POINT OF CARE TESTING POCT Definizione di POCT

POINT OF CARE TESTING (POCT) Definizione di POCT “Point of care testing is defined as testing at the point of care patient, wherever that medical care is needed. ” Kost GJ. Am J Clin Pathol. 1995 I test di tipo point of care sono definiti come quei test (effettuati) al punto di assistenza del paziente, dovunque esista la necessità di cure mediche

POCT Prime considerazioni …… ü Il termine POCT viene comunemente utilizzato per descrivere l’esecuzione di test diagnostici al di fuori della tradizionale struttura di laboratorio. Tali test sono quindi eseguiti vicino al paziente (Near Patient Testing). ü Il POCT ha avuto in questa ultima decade un importante sviluppo conseguente alla possibilità che esso offre di ridurre il TTAT (Therapeutic Tourn Around Time) con benefici per il paziente ed incremento della produttività dell’Ospedale. ü Il POCT è una soluzione per la gestione ed il controllo dei test di laboratorio decentralizzati

POINT OF CARE TESTING (POCT) Alcuni sinonimi • Bed. Side testing Test al letto del malato • Near patient testing Test vicino del paziente • Decentralized testing Test decentrato Una definizione possibile ANALISI DECENTRATE EFFETTUATE CON STRUMENTAZIONE DEDICATA

POCT: LE MOTIVAZIONI DI QUESTA ESPANSIONE (1) v Urgenza/immediatezza del risultato: -In aree critiche il POCT è necessario per decisioni terapeutiche rapide -Problema del tournaround time (TAT) v Labilità dell’analita (esempio: l’emogasanalisi - EGA) v Non disponibilità del test nel Laboratorio Centrale (esempio: l’activated clotting time - ACT) v Strutture multiple, distanze significative fra le UU. OO. e il Laboratorio Centrale v Facilità d’uso: strumentazione semplice, campione di sangue intero

POCT: LE MOTIVAZIONI DI QUESTA ESPANSIONE (2) LA CONSEGUENZA È: üin Pronto Soccorso, ünei Reparti di Emergenza, ünelle Terapie intensive, ünelle Chirurgie üin Cardiologia Interventistica È INDISPENSABILE ASSUMERE DECISIONI RAPIDE La rapidità di risposta è la prima e fondamentale ragione d’essere del POCT

POCT: dove? Ø Dove i risultati sono necessari entro 30’ Ø Nelle terapie respiratorie postchirurgiche Ø Nelle unità di ricovero post anestesia chirurgica (es test coagulazione) Ø Aree di Diagnostica Cardiovascolare Ø Nelle pediatrie (con strumenti per il monitoraggio non invasivo) Ø Dove è conveniente che il Lab non copra tutte le 24 ore lavorative

LA STRUMENTAZIONE DEDICATA AL POCT: REQUISITI Ø Capacità di eseguire i test su sangue intero – non processazione del campione Ø Non si deve poter sbagliare Ø Abilità a tracciare e descrivere l’errore Ø Reagenti stabili per lungo tempo e a temperatura ambiente – cartucce, cuvette, cards, etc Ø Capacità di registrare le operazioni e di gestire il CQ Ø Controlli di Qualità elettronici (EQC) – simulatori elettronici Ø Capacità di poter scaricare i dati del paziente per inviarli al Sistema Informatico del Laboratorio

TESTS COMUNEMENTE EFFETTUATI AL LETTO DEL MALATO (BEDSIDE) Monitoraggio glicemia Analisi Emogas “ Emoglobina “ Elettroliti Studio della Coagulazione (ACT, a. PTT, PT) Markers di danno miocardico: Mioglobina, Troponina Ricerca di sangue occulto nelle feci p. Hmetria gastrica Analisi delle urine (dipstick) Densitometria urinaria Gravindex urinario Drug test nelle urine

FUNZIONI VITALI E DIAGNOSTICA (1) Funzioni Vitali Indicatori fisiologici “pivot” Energia Glucosio Emoglobina PO 2 saturato Ematocrito Conduzione Potassio Sodio Magnesio ionizato Calcio ionizzato Contrazione Magnesio ionizzato Calcio ionizzato Perfusione Lattato Equilibrio Acido-base p. H PCO 2/CO 2 Bicarbonato EGA

