Bioingeniørkongressen 3. juni 2016 «Preanalytisk usikkerhet ulike aspekt» Marit Sverresdotter Sylte, Overbioingeniør/PhD

Transkript

1 Bioingeniørkongressen 3. juni 2016 «Preanalytisk usikkerhet ulike aspekt» Marit Sverresdotter Sylte, Overbioingeniør/PhD Laboratorium for klinisk biokjemi, Haukeland Universitetssykehus INNHOLD Preanalytisk usikkerhet doktorgradsprosjekt Bias og systematiske effekter Korreksjon eller ikke Total analytisk feil vs total usikkerhet Kvalitetsspesifikasjoner Preanalytisk fagsenter 1

2 Laboratoriebygget ved Haukeland Universitetssykehus «For å sikre god analysekvalitet og kunne bedømme prøveresultatets gyldighet, er det viktig å kunne identifisere usikkerhetskildene og estimere usikkerheten». 3 2

3 Helautomatiserte analyseinstrumenter Identifikasjon Merking 3

4 Alle blodprøveresultater er beheftet med usikkerhet, som består av tilfeldig variasjon og bias/systematiske avvik. Innen person biologisk variasjon Preanalytisk variasjon Analytisk variasjon Fig. Eksempel på analytisk variasjon VARIASJON OG BIAS 4

5 Viktig med stabil riktighet Den klinisk avgjørelsen om et blodprøveresultat tilhører den friske populasjonen (A) eller den syke populasjonen (B) påvirkes av måleresultatets usikkerhet. ULIKE PREANALYTISKE VARIABLER I DOKTORGRADSARBEIDET Blodprøvetaking (stikk i begge armer) Ulike typer nåler (butterfly vs grønn nål) Ulike typer blodprøverør (RST vs SST) Blandemåte (1 gang vs 5 ganger) Transport av prøve til laboratorium (rørpost vs manuell levering) Koaguleringstid (2 timer vs 45 min) Sentrifugeringshastighet (2350g vs1300g) Lagringstid/holdbarhet (48 timer vs 4 timer) 5

6 STATISTISKE MODELLER FOR BESTEMMELSE AV PREANALYTISK USIKKERHET USIKKERHETS BUDSJETT «BOTTOM UP» Usikkerhetskilde Standard metode Alternativ(e) metode(r) Parvise observasjoner Diskret fordeling Kontinuerlig fordeling Usikkerhetsbudsjett for gjeldende praksis 6

7 MATERIALE OG METODE USIKKERHETSBUDSJETT Usikkerhetsbudsjett for Glukose, Ca, Mg, Kreatinin Bias a (Variance b ) U ncertainty source G lucose C alcium M agnesium C reatinine Different blood tubes (0.001) (< ) ( ) 0.1 (0.85) Clotting time c (0.005) c ( ) c (< ) 0.02 d (<0.01) Centrifugal force (0.001) ( ) ( ) 0.2 (0.43) Storage time (0.006) ( ) ( ) 1.1 (1.57) Different instruments (0.003) ( ) ( ) 0.2 (0.02) Total bias and variance 0.15 (0.015) ( ) ( ) 0.5 (2.88) a The expected bias between results from current practice and the standard method. b The expected variance of differences between current practice and the standard method. c mmol/l d µmol/l Rynning M, Wentzel Larsen T, Bolann BJ. A model for an uncertainty budget for preanalytical variables in clinical chemistry analyses. Clin Chem 2007;53:

8 OPPSUMMERING USIKKERHETSBUDSJETT «BOTTOM UP» Systematiske avvik estimeres for hver usikkerhetskilde Gir oversikt på hvilken usikkerhetskilde som bidrar mest Formål å redusere usikkerheten for de variablene som bidrar mest Bidraget fra hver usikkerhetskilde kan være liten, men sammen utgjøre mye, og dermed kunne påvirke kliniske beslutninger Biasene kan nøytralisere hverandre Glukose: Forlenget klottetid gir det største bidraget pga. glycolysen Total bias på 0,15 mmol/l faller utenfor kvalitetsspesifikasjoner basert på biologisk variasjon!! LINEAR MIXED EFFECTS MODELS «TOP DOWN» Bruke linear mixed effects models å estimere random and fixed effects ved optimal prøvebehandling. Mellom person variasjon Mellom stikk variasjon (mellom arm variasjon) Preanalytisk variasjon (mellom rør variasjon) Analytisk variasjon (duplikate analyser) 8

