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Methodenvalidierung fünf verschiedener Analysegeräte für die Ammoniakmessung des Hundes unter Einbeziehung wichtiger präanalytischer Faktoren

Thalmeier, Sabine Maria


Originalveröffentlichung: (2017) Giessen : VVB Laufersweiler Verlag
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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-128879
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2017/12887/

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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Klinikum Veterinärmedizin, Klinik für Kleintiere, klinische Pathophysiologie und klinische Laboratoriumsdiagnostik
Fachgebiet: Veterinärmedizin
DDC-Sachgruppe: Landwirtschaft
Dokumentart: Dissertation
Zeitschrift, Serie: Edition scientifique
ISBN / ISSN: 978-3-8359-6569-0
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 28.04.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 12.06.2017
Kurzfassung auf Deutsch: Ziel der Studie war die Evaluation von fünf verschiedenen Analysegeräten hinsichtlich der Ammoniakbestimmung aus Blut für die Tierart Hund unter Einbeziehung wichtiger präanalytischer Faktoren.
Über einen Zeitraum von drei Jahren wurden frische K3-EDTA- und Lithium-Heparin-antikoagulierte Blutproben von gesunden Hunden und von Hunden mit portosystemischem Shunt im Rahmen von Routineuntersuchungen im Zentrallabor der Abteilung für Innere Medizin der Klinik für Kleintiere der Justus-Liebig-Universität Gießen untersucht. Neben Linearität und Genauigkeit wurde für jedes Instrument die Übereinstimmung mit der Vergleichsmethode (ABX Pentra 400, Enzymmethode) verifiziert. Aufgrund der hohen präanalytischen Fehleranfälligkeit des Parameters fand außerdem eine Überprüfung des Einflusses von Lagerungsdauer und -temperatur, Hämolyse, Lipämie, Ikterus und Antikoagulanzien auf die Richtigkeit der Ammoniakmessung statt. Zur Beurteilung der Geräteleistung erfolgte für jedes Instrument die Berechnung des beobachteten Gesamtfehlers (TEobs) und dessen Vergleich mit dem zulässigen Gesamtfehler (TEa) für den Parameter Ammoniak nach den Richtlinien der American Society for Veterinary Clinical Pathology (ASVCP).
Für das Analysegerät VitroVet (Enzymmethode) wird eine exzellente Linearität ermittelt und es befindet sich wie das Vergleichsgerät Pentra (Enzymmethode) und der FUJI (Mikrodiffusionsmethode) innerhalb des geforderten Akzeptabilitätskriteriums (TEa). Am PocketChemTM (Mikrodiffusionsmethode) zeigt sich ein positiver Bias, sodass sich dieser mit dem Analysegerät solo (Enzymmethode), der einen erhöhten zufälligen Fehler aufweist, außerhalb des zulässigen Gesamtfehlers befindet. Die untere Nachweisgrenze aller Geräte befindet sich innerhalb der Herstellerangaben, die obere ist durch die verwendete Ammoniakstandardlösung auf 294 µmol/l beschränkt. In der Kurzzeitreplikationsstudie anhand von Patientenproben zeigt der FUJI bei mittlerer und hoher Ammoniakkonzentration die größte Genauigkeit (M = 63,40, SD = 1,35, VK = 2,13; M = 149,10, SD = 1,85, VK = 1,24), gefolgt von VitroVet (M = 38,53, SD = 2,74, VK = 7,10; M = 120,86, SD = 3,74, VK = 3,10), dem Vergleichsgerät Pentra (M = 75,49, SD = 4,13, VK = 5,47; M = 151,90, SD = 11,44, VK = 7,07) und PocketChemTM (M = 55,10, SD = 4,20, VK 7,63; M = 107,40, SD = 8,42, VK = 7,83). Die Genauigkeit der Geräte befindet sich innerhalb des geforderten zulässigen Gesamtfehlers und ist für die Ammoniakmessung der Tierart Hund geeignet. Für den solo wird ein vergleichsweise hoher zufälliger Fehler (M = 60,10, SD = 10,89, VK 18,12; M = 210, SD = 37,29, VK = 17,76) ermittelt. Dieser überschreitet bei mittlerer Ammoniakkonzentration den TEa. In der Langzeitreplikationsstudie anhand von Kontrollmaterial befinden sich alle Geräte innerhalb des geforderten Akzeptabilitätskriteriums. In der Interferenzstudie verursacht Hämoglobin an den überprüften Geräten den größten positiven Bias (falsch hohe Ammoniakkonzentration) mit über 200 % im Vergleich zur Ausgangsprobe. Auch Bilirubin und Lipid erzeugen an allen Geräten einen positiven Bias, welcher an den Instrumenten VitroVet und Pentra den TEa übersteigt. Der am FUJI beobachtete Bias für Bilirubin und Lipid übersteigt den TEa nicht und die überprüften