Bedside-Monitoring der Blutgerinnung

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1 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung Christian F. Weber Perioperativ auftretende Gerinnungsstörungen und die konsekutive Transfusion von allogenen Blutprodukten stellen einen unabhängigen Prädiktor für kardiale und nichtkardiale Ereignisse dar und wurden mit erhöhter perioperativer Letalität assoziiert [1, 2]. Schnellstmögliche Diagnose und effektive, zielgerichtete Therapie der zugrunde liegenden Gerinnungsstörung sind demnach von hoher klinischer Relevanz. Neben den klassischen Gerinnungsanalysen im Zentrallaboratorium stehen zunehmend verbreitet sog. Point-of-Care- Methoden (POC) zu bettseitigen Diagnostik und zum Therapiemonitoring von Gerinnungsstörungen zur Verfügung. Deren Spektrum reicht vom einfachen Streifentest bis zu komplexen Verfahren, deren Bedienung und Ergebnisinterpretation eingewiesenen und trainierten Untersuchern vorbehalten ist. " Der Begriff Point-of-Care (POC)-Diagnostik in der perioperativen Medizin beschreibt die Durchführung der Analysen am Ort der Patientenversorgung: im Operationssaal, auf der Intensivstation, in Schockraum und Notaufnahme oder auch präoperativ, z. B. in der Anästhesieambulanz. Synonyme sind bettseitige oder patientennahe Diagnostik. Abhängig von der Fragestellung werden die verschiedenen POC-Testverfahren gezielt eingesetzt. Die einzelnen Methoden erfassen jeweils nur Teilaspekte des gesamten Hämostasesystems und können somit nur gemeinsam und sich ergänzend den komplexen physiologischen Gerinnungsprozess abbilden. Referenzbereiche für die beschriebenen Verfahren zeigt Tab. 1. C.F. Weber (*) Universitätsklinikum Frankfurt, Klinik für Anästhesiologie, Intensivmedizin und Schmerztherapie, Frankfurt am Main, Deutschland 1 Pro und kontra der konventionellen und POC-Gerinnungsanalytik Der komplexe Ablauf und die Funktionen der Blutgerinnung lassen sich aus pathophysiologischer und analytischer Sicht in vier Abschnitte unterteilen [3]: 1. Primäre Hämostase, 2. Thrombin- und Fibringenerierung, 3. Gerinnselbildung und -stabilisierung, 4. Fibrinolyse. Bei der primären Hämostase spielen die vaskulären Komponente (Endothel, Gefäßmuskulatur etc.), die Thrombozyten und der von-willebrand-faktor eine wichtige Rolle. Bei der Thrombingenerierung sind die zahlreichen extrinsischen und intrinsischen Gerinnungsfaktoren von essenzieller Bedeutung. Das hierbei entstehende Thrombin ist das Schlüsselenzym der Gerinnung und der Initiator der Gerinnselbildung. Im Gegensatz zur Thrombinbildung sind in diesem dritten Abschnitt nur wenige Faktoren beteiligt: das Fibrinogen bzw. Fibrin, die Thrombozyten, die Erythrozyten und der Faktor XIII. Die Fibrinolyse folgt als vierte und letzte Phase, welche unter physiologischen Bedingungen später und adäquat stattfindet. 1.1 Konventionelle Routinegerinnungsanalysen Die häufig im Zentrallabor erfassten Parameter der konventionellen Routinegerinnungsanalysen (Thrombozytenzahl, INR, aptt und Fibrinogenkonzentration) sind nicht geeignet, um das komplexe Spektrum der Hämostase und dessen oft multifaktoriell bedingten Störungen abzubilden. Nach oftmals zeitaufwendigem Transport der Blutproben wird deren Analyse verzögert durchgeführt. Die Messungen erfolgen standardisiert bei 37 C, deshalb können hypother- # Springer-Verlag GmbH Deutschland 2015 R. Rossaint et al. (Hrsg.), Die Anästhesiologie, Springer Reference Medizin, DOI / _38-1 1

2 2 C.F. Weber Tab. 1 Referenzwerte für die verschiedenen Methoden Methode Test/Parameter Referenzwert Thrombozytenfunktionstests PFA-100 Kollagen/Epinephrin-Test s Kollagen/ADP-Test s Multiplate a TRAPtest U ASPItest U ADPtest U COLtest U RISTOtest [high] U RISTOtest [low] 2 34 U VerifyNow GP-IIb/IIIa-Test PRU Aspirin-Test ARU P 2 Y 12 -Test PRU Viskoelastische Verfahren TEG r 3 8 min K 1 3 min MA mm LY % ROTEM CT EXTEM s CFT EXTEM s MCF EXTEM mm CLI-60 EXTEM >85 % CT INTEM s CFT INTEM s MCF INTEM mm CLI-60 INTEM >85 % MCF FIBTEM 8 20 mm CT HEPTEM s CFT HEPTEM s MCF HEPTEM mm CLI-60 HEPTEM >85 % CT APTEM s CFT APTEM s MCF APTEM mm CLI-60 APTEM >85 % U Aggregation Units, PRU P2Y12 Reaction Units, ARU Aspirin Reaction Units Die Referenzwerte für die Ergebnisse der aggregometrischen Messungen am ROTEM-platelet-System lagen zum Zeitpunkt der Drucklegung dieses Werks noch nicht vor a Referenzwerte gelten für hirudinantikoagulierte Proben mieinduzierte Gerinnungsstörungen nicht detektiert werden. Durch Zentrifugation werden die korpuskulären Elemente des Bluts (Erythrozyten, Leukozyten etc.) eliminiert und somit wird deren Funktion im Hämostaseprozess bei der Analyse nicht berücksichtigt. Die rein quantitative Messung der Thrombozytenzahl erfasst die Kapazität der primären Hämostase nur unzureichend. Das Ergebnis der Bestimmung der Fibrinogenkonzentration im Plasma ist sowohl von der Messmethode als auch der Verwendung kolloidaler Infusionslösungen abhängig [4]. Ferner sind die Parameter der konventionellen Gerinnungsanalyse nicht in der Lage, die Festigkeit und zeitliche Stabilität des Gerinnsels zu beschreiben. Eine spezifische und sensitive Diagnose der (Hyper) fibrinolyse ist mit den konventionellen Gerinnungsanalysen nicht möglich [5]. 