Blutglucosemeßsystems Basis des

Lab.med. 14: 336-341 (1990)

Vergleichende Beurteilung des

Blutglucosemeßsystems ExacTech® auf der Basis von Präzisionsprofilen

Comparative Evaluation of the Blood Glucose Monitor ExacTech® Based upon Precision Profiles

W. Holle

Institut für Klinische Chemie II der Medizinischen Hochschule Hannover (Zentrallabor: Leiter Prof. Dr. med. A. Delbrück)

Zusammenfassung:

Es wurde mit Hilfe unlängst beschriebener, charakteristischer Profile die analytische Leistung des Blutgluco- semeßgerätes ExacTech® im Vergleich zum Routineverfahren - Glucoquant® am ACP 5040®- und zu einem weheren Glucosemeßgerät, Reflolux UM®, beurteilt. Die dazu notwendigen Varianzen wurden an Blutproben bekannter (eingewogener) Glucosekonzentrationen durch Mehrfachmessung erhalten und nach herkömmli- chen Verfahren durch Vergleichsmessung von Kapillarblutproben bestimmt Als Modifikation der verwendeten Evaluationsmethode werden die Deviationsprofile wegen der größeren Homogenität der Varianzen (Homos- kedastizität) direkt aus den relativen Biaswerten hinsichtlich ihrer Zielwertkonzentrationen bestimmt und da- von die Biasprofile abgeleitet. Auf die untersuchten Systeme angewandt, bedeutet das, in den üblichen 95%- Toleranzgrenzen werden nur von der Routinemethode alle Kriterien der Qualitätssicherung im Meßbereich von 2,5 bis 25 mmol/l erfüllt. Das Reflolux IIM®-Gerät zeichnet sich durch tolerable, aber konzentrationsabhän- gige Abweichung nach unten aus, die am Meßbereichsende, ab 20 mmol/l, Deviationen von mehr als 20 % erreichen. Aber selbst unter vergleichsweise exakten Meßbedingungen im Laboratorium zeigt das ExacTech®- Gerät noch nichtlineare, meßbereichsabhängige Abweichungen, die bis zu 20 % oberhalb der Zielwerte inner- halb eines Meßbereichs von nur 8 bis 14 mmol/l liegen.

Schlüsselwörter:

ExacTech® - Reflolux HM® - sd-Profil - Präzisionsprofil - Biasprofil - Deviationsprofil - Methodenvergleich Summary:

By means of recently described characteristic profiles the evaluation of-the analytical performance of the blood glucose monitor ExacTech® was established and compared with a routinely used method, Glucoquant®

adapted on a ACP 5040® analyzer, as well as with another blood glucose monitor, Reflolux IIM®. The neces- sary variances were determined by replicated measurements of blood specimen with known (weighed) glu- cose contents and additionally by comparative measurements of capillary blood samples for computations with conventional evaluation methods. A modification of the evaluation method was used to determine the deviation profiles. Due to the increased homogenity of the variances (homoscedasticidity) the regression li- nes were directly computed by the aid of the bias ratios relating to the target values, and form this the bias profiles were determined. Applied to the tested systems, the routine method achieves all requirements of quality control in the common 95% tolerance limits within the measurement range of 2.5 to 25 mmol/l glu- cose. Tolerable but concentration dependent deviations below the target values up to 20 % at the end of the measurement range - 20 to 25 mmol/l - are the features of the Reflolux IIM® monitor. Despite the more ex- actly measuring conditions in the laboratory the ExacTech® monitor shows nonlinear determination range de- pendent deviations up to 20 % above the target values within a concentration range from 8 to 14 mmol/l only.

Keywords:

ExacTech® - Reflolux IIM® - sd profile - Precision profile - Bias profile - Deviation profile - Method com- parison

336 Lab.med. 14: 336. (1990)

Neu für die

Schilddrüsen- und Tumordiagnostik:

Das ßeriLux® System

Behring bietet Ihnen mit BeriLux

ein komplettes System:

da Reagenzien E=a Geräte ca Software ca Service

Vorteile des BeriLux Systems:

vereinfachte und rationelle Testdurchführung:

ca 2-Punkt-Kalibrierung ca Meßzeit nur 1 Sekunde . ca Barcode-Lesung aller test- spezifischen Daten ab 1991 cza eine auf Ihre indivi-

duellen Bedürfnisse zugeschnittene Anwen- dersoftware ab 1991

FT A

Ausführliche Informationen zum BeriLux System

;eben Ihnen gerne unsere Mitarbeiter im Außendienst

Behringwerke AG

Postfach 1140,3550 Marburg/Lahn Behringwerke AG

Med. Information und Verkauf Postfach 80 02 80

6230 Frankfurt/Main 80

BGHRING

'"•HM l L E uNWI V1',

·? £ EOS IMM _ _ LYMPHS BLHSTS

FI.T

v 0

l

u M E

Die volumetrische HISTOGRAMMDIFFEREN- ZIERUNG mit INTERPRi!rrjJ!iiLEiNI>Jelft SOETT- WARE ist klinisch bewährt und unterstützt Sie maßgeblich bei der Diagnose:

O Durch die Einsortierung der Zel- len in bis zu 256 Kanäle erhalten Sie eine maximale Auflösung der Histogramme.

O Damit ermöglicht die interpretie- rende Software umfangreiche und präzise Warnhinweise, die auf pathologische Zellen hinweisen + oder quantitative Verschiebungen

^ im Blutbüd aufdecken.

