Harmonizace výsledků měření glukózy v krvi aneb rozdíl mezi glukometrem a věšteckou koulí
Drahomíra Springer Referenční laboratoř pro klinickou biochemii při ÚLBLD VFN a 1. LF UK
Diabetes mellitus a glukometry
• Pandemická choroba s neustále se zvyšující incidencí • POC měření hladiny glukózy se v nemocnicích rozšířilo od 80.let 20. století • Stovky milionů glukometrů používaných diabetiky, praktickými lékaři, diabetology, pediatry a na nemocničních odděleních • Možnosti a meze použitelnosti
Konstrukce glukometrů • Princip stanovení – GOD • stabilní, vysoká specifita pro glukózu • může být ovlivněna rozpuštěným O2 – PQQ-GDH (pyrrolchinolin chinon) • není ovlivněna rozpuštěným O2, – vysoká rychlost reakce
• širší substrátová specifita
– NAD+-GDH • není ovlivněna rozpuštěným O2 – FAD+-GDH
Většinou elektrochemická detekce
– přenos elektronů prostřednictvím mediátoru
Mediátor - malá molekula schopná existovat v oxidované i redukované formě s redox potenciálem blízkým redox potenciálu koenzymu, stabilní. rozpustná ve vodě, redox potenciál nezávislý na pH
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
glukometr One Touche Ultra smart Accu-Chec Performa Nano OneTouche VerioPro SD CodeFree Bionime BM 100 Glucocard X-mini plus Contour TS One Touche Vita Contour Link FreeStyle Freedom Glucocard X-Meter One Touche Ultra easy Wellion Calla Beurer GL50 Bionime BM 550 Beurer GL44 Optium Xceed Bionime BM 300 EasyGluco
Princip stanovení GOD a ferrikyanid draselný. PQQ-GHD FAD-GDH a ferrikyanid draselný. FAD-GDH a ferrikyanid draselný. GOD a ferrikyanid draselný. GHD a hexaaminruthenium chlorid FAD-GDH a ferrikyanid draselný. GOD a ferrikyanid draselný. FAD-GDH a ferrikyanid draselný. FAD-GDH GHD a hexaaminruthenium chlorid GOD a ferrikyanid draselný GOD chinoprotein FAD-GDH a ferrikyanid draselný. GODa ferrikyanid draselný. FAD-GDH a ferrikyanid draselný. FAD-GDH GOD a ferrikyanid draselný. Biosenzorová technologie. PQQ-GHD NAD-GHD GOD FAD-GDH
glucose dehydrogenase with pyrrolchinolin-chinon komplex glucose-1-dehydrogenase with nicotinamidadenindinucleotid coenzym glucose oxidase glucose-1-dehydrogenase with flavinadenindinucleotid coenzym
Selfmonitoring
• • • • • • •
Validační studie nastavené FDA a dalšími odbornými společnostmi vyžadují testovací studie za využití různých pacientů, v rozdílném prostředí a posuzují se i testující osoby. Správnost – +/- 15 % pro 95 % výsledků, +/- 20 % pro 99 % výsledků (FDA 2014) Přesnost nebo reprodukovatelnost výsledků Analytická senzitivita včetně možných interferencí, omezení metody Rozmezí výsledků, které je možné použít - linearita Referenční intervaly pro sledovanou populaci pacientů Kalibrační protokoly, kontrola kvality
ISO 15197:2013 •
• • •
In vitro diagnostic test systems Requirements for blood-glucose monitoring systems for self-testing in managing diabetes mellitus - aplikovatelná pro glukometry určené pro selfmonitoring.
Vychází z nových možností technologického pokroku testování podle normy před uvedením na trh - podmínka pro získání označení CE Testuje se: bezpečnost výrobku – Stabilita v nejrůznějším prostředí – definice uživatelského hodnocení výrobku – Analytická evaluace • vliv interferujících látek, stabilita reagencií • požadavky na analytiku - definice vzorků pro testování, postupy a kritéria, kterým má přístroj vyhovět.