FUNZIONI VITALI E DIAGNOSTICA (2) Funzioni Vitali Indicatori fisiologici “pivot” Emostasi Funzione piastrinica PT a. PTT ACT Conta e funzione piastrinica D-dimero COAGULOMETRI E SISTEMI MISTI Danno cardiaco: - mioglobina - troponina I/T - CK-MB mass/isoforms Lipidi : - colesterolo, HDL, LDL - trigliceridi) Cancro (antigene prostata-specifico-PSA) Ictus Danno cerebrale: PS 100 Omeostasi Creatinina, urea Conta globuli bianchi Cloruro Fosfato inorganico Peptide natriuretico tipo B (BNP e pro-BNP) Ossimetria Emoglobina glicosilata, fruttosamina, microalbuminuria TESTS IMMUNOLOGICI, IN CHIMICA SECCA ed EGA Biomarkers

L’EMOSTASI STUDIATA MEDIANTE POCT I tests: I luoghi: Monitoraggio terapia anticoagulante orale (TAO) PT a. PTT Monitoraggio terapia eparinica ACT Funzione piastrinica (in esame) • Neonatologia • Sala di Cardiochirurgia (CPB con CEC) • Sala operatoria per interventi di lunga durata (trapianto di fegato) • Sale di Cardiologia Interventistica • Rianimazione post operatoria –Terapie Intensive • Pronto Soccorso • Centri di Sorveglianza della TAO • TAO domiciliare

EMOGASANALISI (EGA) Dosaggio dell’ossigeno (O 2) e dell’anidride carbonica (CO 2) nel sangue intero Esempio tipico di POCT a causa della labilità degli analiti gassosi che entro 10 min dal prelievo di sangue si degradano Effettuata in: • Neonatologia • Camera operatoria per interventi di lunga durata • Camere di rianimazione post operatoria –Terapie intensive • Pronto Soccorso • Unità di fisiologia respiratoria • Nei Reparti di Medicina

MARKERS DI DANNO CARDIACO MISURATI MEDIANTE POCT I tests: - MIOGLOBINA - TROPONINA I/T - CP/K MB I luoghi: • Sale di Cardiologia Interventistica • Rianimazione post operatoria –Terapie Intensive • Pronto Soccorso • Ambulanze

La MISURA della GLICEMIA MEDIANTE POCT L’esempio più “antico” di POCT I luoghi: • Reparti di Medicina • • • Rianimazioni –Terapie Intensive. Pronto Soccorso Ambulanze Ambulatori medici Casa

L’EMOSTASI STUDIATA MEDIANTE POCT - PT (Tempo di Protrombina) - a. PTT (Tempo di Tromboplastina parziale attivata) -ACT (Tempo di Coagulazione attivata) - Funzione piastrinica - Formazione del coagulo Monitoraggio terapia anticoagulante orale (TAO) Monitoraggio terapia eparinica

SUPERFICIE A CARICHE NEGATIVE XII DANNO XIIa IX XI XIa VIA INTRINSECA (a. PTT), ACT Sensibile all’eparina Tromboplastina tissutale IXa + + VIII + Ca a. PTT ACT VIA ESTRINSECA (PT) Sensibile all’anticoagulazione orale X Xa PT Fibrinogeno + V + Ca Protrombina Fibrinolisi Fibrina Trombina

Il POCT in Coagulazione Sono tutti tests che valutano tempi di formazione del coagulo in vitro - PT - a. PTT - ACT I coagulometri POC sono solo dispositivi di rivelazione del coagulo Il vero sito di reazione è la cartuccia (o cuvetta, o provetta, etc), contenente il reattivo appropriato per il test che si vuole effettuare, a cui viene aggiunto direttamente il sangue. UNA CARTUCCIA UN TEST (DIVERSO) UN APPARECCHIO PIU’ TESTS (DIVERSI)

POCT: monitoraggio delle terapie anticoagulanti 1) Monitoraggio della terapia eparinica ad alto dosaggio: ACT esclusivamente test POC 2) Monitoraggio della terapia eparinica a basso dosaggio: a. PTT test di laboratorio test POC 3) Monitoraggio terapia anticoagulante orale: PT test di laboratorio test POC

- ACT- (1) L’ACT è il test utilizzato per il monitoraggio della terapia eparinica a dosi elevate. Un attivatore potente (celite o caolino), utilizzato come reagente, innesca la fase di contatto della coagulazione (via intrinseca). Ø Permette di ottenere in tempo reale la valutazione del grado di efficacia del trattamento anticoagulante. L’ACT è esclusivamente un test POC in quanto non esiste effettuazione di questo tipo nel Laboratorio Centrale

