Analyzátory OPTI firmy ROCHE

Analyzátory OPTI firmy ROCHE - øešení kritických situací Prof. MUDr. Jaroslav Racek, DrSc., MUDr. Vlasta Petøíková, Zuzana Pešková Ústav klinické biochemie a laboratorní diagnostiky Lékaøské fakulty UK a Fakultní nemocnice v Plzni Firma ROCHE nabízí dva analyzátory ze série „Critical Care Analyzers“, urèené pro vyšetøení základních parametrù vnitøního prostøedí na resuscitaèních jednotkách, operaèních sálech, jednotkách intenzivní péèe èi dokonce pøímo v terénu. Jsou to analyzátory OPTI CCA a OPTI R, oba založené na fluorimetrické detekci všech mìøených parametrù (kromì koncentrace hemoglobinu a saturace hemoglobinu kyslíkem). Právì tento princip mìøení je odlišuje od jiných analyzátorù bìžnì pro tyto úèely užívaných, které pracují na základì iontovì selektivních elektrod (potenciometrie) nebo amperometrické detekce kyslíku, tedy na elektrochemickém principu. Pokud je provádìno stanovení substrátù, jedná se o kombinaci enzymové membrány s elektrodou detekující produkt enzymové reakce (amoniak, peroxid vodíku). Podstatou mìøení pomocí analyzátorù OPTI jsou fluorescenèní optody (tj. optické elektrody), které mìøí intenzitu svìtla emitovaného fluorescenèními barvivy. Emitované svìtlo je odlišeno od svìtla excitaèního pomocí optických filtrù. Protože excitaèní energie je konstantní, je množství emitovaného svìtla závislé jen na koncentraci mìøeného analytu. Jeho koncentrace je poèítána na základì porovnání intenzity fluorescence vzorku a kalibrátoru známé koncentrace. Optoda na mìøení parciálního tlaku kyslíku (pO2) je založena na

fluorescenci, poprvé popsané již v r. 1930; intenzita fluorescence klesá v závislosti na rostoucím pO2: I0/I = 1 + k . pO2 Na rozdíl od konvenèní Clarkovy amperometrické elektrody kyslíková optoda bìhem mìøení kyslík nespotøebovává. Optoda na mìøení pH je založena na zmìnách fluorescence molekul barviva imobilizovaného na povrchu optody, vyvolaných zmìnou koncentrace vodíkových iontù. Intenzita fluorescence roste pøi vzestupu pH nad hodnotu pKa daného barviva. Tato optoda na rozdíl od klasické sklenìné elektrody nepotøebuje re-

ferenèní elektrodu a je málo ovlivòována nestejnou iontovou silou mìøeného roztoku: I0/I = 1 + 10pKa–pH Optoda na mìøení parciálního tlaku oxidu uhlièitého (pCO2) je - podobnì jako u klasické pCO2 elektrody - založena na užití membrány nepropustné pro ionty, která pokrývá pH optodu. Ta registruje zmìny pH dané difuzí plynù, pøedevším oxidu uhlièitého. Optody mìøící ionty Na+, K+, Ca2+ a Cl- jsou založeny na stejném principu jako klasické iontovì selektivní elektrody. Jejich membrána obsahu10

je stejné ionofory, není však detekována zmìna potenciálu elektrody, avšak opìt zmìna fluorescence barviva v membránì obsaženého. S rostoucí koncentrací pøíslušného iontu intenzita fluorescence stoupá èi klesá, a to podle druhu mìøeného iontu. Ani tyto optody nepotøebují referenèní elektrodu. Mírné ovlivnìní výsledku zmìnou pH je pøístrojem OPTI automaticky korigováno. Mìøení koncentrace celkového hemoglobinu (tHb) a saturace hemoglobinu kyslíkem (SO2) je založeno na principu reflektance. Užívá se zde èervené a infraèervené svìtlo tøí rùzných vlnových délek. Mìøení je provádìno v èásti kazety, kde je umístìna pO2 optoda, a probíhá v nehemolyzované krvi. Protože hemoglobin dospìlých i fetální hemoglobin absorbují pøi vlnové délce 750–850 nm, jsou vlnové délky v infraèervené oblasti spektra užity pro mìøení koncentrace tHb; rozdílná SO2 zde neruší. Naproti tomu èervené svìtlo je mnohem více absorbováno deoxyhemoglobinem než oxyhemoglobinem èi jinými deriváty hemoglobinu (napø. karbonylhemoglobinem), je proto užito k mìøení SO2. Analyzátor OPTI CCA je pøenosný pøístroj o hmotnosti 4 kg, øízený poèítaèem. Je napájen ze sítì, lze však do nìj vložit NiCd akumulátor, který umožòuje 6–8 hodin provozu. Požadovaný objem vzorku je 135 µl krve ze støíkaèky, kapiláry èi odbìrového mikrosampleru. Pamì pøístroje uchovává 150 výsledkù mìøení a 30 denních kontrol na tøech koncentraèních úrovních. Mìøené parametry se zobrazují na displeji a zároveò se pomocí zabudované tiskárny registrují na teplocitlivém papíru. Pøístroj má konektor RS-232C 9 pin a je možné ho napojit do laboratorního informaèního systému. Do analyzátoru je vkládána malá láhev s kalibraèním plynem. Kalibrace se provádí automaticky s každým mìøením; náplò láhve staèí na 200 kalibrací. Pomocí klávesnice lze zadávat údaje o nemocném vèetnì tìlesné teploty, FiO2, P50, druhu vzorku a èetné další parametry. Vlastní mìøení probíhá ve speciální 11