1.2 POC-Methoden Ein umfassenderes Abbild der physiologischen Funktionen und der Abschnitte des Gerinnungsprozesses liefern die POC-Methoden. Diese POC-Systeme sind in ihren analytischen Technologien sehr heterogen. Gemeinsam ist ihnen, dass durch den Wegfall eines zeitaufwändigen Probentransports und die Vereinfachung der Präanalytik binnen weniger Minuten Parameter zur Diagnostik und zum Therapiemonitoring einer Koagulopathie zur Verfügung stehen. Zur Analyse werden meist geringe Mengen von Vollblut verwendet. Verglichen mit der konventionellen Analytik kann der Gerinnungsprozess in einem physiologischeren Umfeld abgebildet werden, weil die Zentrifugation entfällt [6]. Die Kapazität der primären Hämostase, die Gerinnselbildung, die Gerinnselfestigkeit sowie die Stabilität des Gerinnsels als Surrogatpara-

3 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung 3 a Kollagen Apertur b PFA100 Nach Aktivierung der Thrombozyten kommt es zum Verschluss der Apertur. Gemessen wird die Verschlusszeit in Sekunden a b VerifyNow Aktivierte Throbmozyten lagern sich an Fibrinogen beschichtete Latexpartikel an und ändern damit die Turbidität in der Probe Latexpartikel a Sensordrähte b Multiplate Aktiverte Thrombozyten lagern sich an Sensordrähte an und verändern die Impedanz zwischen dem Drahtpaar Legende: Nicht-aktivierter Thrombozyt Aktivierter Thrombozyt Abb. 1 Schematische Darstellung der methodischen Grundlagen der in Deutschland am häufigsten verwendeten Geräte zur bettseitigen Analyse der Thrombozytenfunktion. a zeigt jeweils den Ruhezustand, während b den Zustand nach Ex-vivo-Aktivierung der Thrombozyten zeigt meter für eine klinische Blutungsneigung lassen sich mit der Kombination verschiedener POC-Methoden quantifizieren. Einige Ursachen für Gerinnungsstörungen bleiben dennoch der POC-Diagnostik verborgen: Es existieren zurzeit keine Methoden zum bettseitigen Monitoring des Effekts von niedermolekularen Heparinen oder direkten oder indirekten Thrombin- oder Faktor-Xa- Inhibitoren. Ferner können die physiologischen Gerinnungsinhibitoren wie z. B. Antithrombin, Protein C und Protein S nicht mittels POC-Diagnostik erfasst werden. Analog zur konventionellen Gerinnungsdiagnostik erfolgen auch die POC-Messungen standardisiert in Normothermie; aus diesem Grund können hypothermieinduzierte Gerinnungsstörungen nur unzureichend erfasst werden. Im Gegensatz zu den konventionellen Analysen im Gerinnungslabor ist die Durchführung der POC-Methoden zur Gerinnungsdiagnostik im Regelfall durch Personal ohne umfassende Ausbildung und medizinisch-technische Erfahrung in Labortätigkeiten möglich. Bei den meisten Methoden müssen die Reagenzien nicht manuell vorbereitet werden und die Bedienung der Geräte ist einfach. Die Nachteile der POC-Diagnostik gegenüber den konventionellen Laboranalysen bestehen in einem noch nicht ausreichend implementierten Qualitätsmanagement. Auch die POC-Diagnostik beansprucht neben der notwendigen

4 4 C.F. Weber Membran mit Epinephrin oder ADP Kollagen vwf PFA-100 Öffnung 150 μm Unterdruck - 40 mbar Erythrozyt Thrombozyt Kapillare Flussrichtung Abb. 2 Schematische Darstellung der Messzelle des PFA-100 Zeit für die tatsächliche Messung, Zeit und Personal für regelmäßige Qualitätskontrollen, Dokumentation sowie Leistungserfassung für Abrechnungszwecke. Die Qualitätskontrollen der Methoden werden dadurch erschwert, dass das Vollblut als Probenmaterial nur über eine sehr kurze Zeitspanne stabil ist. Verfügbare Kontrollmaterialen bestehen deshalb meist aus lyophilisiertem Plasma [7]. Die Ergebnisse der gleichen POC-Messungen in verschiedenen Einrichtungen, sogar an verschiedenen baugleichen Geräten sind daher nur bedingt miteinander vergleichbar. Die mangelnde Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erschwert die Berechnung von Sensitivität und Spezifität einzelner Verfahren. Die Richtlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung quantitativer laboratoriumsmedizinischer Untersuchungen (Rili-BAeK-Labor; [8]) legen verbindliche Anforderungen für die Qualitätskontrolle fest. Regelmäßige interne Kontrollen, in der Regel mit Kontrollmaterialien des Herstellers, müssen durchgeführt werden. Die Teilnahme an Ringversuchen wird empfohlen. Bei POC-Methoden, zu denen analoge Verfahren im Labor verfügbar sind (TPZ, aptt), kann die externe Kontrolle durch vergleichende Untersuchungen zwischen dem POC-System und Labor erfolgen. Ökonomisch scheint die Etablierung eines bettseitigen Gerinnungsmanagements vorteilhaft, da hierdurch die Kosten für die hämostatische Therapie reduziert werden können [9 11]. 