Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie laboratoryjnej

diagnostyka laboratoryjna Journal of Laboratory Diagnostics
2009 • Volume 45 • Number 2 • 155-162
Praca poglądowa • Review Article
Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie
laboratoryjnej
Urszula Wendt1,2, Alicja Polek1, Krzysztof Łangowski1, Jerzy Rogulski2
1
Synevo Polska, Gdańsk,
2
Kolegium Medycyny Laboratoryjnej w Polsce
Streszczenie
W krajach Unii Europejskiej legalnymi jednostkami miar są jednostki Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI). Układ
ten oparty jest na siedmiu jednostkach podstawowych służących do wyrażania wartości siedmiu podstawowych wielkości
fizycznych. W jednostkach układu SI wyrażane są wyniki pomiarów oraz wyniki badań wykonywanych w różnych dziedzinach
nauki, techniki i gospodarce, w tym także w ochronie zdrowia. Laboratoria diagnostyki medycznej są zobowiązane do stosowania jednostek SI, gdyż jest to wymaganie przepisów prawa polskiego dostosowanego do wymagań dyrektyw UE oraz, co
istotne dla laboratoriów ubiegających się o akredytację, wymagań normy PN-EN ISO 15189:2008.
Units of SI system and their usage in laboratory medicine
Summary
In countries of European Union the legal units are units of International System of Units (SI). This system is founded on seven
SI base units which are used for expression of seven base phisical quantities. In a lot of science, technics and industry, also
within health care, the results of measurement and results of tests are expressed in SI units. Medical laboratories are obligated to use of SI units, because it is requirements from Polish low adapted to EU directives, and requrements of standard
PN-EN ISO 15189:2008, what is important for laboratories in accreditation process.
Słowa kluczowe:Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (SI), jednostki podstawowe, jednostki pochodne, legalne jednostki
miar, akredytacja
Key words:International System of Units (SI), basic units, derived units, legal units, accreditation
Historia międzynarodowego układu jednostek SI
Systemy jednostek i miar, którymi posługiwali się ludzie, istnieją odkąd istnieje ludzkość. Najstarsze i najprostsze układy jednostek były oparte na wymiarach ciała ludzkiego. Jako
jednostki długości powszechnie używano np. łokcia i stopy.
Jednostki te miały jednak różną wartość w różnych państwach, a nawet miastach, i tak w Bawarii jeden łokieć był
równy 83,3 cm, zaś w Hamburgu 57,31 cm [5]. Na początku
XIX wieku we Francji wprowadzono do obowiązkowego powszechnego stosowania dwie ujednolicone jednostki – metr
jako jednostkę długości oraz kilogram jako jednostkę masy.
Jednostki te stały się podstawowymi elementami systemu
określanego jako system metryczny. System ten obejmujący,
oprócz jednostek długości i masy, jednostki powierzchni i objętości został zatwierdzony w Paryżu w 1875 roku, a przyjęta
wówczas tzw. Konwencja Metryczna zobowiązywała państwa, sygnatariuszy Konwencji, do stosowania zatwierdzonych jednostek miar. Odpowiednie wzorce przyjętych podczas Konwencji jednostek podstawowych układu po dzień
dzisiejszy przechowywane są w Międzynarodowym Biurze
Miar (Bureau Intrenational des Poids et Mesures, BIPM)
w Sèvres pod Paryżem.
Mimo obowiązującego porozumienia w większości państw
sygnatariuszy Konwencji powszechnie wykorzystywano jedynie jednostkę długości i jednostkę masy, tj. metr i kilogram.
W miarę postępu nauki i techniki system metryczny podlegał stałym zmianom do aktualnego poziomu wiedzy. Jednak
coraz szybszy rozwój nauk technicznych i przyrodniczych,
jak również gwałtowny rozwój gospodarczy, spowodowały,
że coraz silniej ujawniała się potrzeba ujednolicenia definicji
stosowanych pojęć oraz ponownego wprowadzenia wspólnych jednostek i miar. W 1954 roku podczas X Generalnej
Konferencji Miar (Confèrence Gènèrale des Poids et Mesures, CGPM) podjęto decyzję o opracowaniu jednego spójnego układu jednostek podstawowych, z których można by
wyprowadzać dowolne jednostki pochodne. Sześć lat później kolejna, XI Generalna Konferencja Miar i Wag przyjęła
założenia tzw. Międzynarodowego Układu Jednostek Miar,
155
Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie laboratoryjnej
zwanego powszechnie systemem SI (Système International
d’Unitès). Układ ten jest współczesną, rozwijającą się [17]
formą systemu metrycznego.
Jednostki układu SI
Układ SI składa się z jednostek podstawowych oraz jednostek pochodnych, które razem tworzą spójny układ jednostek miar [7, 8, 9, 10]. Jednostki te służą do określania wartości różnych wielkości fizycznych. Fundamentem
układu SI jest siedem tzw. podstawowych jednostek miar,
tj. metr, kilogram, sekunda, amper, kelwin, kandela i mol.
