильность);
• робастность.

В зависимости от назначения и области применения методики могут устанавливаться требования ко всем или к некоторым рабочим характеристикам.

Робастность исследуется при валидации при разработке методики измерений. Это, как правило, касается и специфичности.

Если методика измерений предназначена для скринингового анализа важными характеристиками являются специфичность, предел обнаружения и робастность. Если методика измерений предназначена для узкого диапазона измерений величины (например, при производстве лекарственных препаратов с заданным содержанием действующего вещества), важными являются специфичность, показатели точности измерений и робастность.

Если методика измерений предназначена для измерения величин (количественные измерения), важными с точки зрения метрологии, являются именно показатели точности. Верификация таких методик измерений может сводиться к подтверждению соответствия этих рабочих характеристик установленным требованиям. Если методика измерений используется при малых значениях измеряемой величины (определение микропримесей), здесь важной характеристикой является предел обнаружения.

Рабочие характеристики оцениваются на базе экспериментальных данных. В случае величин (количественные измерений), как правило, требуется оценить большее количество рабочих характеристик, но объем экспериментов меньше. Для номинальных свойств (качественный анализ), особенно где используется дихотомическая шкала (обнаружено/не обнаружено) объем экспериментов больше, поскольку получаемая информация менее информативна, чем результат измерения, но меньше рабочих характеристик требуется оценить.

Если при разработке методики измерений разработчик не провел валидацию или провел, но не указал требования к рабочим характеристикам, необходимые для ее корректного внедрения в лаборатории, то лаборатория сама должна провести валидацию с целью установления требований (хотя бы своих внутренних) для принятия решений о корректном применении методики измерений в лаборатории.

Информация по рабочим характеристикам методики измерений, полученная в лаборатории, затем используется при контроле качества и оценивании неопределенности измерений.

---

[1] JCGM 200:2012 International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM 3rd edition)