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

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