Jednostki te są miarami odpowiednio następujących podstawowych wielkości fizycznych, takich jak długość, masa,
czas, natężenie prądu elektrycznego, temperatura termodynamiczna, światłość i ilość (liczność) materii. Wszystkie
jednostki podstawowe zostały ściśle zdefiniowane (tab. I).
Każda jednostka podstawowa posiada wynikającą z definicji wartość wielkości podstawowej, którą przyjmuje się jako
wartość jednostkową i stosuje do ilościowego pomiaru wartości danej wielkości.
Jednostki pochodne układu SI są jednostkami miar dla wielkości pochodnych, takich jak np. prędkość, częstotliwość,
siła, ciśnienie i inne. Podstawą tworzenia jednostek pochodnych są odpowiednie prawa fizyczne, które określają
zależności pomiędzy wielkościami podstawowymi [7, 8, 9,
10, 12]. Jednostki pochodne są wyrażane jako równania algebraicznie za pomocą jednostek podstawowych, np. jednostką SI dla prędkości liniowej jest metr na sekundę (m/s).
Niektóre jednostki pochodne posiadają specjalne nazwy
i oznaczenia nadane przez Generalną Konferencję Miar
(tab. II). Przykładem takiej jednostki jest jednostka siły o nazwie niuton, definiowana za pomocą jednostek podstawo-
wych jako 1 kg ⋅ (1 m/s2). Jednostką pochodną o nazwie
specjalnej jest także katal (kat = 1 mol/1 s) będący miarą aktywności katalitycznej białka enzymatycznego. Innym przykładem jednostki pochodnej jest stopień Celsjusza, którego
wartość jest równa wartości jednego kelwina (1 °C = 1 K).
Kelwin służy do wyrażania temperatury termodynamicznej,
zaś stopień Celsjusza jest przeznaczony do wyrażania temperatury Celsjusza. Tak więc, w rzeczywistości, stopień Celsjusza jest nazwą specjalną jednostki kelwin [7]. Większość
jednostek pochodnych nie posiada jednak żadnej specjalnej
nazwy, dlatego też wyraża się je za pomocą równań algebraicznych złożonych z jednostek podstawowych lub z jednostek o nazwach specjalnych. Przykładem takiej jednostki
jest masa molowa (kg/mol) służąca do wyrażania wielkości
pochodnej jaką jest masa jednego mola cząstek, którymi
mogą być np. atomy lub jony.
W celu łatwiejszego wyrażania bardzo dużych lub bardzo
małych wartości danej wielkości w układzie SI stosuje się
przedrostki (tab. III). Przedrostki te określają mnożniki dziesiętne służące do tworzenia dziesiętnych wielokrotności i
podwielokrotności jednostek miar [7, 8, 9, 10, 12]. Dodanie
przedrostka do jednostki miary tworzy jednostkę będącą
dziesiętną krotnością tej jednostki miary, np.
1000 metrów = 1 ⋅103 metrów = 1 kilometr
1000 m = 1 ⋅103 m = 1 km
W tym miejscu należy zwrócić uwagę na nazwę podstawowej jednostki masy jaką jest kilogram. W nazwie tej jednostki zawiera się bowiem przedrostek „kilo”, co związane jest
z historycznym charakterem nazwy tej jednostki. Przyjęto
więc, że wszystkie krotności jednostki masy tworzy się przez
Tabela I
Jednostki podstawowe Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI) [7].
Wielkość
podstawowa
Długość
Jednostka miary
Nazwa
Oznaczenie
Definicja
metr
m
Długość drogi przebytej w próżni przez światło w czasie 1/299 792 458 sekundy
Masa
kilogram
kg
Jednostka masy, która jest równa masie międzynarodowego prototypu kilograma
przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sévres
Czas
sekunda
s
Czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającego przejściu
między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu 133
Prąd elektryczny
(natężenie prądu
elektrycznego)
amper
A
Prąd elektryczny niezmieniający się, który, występując w dwóch równoległych
prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o przekroju kołowym znikomo
małym, umieszczonych w próżni w odległości metra od siebie, wywołałby między
tymi przewodami siłę 2⋅10-7 niutona na każdy metr długości
Temperatura
termodynamiczna
kelwin
K
1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody
mol
mol
Liczność materii układu zawierającego liczbę cząstek równą liczbie atomów
w masie 0,012 kilograma węgla 12; przy stosowaniu mola należy określić rodzaj
cząstek, którymi mogą być atomy, jony, cząsteczki, elektrony i inne cząstki lub
określone zespoły takich cząstek
kandela
cd
Światłość źródła emitującego w określonym kierunku promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540⋅1012 herców i o natężeniu promieniowania w tym
Liczność materii
(ilość materii)
Światłość
samym kierunku równym 1/683 wata na steradian
156
U. Wendt i inni
Tabela II
Jednostki pochodne SI o nazwach specjalnych – przykłady [7].
