Haemostaseologie POCT -...
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Haemostaseologie
POCT
Michael Spannagl
Klinikum LMU München
INSTAND, Düsseldorf
POCT?
meist geringere Kosten der Analyse
meist deutlich schnellere Verfügbarkeit der
Ergebnisse
qualifiziertes Personal ermöglicht die zielgerichtete Behandlung des
Hämostase-Systems
Analytik erfolgt im Rahmen etablierter
Qualitätsmanagement-Systeme
Kenntnis von Klinik, Präanalytik und Analytik in
einer Hand
größere Auswahl an Parametern verfügbar
(Antithrombin, Fibrinogen…) Analyse einer "jungen" Probe (bei der Analyse
im Labor ist die Probe bis zu 3-4 Stunden alt)
Laboranalyse
Point-of-Care-Analyse
vs.
POC-Diagnostik lohnt sich (nur) dort
wo der Transport der Probe ins Labor nicht möglich oder unpraktikabel ist
oder
wo der Vorteil der schnellen Verfügbarkeit der Ergebnisse zu einer besseren
Patientenbehandlung führt (Zeit / Kosten / zielgerichtete Behandlung)
Verfahren, welche
patientennah
außerhalb der klassischen Laborumgebung (auf Station bzw. im OP)
durchgeführt werden.
direkt zu therapeutischen Entscheidungen führen
Synonyme
„Point of Care-Testing" (POCT)
"Bedside-Testing"
"alternative site testing"
> Patientennahe Analytik – Definition
keine Probenvorbereitung (unbehandeltes Vollblut)
keine stabile Probe (Blutzellen!)
keine / kaum Reagentienvorbereitung
geringer Probendurchsatz
relativ einfache Instrumente
> Besonderheiten der POC-Analyse
Analyse der plasmatischen Gerinnung
Activated Clotting Time (ACT)
Heparin Management System (Protamin-Titration)
POC-Systeme für die Thromboplastinzeit / aPTT / ECT
Analyse der Thrombozytenfunktion
PFA-100 ®
Rapid Platelet Function Analysis (RPFA) (Accumetrics)
Viskoelastische Methoden (Messung der Gerinnungs-
aktivierung / Gerinnselbildung / Fibrinolyse)
Thrombelastographie (TEG)
Rotationsthrombelastographie (ROTEG® / ROTEM®)
Sonoclot
> Einteilung: erfaßte Aspekten des Hämostasesystems
"echte" POC-Methoden: geringer Schulungsaufwand
Activated Clotting Time (ACT)
Heparin Management System (Protamin-Titration)
POC-Systeme für die Thromboplastinzeit / aPTT / ECT
Rapid Platelet Function Analysis (RPFA)
POC-taugliche Methoden: höherer Schulungsaufwand
PFA-100 ®
Rotationsthrombelastographie (ROTEG ® / ROTEM ®)
Sonoclot
Thrombelastographie (TEG)
> Einteilung: Komplexität
> ACT: activated clotting time
(Hattersley 1966)
Blut + Kaolin oder Celit
Aufzeichnung der Gerinnungszeit
Wird zum Monitoring der Heparin-
Therapie verwendet
Mehrere Modifikationen / Geräte
erhältlich: schlechte Übereinstimmung
Ungenaue Erfassung des
Heparinspiegels
Geringe Empfindlichkeit gegenüber
niedermolekularem Heparin
Hattersley PG. Activated coagulation time
of whole blood. JAMA. 1966 May
2;196(5):436-40.
Jennings I, Luddington RJ, Baglin T. Evaluation of the Ciba Corning
Biotrack 512 coagulation monitor for the control of oral anticoagulation.
J Clin Pathol. 1991 Nov;44(11):950-3.
