Veterinärmedizinisches Labor Fehler im Labor und Qualitätsmerkmale von Labortests

Transkript

1 Fehler im Labor und Qualitätsmerkmale von Labortests HAEM Barbara Riond, Martina Stirn

2 Lernziele: 1. Grober Fehler 2. Präzision und Richtigkeit der Methode (zufälliger Fehler, systematischer Fehler) 3. Referenzwerte 4. Sensitivität und Spezifität der Methode 5. Bedeutung der Prävalenz Literatur: - V-Skript - Buch: Stockham/Scott: «Fundamentals of Veterinary Clinical Pathology»

3 1. Grobe Fehler fehlerhafte Probenentnahme Probenverwechslung Patientenverwechslung alte Reagenzien falsche Wellenlänge falsche Lösungen (Herstellung, Bakterien, Verdunstung) Falsche Übertragung auf Formular Seite 3

4 1. Grobe Fehler: Vermeidung schwierig Interne Qualitätskontrolle Plausibilitätskontrolle: Passt das Resultat zum Patient? Ist der Wert plausibel? Automatisierung/Labor-EDV Grobe Fehler sind nicht zu unterschätzen Seite 4

5 2. Systematischer Fehler/Richtigkeit Analytische Richtigkeit (IFCC-Definition): Übereinstimmung von gemessenem Wert eines Parameters und dem wahren Wert Überprüfung der Richtigkeit einer Methode: Vergleichsmessung mit Gold Standard Methode /Referenzmethode Aufstockversuch: Zur Probe wird eine definierte Menge der zu bestimmenden Substanz zugegeben. Durch nochmalige Bestimmung der Probe lässt sich z.b. ein Korrekturfaktor bestimmen. Mischversuche: Proben mit hohen und tiefen Konzentrationen eines Analyten werden in verschiedenen Verdünnungsstufen gemischt. Seite 5

6 Methodenvergleich konstanter systematischer Fehler Seite 6

7 Methodenvergleich konstanter systematischer Fehler Seite 7

8 Methodenvergleich proportionaler Fehler Seite 8

9 Methodenvergleich Abweichung klinisch relevant? Seite 9

10 3. Zufälliger Fehler/ Präzision Präzision ist ein Mass für den zufälligen Fehler Faktoren: Streuung von Pipetten, Küvetten, Temperatur, Inkubationsdauer, Stabilität des Messgerätes, Messdauer etc. Präzision wird angegeben als Variationskoeffizient in % (Coefficient of Variation): Standardabweichung VK (%): X 100 Mittelwert Bestimmung der VK für die Präzision in Serie und der Präzision von Tag zu Tag. VK je nach Parameter und biologischer Variation unterschiedlich: - Hämatologie: < 5% - Kolorimetrische Tests, Enzymatische Test: 2% - Hormonuntersuchungen, manuelle Methoden: 10% Seite 10

11 Präzision von Tag zu Tag: poch-100iv Diff Parameter Level 1 (n=13) Level 2 (n=12) Level 3 (n=12) Mittelwert VK (%) Mittelwert VK (%) Mittelwert VK (%) WBC (ul) RBC (10 6 /ul) HGB (g/l) HCT (%) MCV (fl) MCH (pg) MCHC (g/dl) PLT(10 3 /ul) LYM (10 3 /ul) Seite 11

12 Präzision und Richtigkeit -> Methodenvergleich -> Variationskoeffizient

13 Laborresultat: Gesund oder krank? Seite 13

14 Referenzwerte, Referenzbereich 5% Quantile - 95% Quantile Seite 14

15 Referenzwerte Essentiell um ein Testergebnis als verändert beurteilen zu können, und um klinische Entscheidung zu treffen Der zuverlässigste Referenzwert ist der Wert des Patienten vor Ausbruch der Krankheit (umgeht Problem der individuellen Unterschiede); jedoch selten greifbar. Wellness-Profile Geräte- und Methodenspezifisch (Messtemperatur; Einheiten); Labor- spezifisch Veterinärmedizin: Tierartspezifisch (Erythrozytenzahlen, MCV), rassespezifisch, altersabhängig (Leukozytenzahlen, Phosphat, Alkalische Phosphatase) Erstellung von Referenzwerten ist sehr aufwendig und teuer