- ACT – (2) E’ necessario quindi per Ø ottenere risultati immediati per valutare il grado di anticoagulazione ottenuto e ricorrere eventualmente a misure correttive Dove viene utilizzato ? • Neonatologia • Sala di Cardiochirurgia (CPB con CEC) • Sala operatoria per interventi di lunga durata (trapianto di fegato) • Sale di Cardiologia Interventistica • Rianimazione post operatoria –Terapie Intensive • Sale di emodialisi

Esempio di coagulometro portatile per la determinazione dell’ACT ØTest: ACT , a. PTT e PT Un coagulometro POC è un dispositivo in grado di valutare in tempi rapidi e direttamente al “letto del malato” il grado di anticoagulazione del paziente rilevando la formazione del coagulo Il vero sito di reazione è la cartuccia contenente il reattivo appropriato per il test che si vuole effettuare a cui viene aggiunto direttamente il sangue)

Terapia anticoagulante in sala di cardiochirurgia: monitoraggio mediante ACT Prima della Circolazione Extracorporea (CEC) Basale: ACT< 150 sec Bolo di eparina ( 300 -400 UI/Kg) Dopo 5’ ACT = 480 sec Durante CEC Determinazione ACT ogni 30 min: ACT= 420 - 480 sec Se ACT< 420 sec Bolo aggiuntivo di eparina (5000 UI) se ACT< 420 sec Termine CEC Bolo aggiuntivo di eparina (5000 UI) Dopo 5’ ACT = 480 sec Neutralizzazione dell’eparina con protamina Dopo 5’ ACT < 150 sec

ALTERAZIONI EMOSTATICHE DURANTE CARDIOCHIRURGIA CON CIRCOLAZIONE EXTRACORPREA Ø Consumo e/o bassi livelli di: - fattori della coagulatione - inibitori fisiologici (AT, proteina C, proteina S) - inibitori della fibrinolisi (PAI-1) Ø Coagulazione intravascolare disseminata (i. e. , eccessiva attività trombinica) Ø Fibrinolisi attivata Ø Alterazioni dovute alle piastrine : - consumo - attivatione - desensibilizzazione - disfunzione Ø Effetti dovuti a: -Ipotermia - Eparina - Protamina

Terapia anticoagulante in sala di emodinamica: monitoraggio mediante ACT Prima PTCA Durante PTCA Basale: ACT< 150 sec Determinazione ACT ogni 30 min: Bolo di eparina ( 5000 UI) Dopo 5’ ACT = 250 -300 sec ACT= 250 -300 sec Se ACT< 200 sec se ACT< 200 sec Bolo aggiuntivo di eparina (2000 -5000 UI) Dopo 5’ ACT = 250 -300 sec

Terapia anticoagulante in UTIC: monitoraggio mediante a. PTT (1) -Utilizzo del test POC Mantenimento infusione per via endovenosa di eparina per 12 h Monitoraggio ogni 6 h con a. PTT: 46 -70 sec 1, 5 -2, 3 volte valori normali) Se a. PTT> 90 sec ( > 3 volte v. n. ) Stop all’infusione per 1 h e aggiustamento dose di eparina secondo nomogramma se a. PTT: 35 -45 sec (< 1, 2 -1, 5 volte v. n. ) Bolo aggiuntivo di eparina (40 UI/Kg) ( se a. PTT: 35 -45 sec (2, 3 -3 volte v. n. ) Diminuzione dose di eparina per infusione endovenosa secondo nomogramma

Terapia anticoagulante in UTIC: monitoraggio mediante a. PTT (2) Dopo 12 h di infusione per via endovenosa di eparina (1000 UI/h) Sospensione della terapia eparinica per 2 h: quando a. PTT= 180 sec Rimozione dell’introduttore arterioso Terapia con eparina a basso peso molecolare (Clexane) Il monitoraggio della terapia anticoagulante con i test dell’ACT e/o a. PTT viene effettuata durante il periodo di permanenza del paziente in ospedale