skupina 1 2 3 4 5
mmol/l 1,7 - 2,8 2,9 - 6,1 6,2 - 8,3 8,4 - 13,9 14,0 - 22,2
Opakovatelnost schopnost naměřit stále stejnou hladinu v jednom vzorku v časově omezeném intervalu
• žilní krev odebraná do antikoagulantu • 5 hladin glukózy na 10 glukometrech, 3 šarže proužků • Každý vzorek se měří 10krát na každém glukometru a každou šarží • Celkem 1500 stanovení •
Celkové statistické vyhodnocení opakovatelnosti se provede zvlášť pro hladiny nižší a vyšší než 5,55 mmol/l.Pro hladiny nižší se počítá SD (s 95% CI) a navíc CV pro hladiny vyšší
skupina
mmol/l
1
1,7 - 2,8
2
5,3 - 8,0
3
15,5 - 23,3
Mezilehlá preciznost testování shody výsledků získaných glukometrem během delšího časového období (minimálně 10 dní)
• 10 glukometrů, tři šarže proužků a 3 hladiny glukózy • Používá se kontrolní materiál • Celkem minimálně 900 stanovení • Statistické vyhodnocení mezilehlé preciznosti se provede zvlášť pro hladiny nižší a vyšší než 5,55 mmol/l.Pro hladiny nižší se počítá SD (s 95% CI) a navíc CV pro hladiny vyšší
Stanovení správnosti • čerstvé krevní vzorky 100 dobrovolníků • porovnání s referenční metodou • Z jednoho vpichu je odebrána krev pro další testování referenční metodou, poté test na 2 glukometrech se 3 šaržemi testovacích proužků • Celkem minimálně 600 měření na glukometru • Pro vyhodnocení se užívá dvojí kritérium, které musí být vždy splněno – Výsledky pod 5,55 mmol/l se nesmí lišit od referenční metody o více než +/- 0,83 mmol/l – výsledky vyšší než 5,55 mmol/l se nesmí lišit o více než +/- 15% – Zároveň musí být 99% výsledků jednotlivých měření v zónách A a B chybové mřížky
Závazná úspěšnost 95% výsledků
+/- 0,83 mmol/l pro < 5,6 mmol/l
Referenční metody stanovení glukózy • Referenční metodu pro stanovení pravdivosti glukometru ISO 15197:2013 neurčuje • Isotope Dilution Gas Chromatograph Mass Spectrometry (IDGCMS) je definována v normě ISO 15197:2013 jako hierarchicky nejvyšší metoda pro stanovení glukózy (Hannestad U a Lundblad A 1997; Stockl D and Reinauer 1993 ; Thienpont L et al. 1993; ISO 15197:2013).
• • •
Kalibrace na ID-GCMS metodu. Referenční metoda kalibrovaná na primární standard – sada roztoků glukózy a o známe koncentraci Evaluace ID-GCMS metodou: sekundární standardy (NIST) - definitivní metoda pro plazmu nebo sérum Srovnání ID-GCMS s modifikovanou hexokinázovou metodou s deproteinizací nebo s Yellow Spring Instruments (YSI): NIST standardy a další standardy, které mají návaznost na primární standardy (max nejistota 2 %). Maximální povolená odchylka je 4 %. Výsledky musí být srovnány pomocí dostatečného množství pacientských vzorků
• Vhodné je srovnání se stanovením glukózy pomocí hexokinázové metody (v akreditované klinické laboratoři) • Většina glukometrů deklaruje srovnání s elektrochemickým stanovením na systému YSI 2300, který se ale v naší republice nepoužívá
• Glukometry pro selfmonitoring nejsou vhodné pro nemocniční intenzivní péči • Pro kriticky nemocné se jejich užití ukázalo jako nevhodné • Pro nemocniční glukometry jsou nastavena i jiná pravidla pro jejich kontrolu a záznam výsledků měření • Je vyžadováno proškolení personálu (Krinsley, J. S., Egi, M., Kiss, A., et al. Diabetic status and the relation of three domains of glycemic control to mortality in critically ill patients: an international multi-center cohort study. Crit. Care 2013, 1, 17(2), R37)
Doporučení pro použití glukometrů v nemocnici – POCT 12-A3 (Point-of-Care Glucose testing in acute and chronic facilities; třetí vydání) – IFCC Work Group GMECC – v přípravě – FDA doporučení - v přípravě
• Zabezpečení důsledného sledování a vyhodnocování kvality glukometrů i jejich obsluhy a údržby • Srovnatelnost výsledků měření glukometrů s výsledky klinických laboratoří, hrajících referenční roli, je základem hodnocení jejich kvality. • U hospitalizovaných pacientů může naměřená hladina glukózy odrážet nejen jejich klinický stav, ale také typ vzorku, medikaci a endogenní interference