kazetì, která je uchovávána uzavøená v obalu pøi pokojové teplotì Má dobu exspirace 6 mìsícù a vkládá se do pøístroje pøed vlastním mìøením. Údaje o kazetì vèetnì doby exspirace jsou uvedeny na èárovém kódu; pøístroj má zabudovanou èteèku èárového kódu. Je možno mìøit následující parametry: pH, pCO2, pO2, tHb, SO2, Na+, K+, Ca2+, Cl-, glukózu a moèovinu, a to v rùzných kombinacích (existuje vìtší množství typù kazet). Po vložení je kazeta ihned zahøáta na 37 0C a pøístroj zkontroluje kalibraci senzorù pCO2 a pO2 pomocí plynu z vložené lahvièky. Senzory pro mìøení pH a iontù jsou kalibrovány pufry obsaženýMetoda pH pCO2 (kPa) pO2 (kPa)

mi v kazetì. Kalibrace tHb a SO2 je dána výrobcem a její parametry jsou obsaženy v èárovém kódy každé kazety. Po kontrole kalibrace nastává automatická aspirace vzorku a mìøení fluorescence vydávané pøíslušnými optodami po jejich ekvilibraci vzorkem. Jak již bylo uvedeno, tHb a SO2 jsou mìøeny na základì reflexní fotometrie v èervené a infraèervené oblasti. Asi po 1 minutì mìøení se zobrazí výsledek vèetnì odvozených parametrù a kazetu je možné odstranit. Ta je po mìøení uzavøena pøíslušnou chlopní a pøístroj sám nepøichází do styku s biologickým materiálem.

Prùmìr (min-max) OPTI CCA 7,438 (7,390 - 7,530) 4,46 (2,86 - 5,34) 26,89 (8,25 - 70,47)

ABL 520 7,435 (7,380 - 7,550) 4,47 (2,80 - 5,30) 26,83 (9,50 - 70,10)

r

Regresní pøímka

0,980

y = 0,801 x + 1,182

0,922

y = 0,891 x + 0,47

0,986

y = 1,071 x -1,83

Tab. 1. Výsledky srovnání 25 mìøení vzorkù arteriální krve na pøístrojích OPTI CCA (Roche, v rovnici jako y) a ABL 520 (Radiometer, v rovnici jako x); r = korelaèní koeficient Metoda

Prùmìr (min-max)

OPTI R 7,376 pH (7,072 - 7,533) 5,64 pCO2 (kPa) (2,90 - 9,71) 8,15 pO2 (kPa) (3,42 - 38,8) 99,3 tHb (g/l) (67 - 130) 81,6 SO2 (%) (48,1 - 100,0) 134,7 Na+ (mmol/l) (125,5 - 148,7) 4,53 K + (mmol/l) (3,06 - 9,39) 0,97 Ca2+ (mmol/l) (0,70 - 1,54)