16 Referenzwerte: Methoden- und Gerätespezifisch Fundamentals of Veterinary Clinical Pathology, Stockham and Scott, second edition Seite 16

17 Etablierung von Referenzwerten 1. De novo Bestimmung von Referenzwerten - a priori-methode - a posteriori- Methode 2. Transferieren von bestehenden RW bei Methoden-, Gerätewechsel 3. Validierung von vorher erstellten oder transferierten Referenzwerten Clinical and Laboratory Standards Institute. Defining, Establishing, and Verifying Reference Intervals in the Clinical Laboratory; Approved Guidline.3rd ed. Wayne, PA:CLSI; 2008 Geffré et al.: Reference Values: a review;vetclin Pathol 38/3 (2009) Seite 17

18 Vorgehensweise zur a priori- Bestimmung von Referenzwerten 1. Dokumentation präanalytischer, analytischer und biologischer Einflussfaktoren 2. Festlegung von Einschluss- und Ausschlusskriterien 3. Festlegung einer ausreichenden Anzahl an Referenzindividuen: 120 (40 Minimum) 4. Vorbereitung der Referenzindividuen, Probenentnahme, Weiterverarbeitung der Probe 5. Messen der Proben wie Patientenproben- 6. Auswertung der Daten (Histogram, Identifizierung von Fehlern und Aussreissern, Testen auf Normalverteilung, Berechnung der Parameter mittels nicht-parametrischer Methoden) Seite 18

19 A posteriori Methode Verwendung von Laborresultaten aus einer Datenbank Wichtige Voraussetzung: Daten zur Patienten und Krankengeschichte müssen verfügbar sein Kombination von Labordaten und Klinischen Daten Verwendung der gleichen präanalytischen und analytischen Kriterien, sowie Selektionskriterien wie bei einer a priori Methode Einziger Unterschied: Auswahl der Referenz-Individuen passiert nach der Analyse. Seite 20

20 Etablierung von Referenzwerten 1. De novo Bestimmung von Referenzwerten - a priori-methode - a posteriori- Methode 2. Transferieren von bestehenden RW bei Methoden-, Gerätewechsel 3. Validierung von vorher erstellten oder transferierten Referenzwerten Clinical and Laboratory Standards Institute. Defining, Establishing, and Verifying Reference Intervals in the Clinical Laboratory; Approved Guidline.3rd ed. Wayne, PA:CLSI; 2008 Geffré et al.: Reference Values: a review;vetclin Pathol 38/3 (2009) Seite 21

21 Referenzwerte- Wichtig zu wissen Referenzwerte repräsentieren die zu erwartenden Werte von 95% bzw. 90% der gesunden Population: 1 von 20 gesunden Tieren hat Werte die ausserhalb des Referenzbereiches liegen, jedoch sehr nahe am zu erwartenden Wert (wichtig für Gesundheitschecks, geriatrische Profile) Unterschiede zwischen Referenz- und Testpopulation, Wechsel in Methodik oder Instrumentation ohne Anpassung der Referenzwerte können zu Fehlinterpretationen führen. Labor sollten Referenzwerte zu jedem Parameter angeben, und auch Informationen über die Referenzwerte geben können: 1. Zahl der Referenz-Individuen 2. Alter, Rasse, Geschlecht der Referenzindividuen 3. Ein- und Ausschlusskriterien 4. Methode/Gerät Seite 28

22 Seite 29

23 Charakterisierung einer Methode Analytische Spezifität Analytische Sensitivität

24 Charakterisierung einer Methode Analytische Spezifität Eine Methode erlaubt die qualitative und quantitative Erfassung einer einzelnen gewünschten Substanz. Beispiel: Kreatinin enzymatisch (= spezifisch) und Jaffé (= rel. unspezifisch). Analytische Sensitivität Quantitativer Begriff; welcher Konzentrationsunterschied durch eine Methode nachweisbar ist Beispiel: 50mg/dL versus 51mg/dL besser als 5000mg/dL versus 5100mg/dL