2 Verfahren zur Erfassung der primären Hämostase In den 1960er- bis 1980er-Jahren wurde die Thrombozytenfunktionsdiagnostik v. a. nach dem Verfahren von Born im plättchenreichen Plasma durchgeführt. In den letzten zwanzig Jahren wurden zunehmend Analyseverfahren entwickelt und eingesetzt, welche patientennah aus dem Vollblut Teilaspekte der primären Hämostase erfassen. Methodisch unterscheiden sich die Verfahren hinsichtlich der Aktivierung, der im Test auftretenden Scherkräfte sowie der Detektion der Thrombozytenaktivierung (Abb. 1). 2.1 PFA-100 In der Messzelle des PFA-100 (Siemens Healthcare Diagnostics GmbH, Eschborn; [12, 13]) wird Zitratblut aus einem Reservoir unter hohen Scherkräften mittels eines konstanten Unterdrucks durch eine Kapillare und eine Öffnung in einer Kollagenmembran gesogen (Abb. 2). Die Kollagenbeschichtung der Membran dient als Matrix für die Thrombozytenadhäsion und -aktivierung. Zur weiteren Differenzierung der Thrombozytenfunktion ist die Membran zusätzlich mit den Thrombozytenaktivatoren ADP oder Adrenalin beschichtet. Die vorbeiströmenden Thrombozyten werden aktiviert und es kommt zur Aggregation mit den bereits adhärenten Blutplättchen bis der Blutfluss sistiert. Als Messwert wird die Zeit zwischen Beginn der Messung und dem kompletten Verschluss der Membranöffnung als Verschlusszeit ( closure time [CT] in der COL-EPI- oder COL-ADP-Messkassette) in Sekunden ausgegeben. Das PFA-100-System stellt einen Globaltest der Thrombozytenfunktion dar, der neben der Thrombozytenaktivierung auch die Funktionalität des von-willebrand-faktors sensitiv erfasst. Somit eignet sich zur Diagnostik der milden Formen des von-willebrand-jürgens-syndroms sowie zum Therapiemonitoring mit Desmopressin [14]. Die Kollagen- Epinephrin-Messkassette kann zum sensitiven Nachweis einer ASS-Wirkung verwendet werden. Zur Kontrolle der thrombozytenaggregationshemmenden Wirkung von Clopidogrel und anderer ADP-Antagonisten ist die Methode noch nicht evaluiert [15]. Bei Thrombozytopenie (< /μl) und einem erniedrigten Hämatokrit (<30 %) ist die Aussage des PFA-100 eingeschränkt [16, 17]. Vor der Analyse wird eine Lagerungszeit der Proben von 30 Minuten empfohlen. Diese Eigenschaften limitieren den Einsatz des PFA-100 als POC-Methode zur Diagnostik akuter Koagulopathien. 2.2 Multiplate Die Methodik des Multiplate (Roche AG, Mannheim, Deutschland; [18]) basiert auf der klassischen Impedanzaggregometrie [19]. Ex-vivo-stimulierte Thrombozyten aus der Vollblutprobe heften an die Oberfläche der Sensordrähten in der Messzelle an und erhöhen damit, abhängig vom Ausmaß der Aggregation, den elektrischen Impedanz zwischen den Drähten. Vor der Messung wird vorgewärmte Kochsalzlösung mit dem antikoagulierten Blut in der Einmalmesszelle vermischt (Abb. 3). Die Thrombozytenaggregation kann danach mit Thrombinrezeptor aktivierendem Peptid (TRAP-6, TRAPtest), Arachidonsäure (ASPItest), Kollagen (COLtest),

5 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung 5 ADP (ADPtest) oder Ristocetin (RISTOtest) induziert werden. Das Multiplate-Gerät verfügt über fünf Messzellen für parallele Messungen und jede Messzelle verfügt über zwei unabhängige Sensordrahtpaare zur Doppelmessung als Qualitätskontrolle. Wenn sich Thrombozyten an die Oberfläche der Drähte anheften, wird die Widerstandserhöhung zwischen den Sensordrähten kontinuierlich aufgezeichnet und graphisch gegen die Zeit aufgetragen. Die Aggregation wird als Area under the Curve (AUC) in frei gewählten Einheiten (U) quantifiziert (Abb. 4). silberbeschichtete Sensorendrahtpaare Die multiple Elektrodenaggregometrie mit dem Multiplate eignet sich zur Erfassung der Effekte von NSAID, ADP-Rezeptorantagonisten und GP-IIb/IIIa-Rezeptorantagonisten [20 22]. Patienten nach Stentimplantation, die nach dem Multiplate-Schwellenwert als Clopidogrel-low-Responder charakterisiert waren, zeigten ein 10-fach erhöhtes Risiko für eine definitive subakute Stentthrombose [23]. Die Erfassung perioperativ erworbener Thrombozytopathien und die Steuerung der Transfusion von Thrombozytenkonzentraten mit dem Multiplate sind Einsatzgebiete mit hohem wissenschaftlichem Interesse [24 26]. Limitierender Faktor für den POC-Einsatz des Multiplate ist die Abhängigkeit der Messergebnisse von der