ABL 715 7,375 (7,030 - 7,530) 5,76 (2,90 - 9,20) 8,12 (3,30 - 38,4) 104,5 (71 - 154) 81,5 (48,0 - 100,0) 139,2 (131,0 - 151,0) 4,44 (3,00 - 9,20) 0,99 (0,70 - 1,55)

r

Regresní pøímka

0,958

y = 0,915 x + 0,626

0,964

y = 1,050 x - 0,40

0,986

y = 0,990 x + 0,53

0,869

y = 0,930 x + 0,05

0,965

y = 0,995 x + 0,01

0,904

y = 0,858 x + 15,2

0,980

y = 0,930 x + 0,05

0,869

y = 0,915 x + 0,63

Tab. 2. Výsledky srovnání mìøení 100 vzorkù arteriální krve na pøístrojích OPTI R (Roche, v rovnici jako y) a ABL 715 (Radiometer, v rovnici jako x); r = korelaèní koeficient

brané anaerobnì do støíkaèky a souèasnì zpracované na analyzátoru OPTI CCA a pøístroji ABL 520 firmy Radiometer (Kodaò, Dánsko). Protože tento analyzátor je urèen pouze pro mìøení acidobazické rovnováhy, byly testovány kazety pro stanovení pH, pO2, pCO2; tyto parametry, zmìøené na obou pøístrojích, byly srovnány metodou lineární regrese. Pøístroj OPTI R byl testován za užití vzorkù arteriální krve z jednotky intenzivní péèe Kardiochirurgického oddìlení FN. Celkem 100 vzorkù bylo zmìøenou souèasnì na tomto pøístroji a na analyzátoru ABL 715 firmy Radiometer; kromì výše uvedených parametrù (pH, pO2, pCO2, tHb a SO2) byly srovnávány i hodnoty Na+, K+, Ca2+, opìt me-

Analyzátor OPTI R se od pøedcho- analyzátorù OPTI. Analyzátor zího pøístroje liší kazetami, které je OPTI CCA byl testován na resuscimožné užít opakovanì (až pro 25 ná- taèní jednotce Anasteziologicko-resledujících mìøení). Je urèen pro o- suscitaèní kliniky; užity byly vzorky pakovaná mìøení napø. na jednot- arteriální krve 25 nemocných, odekách intenzívní péèe a operaèních sálech, kde by výmìPrùmìr Atest Kontrola na kazety zdržovala výsledek. Metoda namìøený VK2 (%) VK2 (%) Bias (%) è. rozmezí prùmìr Po vložení lze kazetu užívat (n=17) po dobu 5 dní. Princip mì1 7,176 7,12 - 7,22 0,067 7,17 0,074 + 0,08 øení je stejný jako u pøístro2 7,408 7,36 - 7,44 0,027 7,40 0,049 + 0,11 je OPTI CCA, možnost pH 3 7,566 7,53 - 7,63 0,026 7,58 0,069 - 0,18 opakovaného mìøení je zajištìna: 1 9,72 8,53 - 10,40 2,14 9,47 1,45 + 2,62 - speciální konstrukcí kazety; pCO2 (kPa) 2 5,73 5,33 - 6,40 2,07 5,87 2,67 - 2,45 - speciálním zásobníkem 3 2,97 2,53 - 3,60 3,28 3,07 - 3,39 3,41 (OPTI R SnapPak®), který 1 9,01 7,73 10,93 2,00 9,33 1,94 - 3,41 obsahuje promývací a kalibraèní roztok a odpadní kon- pO2 (kPa) 2 13,49 11,60 - 14,80 1,53 13,20 1,73 + 2,16 tejner; tento zásobník se pøi3 19,49 17,07 - 20,27 1,00 18,67 1,49 + 4,37 pojuje na zadní stranu pøí1 200,8 182 - 222 0,04 202 0,02 - 0,58 stroje. tHb (g/l) 2 142,5 128 158 0,07 143 0,03 - 0,33 Ostatními parametry se pøí3 104,1 79 - 109 0,04 94 stroj neliší od typu OPTI 0,00 + 10,70 CC a ani v tomto pøípadì 1 78,8 76 - 82 0,29 79 0,11 - 0,22 nepøichází pøístroj do styku SO2 (%) 2 89,2 86 - 92 0,19 89 + 0,23 0,07 s biologickým matriálem. 3 95,6 93 99 0,16 96 0,38 0,08 Kazety pro typ OPTI R se 1 118,9 120 - 130 0,55 125 0,72 - 9,51 vyrábìjí v jednom provedení, umožòující mìøení pH, Na+ 2 139,5 137 - 147 0,19 142 0,25 - 1,77 pCO2 (a výpoèet parametrù (mmol/l) 3 153,1 148 - 158 0,19 153 0,24 + 0,07 acidobazické rovnováhy), 1 2,94 2,5 3,3 2,59 2,9 2,99 + 1,48 + + 2+ pO2, tHb, Na , K a Ca ; + 2 5,00 4,4 - 5,2 0,59 4,8 0,56 + 4,27 možnost mìøení chloridù, K glukózy a moèoviny zatím (mmol/l) 3 6,07 5,4 - 6,4 0,25 5,9 0,34 + 2,93 není. 1 1,61 1,44 - 1,74 1,98 1,59 1,38 + 1,45 Ústav klinické biochemie Ca2+ 2 1,20 1,16 - 1,36 0,95 1,26 - 4,21 0,82 a laboratorní diagnostiky Lé3 0,77 0,72 - 0,92 0,59 0,82 - 6,49 1,00 kaøské fakulty UK a Fakult- (mmol/l) ní nemocnice v Plzni mìl Tab. 3. Hodnoty reprodukovatelnosti a bias, testované na kontrolních roztocích tøí rùzných hladin (VK1 = pøíležitost testovat oba typy variaèní koeficient v èase pøi užití jedné kazety, VK2 = variaèní koeficient v èase pøi užití pìti rùzných kazet) 12