Konzentrationen der interferierenden Substanzen sind für die Ammoniakmessung akzeptabel. Die Ammoniakbestimmung am PocketChemTM bleibt nur durch die überprüfte Lipidkonzentration ungestört. Die Ergebnisse der Lagerungsstudie ergeben einen deutlichen Einfluss von Temperatur und Zeit auf die Ammoniakmessung im Sinne eines falsch hohen Bias. Um eine Abweichung der Ammoniakkonzentration aus EDTA-Vollblut von 5 % nicht zu überschreiten, empfehlen sich die Lagerung bei 4 °C und die Analyse der Probe innerhalb von 30 Minuten nach Blutentnahme. Für EDTA-Plasma (Abweichung < 5 %) sollte die Probe, gelagert bei 4 °C, innerhalb von zwei Stunden und gelagert bei 20 °C, innerhalb von einer Stunde verarbeitet werden. In der Antikoagulanzstudie kann gezeigt werden, dass Heparin als verwendetes Antikoagulanz, wie bereits beim Menschen bekannt, auch bei der Tierart Hund falsch niedrige Ammoniakkonzentrationen verursacht. Die Mittelwertdifferenz von heparinisierten Blutproben, verglichen mit EDTA-antikoagulierten Blutproben, beträgt bis zu 24 %. Die größte Abweichung innerhalb der Einzelmessungen, gesehen an allen Geräten, liegt bei über 50 %, sodass die ausschließliche Verwendung von EDTA als Antikoagulanz für die Ammoniakmessung der Tierart Hund an den überprüften Geräten und Reagenzien von der Autorin empfohlen wird. Im Methodenvergleich am Vergleichsgerät Pentra erzielt der PocketChemTM mit 4,66 µmol/l die niedrigste Abweichung vom Mittelwert (Bias, ermittelt aus der Bland-Altman-Analyse). Allerdings hat der VitroVet mit einem nur geringfügig größeren Bias von -5,04 µmol/l die größere Übereinstimmung mit der Vergleichsmethode, da der Schnittpunkt die größte Nähe zu null und die Steigung nahezu eins aufweist (ermittelt aus der Passing-Bablok-Regression). Auch die Grenzen der 95 % Konfidenzintervalle sind, verglichen mit den anderen Instrumenten, schmal. Der ermittelte Bias des FUJI liegt bei 6,73 µmol/l. Der solo hat mit einem Bias von 12,74 µmol/l die größte Differenz, auch die Steigung und der Schnittpunkt sowie deren 95 %-Übereinstimmungsgrenzen weichen stark ab. Die Berechnung der beobachteten Gesamtfehler zeigt, dass die veterinärmedizinischen Anforderungen der ASVCP für die Ammoniakmessung des Hundes von den Analysegeräten FUJI und VitroVet erfüllt sind. Der PocketChemTM erfüllt die Anforderungen im mittleren, aber nicht im hohen Konzentrationsbereich. Der solo übersteigt sowohl im mittleren als auch im hohen Ammoniakkonzentrationsbereich den TEa und somit die ASVCP-Anforderungen. Zur Beurteilung der Leistung aller Geräte, unabhängig von der eigenen Ungenauigkeit des Vergleichsgerätes, wurde für jedes Analysegerät (einschließlich Vergleichsgerät) der TEobs anhand des Bias (ermittelt aus der Langzeitreplikationsstudie) berechnet. Die so berechneten beobachteten Gesamtfehler fallen geringfügig niedriger als im Methodenvergleich aus und alle Geräte, ausgenommen solo, erfüllen die ASVCP-Anforderungen für die Ammoniakmessung aus Blut für die Tierart Hund.
Kurzfassung auf Englisch: The aim of the study was to evaluate five different analysers with regard to the measurement of ammonia levels in canine blood, taking major preanalytical factors into consideration.
Over a period of 3 years, investigations were carried out on fresh blood samples taken from healthy dogs and dogs with portosystemic shunts, using the anticoagulants K3-EDTA and lithium heparin, as part of routine tests at the Small Animal Clinic (Internal Medicine) within the central laboratory of the Justus Liebig University Gießen. As well as checking each instrument’s linearity and accuracy, tests were conducted to verify its conformity with the comparative method (ABX Pentra 400, enzymatic method). On account of the parameter’s high susceptibility to preanalytical error, a further check was implemented to test the influence of storage duration and temperature, haemolysis, lipemia, jaundice (icterus) and anticoagulants on the validity of the ammonia measurement. In order to evaluate the performance of the equipment used, the observed total error (TEobs) was computed for each instrument and compared with the allowable total error (TEa) for the ammonia parameter as laid down by the standards of the American Society for Veterinary Clinical Pathology (ASVCP).