Jednostka miary
Wielkość
Wyrażenie za pomocą jednostek podstawowych
Nazwa
Oznaczenie
Definicja
radian
rad
1 rad = 1 m/1 m = 1
steradian
sr
1 sr = 1 m2/1 m2 = 1
herc
Hz
1 Hz = 1/1⋅s
Siła
niuton
N
1 N = 1 kg⋅1 (m/s2)
kg⋅m⋅ s-2
Ciśnienie
paskal
Pa
1 Pa = 1 N/1 m
m-1⋅kg⋅ s-2
dżul
J
1 J =1 N⋅1 m
m2⋅kg⋅ s-2
Kąt płaski
Kąt bryłowy
Częstotliwość
Energia, praca, ilość ciepła
s-1
2
Temperatura Celsjusza
stopień Celsjusza
°C
1 °C = 1 K
K
Aktywność katalityczna
katal
kat
1 kat = 1 mol/1 s
mol⋅s-1
Przeznaczone do stosowania w ochronie zdrowia
Aktywność (radionuklidów)
bekerel
Bq
1 Bq = 1/1 s
s-1
Dawka pochłonięta, kerma
grej
Gy
1 Gy = 1 J/1 kg
m ⋅ s-2
siwert
Sv
1 Sv = 1 J/1 kg
m2⋅ s-2
Dawka skuteczna
2
Tabela III
Przedrostki SI [7].
Przedrostek
Mnożnik
Nazwa
Oznaczenie
jotta
zett
eksa
peta
Y
Z
E
P
tera
giga
mega
kilo
T
G
M
k
1012
hekto
deka
decy
centy
h
da
d
c
102
mili
mikro
nano
piko
m
µ
n
p
femto
atto
zepto
joko
f
a
z
y
1024
1021
1018
1015
109
106
103
10
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
10-21
10-24
Wielokrotność i podwielokrotność
Przykład
1 000 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000 000
1 000 000 000 000
1 000 000 000
1 000 000
1 000
100
10
0, 1
0, 01
hektopaskal (hPa)
dekagram (dag)
decymetr (dm)
centymetr (cm)
0, 001
0, 000 001
0, 000 000 001
0, 000 000 000 001
0, 000 000 000 000 001
0, 000 000 000 000 000 001
0, 000 000 000 000 000 000 001
0, 000 000 000 000 000 000 000 001
dodanie odpowiedniego przedrostka do wyrazu „gram”, np.
miligram (mg) zamiast mikrokilogram (μkg) [7].
Ze względu na znaczącą rolę w praktycznym wykorzystaniu,
oprócz jednostek podstawowych i pochodnych SI, dopuszcza się do stosowania jednostki, które nie należą do układu
SI. Są one określane jako tzw. jednostki pozaukładowe [7,
12, 13]. Jednostki pozaukładowe mogą być:
–– jednostkami, które są innymi niż dziesiętne wielokrotnościami i podwielokrotnościami jednostek SI, np. jednostki czasu, jednostki kąta płaskiego (tab. IV);
–– stosowane w specjalnych dziedzinach, takich jak
ochrona zdrowia, czego przykładem są: jednostka ci-
gigaherc (GHz)
megawat (MW)
kilometr (km)
miligram (mg)
mikrogram (μg)
nanogram (ng)
pikogram (pg)
femtolitr (fl)
attosekunda (as)
śnienia krwi – milimetr słupa rtęci (mmHg), jednostka
prędkości obrotowej – obrót na minutę (obr/min) i inne
(tab. IV);
–– jednostkami o specjalnych nazwach, np. litr, tona
(tab. IV).
Przyjęto także, że do wyrażania wielkości tzw. bezwymiarowych, można stosować ułamek równy jednej setnej jedności, czyli procent (%) [ 7, 12, 13].
System SI w medycynie laboratoryjnej
Rozwój medycyny laboratoryjnej jest ściśle związany z
rozwojem metod badawczych oraz rozwojem technik po157
Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie laboratoryjnej
Tabela IV
Jednostki pozaukładowe stosowane razem z jednostkami SI [12, 13].
Wielkość
Jednostka miary
Oznaczenie
czas
minuta
godzina
doba
rok
min
h
d
r
kąt płaski
stopień
minuta
sekunda
°
′
″
objętość
litr
L, l
1 l = 1 dm3
masa
tona
t
1 t = 103 kg
obrót na sekundę
r/s, obr/s
1 r/s = 1⋅ s-1
obrót na minutę
r/min, obr/min
milimetr słupa rtęci
mmHg
prędkość obrotowa, częstość obrotów
ciśnienie krwi i innych płynów ustrojowych
miarowych wykorzystywanych do wykonywania badań.
W miarę rozwoju wiedzy z zakresu chemii, fizyki oraz nauk
przyrodniczych i medycznych, ewoluowały także jednostki,
w których wyrażano wyniki pomiarów badań laboratoryjnych.