Thrombozytenzahl [27]. Raum für die Blutprobe in der Messzelle magnetischer Rührstab Abb. 3 Schematische Darstellung der Messzelle des Multiplate 2.3 VerifyNow Verify Now (Accumetrics, San Diego, USA) ist eine Weiterentwicklung des Rapid Platelet Function Analyzer (RPFA) und basiert auf einer optischen Aggregationsmessung im Vollblut [28]. Hierbei werden die Thrombozyten mit unterschiedlichen Agonisten (Arachidonsäure, ADP oder Thrombinrezeptor aktivierendes Peptid) ex vivo aktiviert. Durch konsekutive Expression der thrombozytären Glykoprotein- IIb/IIIa-Rezeptoren kommt es zu Thrombozytenaggregation Abb. 4 Darstellung der Ergebnisse der Ex-vivo- Aggregation nach Stimulation mit TRAP-6 (TRAPtest), Arachidonsäure (ASPItest) und ADP (ADPtest). Normale Aggregation im TRAPtest und reduzierte Aggregation im ASPIund ADPtest entsprechen dem Bild einer dualen Plättchenaggregationshemmung, z. B. mit ASS und Clopidogrel

6 6 C.F. Weber und Agglutination der aktivierten Thrombozyten mit fibrinogenbeschichteten Latexpartikeln in der Einwegmesskassette (Abb. 5). Basierend auf dem Prinzip der Lichttransmissionsaggregometrie kann die Veränderung der Turbidität der Blutprobe und somit das Ausmaß der Thrombozytenaggregation bestimmt werden. Die Aggregation wird als Prozentwert angegeben. Die Methode wurde speziell für den Point-of- Care-Einsatz entwickelt und nimmt die Probe in Form eines Vakuumröhrchens direkt in der Messkassette auf, aus welcher das Blut entnommen und die Messung vollautomatisch durchgeführt wird. Elektronische Kontrollen und Flüssigkontrollen dienen der Qualitätssicherung. Das VerifyNow eignet sich für die Quantifizierung der Wirkung von GP-IIb/IIIa-Rezeptorantagonisten (Abciximab, Tirofiban oder Eptifibatide), von Zyclooxygenase-I-Inhibitoren und ADP-Rezeptorantagonisten [28 31]. Bei Patienten, die trotz der Behandlung mit ASS oder Clopidogrel eine erhöhte Thrombozytenaktivität am VerifyNow aufzeigten, konnte ein erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse nachgewiesen werden [32, 33]. Die Inzidenz thrombotischer Ereignisse nach Stentimplatation konnte durch eine individualisierte Clopidogreltherapie, gesteuert nach dem Schwellenwert von VerifyNow, jedoch nicht verringert werden [34]. Analog zum PFA-100 sind die Testergebnisse bei erniedrigter Hämatokrit und Thrombozytenzahl auch beim Verify- Now nicht sicher interpretierbar. Für den ASS-Test wird vor der Analyse eine Inkubationszeit von 30 min empfohlen, beim P2Y12-Test sind es 10 min und der GP-IIb/IIIa-Test soll ohne Inkubationszeit analysiert werden. 2.4 ROTEM platelet Schutzkappe Fingergrip Probenvorrichtung Nadel Das diagnostische Spektrum des ROTEM (Abschn. 4.2) kann optional durch eine seit dem Jahr 2014 erhältliche Erweiterung (Abb. 6) um aggregometrische Analytik zur Erfassung der Thrombozytenfunktion erweitert werden. Analog zur weiter oben beschriebenen Methodik des Multiplate (Abschn. 2.2) basiert auch das Messverfahren des ROTEM platelet auf der Analyse der nach Anheftung von aktivierten Thrombozyten an Sensordrähten erfassten Impedanzände- Stufenvorrichtung Feuchtigkeitssensor TRAP Kontrolle Leerkammer ADP/PGE1 Abb. 5 Schematische Darstellung der P2Y12-Testkassette des VerifyNow. In den Mischkammern befinden sich die fibrinogenbeschichtete Latexpartikel und die Agonisten TRAP und ADP/PGE1. Es gibt eine Kontrollkammer und eine Leerkammer. Das Blut wird nach der Vorwärmung in der Stufenvorrichtung in die Kammer gesaugt, wo die Thrombozytenaggregation stattfindet. (Mit freundl. Genehmigung von Keller Medical GmbH, Bad Soden) Abb. 7 ROTEM platelet Messzellen. In vitro aktivierte Thrombozyten lagern sich an die Sensordrähte an. Die dadurch entstehende Impedanzänderung wird graphisch erfasst und analysiert. (Mit freundl. Genehmigung von TEM International GmbH, München) Abb. 6 ROTEM platelet Erweiterung. Neben viskoelastischen Messungen können auch aggregometrische Analysen mit dem ROTEM durchgeführt werden. (Mit freundl. Genehmigung von TEM International GmbH, München)