Vliv analyzovaného materiálu • Hladina glukózy v plazmě je obvykle o 10 – 15 % vyšší než v plné krvi (Martha Lyon, 2011), může to být 2-20 % v souvislosti s chybami při stanovení glukózy • IFCC doporučuje přepočítávací faktor 1,11 (D’Orazio et al 2005) • Nalačno je glukóza v arteriální krvi asi o 0,3 mmol/l vyšší než v kapilární krvi, po jídle může být rozdíl 1-4 mmol/l • Rozdíl mezi arteriální a venózní krví je 0,4-0,6 mmol/l
Interference při měření glukózy •
•
•
•
Některé klinické stavy mohou ovlivnit měření na glukometru – U kriticky nemocných není možné používat k měření kapilární krev (hypotenze, dehydratace, hypotermie, hyperglykemický stav, otoky Při využití venózní nebo arteriální krve je třeba zohlednit – Velmi nízký nebo vysoký hematokrit – Hypoxie nebo poruchy acidobazické rovnováhy (interference při měření) Lékové interference (icodextrin, s askorbátem reagují všechny komerčně vyráběné proužky) • vliv léčiv podávaných v terapeutických dávkách je zanedbatelný • při podezření na otravu acetaminofenem (paracetamol) nutno analyzovat glukózu standardní laboratorní technikou Interference většiny látek není významná – např. bilirubin, TAG, kyselina močová
•
Tlumený nebo změněný mentální stav může maskovat klinické příznaky hypoglykémie
•
Pacient v kritickém stavu se nachází v nestabilním a dynamickém stavu, hladina glukózy se může nepředvídatelně měnit
Interference při měření glukometrem Hematokrit Obvykle mezi 35-50 % - běžné přístroje: Hct 30 – 55 %, u hospitalizovaných pacientů to je 15-70 % Hct zvyšuje viskozitu krve, zpomaluje difúzi a tím snižuje ampérometrický proud vysoké hodnoty Hct – falešně nižší glukóza nízké hodnoty Hct – falešně vyšší glukóza
Kyslík – Zvýšený parciální tlak O2 glukometry s GOD- nižší výsledky glukózy – Vliv kyslíku výrazný při pO2 > 13,3 kPa Kompetice O2 a mediátoru o elektrony z redukovaného koenzymu FADH2
• Klinické laboratoře jsou nezbytným partnerem při výběru, hodnocení a dohledu nad každým POCT systémem použitým u pacientů v nemocnici. • Laboratoř by měla mít dohled a zodpovědnost za správnou funkci nemocničních glukometrů • Musí existovat navazující interní i externí kontrola kvality
Doporučení k použití, výběru a kontrole glukometrů 2014 Friedecký B, Springer D, Kratochvíla J, Škrha J, Zima T
Doporučení je založené na textu mezinárodní normy ISO 15197:2013. Je určené pro všechny uživatele glukometrů, tedy nejen diabetiky, ale i pracovníky laboratoří, diabetology, praktické lékaře, pracovníky lékáren, střední zdravotnický personál apod. Externí kontrola kvality pro nemocnice a ambulance 2x ročně Osobní glukometry – minimálně 1x ročně a to srovnáním naměřené koncentrace glukózy s hodnotou získanou měřením v klinické laboratoři – srovnání se provádí u lačných osob, aby bylo možné vyloučit rozdíly mezi kapilární a venózní krví – vždy při změně šarží testovacích proužků a při každém podezření na poskytování chybných výsledků
Osobní glukometry
Hodnocení osobních glukometrů v RL • s ohledem na normu EN ISO 15197:2013, doporučení NACB „Summary Guidelines and Recommendations for laboratory analysis in the diagnosis and management of diabetes mellitus (2011) a české doporučení „Diabetes mellitus - laboratorní dignostika a sledování stavu pacientů (2012)“. • Testování je prováděno akreditovanou metodu Stanovení glukózy systémem glukometr – měřící proužek pro ověření funkce glukometru. • Srovnání výsledků měření získaných glukometrem a hexokinázovou metodou ve venózní krvi. Metoda testování je každý rok reakreaditována dle normy ISO 17 025 Českým institutem pro akreditaci. • Testování systémů glukometr-proužek - žadatel o posouzení dodá 2 glukometry a minimálně 400 proužků ze dvou šarží.
• Srovnání výsledků naměřených glukometrem z kapilární a ze žilní krve –jen pokud je to vyžadováno výrobcem. – 20 proužků + 20 stanovení ref. metodou
• Opakovatelnost v sérii – 15 stanovení z venózní krve o třech hladinách v duplikátu (2 šarže, 2 glukometry) v jednom dni s jedním operátorem – 90 proužků
• Opakovatelnost mezi sériemi – 5 dní, 3 hladiny, jedna šarže, jeden glukometr, v duplikátu – 30 proužků
•
Přesnost – 4denní testování, každý den 27 vzorků žilní krve, dle rozpisu jsou některé obohaceny roztokem glukózy. Po změření na glukometru se krev centrifuguje a v plazmě se stanoví glukóza hexokinázovou metodou dle akreditovaného postupu.