Przykładem wielkiego przełomu zarówno dla laboratoriów,
jak i lekarzy, była zamiana związana z wyrażaniem stężenia elektrolitów we krwi – zamiast miligramów na decylitr
(mg/dl) zaczęto stosować jednostkę miliekwiwalenty na litr
(mEq/l). Zamiana ta dotyczyła oznaczania stężenia sodu,
potasu oraz chlorków i w istotny sposób wpłynęła na sposób
interpretacji wyników oznaczeń elektrolitów. Zastosowanie
nowej jednostki było ściśle powiązane z możliwością oceny
stanu gospodarki wodno-elektrolitowej ustroju z uwzględnieniem zasady elektroobojętności płynów ustrojowych.
W chwili obecnej zdecydowana większość laboratoriów medycznych dla wyrażania stężenia elektrolitów (sód, potas,
chlorki) stosuje jednostkę mmol/l, która jest jednostką układu SI. Jednak stężenie pozostałych elektrolitów, takich jak
wapń, magnez, fosfor, żelazo nadal wyrażane jest głównie
w jednostkach tradycyjnych takich jak mg/dl. Wydawać by
się mogło, że przecież zgodnie z zasadami stosowania
przedrostków krotności do jednostek układu SI, zarówno miligram (mg), jak i decylitr (dl) są jednostkami tego układu,
więc wyrażenie wyniku pomiaru za pomocą jednostki takiej
jak mg/dl jest wyrażeniem zgodnym z przyjętymi zasadami.
Tak jednak nie jest, gdyż jako zasadę w wyrażaniu wyników
badań medycznych przyjęto [5, 14], że wynik pomiaru powinien być prezentowany w przeliczeniu na jednostkę objętości jeden litr (1l lub 1L). Przykładem jest tu sposób wyrażenia
stężenia białka w surowicy krwi:
w jednostce tradycyjnej - 4,5 g/dl
w jednostce układu SI
- 45 g/l
Innym przykładem ewolucji jednostek może być sposób wyrażania aktywności katalitycznej białek enzymatycznych.
Początkowo aktywność enzymu wyrażano w bardzo różnych
jednostkach, co związane było z wykorzystywaniem różnych
metod badawczych oznaczania aktywności katalitycznej enzymu. Najczęściej nazwa jednostki pochodziła od nazwiska
158
Definicja
Wartość w jednostkach SI
Nazwa
1 min = 60 s
1 h = 60 min =3 600 s
1 d = 24 h = 86 400 s
1 r = 31 556 926 s
1° = (π/180) rad
1′ = (1/60)°
1″ = (1/60)′
1 r/min = (1/60)⋅ s-1
1 mmHg = 133,322 Pa
badacza, który opracował metodę. Przykładem obrazującym
różnorodność stosowanych jednostek aktywności katalitycznej enzymów za pomocą jednostek umownych jest amylaza
i fosfataza zasadowa i kwaśna.
Aktywność amylazy wyrażano w jednostkach bez nazwy, ale
każdorazowo przy wyniku należało podać, jaką metodą wykonano badania, np.:
1. jednostka wyrażająca taką ilość enzymu, która w ciągu
jednej minuty w temperaturze 30°C uwalnia grupy redukujące w ilości równoważnej 1 µmolowi glukozy (metoda
Bernfellda)
2. jednostka (metoda Winslowa)
3. jednostka (metoda Somogyi)
4. jednostka (metoda Heinkela)
5. jednostka (metoda Carawaya)
6. jednostka (metoda Phadebas)
Aktywność fosfatazy zasadowej i kwaśnej wyrażano np.
w jednostkach:
1. jednostka Bodansky’ego (metoda Bodansky’ego)
2. jednostka Kinga-Armstronga (metoda Kinga-Armstronga)
3. jednostka Besseya (metoda Besseya)
W niektórych przypadkach istniały przeliczniki wzajemne
jednostek umownych, np. 1 jednostka Besseya odpowiadała
około 1,8 jednostek Bodansky’ego.
Jednak stosowanie wielu jednostek uniemożliwiało lub
utrudniało porównywanie wyników badań uzyskiwanych
w różnych laboratoriach. Konsekwencją dalszego doskonalenia metod oznaczania aktywności enzymów było przyjęcie
ujednoliconej jednostki służącej wyrażaniu aktywności enzymów. W 1961 roku Międzynarodowa Unia Biochemii i Biologii
Molekularnej wprowadziła standardową jednostkę aktywności enzymów, tzw. jednostkę międzynarodową (international
unit, IU). Jednostkę tę zdefiniowano jako aktywność katalityczną zdolną do przekształcenia 1 mikromola substratu
w czasie 1 minuty. Zalecono, by aktywność enzymów wyrażać w jednostkach na litr (IU/l) lub w milijednostkach na
mililitr (mIU/ml).
U. Wendt i inni
Jednak zastosowanie tej jednostki także nie doprowadziło
do unifikacji sposobu wyrażania aktywności enzymów, gdyż
wynik badania zależy od warunków wykonania badania, np.
temperatury inkubacji, rodzaju i stężenia buforu, pH mieszaniny reakcyjnej i zawartości odpowiednich aktywatorów.