7 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung 7 rung. Diese wird in einer Testzelle (Abb. 7) nach Stimulation mittels verschiedener Agonisten (Arachidonsäure im ara-tem Test; ADP im adp-tem Test; thrombintezeptoraktivierendes Peptid im trap-tem Test) über einen sechsminütigen Zeitraum erfasst. Von der Reaktionskurve werden drei Ergebnisparameter abgeleitet: Neben der MS (Maximum Slope, Steigung der Aggregationskurve, [Ohm/min]) und der A6 (Amplitude nach einer Messdauer von sechs Minuten, [Ohm]) wird die Fläche unter der Aggregationskurve (AUC, [Ohm min]) erfasst. Zum Zeitpunkt der Herstellung (2015) dieses Kapitels lagen noch keine Referenzwerte für die einzelnen Tests vor. 3 Verfahren zu Erfassung von Parametern der plasmatischen Gerinnung Die bettseitigen Verfahren zur Bestimmung von Parametern der plasmatischen Gerinnung erfassen nur den Abschnitt der Thrombingenerierung aus dem Gerinnungsprozess. Die gewonnenen Informationen ermöglichen jedoch die sinnvolle Anwendung dieser Geräte bei bestimmten Fragestellungen: Monitoring der oralen Antikoagulation (Quick-Wert bzw. Thromboplastinzeit, TPZ), Monitoring der Heparinisierung (aktivierte partielle Thromboplastinzeit, aptt), Monitoring der Antikoagulation mit unfraktioniertem Heparin und anderen Antikoagulanzien bei Eingriffen mit der extrakorporalen Zirkulation sowie periinterventionell mittels aktivierter Gerinnungszeit (ACT). 3.1 TPZ und aptt-bestimmung Die angewandten Methoden unterscheiden sich in der Art ihrer Messtechnik erheblich. Es gibt Verfahren, bei denen Blut über Teststreifen oder durch Kapillaren bzw. Einwegkassetten fließt, deren Oberflächen mit Aktivatoren präpariert sind. Bei anderen Messtechniken wird das Blut in Küvetten überführt und der aktivierte Gerinnungsprozess mit einer optischen Methode detektiert. Als Aktivatoren wird meistens Kaolin oder Celite verwendet. Die in Deutschland gängigsten Geräte sind i-stat (Axon Lab AG, Reichenbach), Hemochron Jr. Signature Elite (Keller Medical GmbH, Bad Soden), Hemochrone Response (Keller Medical GmbH, Bad Soden), ACT Plus (Medtronic GmbH, Meerbusch) oder Actalyke Mini II (GTA Medical Products, Nottingham, UK; Abb. 8). Der größte Nachteil dieser Vielfalt ist, dass die Ergebnisse unterschiedlicher Testsysteme nur bedingt miteinander vergleichbar sind [36]. Daher existieren keine einheitlichen Referenz- und Zielwerte. Bei Patienten mit Gerinnungsstörungen werden verlängerte ACT-Werte gemessen. Alleine anhand einer verlängerten ACT, z. B. bei herzchirurgischen Patienten, kann keine differenzierende Interpretation erfolgen. 4 Viskoelastische Vollblutverfahren zur kombinierten Erfassung der plasmatischen Gerinnung, Gerinnselfestigkeit und Fibrinolyse Die viskoelastischen Vollblutverfahren zeichnen die mechanische Qualität des Gerinnsels (Viskoelastizität) kontinuierlich auf. Die Methoden bilden dynamische Veränderungen der Gerinnungsfunktion bei akuten oder massiven Blutungen im perioperativen Bereich sowie in der Notfall- und Intensiv- Methoden zur bettseitigen Bestimmung der TPZ und aptt sind Handgeräte mit Einwegteststrips, die die Analysen aus einem Tropfen Vollblut durchführen können. GEM PCL Plus (Instrumentation Laboratory GmbH, München) und Hemochron Jr. Signature + (Keller Medical GmbH, Bad Soden) sind in Deutschland häufig verwendete Geräte. Die Anwendung des Geräts CoaguCheck XS (Roche Diagnostics Deutschland GmbH, Grenzach-Wyhlen) eignet sich besonders für das Monitoring einer oralen Antikoagulation, welche auch als Patientenselbsttest angewandt werden kann. Die Methode ist nach WHO-Richtlinien gegen internationale Referenzthromboplastine standardisiert. Hemochron Jr. Signature Elite (Keller Medical GmbH, Bad Soden) i-stat (Axon Lab AG, Reichenbach) Actalyke Mini II (GTA Medical Products, Nottingham, UK) 3.2 ACT-Bestimmung Eine stetig wachsende Zahl verschiedener POC-Geräte wird zur bettseitigen Bestimmung der aktivierten Gerinnungszeit (ACT) aus Vollblutproben verwendet [35]. Hemochrone Response (Keller Medical GmbH, Bad Soden) ACT Plus (Medtronic GmbH, Meerbusch) Abb. 8 Am häufigsten verwendete Geräte für das Heparinmonitoring in der Kardiochirurgie mittels ACT in Deutschland

8 8 C.F. Weber medizin zeitnah und umfassend ab. Sie liefern schnelle Ergebnisse und ermöglichen aufgrund einer standardisierten Interpretation und in Zusammenschau mit der Klinik des Patienten in vielen Fällen eine sichere Diagnose. Das ist die Voraussetzung für eine suffiziente und zielgerichtete Therapie. Die meist verbreiteten Methoden basieren auf der klassischen Thrombelastographie [37], die sich wegen methodischer Limitationen (keine Einwegtestzellen, hohe Vibrationsempflindlichkeit) nicht im labormedizinischen und klinischen Alltag etablieren konnte. In Europa kommt überwiegend die Rotationsthrombelastometrie (ROTEM), in den USA die klassische Thrombelastographie (TEG) zur Anwendung [38]. Weitere Indikationen sind der spezifische Nachweis einer Hyperfibrinolyse, die Beurteilung einer Dilutionskoagulopathie sowie beim TEG die Erfassung der Thrombozytenfunktion. 