todu lineární regrese. Zároveò byla hodnocena reprodukovatelnost v èase a poèítána správnost výsledkù pomocí kontrolních vzorkù o 3 rùzných hladinách, urèených pro tento pøístroj. Ampule s kontrolními roztoky byly otevøeny vždy na poèátku mìøení a pøed mìøením vzorkù nemocných byly zmìøeny parametry kontrolních vzorkù. Byla poèítána reprodukovatelnost jako relativní smìrodatná odchylka (variaèní koeficient) z výsledkù pìti po sobì jdoucích dnù (pøi užití jedné kazety, tj. po dobu exspirace otevøené kazety) a z 17 vzorkù mìøených v rùzných dnech pøi užití celkem pìti rùzných kazet. Dále byla prùmìrná hodnota tìchto 17 mìøení porovnána s atestem a vyjádøena jako bias v procentech. Výsledky testování pøístroje OPTI CCA ve srovnání s pøístrojem ABL 520 jsou shrnuty v tab. 1, testování pøístroje OPTI R ve srovnání s analyzátorem ABL 715 ukazuje tab. 2. Nìkteré korelace jsou znázornìny na grafu 1. Výsledky testování reprodukovatelnosti a hodnoty bias u pøístroje OPTI R shrnuje tab. 3. Jak je z výsledkù patrné, poskytují analyzátory øady OPTI výsledky výbornì reprodukovatelné (graf 2), rovnìž správnost výsledkù, testovaná pomocí kontrolních vzorkù je velmi dobrá. Pouze u hodnoty sodíku byla prùmìrná hodnota kontroly è. 1 asi 1,5 mmol/l pod dolní požadovanou mez a rovnìž natrium u nemocných vykazuje systematickou negativní chybu. Horší korelaèní koeficient pøi srovnání stanovení tHb a SO2 lze vysvìtlit odlišným principem stanovení - u pøístrojù OPTI je to reflexní fotometrie intaktních, nehemolyzovaných krvinek, naproti tomu pøístroje ABL tyto hodnoty stanovují pøímou spektrofotometrií vhodnì øedìného hemolyzátu krve pøi více vlnových délkách. Obsluha pøístrojù je velmi jednoduchá a lze ji zvládnout po krátkém zaškolení. Rovnìž výmìna kazet, zásobní lahvièky s kalibraèním plynem èi kazety s promývacím a kalibraèním roztokem u pøístroje OPTI R je snadná a kontrolovaná pomocí èa13

Graf 1: Srovnání tøí mìøených parametrù na pøístroji OPTI CCA (Roche) a ABL 500 (Radiometer)

rových kódù. Pøístroje právem nesou oznaèení „Critical Care Analyzers“ a jsou velmi vhodné právì pro práci pøímo u lùžka nemocného na jednotkách intenzivní péèe èi na operaèním sálu. Analyzátor OPTI CCA je pøitom vhodný tam, kde jsou požadována jednotlivá vyšetøení a jejich èetnost je menší. Naproti tomu pøístroj OPTI R je vhodný

tam, kde se provádìjí série vyšetøení, napø. bìhem kardiochirurgického výkonu apod.; je však tøeba poèítat s tím, že proplachování kazety a pøíprava k dalšímu mìøení trvá asi 3 minuty. Možnost napojení do LIS pøitom odstraòuje nutnost dodateèné práce pøi zavádìní nemocného do databáze a pøi vykazování výsledkù pro zdravotní pojišovnu.

Graf 2: Srovnání osmi mìøených parametrù na pøístroji OPTI R (Roche) a ABL 715 (Radiometer)

14