W 1999 roku Generalna Konferencja Miar i Wag przyjęła
rezolucję, na mocy której przyjęto nową jednostkę do wyrażania aktywności katalitycznej enzymów – katal [16]. Jednostka ta jest jedną z jednostek pochodnych w układzie SI
o specjalnej nazwie. Jak do tej pory tylko nieliczne polskie
laboratoria wyrażają wyniki badań aktywności katalitycznej
enzymów w tej jednostce.
Kolejnym przykładem dziedziny, w której zaczęto wprowadzać i stosować jednostki układu SI jest hematologia,
a dokładnie badanie morfologii krwi obwodowej. Sposób wyrażania wyników poszczególnych parametrów składowych
badania zmienił się dość znacznie, co jest konsekwencją
zaleceń międzynarodowych organizacji hematologicznych
oraz wprowadzenia do stosowania analizatorów hematologicznych. Zgodnie z zasadami stosowania jednostek układu
SI, liczbę leukocytów i płytek krwi wyraża się w G/L, natomiast liczbę erytrocytów w T/L. Automatyzacja w hematologii
umożliwiła również dokładne mierzenie objętości komórek
krwi, którą wyraża się w jednostce femtolitry (fL) oraz dokładne badanie liczebności subpopulacji leukocytów, wyrażaną jako wartość bezwzględną i względną. Bezwzględna
wartość jest mierzona automatycznie i określa liczebność
poszczególnych subpopulacji leukocytów wyrażaną w G/L,
natomiast wartością względną nazywamy wartość wyliczoną i wyrażamy w procentach (%). Mimo iż wyniki części parametrów morfologii przedstawiane są w jednostkach SI, to
jednak z wielu przyczyn stężenie hemoglobiny oraz wskaźniki czerwonokrwinkowe nadal powszechnie prezentowane są
w jednostkach tradycyjnych. Stężenie hemoglobiny i średnie
stężenie hemoglobiny w erytrocycie wyrażane jest w jednostce tradycyjnej g/dl, mimo zalecanych mmol/l. Natomiast
średnią zawartość hemoglobiny w erytrocycie wyraża się
w pikogramach (pg) zamiast zalecanych femtomoli (fmol).
Przykład prezentacji wyników podstawowych parametrów
morfologii krwi obwodowej wyrażonych w jednostkach tradycyjnych i SI przedstawia tabela V.
Odczyn płynów ustrojowych to przykład badania, którego
wynik, zgodnie z zasadami układu SI, także można wyrażać jako stężenie jonów wodorowych w nanomolach na litr
(nmol/l). Jest to parametr, który jednak powszechnie jest
prezentowany w jednostkach pH (ujemny logarytm ze stężenia jonów wodorowych, -log molc). Tymczasem skala pH jest
skalą logarytmiczną, co oznacza, że jednakowe odległości
na tej skali w obu kierunkach nie odpowiadają jednakowym
zmianom stężeń jonów wodorowych. Wydaje się więc, że
dla oceny zmian stężenia jonów wodorowych bardziej uzasadnione jest wyrażanie ich stężenia w nmol/l niż w jednostkach pH.
W chwili obecnej laboratoria diagnostyki medycznej
w Polsce stosują bardzo różnorodne jednostki. Najczęściej w danym laboratorium część parametrów wyrażana
jest w jednostkach tradycyjnych, a część w jednostkach SI.
Przykładem może być sposób wyrażania stężenia wapnia,
które cechuje się wyjątkową różnorodnością, gdyż przedstawiane jest w mmol/l, μmol/l, nmol/l, mEq/l, mg/dl, mg%.
Także stężenie mocznika wyrażane jest w bardzo różny
sposób – mmol/l, μmol/l, nmol/l, g/dl, g/l, mg/dl oraz mg%.
Przykłady prezentacji wyników podstawowych parametrów
biochemicznych rutynowo oznaczanych w laboratoriach
medycznych wyrażonych w jednostkach tradycyjnych i SI
przedstawia tabela VI.
Stosowanie jednostek SI w medycynie laboratoryjnej
w świetle obowiązujących przepisów prawa
Do Międzynarodowej Konwencji Metrycznej Polska przystąpiła w 1966 roku. Jednym z pierwszych aktów prawnych,
w którym ustalono legalne jednostki miar oraz zadeklarowano stopniowe wdrażanie układu SI do stosowania
w gospodarce, było rozporządzenie Rady Ministrów z dnia
07.10.1975 roku [5]. Rozporządzenie to zostało uzupełnione i doprecyzowane przez zarządzenie Prezesa Polskiego
Komitetu Normalizacji i Miar z dnia 5 stycznia 1976 roku [5],
w którym zawarto wykaz legalnych jednostek miar. Na mocy
tych rozporządzeń rozpoczął się w Polsce proces wdrażania
jednostek układu SI, dzięki czemu, są one dzisiaj szeroko
wykorzystywane w polskiej gospodarce. W obecnej chwili regulacje dotyczące stosowania jednostek SI w naszym
Tabela V
Podstawowe parametry morfologii krwi obwodowej wyrażone w jednostkach tradycyjnych i jednostkach SI.