Srovnání hexokinázové metody s YSI 2300 Glucose Analyzer
katalýza hexokinázou: fosfátová skupina z ATP se váže na glukózu Specifický enzym je imobilizován mezi dvě katalýza glukóza-6-fosfátdehydrogenázou: membrány, polykarbonátovou a z acetátcelulózy. Peroxid vodíku jako produkt oxidace glukóza-6 fosfátu na 6-fosfoglukoná enzymatické reakce prochází oxidační činidlo NADP+ se přitom redukuje acetátcelulózovou memránou k platinové na NADPH2 růst absorbance při 340 nm elektrodě, kde dochází k jeho oxidaci. před analýzou deproteinace HClO4 Výsledek koreluje s původní koncentrací Stanovení ruší hemolýza a léčiva absorbujíc substrátu ve vzorku v UV
Testovací proužky se mezi jednotlivými šaržemi liší nejen výsledkem měření, ale někdy i tvarem. Výrobce často produkuje odlišné mutace proužků pro západní a východní Evropu
Pojmenování glukometrů – jedná se o jednoho výrobce a stejné testovací proužky
Pro různé trhy se používají různá jména výrobku.
G1 2012
Bodový graf z Luna proti HK Spreadsheet1 10v*99c Luna = 1,3941+0,8846*x 35
30
25
Do ±5 % 32/56 (57,1 %)
Do ± 10 % 43/56 (76,8 %)
Do ± 15 % 49/56 (87,5 %)
Do ±0,3 mmol/L 14/43 (32,6 %)
Do ± 0,55 mmol/L 20/43 (46,5 %)
Do ± 0,83 mmol/L 26/43(60,5 %)
Luna
20
15
10
5
0 0
5
10
15
20
25
30
35
HK
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
4,00 3,00 C
2,00
E
odchylka
glukometr
1,00 0,00
-1,00
B
-2,00 D
D
A
-3,00 B
A
E C
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 referenční metoda
-4,00
0
5,0
10
15
20
glukóza (mmol/l)
25,0
30
Bodový graf z Wellion proti HK Wellion= 0,7008+0,9129*x 35 2 HK:Wellion: r = 0,9889; p = 0.0000; = 0,9779 r
G1 Nová šarže 2012)
30
20
15
10
5
Do ±0,3 mmol/L
Do ± 0,55 mmol/L
Do ± 0,83 mmol/L
10/44 (22,7 %)
21/44 (47,7 %)
42/44 (95,5 %)
Do ±5 %
Do ± 10 %
Do ± 15 %
65/170 (38,2 %)
117/170 (68,8 %)
165/170 (97,1 %)
0 -5
0
5
10
15
20
25
30
35
HK
26 24 22
4,00 C
20
3,00
18
E
16
2,00
14
1,00 odchylka
glukometr
Wellion
25
12 10
B
0,00 -1,00
8 D
D
6
-2,00
4 2
A
B
A
-3,00
E C
0 0
2
4
6
8
-4,00
10
12
14
16
18
20
referenční metoda
22
24
26
0
5,0
10
15
20
25,0
glukóza (mmol/l)
30
Scatterplot of mini against HK Spreadsheet5 10v *200c mini = -0,4288+1,0222*x
G2 2012
35
30
25
mini
20
15
10
Do ±0,3 mmol/L 35/72 (48,6 %)
Do ± 0,55mmol/L 58/72 (80,6 %)
Do ± 0,83mmol/L 72/72 (100 %)
Do ±5 % 44/128 (34,4 %)
Do ± 10 % 83/128 (64,8 %)
Do ± 15 % 126/128 (98,4 %)
5
0 0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
HK
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
8,00 6,00
C E
odchylka
glukometr
4,00
B D
D
2,00 0,00 -2,00 -4,00
A
B
A
E C
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 referenční metoda
-6,00 -8,00
0
5,0
10
15
20
25,0
glukóza (mmol/l)
30
Bodov ý graf z smart proti HK Spreadsheet4 10v *108c smart = -0,0401+1,0265*x
G3 2013
35
30
20
15
Do ±5 %
Do ± 10 %
Do ± 15 %
10
23/76 (30,3 %)
47/76 (61,8 %)
62/76 (81,6 %)
Do ±0,3 mmol/L
Do ± 0,55 mmol/L
Do ± 0,83 mmol/L
8/29 (27,6 %)
12/29 (41,4 %)
20/29(69,0 %)
5
