POINT OF CARE TESTING (POCT)

1. 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

2. POCT Prime considerazioni …… • 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). • 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. • Il POCT è una soluzione per la gestione ed il controllo dei test di laboratorio decentralizzati

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

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

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

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

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

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

9. FUNZIONI VITALI E DIAGNOSTICA (1) Funzioni Vitali Indicatori fisiologici “pivot” Energia Glucosio Emoglobina PO2 O2 saturato Ematocrito Conduzione Potassio Sodio Magnesio ionizato Calcio ionizzato Contrazione Magnesio ionizzato Calcio ionizzato Perfusione Lattato Equilibrio Acido-base pH PCO2/CO2 Bicarbonato EGA

10. FUNZIONI VITALI E DIAGNOSTICA (2) Funzioni Vitali Indicatori fisiologici “pivot” Emostasi Funzione piastrinica PT aPTT ACT Conta e funzione piastrinica D-dimero Biomarkers Danno cardiaco: - mioglobina - troponina I/T - CK-MB mass/isoforms Lipidi : - colesterolo, HDL, LDL - trigliceridi) Cancro (antigene prostata-specifico-PSA) Ictus Danno cerebrale: PS100 Omeostasi Creatinina, urea Conta globuli bianchi Cloruro Fosfato inorganico Peptide natriuretico tipo B (BNP e pro-BNP) Ossimetria Emoglobina glicosilata, fruttosamina, microalbuminuria COAGULOMETRI E SISTEMI MISTI TESTS IMMUNOLOGICI, IN CHIMICA SECCA ed EGA

11. L’EMOSTASI STUDIATA MEDIANTE POCT Monitoraggio terapia anticoagulante orale (TAO) I tests:- PT - aPTT - ACT - Funzione piastrinica (in esame) Monitoraggio terapia eparinica I luoghi: • 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

12. EMOGASANALISI (EGA) Dosaggio dell’ossigeno (O2) e dell’anidride carbonica (CO2) nel sangue intero Esempio tipico di POCT a causa della labilitàdegli 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

13. 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

14. 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

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

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

17. Il POCT in Coagulazione Sono tutti tests che valutano tempidi formazione del coagulo in vitro 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. • PT • - aPTT • - ACT UNA CARTUCCIA UN TEST (DIVERSO) UN APPARECCHIO PIU’ TESTS (DIVERSI)

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

19. - 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). • 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

20. - ACT –(2) E’ necessario quindi per • 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

21. Esempio di coagulometro portatile per la determinazione dell’ACT • Test: ACT , aPTT 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)

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

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

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

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

26. Terapia anticoagulante in UTIC: monitoraggio mediante aPTT (2) Dopo 12h di infusione per via endovenosa di eparina (1000 UI/h) Sospensione della terapia eparinica per 2h: quando aPTT= 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 aPTT viene effettuata durante il periodo di permanenza del paziente in ospedale

27. INSTRUMENT (Manufacturer) ASSAY ACTIVATORS SAMPLE SIZE SAMPLE TYPE HEMOCHRON Series (ITC, USA) ACT Celite or Kaolin 2 mL FWB HEMOCHRON JR II and SIGNATURE (ITC, USA) 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    mL (x2) FWB COAGUCHEK PRO (Roche Diagnostics, USA) ACT Celite 1 drop FWB RAPIDPOINT COAG (Bayer, USA) HMT Celite 1 drop FWB CWB ACTALYKE (ARRAY MEDICAL, USA) 1) ACT 2) MAX-ACT 1) Celite or kaolin 2) Celite,kaolin and glass cocktail 1) 1 mL 2) 0.5 mL FWB SONOCLOT (Sienco, USA) SONACT Celite 0.4 mL FWB CWB COAGULOMETRI POC PER LA VALUTAZIONE DELLA SOMMINISTRAZIONE DI ALTE DOSI DI EPARINA

28. SCHEMA TIPICO DI UNA CARTUCCIA DI COAGULOMETRO PORTATILE 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. Coppetta per Campione di Sangue Canale di scarico Device Direction Camera di reazione Lettura Ottica

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

31. 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

32. Thrombolytic Assessment System (TAS) RapidPointCoag Coagulometro portatile multitest (PT, PT citr, aPTT, HMT:cfr. ACT)

33. 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. PFA–100 system La cartuccia prima e dopo il test

34. 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 che è convertito in segnale di output.

35. 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

36. 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. • IL Clot RATE è un indicatore di ipercoagulabilità • Il tempo di picco, che riflette la retrazione del coagulo, è un indicatore della conta e funzione piastrinica

37. SONOCLOT “SIGNATURE” NORMALE T.Plateau T. picco R2 T. inflessione R3 Sonoclot Unità Picco Inflessione Inflection Plateau Plateau R1 Rate SonACT Baseline Minuti

38. Normale grafico Sonoclot Grafico Sonoclot di una disfunzione piastrica

39. TROMBOELASTOGRAFO Analisi della formazione del coagulo

40. TROMBOELASTOGRAFIA (principio) STRUMENTO Torsion wire PIN TRACCIATO Normale 20 mm  MA maximum amplitude

41. UN EMOGASANALIZZATORE

42. SCHEMA DEL CIRCUITO DI UN EMOGASANALIZZATORE

43. 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.

44. PARAMETRI OSSIMETRIA Rivelazione spettrofotometrica ctHb = concentrazione emoglobina totale sO2 = saturazione d’ossigeno % FO2Hb = frazione di ossiemoglobina FCOHb = frazione di carbossiemoglobina FHHb = frazione di deossiemoglobina FMetHb = frazione di metaemoglobina FHbF = frazione di emoglobina fetale ctBil = concentrazione di bilirubina totale

45. 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 Spettrofotometro Emolizzatore Cuvetta Ingresso campione Unità lampada

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

47. DANNO MIOCARDICOIl 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 (15-20 minuti) ma la mioglobina rimane una proteina con un grosso svantaggio: la scarsa specificità • Citoplasmatica, trasporta l'O2, 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

48. DANNO MIOCARDICOLa 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

49. 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

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