Klinische Chemie Dr. Th. Eller (EurClinChem) MHA Leiter der Geschäftstelle

Klinische Chemie

Dr. Th. Eller (EurClinChem) MHA
    Leiter der Geschäftstelle

Einführung in die Klinische Chemie
• „Klinische Chemie ist analytische Biochemie
  unter erschwerten Bedingungen.“ (Prof. Dr.
  Dr. S. Nägle)
• Klinische Chemie:
  – analytische (u. physikalische) Chemie
  – Biochemie, Pathobiochemie
  – Medizin

Lehrbücher

Begriffsdefinitionen
• Analyt: zu analysierende Substanz

• Kenngröße, Meßgröße, Parameter: Analyt,
  der mit einer definierten Methode,
  untersucht wird, mit einer Einheit versehen
  ist und für den ein Referenzbereich ermittelt
  wurde

Der Weg zum klinisch‐chemischen Befund
                                      Patient
 Präanalytik                                                         Einsender
                              klinische Fragestellung

                                Probengewinnung

                                 Probentransport

                                 Probenverteilung                      Labor
                                Probenvorbereitung

  Analytik                   Durchführung der Analyse

    Qualitätskontrolle         technische Validation

                               medizinische Validation
Postanalytik       (Referenzbereich, Extremwerte, Krankheitslehre)

                             klinisch-chemischer Befund

                                                   Einsender

Probenidentifizierung
• muss eindeutig sein d. h.
  – Name, Vorname, Geburtsdatum
  – ggf. Patientennummer, Auftragsnummer
  – Einsender

• bei Unterverteilung im Labor
• Tagesnummer, Sequenznummer
• Zuordnung Ergebnis zu Proben zu Patient muss
  immer gewährleistet sein!!

Probenidentifizierung
• Wer ist verantwortlich
  – Einsender/Station
     • Positive Probenidenfikation (Barcode)
     • Krankenhausinformationssystem ‐
       Laborinformationssystem
  – Labor: Probenannahme
     • Zuordnung Probe zu Auftrag zu Einsender
     • Positive Probenidenfikation (Barcode)
     • Laborinformationssystem

Probenmaterialien
       Liquor
                       Andere Probenmaterialien:
       Blut            ‐ Punktate: Ascites,
         ‐ venöse        Pleura, Gelenke
         ‐ kapillär    ‐ Speichel
         ‐ arteriell   ‐ Sperma
                       ‐ Magensaft
       Stuhl           ‐ Galle
                       ‐ Lymphflüssigkeit
       Urin (Harn)     ‐ Augenkammerwasser
        ‐ spontan      ‐ Dialysat
        ‐ Sammelurin   ‐ Nasensekret DD Liquor

Patientenvorbereitung

• Patientenidentität
• Fragestellung
• Medikamente
   – Welche können stören
   – Vor oder nach Gabe
• Abnahmestelle

Probengewinnung
• Harn und Stuhl meistens ohne Eingriff auf
  natürlichem Weg
• Blut
  – venöses Blut (venöse Punktion)
  – Kapillar‐Blut (Fingerbeere oder Ohrläppchen)
    Mischblut (venös und arteriell)
  – Arterielles Blut (arterielle Punktion)
• Liquor Punktion des Rückenmarkes

Blutentnahme

                                                            Scherkräfte:
                                                                                  „es gerinnt“
                                                            Weitere Aktivierung
Einstich: Aktivierung der Gerinnung
                                                            Hämolyse

                                      Endlich: das Antikoagulanz

Blutentnahme
• Reihenfolge:
  – Serummonovette
  – Gerinnung
  – Rest
• Zu starken Unter‐druck
  vermeiden
• Monovette gut durch‐
  mischen

Probengefäße

Blutbild   Klinische Chemie, Immunologie   Gerinnung   Urin

Antikoagulantien machen das Blut     Nativblut
ungerinnungbar:

EDTA (Ethylendiaamintetraessigsr.)
‐ Hämatologie (Vollblut)
Na‐Citrat:
‐ Gerinnungsuntersuchngen
Heparin (Li‐Heparinat)
‐ Klinische Chemie

Probenverwahrung
• Bei Raumtemperatur als Nativ‐Blut nur kurze Zeit

• Erster Schritt zur Stabilisierung : Trennung der festen und
  der flüssigen Bestandteile des Blutes durch Zentrifugation
• bei Elektrolytbestimmung Verdunstung vermeiden

• bei 2‐8°C (Kühlschrank) nach Zentrifugation: Tage

• bei ‐20°C (tiefgeforen): Wochen bis Monate

• bei ‐70°C für empfindliche Parameter
• tiefgeforene Proben nach dem Auftauen durchmischen