The VitroVet (enzymatic method) analyser exhibits excellent linearity and, like the comparable Pentra (enzymatic method) equipment and the FUJI (microdiffusion method), places itself within the required acceptability criteria (TEa). The PocketChemTM (microdiffusion method) shows evidence of a positive bias and falls outside the bounds of allowable total error, as does the solo analyser (enzymatic method), which displays increased random error. The lower detection limit of all the equipment lies within the manufacturers’ specifications, while the upper limit is restricted to 294 µmol/l by virtue of the standard solution of ammonia used. In the short-term replication study based on patient samples, the FUJI demonstrates the greatest degree of accuracy in the case of medium and high concentrations of ammonia (M = 63.40, SD = 1.35, CV = 2.13; M = 149.10, SD = 1.85, CV = 1.24), followed by VitroVet (M = 38.53, SD = 2.74, CV = 7.10; M = 120.86, SD = 3.74, CV = 3.10), the comparative analyser Pentra (M = 75.49, SD = 4.13, CV = 5.47; M = 151.90, SD = 11.44, CV = 7.07), and finally PocketChemTM (M = 55.10, SD = 4.20, CV 7.63; M = 107.40, SD = 8.42, CV = 7.83). The equipment’s accuracy lies within the required allowable total error figure and is acceptable for the measurement of ammonia in dogs. Detection by the solo method exhibits comparatively high random error (M = 60.10, SD = 10.89, CV 18.12; M = 210. SD = 37.29, CV = 17.76) and exceeds the TEa in the case of the medium concentration of ammonia. In the long-term replication study based on control material, all the equipment falls within the required acceptability criteria. In the interference study, haemoglobin causes the greatest positive bias (a falsely high concentration of ammonia) in the equipment tested, over 200% as compared with the starting sample. Bilirubin und Lipid also generate a positive bias in all the equipment, one which exceeds the TEa when using the VitroVet and Pentra instruments. In the case of FUJI, the bias observed when using Bilirubin and Lipid does not exceed the TEa, and the tested concentrations of interfering substances are acceptable in terms of the measured levels of ammonia shown. With PocketChemTM, the ammonia detection only remains unaffected by the tested concentration of Lipid. The results of the storage study clearly demonstrate that temperature and time influence the ammonia measurement, giving it a falsely high bias. So as not to exceed a 5% deviation in the ammonia concentration measured in EDTA whole blood, it is recommended that at a storage temperature of 4°C, the test be executed within 30 minutes of the blood sample having been taken. Where EDTA plasma (deviation < 5%) has been stored at 4°C, the sample should be processed for a period of less than 2 hours, and if stored at 20°C, for less than 1 hour. In the anticoagulation study, it can be demonstrated that heparin used as an anticoagulant, as has already been the case in respect of humans, can also cause falsely low concentrations of ammonia in dogs. The mean difference between heparinized blood samples as compared with EDTA anticoagulated blood samples reaches as much as 24%. The greatest deviation observed within the individual measurements, taking all the range of equipment into consideration, is over 50%, leading the author to recommend the exclusive use of EDTA as the anticoagulant for ammonia measurement in dogs using the equipment and reagents examined in this study. In the method comparison, with the Pentra as the comparative instrument, the PocketChemTM, with -4.66 µmol/l, shows the lowest deviation from the mean value (bias determined by the Bland-Altman analysis). In any case, the VitroVet, with only a slightly greater bias of -5,04 µmol/l, is more closely convergent with the comparative method, as the point of intersection shows the closest proximity to zero and shows the slope to be close to one (calculated by Passing-Bablok regression). Moreover, the limits of the 95% confidence intervals are narrow in comparison with the other instruments. The bias shown in the case of the FUJI is 6.73 µmol/l. With a bias of 12.74 µmol/l, the solo analyser exhibits the widest discrepancy, and in addition, the slope and the point of intersection, as well as their 95% confidence limits, deviate sharply. The computation of the observed total errors shows that the ASVCP requirements for veterinary medicine with regard to ammonia measurement in dogs are met by the FUJI analysers, followed by the VitroVet. The PocketChemTM meets the requirements in the medium but not the high concentration range. The solo exceeds the TEa, and thereby also the ASVCP requirements, in both the medium and high ranges of ammonia concentration. In judging the performance of all the instruments, independently of the comparative instrument’s own inaccuracy, the TEobs was calculated for each analyser (including the comparative analyser), based on the bias identified by the long-term replication study. Computed in this way, the observed total errors come out slightly lower than in the method comparison, and all the analysers, with the exception of the solo, meet the ASVCP requirements for ammonia measurement in canine blood.
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