4.1 TEG Abb. 9 Thrombelastographische Ergebnisdarstellung. Parameter: r (reaction time, s), K (clot kinetics, s), MA (maximum amplitude, mm) und α (α-winkel) im TEG Für die TEG-Analyse (Haemonetics, Braintree, USA) wird Vollblut oder Zitratblut nativ oder mit Zusatz von Aktivatoren in eine Küvette eingebracht. Diese dreht sich um die Längsachse alternierend um 4,75. Ein zylindrischer Stempel wird an einem dünnen Torsionsdraht aufgehängt und taucht in die Küvette mit der Blutprobe ein. Wenn in der Küvette die Blutgerinnung einsetzt, bilden sich zwischen der Wand der Küvette und dem Stempel Fibrinfäden. Die Bewegung der Küvette wird entsprechend der Festigkeit der Fibrinfäden auf den Stempel übertragen und über eine Zeitachse als thrombelastographische Kurve zweischenklig aufgezeichnet (Abb. 9). Die unterschiedlichen Abschnitte der Blutgerinnung können differenziert werden: Die Phase der Thrombinbildung wird in der Reaktionszeit (r [s]) reflektiert. Die Kinetik der Gerinnselbildung wird mit der Koagulationszeit (K [s]) und dem α-winkel quantifiziert. Die maximale Amplitude (MA [mm]) und der Lyse-Index (LY30) beschreiben die maximale Gerinnselfestigkeit und die Gerinnselstabilität über die Zeit (Tab. 2). Die kommerziell erhältlichen Testansätze ermöglichen eine weitere Differenzierung: Kaolin-Test Reagenz mit intrinsischer Gerinnungsaktivierung, Rapid-TEG Reagenz mit akzelerierter Gerinnungsaktivierung, Heparinase-Test zur Identifizierung der Wirkung von unfraktioniertem Heparin sind die Küvetten mit Heparinase beschichtet, funktioneller Fibrinogentest (FFLA) Bestimmung des Plättchenanteils des Gerinnsels durch Inaktivierung der Thrombozyten zur Ermittlung der geschätzten Fibrinogenkonzentration in mg/dl, Platelet Mapping Assay zur Messung der Thrombozytenfunktion mittels Arachidonsäure (AA) und/oder ADP-induzierten Thrombozytenaggregation. Das Gerät ist anfällig für Erschütterungen und erfordert eine horizontale feste Montage, was den Einsatz als bettseitige Methode einschränkt. Zwei unabhängige Messkanäle ermöglichen parallele Messungen. Tab. 2 TEG- und ROTEM-Parameter Parameter Einheit Definition TEG ROTEM Gerinnungszeit s Zeitspanne vom Beginn der Messung bis 2 mm Amplitude r CT Gerinnselbildung s Zeitspanne zwischen 2 und 20 mm Amplitude K CFT Grad Steilheit der Kurve α α Maximale mm Maximale Amplitude der Kurve MA MCF Gerinnselfestigkeit Gerinnselstabilität % Amplitude nach 30 bzw. 60 min im Verhältnis zur maximalen Amplitude Ly30, Ly60 CLI-30, CLI-60

9 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung 9 Auslenkung in mm (Festigkeit) CT CFT α CT α 4.2 ROTEM A Zeit in Min. Gerinnungszeit Gerinnselbildungszeit Alpha-Winkel MCF LI30 Beim ROTEM (TEM International GmbH, München) wird im Gegensatz zu TEG die Küvette fixiert und der Stempel alternierend bewegt. Dabei wird der Stempel durch ein Kugellager mechanisch stabilisiert. Dadurch wird die Erschütterungsempfindlichkeit minimiert und das ROTEM-Gerät kann z. B. auf einem Wagen transportiert werden. Die Beweglichkeit des Stempels ist umgekehrt proportional zur Gerinnselfestigkeit. Wie beim TEG, werden auch im ROTEM die Ergebnisse als thrombelastometrische Kurve mit folgenden Parametern dargestellt (Abb. 10): Gerinnungszeit (coagulation time, CT [s]), Gerinnselbildungszeit (clot formation time, CFT [s]) und α-winkel (α), maximale Gerinnselfestigkeit (maximum clot firmness, MCF [mm]), Lyse-Index nach 30 und 60 min (CLI-30 und CLI-60 [%]). Das System verfügt über eine elektronische Pipette und vier unabhängige Messkanäle für parallele Messungen mit unterschiedlichen Testansätzen: EXTEM-Test extrinsische Gerinnungsaktivierung, INTEM-Test intrinsische Gerinnungsaktivierung, FIBTEM-Test nach Inaktivierung der Thrombozyten mittels Cytochalasin-D wird der plasmatische Beitrag zur Gerinnselfestigkeit abgebildet, HEPTEM-Test Heparinase-modifizierte intrinsische Gerinnungsaktivierung zum Erkennen der Wirkung von unfraktioniertem Heparin, ML A10 Amplitude 10 MIn. nach CT MCF Maximale Gerinnselfestigkeit LI30 Lyse Index 30 Min. nach CT ML Maximale Lyse Abb. 10 Thrombelastometrische Ergebnisdarstellung. Parameter: CT (coagulation time [s]), CFT (clot formation time [s]), MCF (maximum clot firmness [mm]) und ML (maximum lysis [%]) im ROTEM. (Mit freundl. Genehmigung von TEM International GmbH, München) APTEM-Test Tranexamsäure-modifizierte extrinsische Gerinnungsaktivierung zur Identifizierung einer Hyperfibrinolyse. Die Ergebnisse der ROTEM-Tests korrelieren gut mit den korrespondierenden Parametern im TEG. Die wichtigste Limitation des ROTEM ist die fehlende Diagnostik der primären Hämostase. 