Messwert‐Theorie

in vivo
                                                            Einflußgrößen

                                wahrer Wert

                                           chemische Reaktion

              Messung
in vitro
                                   Messwert                     Störfaktoren
           Messungenauigkeit
             (Unpräzision)                 Umrechnung

                               Analysenergebnis

Einflussgrößen und Störgrößen
•   Einflußgrößen: in vivo
     – Alter, Geschlecht, Rasse (nicht beeinflußar)
     – Körperlage, körperliche Aktivität, Ernährung, Tagesrythmik (beeinflussbar)

•   Störgrößen: in vitro (Störung des Messung)
    nicht vermeidbare Störgrößen:
     – Interferenzen durch extreme Matrix (Matrix: biochemische Umgebung des
       Analyten) z. B.: Medikamente, Stoffwechselprodukte

    vermeidbare Störgrößen
     – fehlerhafte Probengewinnung
     – Veränderung der Proben durch Lagerung oder fehlerhaften Transport
     – externe Zusätze, Kontamination

Methodenhierachie

absolute Methode  wahren Wert

Referenzmethode    Referenzmethodenwert

Routinemethode     Messwert

Methodenhierachie
• absolute Methode: hoher meßtechnischer
  Aufwand (z. B. Massenspektrometrie)
• Referenzmethode: standardisierte Methode,
  mit nur geringen analytische Störungen
  – Ziele: Vereinheitlichung der Messergebnisse
  – Vertretbarer Aufwand oft nicht routinetauglich
  – Dient als Bezugspunkt für alle anderen Routine‐
    methoden zur Bestimmung eines Analyten
    z. B.: Flammenemissionsphotometrie

Methodenhierachie
• Routinemethode: keine wesentlichen analyti‐
  schen Störungen, automatisierbar, hohe
  Analysenzahl pro Std., leichte Handhabung,
  ausreichende analytische Qualität hinsichtlich
  Präzision und Richtigkeit
• Gesetzliche Vorschrift: Bei Parametern, für die
  eine Referenzmethode erarbeitet wurde, müs‐
  sen sich alle Messergebnisse darauf beziehen.

Was ist Gesundheit?

„Zustand völligen körperlichen, seelischen und
sozialen Wohlbefindens und nicht nur als das
Freisein von Krankheit und Gebrechen“
WHO‐Definiftion 1948

Ein labormedizinisch schlecht untersuchter
„

Patient“
Prof. Dr. F. Keller

Ermittlung Referenzbereich
                 Referenzpopulation Unterscheidung nach
                 Rasse, Geschlecht und Alter

Ermittlung der Referenzbereiches

Ermittlung der Referenzbereiches

Unterscheidung Gesund ‐ Krank

   Anzahl   Gesunde     Kranke

            Messwerte

Unterscheidung Gesund – Krank
      „Das wahre Leben“

  Anzahl   Gesunde     Kranke

           Messwerte

Sensitivität und Spezifität von
       Laboruntersuchungen

• analytische Sensitivität und Spezifität
• medizinische Sensitivität und Spezifität

Sensitivität und Spezifität von
         Laboruntersuchungen
• analytische Sensitivität
  geringste mit einer bestimmten Methode noch
  nachweisbare Konzentration eines Analyten
  Ermittlung: 10fach Bestimmung aus einer Probe,
  die den Analyten sicher nicht enthält, aus den
  Meßergbnissen Berechnung von Mittelwert und
  Standardabweichung
  Sensitivitätsgrenze: +3s des Mittelwertes der 10x
  Bestimmung

Sensitivität und Spezifität von
        Laboruntersuchungen

• analytische Spezifität
  wie sicher ausschließlich der gewünschte
  Analyt in einer bestimmten Matrix
  nachwiesen werden kann

Medizinische Sensitivität und Spezifität

                   Vierfeldertafel

Medizinische Sensitivität und Spezifität

Prävalenz
• Häufigkeit einer Krankheit in einer bestimm‐
  ten Population

Prädiktiver Wert
• Prädiktiver Wert = Vorhersagewert
• positiver Prädiktiver Wert
  Wahrscheinlichkeit in einer Population Kranke als
  krank zu erkennen
  = Sensitivität bezogen auf die untersuchte
  Population
• negativer prädiktiver Wert
  Wahrscheinlichkeit in einer Population Gesunde
  als nicht krank zu erkennen
  = Spezifität bezogen auf die untersuchte
  Population

Grundlagen der Qualitätssicherung
      QM‐Handbuch

                    RiliBÄK 2008

Grundlagen der Qualitätssicherung
• Möglichkeiten zur Überprüfung der
  Ergebnisqualität
  – Total‐Kontrolle (vor jeder Patienten‐Messung
    erfolgt eine QC)
  – Statistische Qualitätskontrolle aufgrund von
    Stichproben
• Entwickelt im 2. Weltkrieg in Amerika zur
  Verbesserung in der Rüstungsindustrie