9 Optimal prøvetaking og prøvebehandling Forskjell i preanalytisk variasjon ved bruk av SST vs RST rør? Fixed effects: SST vs RST rør Venstre vs høyre arm RST gelrør (BD Vacutainer) Trombinbasert koagulasjonsaktivator 5 min koagulasjonstid SST II Plus Advance (BD Vacutainer) Silica klotaktivator 30 min koagulasjonstid RESULTATER «TOP DOWN» OPTIMAL BEHANDLING Stolpene består av mellom stikk variansen (lys grå), preanalytisk varians (ekskl. mellom stikk) (mørk grå) og måleusikkerheten (repeterbarheten) (svart). Sylte MS, Wentzel Larsen T, Bolann BJ. Estimation of the minimal preanalytical uncertainty for 15 clinical chemistry serum analytes. Clin Chem 2010; 56:

10 ÅRSAKER TIL PREANALYTISK VARIASJON Variasjon i: fylling av rørene blanding av prøvene klottetid (5 min og 30 min) grad av hemolyse (minimal) sentrifugeringshastighet og tid lagringstid før analyse temperatur avpipettering fordampning ÅRSAKER TIL MELLOM STIKK VARIASJONEN Variasjon i: blodgjennomstrømning muskelstyrke blodtrykk posisjoner av arm bøyd arm/strak arm stase venepunksjonen (dybde, snitt, tid etc.) andre biokjemiske eller fysiologiske effekter 10

11 TOTAL USIKKERHET VED OPTIMAL BEHANDLING Analytt, konsentrasjon Analytisk SD (CV%) Analytisk usikkerhet (± 2SD) *Kombinert SD (CV%) Kombinert usikkerhet (± 2SD) Glukose, 5,2 mmol/l 0,06 (1,1%) 5,1 5,3 mmol/l 0,2 (4,2%) 4,8 5,6 mmol/l Kalium, 4,38 mmol/l 0,03 (0,7%) 4,32 4,44 mmol/l 0,12 (2,8%) 4,14 4,63 mmol/l LDH, 177 U/L 1,9 (1,1%) U/L 4,4 (2,5%) U/L *Kombinert SD (CV%): Sum av preanalytisk, mellom stikk og analytisk variasjon Sylte MS, Wentzel Larsen T, Bolann BJ. Estimation of the minimal preanalytical uncertainty for 15 clinical chemistry serum analytes. Clin Chem 2010; 56: FIXED EFFECTS VED OPTIMAL BEHANDLING Middelverdi av differanser (95% CI), statistisk signifikante forskjeller mellom SST vs RST rør. Analytt Middelverdi (range) Middelverdi av differanser (95% CI) SST RST Albumin, g/l 46,1 (41,6 50,4) 0,16 (0,016 til 0,29) 0,029 Glukose, mmol/l 5,2 (4,04 8,5) 0,16 ( 0,18 til 0,13) < 0,001 Kalium, mmol/l 4,38 (3,75 4,93) 0,039 (0,010 til 0,068) 0,011 Kalsium, mmol/l 2,40 (2,20 2,53) 0,013 (0,0079 til 0,018) < 0,001 Kolesterol, mmol/l 5,23 (3,57 7,65) 0,025 (0,0060 til 0,045) 0,011 LD, U/L 177 (97 223) 1,8 (0,8 til 2,9 U/L) 0,001 Magnesium, mmol/l 0,85 (0,75 0,94) 0,005 (0,003 til 0,008) < 0,001 H indeks 4,4 (0 16) 1,54 (1,02 til 2,05) < 0,001 p 20 11