5 Klinische Anwendung Die Wahl des eingesetzten bettseitigen Verfahrens zur Gerinnungsdiagnostik richtet sich nach der zugrundeliegenden Fragestellung: globale Untersuchung der primären Hämostase, Monitoring von Thrombozytenaggregationshemmern, Kontrolle einer therapeutischen Antikoagulation, vwf-diagnostik, globale Untersuchung der plasmatischen Gerinnung, Monitoring der hämostatischen Therapie. Ferner beeinflussen die Rahmenbedingungen der Untersuchung (wissenschaftliche Studie oder klinische Diagnostik) und logistische Erwägungen (Ort der Analyse, personeller und finanzieller Aufwand) die Methodenauswahl. Prospektive, randomisierte und kontrollierte Studien aus der Kardiochirurgie konnten zeigen, dass die Implementierung von POC-Diagnostik in Gerinnungstherapiealgorithmen zur Behandlung der Koagulopathie mit einer Reduktion des perioperativen Blutverlusts und der Transfusionsrate allogener Blutprodukte assoziiert war [9, 11, 39, 40]. Retrospektive Daten an über 100 Patienten mit Massivtransfusion zeigten einen Überlebensvorteil für die Patienten mit ROTEMgesteuerter hämostatischen Therapie [5]. In den aktuellen Empfehlungen zur perioperativen Versorgung polytraumatisierter Patienten wird die geringe diagnostische Aussagekraft der konventionellen Laborgerinnungsanalyse beschrieben und explizit der Einsatz der Thrombelastographie zum erweiterten hämostaseologischen Monitoring empfohlen [41]. Die bettseitige Erfassung des Potenzials der primären Hämostase [42] sowie die Bestimmung der Wirkung antiaggregatorischer Medikation (z. B. Ausschluss von ASS- oder Clopidogrelresistenz) in der perioperativen Phase [43, 44] sind weitere vielversprechende Anwendungsbereiche von bettseitigen Thrombozytenfunktionstests. Literatur 1. Goodnough LT (2003) Risks of blood transfusion. Crit Care Med 31:

10 10 C.F. Weber 2. Murphy GJ, Reeves BC, Rogers CA et al (2007) Increased mortality, postoperative morbidity, and cost after red blood cell transfusion in patients having cardiac surgery. Circulation 116: Lang T, von Depka M (2006) Possibilities and limitations of thrombelastometry/-graphy. Hamostaseologie 26:S20 S29 4. Fenger-Eriksen C, Moore GW, Rangarajan S, Ingerslev J, Sorensen B (2010) Fibrinogen estimates are influenced by methods of measurement and hemodilution with colloid plasma expanders. Transfusion 50: Schochl H, Nienaber U, Hofer G et al (2010) Goal-directed coagulation management of major trauma patients using thromboelastometry (ROTEM)-guided administration of fibrinogen concentrate and prothrombin complex concentrate. Crit Care 14:R55 6. Calatzis A, Heesen M, Spannagl M (2003) Point-of-care testing of hemostatic alterations in anaesthesia and intensive care. Anaesthesist 52: Dick A, Schwaiger M, Jámbor C (2010) Thromboelastography/- metry and external quality control. Results of a pilot study. Hamostaseologie 30: Bundesärztekammer (2007) Richtlinie der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung laboratoriumsmedizinischer Untersuchungen. Zugegriffen am Ak K, Isbir CS, Tetik S et al (2009) Thromboelastography-based transfusion algorithm reduces blood product use after elective CABG: a prospective randomized study. J Card Surg 24: Spalding GJ, Hartrumpf M, Sierig T et al (2007) Cost reduction of perioperative coagulation management in cardiac surgery: value of bedside thrombelastography (ROTEM). Eur J Cardiothorac Surg 31: Weber CF, Görlinger K, Meininger D et al (2012) Point-of-care testing: a prospective, randomized clinical trial of efficacy in coagulopathic cardiac surgery patients. Anesthesiology 117: Favaloro EJ (2008) Clinical utility of the PFA-100. Semin Thromb Hemost 34: Mammen EF, Comp PC, Gosselin R et al (1998) PFA-100 system: a new method for assessment of platelet dysfunction. Semin Thromb Hemost 24: Nitu-Whalley IC, Lee CA, Brown SA, Riddell A, Hermans C (2003) The role of the platelet function analyser (PFA-100) in the characterization of patients with von Willebrand s disease and its relationships with von Willebrand factor and the ABO blood group. Haemophilia 9: Kotzailias N, Elwischger K, Sycha T et al (2007) Clopidogrelinduced platelet inhibition cannot be detected by the platelet function analyzer-100 system in stroke patients. J Stroke Cerebrovasc Dis 16: Elsenberg EH, van Werkum JW, van de Wal RM et al (2009) The influence of clinical characteristics, laboratory and inflammatory markers on high on-treatment platelet reactivity as measured with different platelet function tests. Thromb Haemost 102: Eugster M, Reinhart WH (2005) The influence of the haematocrit on primary haemostasis in vitro. Thromb Haemost 94: Toth O, Calatzis A, Penz S, Losonczy H, Siess W (2006) Multiple electrode aggregometry: a new device to measure platelet aggregation in whole blood. Thromb Haemost 96: Cardinal DC, Flower RJ (1980) The electronic aggregometer: a novel device for assessing platelet behavior in blood. J Pharmacol Methods 3: Jámbor C, Weber CF, Gerhardt K et al (2009) Whole blood multiple electrode aggregometry is a reliable point-of-care test of aspirininduced platelet dysfunction. Anesth Analg 