Grundlagen der Qualitätssicherung

                       KP

        KP                            KP

             Probe N        Probe 1
                       KP

Qualitätssicherung
                    Grundlagen

• Statistische Qualitätskontrolle auf der Basis
  von Stichproben
  – Stichprobe ok  Messwerte vor und nach der
    Stichprobe ok
• offene Arbeitsplatzkontrolle
• QC liegt zunächst in der Verantwortung des
  Arbeitsplatzes

Instrumente der QC
• Interne Qualitätskontrolle
   – (Un‐)Präzision, (Un‐)Richtigkeit,
     Messgenauigkeit

Interne QC

•   Unpräzision und Unrichtigkeit
     – Variationskoeffizient (Vk):
       Maß für die Streuung der Messwerte um den
       Mittelwert
     – Abweichung vom Zielwert (täglich)
       Maß für die Unrichtigkeit
     – Zusammengefasst in der Berechnung der relativen
       Abweichung vom quadratischen Mittelwert (RQM)
         • Dabei wird die Unpräzision stärker berücksichtigt als die
           Unrichtigkeit
     – Überprüfung nach Ende des Kontrollzyklus
       (mind. 15 Messwerte, in der Regel 1 Monat)

Instrumente der QC
• Interne Qualitätskontrolle
   – (Un‐)Präzision, (Un‐)Richtigkeit,
     Messgenauigkeit

Qualitätssicherung
                    Grundlagen

• Statistische Qualitätskontrolle auf der Basis
  von Stichproben
  – Stichprobe ok  Messwerte vor und nach der
    Stichprobe ok
• offene Arbeitsplatzkontrolle
• QC liegt zunächst in der Verantwortung des
  Arbeitsplatzes

Qualitätssicherung in der Hämostase‐
                  diagnostik
•   Messwert‐Theorie
•   Grundlagen der Qualitätssicherung
•   Externe Qulitätskontrolle – Wie geht das?
•   Besonderheiten in Hämostaseologie

Instrumente der QC

• Externe Qualitätskontrolle
   – Ringversuche
   – Richtigkeitskontrolle
       • Abweichung vom methodenunabhängigen Zielwert,
         wenn Referenzmethode vorhanden
       • Abweichung vom Konsenswert eines Kollektives
   – 2‐4 x Ringversuche pro Jahr
   – nur Teilnahme (RiliBÄK), Zertifikat (KV,
     Akkreditierung)
   – Gültigkeit der Zertifikate: 6 od. 12 Monate

Ermittlung des Konsenswertes
• Woher kennt INSTAND den „wahren Wert“ ?

Ermittlung des Konsenswertes
        • Konsenswertberechnung nach Algorithmus A
18,00     (mit Bereinigung von Ausreißern)                  Estimated means
                                                        with standard uncertainty
16,00
                               14
14,00
                               12

12,00                          10

10,00         stabiler Mittelwert = Konsenswert
                               8

                               6
 8,00
                               4
 6,00
                               2
 4,00
                               0
                                     Classical    Classical   Median /   Median /   Alg A   Hampel / Q-
 2,00                               calculation calculation normalized    MAD                 method
                                                with Grubbs    IQR                           (ISO/TS
 0,00                                            outlier test                                 20612)

Aussage der externen QC für die
           Labordiagnostik
• Früher: Vergleich des eigenen Labors mit Sollwert‐
  Laboratorien
• Jetzt: Vergleich des eigenen Labors mit anderen
  Laboratorien, die das gleiche Reagenz und das gleiche
  Messsystem verwenden.
• Oder Bewertung am Referenzmethodenwert
• Annahme: je mehr Teilnehmer, desto stabiler der
  Konsenswert, desto wahrscheinlicher ist der
  Konsenswert der „wahre Wert“.
• Bewertungsgrenzen: RiliBÄK Spalte 5 für Parameter der
  Tabelle B1, alle anderen Parameter +/‐ 2s um den
  Konsenswert

Praktische Durchführung der externen
                 QC
• Durchführung der externen QC gehört zu den
  Aufgaben des Arbeits‐platzes
  – Es darf keine „Ringversuchs‐MTA“ geben
• RV‐Proben müssen wie Patienten‐Proben
  behandelt werden
  – Keine 10fach Bestimmung der RV‐Proben und
    Mittelwert bilden
  – Praktischer Tipp: Doppelbestimmung zum
    Ausschluss grober Fehler ist ok

Vorgeben bei nicht bestehen der
         externen QC