COAGULOMETRI POC PER LA VALUTAZIONE DELLA SOMMINISTRAZIONE DI ALTE DOSI DI EPARINA INSTRUMENT (Manufacturer) ASSAY ACTIVATORS SAMPLE SIZE SAMP LE TYPE HEMOCHRON Series (ITC, USA) HEMOCHRON JR II and SIGNATURE (ITC, USA) ACT Celite or Kaolin 2 m. L FWB ACT+ Kaolin, silica and phospholipids 1 drop FWB I-STAT (ABBOTT, USA) Celite-ACT Celite 40 L FWB ACT II, HEPCON HMS (Medtronic, USA) ACT, HEMOSTATUS Kaolin or celite 0. 4 m. L (x 2) FWB COAGUCHEK PRO (Roche Diagnostics, USA) RAPIDPOINT COAG (Bayer, USA) ACTALYKE (ARRAY MEDICAL, USA) ACT Celite 1 drop FWB HMT Celite 1 drop 1) ACT 2) MAX-ACT 1) 1 m. L 2) 0. 5 m. L SONOCLOT (Sienco, USA) SONACT 1) Celite or kaolin 2) Celite, kaolin and glass cocktail Celite FWB CWB FWB 0. 4 m. L FWB CWB

SCHEMA TIPICO DI UNA CARTUCCIA DI COAGULOMETRO PORTATILE Device Direction Un dispositivo meccanico fa scorrere il sangue del campione su e giù nella camera di reazione. Quando il sangue coagula il flussso si blocca e un lettore ottico registra il blocco. Canale di scarico Camera di reazione Coppetta per Campione di Sangue Lettura Ottica

Metodiche Coagulative Variazione di VISCOSITA’ • osservazione Indiretta (effetto secondario all’aumento di viscosità)

MEDTRONIC Automated Coagulation Timer II (ACT II) Misura un ACT attivato da caolino o da celite. Un dispositivo meccanico a”bandiera” viene fatto scorrere su e giù durante la formazione del coagulo nelle cuvette. Quando il coagulo si forma il dispositivo resta bloccato e la macchina registra il tempo

Thrombolytic Assessment System (TAS) Rapid. Point. Coagulometro portatile multitest (PT, PT citr, a. PTT, HMT: cfr. ACT)

PFA– 100 system La cartuccia prima e dopo il test Le piastrine vengono fatte passare ad un determinato flusso attraverso il poro di una membrana rivestita di collageno ed agonisti della aggregazione. Nel momento in cui il flusso si interrompe, poiché i pori sono occlusi dagli aggregati piastrinici, viene registrato il tempo di chiusura.

Analizzatore SONOCLOT Analisi della formazione del coagulo Misura le modificazioni viscoelastiche durante la formazione del coagulo. Queste variazioni sono registrate sotto forma di grafico (SONOCLOT signature). Una sonda usa e getta, montata su un transduttore ultrasonico, è immersa in una cuvetta contenente celite. La forza della viscosità del sangue durante la formazione del coagulo genera impedenza alla sonda che vibra a frequenze ultrasoniche è convertito in segnale di output.

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DEL SONOCLOT Drive dell’oscillatore elettronico e detector del circuito Trasduttore electromeccanico Sonda tubulare Campione di sangue intero Direzione di movimento della sonda Cuvetta

SONOCLOT Analysis I parametri del grafico Sonoclot A) Periodo di latenza, corrispondente all’ACT B) Una prima curva, che riflette la polimerizzazione della fibrina (Clot RATE) C) Una seconda curva ascendente che porta al picco che avviene al completamento della formazione di fibrina D) Una curva discendente downslope produced as platelets induce further clot retraction. ØIL Clot RATE è un indicatore di ipercoagulabilità ØIl tempo di picco, che riflette la retrazione del coagulo, è un indicatore della conta e funzione piastrinica

SONOCLOT “SIGNATURE” NORMALE Sonoclot Unità T. Plateau T. picco R 2 T. inflessione R 3 Picco R 1 Son. ACT Baseline Inflessione Inflection Rate Minuti Plateau

Normale grafico Sonoclot Grafico Sonoclot di una disfunzione piastrica

TROMBOELASTOGRAFO Analisi della formazione del coagulo

TROMBOELASTOGRAFIA (principio) TRACCIATO Normale STRUMENTO Torsion wire 20 mm PIN �� MA maximum amplitude

UN EMOGASANALIZZATORE

SCHEMA DEL CIRCUITO DI UN EMOGASANALIZZATORE

SCHEMA DELLA MEMBRANA DI REAZIONE PER LA GLICEMIA E DELL’ELETTRODO DI RIVELAZIONE Il dosaggio della glicemia , del lattato e degli elettroliti avviene per rivelazione potenziometrica o amperometrica. La variazione del potenziale è calcolata sulla base di sostanze di riferimento interne al device.