109: Jámbor C, Weber CF, Lau A, Spannagl M, Zwissler B (2009) Multiple electrode aggregometry for ex-vivo detection of the antiplatelet effect of non-opioid analgesic drugs. Thromb Haemost 101: Sibbing D, Braun S, Jawansky S et al (2008) Assessment of ADP-induced platelet aggregation with light transmission aggregometry and multiple electrode platelet aggregometry before and after clopidogrel treatment. Thromb Haemost 99: Sibbing D, Braun S, Morath T et al (2009) Platelet reactivity after clopidogrel treatment assessed with point-of-care analysis and early drug-eluting stent thrombosis. J Am Coll Cardiol 53: Rahe-Meyer N, Winterhalter M, Boden A et al (2009) Platelet concentrates transfusion in cardiac surgery and platelet function assessment by multiple electrode aggregometry. Acta Anaesthesiol Scand 53: Ranucci M, Baryshnikova E, Soro G et al (2011) Multiple electrode whole-blood aggregometry and bleeding in cardiac surgery patients receiving thienopyridines. Ann Thorac Surg 91: Weber CF, Dietrich W, Spannagl M, Hofstetter C, Jámbor C (2010) A point-of-care assessment of the effects of desmopressin on impaired platelet function using multiple electrode whole-blood aggregometry in patients after cardiac surgery. Anesth Analg 110: Hanke AA, Roberg K, Monaca E et al (2010) Impact of platelet count on results obtained from multiple electrode platelet aggregometry (Multiplate). Eur J Med Res 15: Malinin A, Spergling M, Muhlestein B, Steinhubl S, Serebruany V (2004) Assessing aspirin responsiveness in subjects with multiple risk factors for vascular disease with a rapid platelet function analyzer. Blood Coagul Fibrinolysis 15: Jakubowski JA, Li YG, Small DS et al (2010) A comparison of the VerifyNow P2Y12 point-of-care device and light transmission aggregometry to monitor platelet function with prasugrel and clopidogrel: an integrated analysis. J Cardiovasc Pharmacol 56: Malinin A, Pokov A, Spergling M et al (2007) Monitoring platelet inhibition after clopidogrel with the VerifyNow-P2Y12(R) rapid analyzer: the VERIfy Thrombosis risk ASsessment (VERITAS) study. Thromb Res 119: Matzdorff AC, Kuhnel G, Kemkes-Matthes B, Voss R (2001) Comparison of GP IIB/IIIA inhibitors and their activity as measured by aggregometry, flow cytometry, single platelet counting, and the rapid platelet function analyzer. J Thromb Thrombolysis 12: Chen WH, Cheng X, Lee PY (2007) Aspirin resistance and adverse clinical events in patients with coronary artery disease. Am J Med 120: Price MJ, Endemann S, Gollapudi RR et al (2008) Prognostic significance of post-clopidogrel platelet reactivity assessed by a point-of-care assay on thrombotic events after drug-eluting stent implantation. Eur Heart J 29: Price MJ, Berger PB, Teirstein PS et al (2011) Standard- vs highdose clopidogrel based on platelet function testing after percutaneous coronary intervention: the GRAVITAS randomized trial. JAMA 305: Murray DJ, Brosnahan WJ, Pennell B et al (1997) Heparin detection by the activated coagulation time: a comparison of the sensitivity of coagulation tests and heparin assays. J Cardiothorac Vasc Anesth 11: Bosch YP, Ganushchak YM, de Jong D (2006) Comparison of ACT point-of-care measurements: repeatability and agreement. Perfusion 21: Hartert H (1951) Thrombelastography, a method for physical analysis of blood coagulation. Z Gesamte Exp Med 117: Luddington RJ (2005) Thrombelastography/thromboelastometry. Clin Lab Haematol 27: Girdauskas E, Kempfert J, Kuntze T (2010) Thromboelastometrically guided transfusion protocol during aortic surgery with circulatory arrest: a prospective, randomized trial. J Thorac Cardiovasc Surg 140:

11 Bedside-Monitoring der Blutgerinnung Nuttall GA, Oliver WC, Santrach PJ et al (2001) Efficacy of a simple intraoperative transfusion algorithm for nonerythrocyte component utilization after cardiopulmonary bypass. Anesthesiology 94: Rossaint R, Bouillon B, Cerny V, et al (2016) The European guideline on management of major bleeding and coagulopathy following trauma: fourth edition. Crit Care 20: Pfanner G, Koscielny J, Pernerstorfer T et al (2007) Preoperative evaluation of the bleeding history. Recommendations of the working group on perioperative coagulation of the Austrian Society for Anaesthesia, Resuscitation and Intensive Care. Anaesthesist 56: Jámbor C, Spannagl M, Zwissler B (2009) Perioperative management of patients with coronary stents in non-cardiac surgery. Anaesthesist 58: Jámbor C, von Pape K-W, Spannagl M et al (2011) Multiple electrode whole blood aggregometry, PFA-100, and in vivo bleeding time for the point-of-care assessment of aspirin-induced platelet dysfunction in the preoperative setting. Anesth Analg 113:31