Seit 1991 verfügbar (Biotrack 512)
Vor allem für die Selbstkontrolle der oralen
Antikoagulation verwendet
Coagucheck (Roche) am verbreitetsten
> POCT-Methoden für die Messung der TPZ / PTT
Hemochron® Cuvette
System
Waste Chanel
Device Direction
Activator Chamber Optical Reading
Sample Cup
> Blutungen im klinischen Alltag:
umschriebene
definierte
Hämostasestörung
komplexe
Hämostasestörung
Michael Spannagl
Ludwig Maximilians Universität München
Operation
Zeit
Hospitalis
ieru
ng
angeborene Störungen
pharmakologische
Gerinnungshemmung
häufigste
Blutungen
globale intra- und postoperative
Koagulopathie
> häufig führt erst eine Intervention zur Blutungskomplikation
Intensiv
II: 01
Gezielte Therapie am bei Blutung:
DDAVP vWF/FVIII-Freisetzung, Tz-aktivierung
TK -> Reversierung Thrombozytenhemmmung
Faktorenkonzentrate, rVIIa Thrombin Generierung
EK / TK / Faktoren Thrombusbildung
Fibrinogen Fibrinbildung
Tranexamsäure, (Aprotinin) Fibrinolysehemmung
Zeit
Trü
bu
ng
/ F
es
tig
ke
it
Sensor
Trübung
Festigkeit
Probe
Aktivierung
Gerinnungskaskade
Thrombinbildung
Fibrin fällt aus
Polymerisation
Quervernetzung
Fibrin-
Thrombozyten-
Interaktion
Phospholipid
Va Xa Ca++ Ca++ Ca++
Phospholipid
VIIIa IXa Ca++ Ca++ Ca++
Thrombin
Fibrinbildung Bestimmung der Gerinnungszeit
Hämostaseaktivierung
in der aPTT
> Modernere Ausführungen von ACT-Systemen
> Kontrolle der Antikoagulation: Hirudin
0
20
40
60
80
100
0 1 2 3
r-hirudin [µg/ml]
aP
TT
[se
c]
Actin
Dapttin
aPTT:
nicht-lineare
Dosis-Wirkung
Überdosierung wird
nicht sicher
erkannt
Hemochron® Cuvette Tests
ACT+
ACT-LR
APTT
Citrate APTT
PT
Citrate PT
> ROTEG coagulation
analyzer
4 Kanäle für parallele
Bestimmungen
automatische
Pipettierung erleichtert
die Benutzung außerhalb
etablierter Laboratorien
leicht transportabel
> 200 Installationen in
Europa
Stempel Küvette
Torsions-
draht
4,75°
Bewegung des Stempels
kontinuierliche Erfassung
Das Thrombelastogramm
Gerinnsel
> TEG Methode nach Hartert (1948)
> ROTEG detektiert:
Fibrinolyse
Gerinnselbildung
Gerinnungsaktivierung
Limitationen
während der ROTEG-Tests: Thrombin-Bildung
Thrombin-Aktivierung der Thrombozyten
keine Detektion von Aspirin
keine Detektion von Clopidogrel
während der ROTEG-Tests: kein Fluss
Geringe Sensitivität für Reopro
ROTEG: Anheftung des Gerinnsels an Plastik-Oberflächen (Stempel-Küvette)
keine Detektion des von Willebrand Syndroms
ExTEG:
geringe Sensitivität für orale Antikoagulation
Konsequenz:
1.Bei Bedarf andere Methoden in Kombination einsetzen
2.Limitationen bei der Interpretation bedenken!
Thrombelastography
coagulation factors
inhibitors
heparin
fibrinolysis
platelets
erythrocytes
Whole blood
Useful for the assessment of perioperative coagulation
disorders
4 channels for parallel tests
automatic pipetting
→ less training requirement
→ less user-to-user variation,
especially outside
laboratory enviroments
robust, easily transportable
TEG analyzers
ROTEM/G coagulation analyzer TEG Haemoscope
2 channels for parallel
tests
manual pipetting
susceptible to vibration
Ringversuchsproben
sensor
opacity
firmness
interaction of platelets and
coagulation activation
thrombin
fibrin soluble
sample
time
firm
ness
Whole blood: Results are subjected
to multiple influences
variation
Quality
assessment?
External quality
survey
Characteristics of the pilot survey
Plasma samples lyophilized plasma samples level 1 and level 2 enriched with fibribogen level 1: 700mg/dl, level 2: 400mg/dl
Participants
• n= 53
• n= 51(ROTEM, ROTEG)
• n= 2 Thrombelastograph D (Hellige/ Haemoscope)
• n= 49 results after extrinsic or intrinsic activation(ex-TEM, in-TEM)
• n= 4 results with recalcified citrate blood (n= 2 by ROTEM, n=2 by Haemoscope)
• Data collection: spring 2007
0
100
200
300
400
500
600
700
800
CF
T (
S)
level 1
level 2
ex-TEM : CFT [s]
level 1 level 2
mean
value
34,1 220,3
SD 7,6 90,7
CV% 22,3 41,2
0
10
20
30
40
50
60
A2
0 (
mm
)
level 1
level 2
level 1 level 2
mean
value
38,4 25,2
SD 2,2 1,5
CV% 5,7 6,0
ex-TEM : A20 [mm]
Level 2: MCF≈ A20mm
CVCFT (%)= 41,2
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
alp
ha
(°)
level 1 level 2
ex-TEM : α [°]
level 1 level 2
mean
value
84,7 73,7
SD 0,7 5,3
CV% 0,83 7,2
External Quality Survey: Which parameter fits best?
CT [sec] CFT [sec]
A20 [mm] α [°]
Assessment of CT, CFT, A20 and α
level 1 CT [s] mean value
CFT [s] mean value
A20 [mm] mean value
α [°]
mean value
ex-TEM 42,8 34,1 38,4 84,7
in-TEM 135,1 32,9 39,2 84,6
CV: 15-30% CV: <7%
Assessment of CT, CFT, A20 and α
level 2 CT [s] mean value
CFT [s] mean value
A20 [mm] mean value
α [°] mean value
ex-TEM 100,1 220,3 25,2 73,7
in-TEM 216,8 243,8 25,0 75,1
CV: 12-41% CV: <7%
•CFT, A20 and α- angle are independent from extrinsic or intrinsic
activation
•CT and CFT showed high inter laboratory variations especially in
plasma sample level 2
•A20 and α- angle revealed good reproducibility between the
participants
Conclusions
• Lyophilized plasma samples enriched in fibrinogen are suitable for the performance of Thrombelastography surveys in External Quality Assessment Schemes.