PARAMETRI OSSIMETRIA Rivelazione spettrofotometrica ct. Hb = concentrazione emoglobina totale s. O 2 = saturazione d’ossigeno % FO 2 Hb = frazione di ossiemoglobina FCOHb = frazione di carbossiemoglobina FHHb = frazione di deossiemoglobina FMet. Hb = frazione di metaemoglobina FHb. F = frazione di emoglobina fetale ct. Bil = concentrazione di bilirubina totale

SCHEMA DELLA PARTE SPETTROFOTOMETRICA DI UN’EGA • Il sistema ottico è composto da un gruppo lampada, un emolizzatore comprendente una cuvetta, una fibra ottica ed uno spettrofotometro Fibra ottica Emolizzatore Spettrofotometro Cuvetta Ingresso campione Unità lampada

DANNO MIOCARDICO: Marcatori biochimici VECCHI ATTUALI • CPK totale • Mioglobina • AST • LDH • CK-MB massa • CK totale • Troponina

DANNO MIOCARDICO Il dosaggio della mioglobina E’ stato sempre ritenuto la Cenerentola dei marcatori cardiaci, perché sino a poco tempo fa i metodi erano semiqualitativi e richiedevano diverse ore. Solo recentemente abbiamo metodi affidabili e veloci (1520 minuti) ma la mioglobina rimane una proteina con un grosso svantaggio: la scarsa specificità Citoplasmatica, trasporta l'O 2, è sufficiente un danno alle membrane esterne per innalzare la concentrazione ematica Appare in circolo entro 60' dall' inizio del danno Picco dopo 6 -10 ore Si normalizza entro 24 ore Emivita biologica rapida (10 -20') Marcatore ideale per valutare la riperfusione del tessuto infartuato

DANNO MIOCARDICO La Troponina Si può tranquillamente affermare che la determinazione della troponina cardiaca rappresenta il marcatore di scelta di danno miocardico raccomandato in tutti i più recenti documenti e linee guida Legate ai filamenti di actina e miosina (isoforme) La concentrazione plasmatica in soggetti sani è assimilabile a zero L’ origine “strutturale” implica un rilascio tardivo ed una lunga permanenza in circolo Un incremento, anche di modesta entità, ha comunque valenza significativa si verifica un incremento 3 -6 ore dopo l’episodio infartuale, il picco è a 12 -24 ore, in 5 -9 giorni avviene la normalizzazione

DANNO MIOCARDICO Cause di innalzamento della concentrazione ematica della CK-MB Danno miocardico Traumi toracici e cerebrali Interventi chirurgici Insufficienza renale Embolia polmonare Asma Intensa attività fisica

CARDIAC READER (ROCHE) TESTS • Mioglobina • Troponina • D-dimero

TRIAGE E NEXUS TESTS • Mioglobina • Troponina

“CASSETTA” – STRIP O CARTUCCIA PER IL DOSAGGIO IMMUNOLOGICO DEI MARKERS DIDANNO CARDIACO (Dry chemistry) Tampone e Reattivo coniugato Linea test Linea di riferimento

GLICEMIA Controlli: in reparto a casa (selftest) • Cartucce usa e getta: manca l'usura però il segnale è elettronico, quindi non garantisce se non la pura macchina • QCI manuale (e non obbligato) ad ogni cambio di lotto • Assenza di collegamento con il LIS • Nessuna registrazione (almeno extra-cartella) dell' esame, che risulta non-rintracciabile

GLICEMIA Il controllo decentrato delle glicemie • • Iperglicemia acuta (rischio di coma e morte) Ipoglicemia cronica (danni cronici) Iperglicemia cronica (danni cronici) • Costo medio di un esame centralizzato: 8 centesimi • Costo medio di un esame decentrato : 40 centesimi

CONTROLLO DI QUALITA’ INTERNO (CQI) Lo strumento ed il suo standard Scopo: stato della macchina Frequenza: alta • Calibrazioni e Controllo di Qualità Interno • Le soluzioni sono "tarate" per lo strumento • Probabile non commutabilità delle soluzioni di controllo • Uso reale della macchina (effetto operatore)