Parametr
Hemoglobina
Wartość
14,0
Jednostki tradycyjne
g/dl
Wartość
Jednostki SI
140
g/L
8,54
mmol/L
Hematokryt
45
%
0,45
L/L
Erytrocyty
5,54
mln/μl
5,54
1012/L (T/L)
Leukocyty
7,57
tys./μl
7,57
109/L (G/L)
Płytki
250
tys./μl
250
109/L (G/L)
MCV
90
fl
90
fL
MCH
30
pg
1,83
fmol
MCHC
34
g/dl
20,7
mmol/L
159
Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie laboratoryjnej
Tabela VI
Podstawowe parametry biochemiczne oznaczane w surowicy krwi żylnej wyrażone w jednostkach tradycyjnych i jednostkach SI.
Parametr
Wartość
Jednostki tradycyjne
Współczynnik przeliczeniowy
Wartość
Jednostki SI
nkatal/l
ALT
30,0
U/l
16,67
500
Białko całkowite
7,0
g/dl
10
70,0
g/l
Bilirubina całkowita
1,0
mg/dl
17,1
17,1
µmol/l
Cholesterol całkowity
200
mg/dl
0,0259
5,18
mmol/l
Glukoza
70
mg/dl
0,0555
3,89
mmol/l
Kreatynina
1,1
mg/dl
88,4
97,2
µmol/l
Kwas moczowy
5,0
mg/dl
0,06
0,3
mmol/l
Mocznik
4,5
mg/dl
0,166
0,75
mmol/l
Potas
4,5
mEq/l
1
4,5
mmol/l
Sód
140
mEq/l
1
140
mmol/l
Wapń całkowity
7,5
mg/dl
0,25
1,88
mmol/l
Żelazo
150
µg/dl
0,179
26,85
µmol/l
Tabela VII
Definicje wybranych pojęć.
Wielkość to cecha zjawiska, ciała lub substancji, którą można wyróżnić jakościowo i wyznaczyć ilościowo. (Def. 1.1, VIM 1993) [6].
Wielkość podstawowa to jedna z wielkości, które – w pewnym układzie wielkości – są uznawane umownie jako funkcjonalnie niezależne
od siebie. (Def. 1.3, VIM 1993) [6].
Wielkość pochodna to wielkość zdefiniowana, w pewnym układzie wielkości, jako funkcja wielkości podstawowych tego układu. (Def. 1.4,
VIM 1993) [6].
Wielkość mierzona (mezurand) to określona wielkość, stanowiąca przedmiot pomiaru. (Def. 2.6, VIM 1993) [6].
Wartość wielkości – wartość liczbowa wielkości mierzonej, wyrażona na ogół jako liczba pomnożona przez jednostkę miary [19].
Jednostka miary to wartość określonej wielkości fizycznej, przyjęta umownie jako jednostka porównawcza dla pomiaru wielkości tego
samego rodzaju [19].
Spójne jednostki miar to jednostki jednego układu, których wartość określa się za pomocą jednostek podstawowych wzorami zawierającymi współczynnik liczbowy równy jedności [19].
Legalna jednostka miary to jednostka miary, której stosowanie jest nakazane lub dozwolone przepisem prawnym [12 ].
kraju wynikają z ustawy z dnia 11 maja 2001 roku Prawo
o miarach [18] oraz towarzyszących jej rozporządzeń wykonawczych:
–– rozporządzenia Rady Ministrów z dnia 11 marca 2003
roku w sprawie dopuszczenia do stosowania jednostek miar nienależących do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI) [13],
–– rozporządzenia Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki
Społecznej z dnia 12 maja 2003 w sprawie legalnych
jednostek miar [12].
Celem ustawy Prawo o miarach jest „zapewnienie jednolitości miar i wymaganej dokładności pomiarów”. W art. 5 ustawy przyjęto, że legalnymi jednostkami miar obowiązującymi
w różnych dziedzinach życia społeczno-gospodarczego naszego kraju są jednostki SI oraz dopuszczone do stosowania
jednostki pozaukładowe [18]. Dopuszczone jednostki pozaukładowe zostały wymienione w Rozporządzeniu RM z dn.
11.03.2003 [13]. Ustawa Prawo o miarach określa ponadto
dziedziny, w których należy stosować legalne jednostki miar.
Art. 6 ustawy stanowi co następuje:
„Art.6.1. Obowiązek stosowania legalnych jednostek miar
dotyczy użytkowania przyrządów pomiarowych, wykonywania pomiarów i wyrażania wartości wielkości fizycznych
w gospodarce, ochronie zdrowia i bezpieczeństwa publiczne160
go oraz przy czynnościach o charakterze administracyjnym.
2. Jednostki miar inne niż w art. 5 mogą być stosowane
w gospodarce w dziedzinach: transportu morskiego, lotniczego i kolejowego na mocy porozumień międzynarodowych.”