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
HK
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
4,00 3,00
C
2,00
E
1,00
odchylka
glukometr
smart
25
0,00
-1,00
B
-2,00
D
D
-3,00 A
B
A
E
-4,00
C
0
2
4
6
8
10
12 14 16 18 20 referenční metoda
22
24
26
0
5,0
10
15
20
glukóza (mmol/l)
25,0
30
G4 2014 35 30
Do ±5 %
Do ± 10 %
Do ± 15 %
25
30/67 (44,8 %)
51/67 (76,1 %)
65/67 (97,0 %)
Do ±0,3 mmol/L
Do ± 0,55 mmol/L
Do ± 0,83 mmol/L
22/37 (59,5 %)
36/37 (37,3 %)
37/37(100,0 %)
20 15 10 5 0 0
5
10
15 20 HK metoda
4,00
25
30
35
26 24 22 20
2,00
18
C E
glukometr
3,00
odchylka
16
1,00
14 12
0,00
10
-1,00
B
8
-2,00
6
-3,00
4 2
-4,00
0
5,0
10
15
20
25,0
glukóza (mmol/l)
30
D
D
A
B
A
E C
0 0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 referenční metoda
35 30
G5 2014
GluNeo
25 20 15
Do ±5 % 18/60 (30,0 %)
10 5
Do ± 10 % 40/60 (66,7 %)
Do ± 15 % 56/60 (93,3 %)
Do ±0,3 mmol/L Do ± 0,55 mmol/L Do ± 0,83 mmol/L 3/38 (7,9 %) 5/38 (13,2 %) 15/38 (39,5 %)
0 0
5
10
15 20 HK_metoda
25
30
35
5
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
4 3 C
2
E
glukometr
1 0 -1 -2
B D
D
-3 -4
B
E C
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 HK metoda
-5
0
5
10
15 20 glukóza (mmol/l)
25
30
G6 2015
35 30 25 20
Do ±5 %
Do ± 10 %
Do ± 15 %
5/61 (8,2%)
14/61 (22,9 %)
33/61 (54,1 %)
Do ±0,3 mmol/L
Do ± 0,55 mmol/L
Do ± 0,83 mmol/L
14/43 (32,6 %)
26/43 (60,5 %)
34/43 (79,1 %)
15 10 5 0 0
5
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
10
15 20 HK metoda
25
30
35
5 C
4 3
E
2 1 0 -1
B
-2 D
D
-3 -4
B
E C
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 HK metoda
-5
0
5
10
15 20 glukóza (mmol/l)
25
30
35
30
G7 2016
25
20
Do ±5 % 24/62 (36,4%)
15
Do ± 10 % 38/62 (61,3 %)
Do ± 15 % 58/62 (93,5 %)
Do ± 0,55 mmol/L
Do ± 0,83 mmol/L
34/42 (80,9 %)
41/42 (97,6 %)
10
Do ±0,3 mmol/L 26/42 (61,9 %)
5
0 0
5
10
15 20 HK metoda
25
30
35
5,00 4,00
26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
3,00 2,00
C
1,00
E
glukometr
0,00 -1,00 -2,00 B
-3,00 D
D
-4,00 -5,00
B
E C
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 HK metoda
0
5
10
15 20 glukóza (mmol/l)
25
30
Contour Bayer
• Contour Link je kompatibilní s pumpou od společnosti Medtronic a samostatně se neprodává. • Nově se v balení dodává Contour Plus Link 2,4 • • Nyní je v ČR nejnovější řada Countour Plus, od 2017 Contour Plus One • Glukometry Contour TS se už neprodávají • Uživatel s pumpou nebo bez pumpy má vždy na výběr jeden nejnovější model, který vyniká v určitých funkcionalitách nad ostatními. Jejich funkce se nerozlišují. • • Navíc se divize diabetologie společnosti Bayer přejmenovala od ledna 2016 na Ascensia Diabetes Care.
Jaký je tedy rozdíl mezi glukometrem a věšteckou koulí? • Glukometr nemusí být kulatý • Máme normu, která stanoví požadavky na glukometr • Existuje doporučení k použití, výběru a kontrole glukometrů • Výsledky testování i EHK jsou běžně dostupné • Přesto není dobré lze zapomínat, k čemu je osobní glukometr původně určen
Děkuji za pozornost