12 BIAS ER EN STØRRE UTFORDRING ENN ANALYTISK VARIASJON FOR Å KUNNE REDUSERE USIKKERHETEN Den analytisk variasjonen er under kontroll Systematiske avvik mellom instrumenter og analysemetoder er en utfordring Eliminere klinisk viktige bias Theodorsson E, Magnusson B, Leito I. Bias in clinical chemistry. Bioanalysis (2014) 6(21), ULIKE SYSTEMATISKE EFFEKTER Preanalytiske systematiske avvik Standardisere blodprøverør, nåler og håndtering av blodprøvene Analytiske systematiske avvik Bias mot referansemetode/sann verdi Mellom moduler internt på laboratoriet Standardisere med samme type instrument, samme metode og lot nr på reagens Samkjøre og korreksjon Mellom instrumenter internt (LKB, Hagevik, KK lab, BKB lab, ONK lab, INT, Hjerteovervåkning, Mottak etc) Samkjøre og korreksjon Mellom laboratorier Ekstern kvalitetskontroll 12

13 KORREKSJON FOR BIAS ELLER IKKE? Årsak til systematisk avvik må være kjent Medisinsk viktige bias skal elimineres Bias må være pålitelig og veldefinert med smalt konfidensintervall Korreksjon gjøres for å opprettholde et stabilt konsentrasjonsnivå Korreksjon gjøres for å redusere analytisk variasjon Korreksjon introduserer også usikkerhet Småe og ikke klinisk relevante bias bør ikke korrigeres fordi det krever ressurser og det kan øke usikkerheten Korrigere med multiplikativ eller additiv faktor TOTAL ERROR & UNCERTAINTY APPROACH Ulike perspektiv: Total error approach Kombinasjon av tilfeldig og systematisk feil Viktig for laboratoriet å holde bias og variasjon adskilt Uncertainty approach Viktig for brukerne av måleresultatene (trenger ikke skille mellom bias og variasjon) 13

14 TOTAL ERROR APPROACH Total analytic error (TAE or TE): Random error (RE) som måles i SD (standard deviation) Systematic error (SE) tilsvarende til bias (inaccuracy) Westgard, sept UNCERTAINTY APPROACH Måleusikkerhet omfatter et usikkerhetsintervall for måleresultatene hvor den sanne verdien av den målte kvantiteten befinner seg med en gitt sannsynlighet. Kombinerer varianser. 14

15 Kvalitetsspesifikasjoner basert på biologisk variasjon Biologisk variasjon Kvalitetsspesifikasjoner basert på biologisk variasjon Intra Inter Krav CV Krav bias Krav total error B HbA1c 1,9 % 5,7 % 0,9 % 1,5 % 3,0 % ALAT 19,4 % 41,6 % 9,7 % 11,48 % 27,48 % BETYDNING AV 2% BIAS FOR HBA1C OG ALAT KVALITETSSPESIFIKASJONER I LABORATORIEMEDISIN EUROPEAN FEDERATION OF CLINICAL CHEMISTRY AND LABORATORY MEDICINE EFLM 1. Allocation of laboratory tests to different models for performance specifications Chair: Dr. Ferruccio Ceriotti (IT) 2. Performance specifications for EQAS Chair: Graham Jones (AU) 3. Total error Chair: Wytze Oosterhuis (NL) 4. Performance specifications for the extra analytical phases Chair: Mario Plebani (IT) 5. Biological variation database Chair: Sverre Sandberg (NO) 15

16 PREANALYTISK FAGSENTER Astrid-Mette Astrid Kjetil Lene Hilde Bjørn Marit Guro ORGANISERING AV PREANALYTISK FAGSENTER 16

17 MÅLSETTING Promotere det preanalytiske fagområdet Samle og synliggjøre kompetanse innenfor fagområdet Øke preanalytisk forskning innenfor alle fagområder i Laboratorieklinikken Tilby veiledning på mastergrad og doktorgradsnivå Rådgivning Biobank Tusen takk for meg! 17