Wymienione powyżej akty prawne są zgodne z wymaganiami Unii Europejskiej, gdzie kwestię wykorzystywania jednostek miar reguluje Dyrektywa Rady 80/181/EWG z dnia 20
grudnia 1979 [1]. W Dyrektywie za legalne jednostki miar
obowiązujące w krajach członkowskich UE uznano jednostki
SI, zaś ochronę zdrowia wskazano jako jeden z istotnych obszarów ich stosowania. Tak więc Dyrektywa Rady oraz podporządkowane jej ustawodawstwo naszego kraju obligują
obszar ochrony zdrowia do praktycznego wykorzystywania
legalnych jednostek miar – jednostek SI. W szczególności
dotyczy to laboratoriów diagnostyki medycznej oraz diagnostyki obrazowej [11, 15].
Dodatkowym dokumentem wykonawczym dla Dyrektywy
Rady regulującym stosowanie jednostek układu SI w ochronie zdrowia jest przyjęta przez Polski Komitet Normalizacyjny norma europejska PN EN 12435 „Informatyka w ochronie
zdrowia. Wyrażanie wyników pomiarów w naukach o zdrowiu” [19]. W dobie coraz powszechniejszej informatyzacji
w ochronie zdrowia, pojawił się bowiem problem regional-
U. Wendt i inni
nych różnic w stosowanej terminologii, symbolach i oczywiście jednostkach wyrażania pomiarów. Dlatego też zasadniczym przesłaniem normy jest ich ujednolicenie.
Wyrażanie wyników medycznych badań laboratoryjnych
z wykorzystaniem jednostek układu SI wymaga znajomości zasad ich stosowania oraz znajomości współczynników
przeliczeniowych, umożliwiających przeliczanie wyników
badań z jednostek tradycyjnych na jednostki SI. Informacje
dotyczące faktorów przeliczeniowych dostępne są zarówno
w piśmiennictwie [4, 5], jak i w internetowych serwisach medycznych [3, 20, 21]. Praktyczne informacje i wskazówki dotyczące sposobu zapisywania, oznaczeń i symboli jednostek
SI zawarte są w rozporządzeniu Ministra Gospodarki, Pracy
i Polityki Społecznej z dnia 12 maja 2003 roku w sprawie
legalnych jednostek miar [12]. Innym źródłem informacji o
jednostkach układu SI oraz zasadach ich stosowania są dostępne w języku polskim, dokumenty normatywne opracowane przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną
(International Organization for Standardization, ISO) – PNISO 1000:2001 [7] oraz PN-ISO 31:2001 [8, 9]. W normach
tych podano także praktyczne przykłady stosowania jednostek SI.
Podsumowanie
Jednostki układu SI stosowane są w różnych dziedzinach
gospodarki, nauki i techniki przez ok. 98% populacji naszego globu. Mimo tak powszechnego wykorzystywania układu SI, znajomość jednostek tego układu w medycynie laboratoryjnej nie jest zbyt głęboka. Przyczyny tego stanu są
dość złożone. Między innymi mogą one wynikać z obowiązujących w różnych krajach odmiennych regulacji prawnych
dotyczących obowiązku stosowania legalnych jednostek
miar w obszarze ochrony zdrowia. Inną, chyba dość ważną
przyczyną, są przyzwyczajenia odbiorców wyników badań
laboratoryjnych – lekarzy, a po trosze także wykonawców
badań – laboratoriów. O ile w przededniu wejścia Polski
do Unii Europejskiej, istniało wiele wątpliwości związanych
z wyborem jednostek, w jakich należy wyrażać wyniki pomiarów medycznych badań laboratoryjnych, o tyle w chwili
obecnej wątpliwości tych raczej być nie powinno. Bowiem
w krajach UE na mocy stosownych dyrektyw ujednoliceniu
uległy odpowiednie przepisy poszczególnych krajów członkowskich czego przykładem jest wspomniana ustawa Prawo o miarach [18]. Mimo iż ustawa obowiązuje w Polsce od
2001, to jednak do tej pory nie znalazło to swojego odzwierciedlenia w medycynie laboratoryjnej. Przyczyny tego stanu
rzeczy są różne i mogą wynikać np. z nawyków lekarzy będących odbiorcami wyników badań, nieznajomości obowiązującego prawa, niejednoznacznych wytycznych ze strony
nadzoru merytorycznego laboratoriów oraz organizacji działających w medycynie laboratoryjnej. Wydaje się, że zamiana jednostek tradycyjnych na jednostki SI może okazać się
dość kłopotliwa zarówno dla laboratoriów, jak i dla lekarzy.
Jednak poza przyzwyczajeniami i nawykami związanymi
ze stosowaniem jednostek tradycyjnych nie ma przeszkód,
aby jednostki układu SI wykorzystywać w ochronie zdrowia,
a w laboratoriach diagnostyki medycznej w szczególności.
Jak wskazują bowiem badania wszędzie tam, gdzie wprowadzano jednostki SI dla wyrażania wyników medycznych
badań laboratoryjnych, jednostki te były dość szybko przyswajane przez lekarzy i zmiana ta nie wpływała niekorzystnie na pacjentów [5].