25 Charakterisierung einer Methode (2) Diagnostische Spezifität (%) Anteil der Gesunden, die korrekt identifiziert werden Anzahl korrekt negative Tests Anzahl Gesunde (korrekt neg & falsch pos.) x 100 Diagnostische Sensitivität (%) Anteil der Kranken, die korrekt identifiziert werden Anzahl korrekt positivetests Anzahl Kranke (korrekt pos & falsch neg.) x 100 Diagnostische Effizienz (%) Anteil der korrekten Resultate an der Gesamtheit aller Resultate eines Kollektivs Anzahl korrekt neg. & pos. Tests x 100 Gesamtzahl der Tests

26 Der Markt bietet viele verschiedene Tests: Seite 34

27 n Veterinärmedizinisches Labor Diagnostische Spezifität (~90%) Diagnostische Sensitivität (~90%) Gesunde Kranke Wo müsste die Schwelle hin, damit diagnostische - Spezifität 100%? - Sensitivität 100%? - Effizienz 100%? Testschwelle Parameter

28 Prädiktiver Wert (Vorhersagewert) eines Resultats Prädiktiver Wert pos. (0 bis 1) Gibt Wahrscheinlichkeit an für Krankheit bei positivem Testresultat Zahl der richtig positiven Resultate Gesamtzahl der positiven Resultate (richtig und falsch) Prädiktiver Wert neg. (0 bis 1) Gibt Wahrscheinlichkeit an für Gesundheit bei negativem Testresultat Zahl der richtig negativen Resultate Gesamtzahl der negativen Resultate (richtig und falsch)

29 Einfluss der Prävalenz auf PPW und NPW Seite 37

30 Einfluss der Prävalenz auf PPW und NPW Seite 38

31 Prädiktive Werte Beispiel anhand der FIV Infektion der Katzen in der Schweiz Ihnen wird eine weiblich Katze, 1 jährig vorgestellt, die im FIV Test positiv ist Wie groß ist der prädiktive Wert positiv (d.h. die Wahrscheinlichkeit, dass die Katze infiziert ist)? Die Prävalenz der FIV Infektion bei gesunden Katzen in der Schweiz beträgt 1% Der SNAP-FIV Test hat eine diagnostische Spezifität von 99% und eine Sensitivität von 97% (Untersuchungen H. Lutz, n = 354 Katzen)

32 Berechnung Prädiktiver Wert 100 Infizierte (=1% Prävalenz von ) Status Test positiv Test negativ Total Infiziert 97 (korr. pos.) 3 (falsch neg.) 100 (1%) Nicht infiziert 99 (falsch pos.) (korr. neg) Total Annahme Katzen korr. pos. 97 PW pos. = = = 49.5% alle pos. 196 korr. neg PW neg. = = = 99.9% alle neg Sensitivität 97%: 3 von 100 Infizierten nicht erkannt Spezifität 99%: 1% falsch-positiv (von den nicht-infizierten) = 99 Katzen

33 Annahme: Prävalenz 10% Status Test positiv Test neg. Total Infiziert 970 (korr. pos.) 30 (falsch neg.) (10%) Nicht infiziert 99 (falsch pos.) (korr.neg) Total korr. pos. 970 PW pos. = = = 90.7% alle pos korr. neg PW neg. = = = 99.7% alle neg Also: Wenn Katze einer Risikogruppe angehört (höhere erwartete Prävalenz), dann ist PW pos höher Bsp. FIV: kranke, ältere, männliche Katze mit Auslauf, aus Mehrkatzenhaushalt

34 Qualitätssicherung Nicht-statistische Qualitätssicherung Qualitätskontrolle (statistische Qualitätskontrolle) Seite 42