• Results of CT and CFT differ more between the participants than results of A20 (clot firmness) and α- angle (clot formation kinetics).
• CFT can be compared between the participants in plasma samples with enough clot firmness.
• With more participants in future surveys the influence of different analyzers and methods could be investigated.
Other rather complex methodologies for
laboratory analysis of platelet function
Chronolog impedance aggregometry
Accumetrics Verifynow
Principle
Mixing Chambers/
Detection Well
Accumetrics Verifynow
Assays
Aspirin assay: stimulation of platelets by arachidonic acid
P2Y12 assay: stimulation of platelets by ADP + PGE1
IIbIIIa assay: stimulation of platelets by iso-TRAP
optical detection of platelets aggregating on
fibrinogen-coated polystyrene beads
fully automated, very easy to use
PFA-100
Principle high shear rate
>5000 /s
capillary
200µm
Epinephrine or
ADP membrane with
platelet
red cell
FLOW
collagen coating
citrated blood is aspirated through a small aperture in a
collagen-coated membrane
Platelets adhere to the collagen surface and lead to a
cessation of blood flow
parameter = Closure Time (CT)
3 cartridges:
- EPI: costimulation by: shear stress, collagen,
epinephrin
- ADP: costimulation by: shear stress, collagen, ADP
- P2Y: costimulation by: shear stress, ADP, PGE1 and
Ca++.
Gum PA, Kottke-Marchant K, Welsh PA, White J, Topol EJ. JACC 2003 Mar 19;41(6):961-5
Topol EJ, Gum P, Kottke-Marchant K. JACC 2003 Oct 1;42(7):1336-7:
0
5
10
15
20
aspirin sensitive aspirin resistant
p< 0.05
risk o
f M
I, d
ea
th a
nd
CV
A %
according to LTA
0
5
10
15
20
aspirin sensitive
according to PFA-100
risk o
f M
I, d
ea
th a
nd
CV
A %
no significant difference
“These findings seem to indicate that the PFA-100 is not as specific a test as compared to optical
platelet aggregation for determining clinically relevant aspirin resistance.”
PFA-100:
Predictivity in Aspirin-treated patients
aspirin resistant
:
Diagnostischer Pfad
Venenthrombose (TVT)
KUS pos behandeln
Verdacht auf TVT
nicht hoch
pos
neg
hoch
D-Dimer KW nicht
behandeln
Phlebo pos behandeln
neg nicht
behandeln nicht eindeutig
neg nicht
behandeln
KW = Klinische Wahrscheinlichkeit
KUS = Kompressionsultraschall
Frage
Methode
Antwort
> Wahl der Methode
?
Frage
Methode
Antwort
> Wahl der Methode
? Fragestellung ?
Ressourcen ?
- personell
- logistisch
Dringlichkeit ?
Blutabnahme: Das Wichtigste auf einen Blick
• Probenmaterial (falls nicht anders angegeben):
venöses Zitrat-Blut im Verhältnis 1:10 (1 Teil
Natriumzitratlösung + 9 Teile Blut)
(möglichst handelsübliche Gefäße mit bereits vorgelegter
Zitratlösung verwenden)
• Vene möglichst wenig und möglichst kurz stauen (max. 1
Minute)
• Korrekte Punktionstechnik beachten
• Gerinnungsprobe möglichst als 2. Gefäß füllen
• Probengefäß unbedingt bis zur Markierung füllen
• Blut und Zitratlösung sofort sorgfältig mischen (Probengefäß 5
x kippen, nicht schütteln)
• Probe zügig transportieren (Analyse max. 4 Stunden nach
Blutentnahme)
• Transport und Lagerung bei Raumtemperatur; nicht kühlen
• Hämolytische, (an)geronnene und nicht korrekt gefüllte Proben
sind nicht geeignet für hämostaseologische Untersuchungen
Reagenz
2/3
Plasma
1/3
Reagenz
2/3
Plasma
1/15
Reagenz
99%
Plasma
1%
Globaltest:
PTT
Einzelfaktor:
Clotting
Einzelfaktor:
Chromogen
Blut 5/6 Mangelplasma
Reagenz
1/6
Vollbluttests:
TEG
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Hersteller
Seku
nd
en
Auswertung nach Reagenz Bsp: aPTT path. Probe
• Start des Ringversuchs im Jahr 2010 mit 19
Teilnehmern
• 119 angemeldete Teilnehmer für Oktober 2013
INSTAND-RINGVERSUCH
Haemostaseologe - POCT
Keller Medical Hemochron Jr. Signature 10 Teilnehmer
Keller Medical Hemochron Jr. Signature+ 5 Teilnehmer
Keller Medical Hemochron Elite 13 Teilnehmer
Roche CoaguChek XS 49 Teilnehmer
Abbott I-Stat 2 Teilnehmer
Verwendete Geräte im Ringversuch Mai 2013
INSTAND-RINGVERSUCH
Haemostaseologe - POCT
INSTAND-RINGVERSUCH
Haemostaseologe - POCT
Thank you for your attention!