Implementacja jednostek systemu SI w ochronie zdrowia będzie wyrazem dostosowania do wymagań obowiązujących
przepisów prawa, a co za tym idzie, wymagań Unii Europejskiej, której członkiem zostaliśmy. Co więcej, stosowanie
jednostek SI jest jednym z wymagań przeznaczonej dla laboratoriów medycznych normy PN-EN ISO 15189:2008 [2].
Norma zawiera bowiem wymaganie, które zobowiązuje laboratoria diagnostyki medycznej, aby wszędzie tam, gdzie
jest to możliwe, stosowały jednostki SI. Co więcej, jest to też
zgodne z zaleceniami organizacji międzynarodowych, takich
jak np. IFCC. Spełnienie wymagań obowiązujących przepisów prawa oraz wymagań normy jest więc szczególnie ważne dla laboratoriów, które w przyszłości zamierzają ubiegać
się o akredytację.
Wyrażanie wyników medycznych badań laboratoryjnych
w jednostkach SI, niewątpliwie, będzie miało wiele zalet,
wśród których można wyliczyć np. wykorzystywanie ujednoliconego, logicznie spójnego systemu jednostek, terminologii (tab. VII) i symboli, zminimalizowanie liczby stosowanych
podwielokrotności i wielokrotności. Wykorzystywanie układu
SI w laboratoriach medycznych będzie również kolejnym
krokiem odzwierciedlającym rozwój współczesnej medycyny
laboratoryjnej.
Piśmiennictwo
1. Dyrektywa 80/181/EWG z dn. 20 grudnia 1979 r. w sprawie zbliżenia ustawodawstw Państw Członkowskich odnoszących się
do jednostek miar i uchylająca dyrektywę 71/354/EWG.
2. PN-EN ISO 15189:2008 Laboratoria medyczne – Szczególne
wymagania dotyczące jakości i kompetencji. PKN, Warszawa
2008.
3. http://dwjay.tripod.com/conversion.html
4. Jakubowski Z, Kabata J, Kalinowski L i wsp. Badania laboratoryjne w codziennej praktyce. MAK-med., Gdańsk 1996.
5. Lippert H. Jednostki SI w medycynie. PZWL, Warszawa 1980.
6. Międzynarodowy Słownik Podstawowych i Ogólnych Terminów
Metrologii (VIM). Główny Urząd Miar, Warszawa 1996.
7. PN-ISO 1000:2001 Jednostki miar SI i zalecenia do stosowania ich krotności oraz wybranych innych jednostek miar. PKN,
Warszawa 2001.
8. PN-ISO 31-0 Wielkości fizyczne i jednostki miar. Zasady ogólne.
PKN, Warszawa 2000.
9. PN-ISO 31-1 Wielkości fizyczne i jednostki miar. Przestrzeń
i czas. PKN, Warszawa 2000.
10. Przewodnik SI. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar. PKN
Warszawa 2003.
11. Prezes Głównego Urzędu Miar, pismo z dnia 24 czerwca 2003
r. do Prezesa Kolegium Medycyny Laboratoryjnej w Polsce
w sprawie stosowania jednostek układu SI w medycynie laboratoryjnej.
12. Rozporządzenie Ministra Gospodarki, Pracy i Polityki Społecznej z dnia 12 maja 2003 r. w sprawie legalnych jednostek miar,
Dz.U. Nr 103, poz. 954.
161
Jednostki układu SI i ich zastosowanie w medycynie laboratoryjnej
13. Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 11 marca 2003 r.
w sprawie dopuszczenia do stosowania jednostek miar nienależących do Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI),
Dz.U. Nr 59, poz. 519.
14. Sagan Z. Nowe jednostki pomiarowe w opiece zdrowotnej.
PZWL, Warszawa 1974.
15. SI nowy układ jednostek i miar w służbie zdrowia. Informacja
w sprawie stosowania nowego układu jednostek i miar SI (Systeme International d’Units) w służbie zdrowia. Wydział Zdrowia
i Opieki Społecznej Urzędu Miasta Krakowa, Kraków 1975.
16. Special name for the SI derived unit mole per second, the katal,
for the expression of catalytic activity, Resolution 12 of the 21st
Conference Generale des Poids et Mesures (CGPM), 1999.
17. The International System of Units (SI), BIPM, 1998.
18. Ustawa z dnia 11 maja 2001, Prawo o miarach, Dz.U. Nr 63,
poz.636.
162
19. PN-EN 12 435:2008 Informatyka w ochronie zdrowia. Wyrażanie wyników pomiarów w naukach o zdrowiu, PKN, Warszawa,
2008.
20. www.fhs.mcmaster.ca
21. www.unc.edu
Adres Autorów:
Laboratorium Medyczne Synevo Gdańsk
ul. Beniowskiego 23
80-382 Gdańsk
tel.: (058) 51 11 882
faks: (058) 51 11 885
e-mail: [email protected]
(Praca wpłynęła do Redakcji: 2009-03-20)
(Praca przekazana do opublikowania: 2009-06-26)