35 Bsp.: Nicht-statistische Qualitätssicherung Evaluierung eines qualitativ hochwertigen Blutausstriches Plausibilitätskontrolle für Geräteresultate Thrombozytenaggregate Normoblasten/Korrektur Leukozytenzahl Erythrozytenmorphologie/Heinz-Körperchen Linksverschiebung (vermehrt Stabkernige) Toxische Veränderungen Neoplastische Zellen/Blasten «Blutparasiten» Seite 43

36 Bsp.: Nicht-statistische Qualitätssicherung Dreierregel: Hämoglobinkonzentration x 3 = Hämatokrit (Vorrausetzung: MCHC ist normal) MCHC erhöht: Immer Artefakt Lipämie führt zu falsch hohen Hämoglobinkonzentrationen Hämolyse führt zu falsch tiefen Hämatokritwerten Kontrolle Instrument-Hämatokrit mit Zentrifugenhämatokrit (Abweichung nicht grösser als 3%) Seite 44

37 Statistische Qualitätssicherung (QK) Regelmässiges Messen eines Qualitätskontrollmaterials (Kontroll-Blut) Beste Methode um am Gerät einen analytischen Fehler festzustellen Verursacht Kosten Lagerung und Handhabung heikel (Hämatologie) Interne Qualitätskontrolle Externe Qualitätskontrolle/ Ringversuche Seite 45

38 Interne Qualitätskontrolle: Kommerzielle Kontrollblute/-seren/-plasma von Hersteller (human), verschiedene Konzentrationen (tief/normal/hoch) Täglich Messung vor Messung der Patientenproben Überwachung mittels Levey-Jennings Grafik Externe Qualitätskontrolle: Veterinary Laboratory Association Quality Assurance Program Schweizerisches Zentrum für Qualitätskontrolle (human) Hormone: Veterinary Endocrinology External Quality Assessment Scheme (ESVE); Society for Comparative Endocrinology (EQUAS) Seite 46

39 Interne Qualitätskontrolle: Beim Start eines Messverfahrens An jedem Tag, an dem Patientenproben gemessen werden Nach jedem Eingriff am Messgerät (Kalibration, Reparatur, Wartung, Reagenzienwechsel) Verwendung von Kontrollmaterial mit Zielwerten in mindestens 2 unterschiedlichen Konzentrationen (normal; abnormal) Eintragen der Einzelmesswerte in Levey-Jennings-Diagramme Berechnung des Variationskoeffizienten von mindestens 20 Kontrollmesswerten über maximal 4 Monate Bewertung anhand von Regeln (z. B. Herstellerwerte; Westgard-Regeln:12s- Regel; 13s-Regel) Gegebenenfalls Fehlersuche, Neukalibration (wenn möglich) Seite 47

40 Levy-Jennings Kontrollkarten Mean ± 2 SD Mean ± 1SD Ein Wert am Tag 6 ist «ausser Kontrolle» Messungen akzeptabel innerhalb ± 2 SD Seite 48

41 Externe Qualitätskontrolle: Teilnahme an Ringversuchen Vergleich der Resultate mit Referenzmethode oder Vergleich mit anderen Teilnehmern, die die gleiche Methode verwenden In der CH nur humanmedizinische Ringversuche verfügbar Import von veterinärmedizinischen Ringversuch-Materialien teuer und aufwendig Seite 49

42 Massnahmen zur Qualitätssicherung im Praxislabor Erstellung eines Planes zur Qualitätssicherung Verwendung adäquater Geräte und Methoden Erstellung von schriftlichen Standardarbeitsanweisungen (SOPs) Interne Qualitätskontrolle (kommerzielles Kontrollmaterial) Externe Qualitätskontrolle (Ringversuche) Verwendung von Regeln zur Interpretation der Ergebnisse Ausbildung und Information des medizinischen Personals Regelmässige Fortbildung des Laborpersonals (Dokumentation) Regelmässige Wartung der Geräte Automatische Übertragung von Messresultaten an Laborsoftware Medizinische Validierung durch Tierarzt/Tierärztin Moritz, Klinische Labordiagnostik in der Tiermedizin Seite 50