O Mühelose Trennung normaler von pathologischen Blutbildern.

Die Zukunft der Differentialblutbilddiagnose liegt in der EXPLIZITEN MESSUNG DER LEU- KOZYTENPOPULATTONEN:

O Die V.C.S. Technologie analysiert simultan das Volumen, die che- mische und physikalische Zusam- mensetzung und die Oberflächen- Streuung der Zellen.

Das neuartige Reagenziensystem ermöglicht es, die Leukozyten im fast nativen Zustand zu differen- zieren.

Im SCATTERPLOT sind alle fünf explizit gemessenen Leukozyten- populationen zu sehen. Auch pathologische Zellen sind als Population zu erkennen und wer- den gewarnt.

Coulter Electronics GmbH · GaMngspfad 53 · D-4150 Krefeld l · Tel.: 02151/818-0 Hellige Ges.m.b.H. · Herbeckstraße 27 · A-1180 Wien · Tel.: 0043-222-477129

VI Instnimentengesellschaft AG · Raffelstraße 32 · CH-8045 Zürich · Tel.: 0041-1-4613311

COULTER® DURCHFLUSSZYTOMETER und COULTER® MONOKLONALE ANTIKÖRPER ermöglichen eine schnelle und zuverlässige Analyse zur:

O Leukämietypisierung - besonders zur Differen- zierung lymphozytärer Leukämien

O Bestimmung des Immun status - z.B. zur AEDS- Überwachung

O Transplantationsüber- wachung - mit Retikulo- zytenzahlung

O Tumordiagnostik - DNA-Analyse

Eines Menschen Wege und Umwege

und Amichwn t mc» Arno

Literaturpreis 1988 der Bundesärztekammer WILHELM THEOPOLD

Doktor und Poet dazu

ISBN 3-87409-032-9

HUGO SCHNEIDER

Eines Menschen Wege und

Umwege

208 Seiten, Leineneinband, 29,80DM

ISBN 3-87409-040-X

JÖRG MARTIN PÖNNIGHAUS

Am Bahnhof und andere Geschichten

144 Seiten, Leineneinband, 24,80DM

ISBN 3-87409-042-6

K

Verlag Kirchheim, Postfach 2524,6500 Mainz Bestellschein

Ich bestelle folgende Titel (bitte ankreuzen):

D Doktor und Poet dazu 39,80DM D Weggefährten 16,80DM D Der Schwimmgörtel 15,80DM D Hinter Bremsspur und Blaulicht 16,80 DM D Trotz Rollstuhl und Sozialdienst 16,80 DM D C'estlavie 19,80DM D Alfred Döblin 18,00DM D Sterne über fernen Ländern 24,80DM D Die Porzellanpendüle 29,80DM D Der Schneemann 19,80DM D vorwiegend heiter 19,80DM D Eines Menschen Wege und Umwege 29,80DM D Am Bahnhof und andere Geschichten 24,80 DM

Straße

PLZ Ort

Datum/Unterschrift VIII

Lab. med. 9/90

HARALD NEUMANN

Alfred Döblin

Leben und Werk Krankheit und Tod

112 Seiten, Broschur, 18,00DM

ISBN 3-87409-031-0

HANS SPIECKER

Hinter

Bremsspur und Blaulicht

Ein Geschenk für Unfallverletzte und ihre Angehörigen 69 Seiten, 16,80 DM ISBN 3-87409-033-7

HELMUT KAATZSCH

Schwimmgürtel Der

Optimistisches, gedacht und erlebt 40 Seiten, Broschur, 15,80DM

ISBN 3-87409-027-2

HANSGEORG SCHMIDT-GLINTZER

Schneemann Der

und andere Geschichten 92 Seiten, · Leineneinband, 19,80DM

ISBN 3-87409-037-X

Literaturpreis 1990 der Bundesärztekammer URSULA RAMM

Sterne über fernen Ländern

Ein Weltspaziergang 148 Seiten, "

Leineneinband, 24,80DM

ISBN 3-87409-035-3

Cestlavie

v o r w i e g e n d

h e i t e r

aus dem Leben eines A N T O N C L E M E N T

ALFRED ROTTLEF

C'est la vie

Nachlese eines Nürnberger Arzte

108 Seiten, geb., 19,80 DM ISBN 3-87409-034

HANS SPIECKER

Trotz Rollstuh und Sozialdie:

Ein Angebot für Behinderte und ihre Freunde 64 Seiten, Brosch.

16,80 DM ISBN 3-87409-021-

GERLINDE NYNO

Weggefährte

Gedanken und Aphorismen 48 Seiten, Leinene band, 16,80 DM, 2.

ISBN3-87409-043

WOLFGANG LOHMANN

Die Porzellan pendüle

und andere Geschichten 224 Seiten, Leineneinband, 29,80DM ISBN 3-87409-02

ANTON CLEMEK

vorwiegend heiter

aus dem Leben eines Nervenar*

88 Seiten, Leineneinband, 19,80DM . ISBN 3-87409-0?

Einleitung

Das ExacTech® Blutglucosemeßgerät ist ein in der Hand- habung sehr vorteilhaft gestaltetes Gerät. Die Vorzüge betreffen vor allem den Zeitfaktor der Messung (30 sek.), die hygienische Arbeitsweise (kein Blutkontakt nötig) und schnelle Erlernbarkeit (4, 5). Man erreicht damit, was im übrigen bei vielen Typ-l-Diabetikern durch entsprechende Therapiekonzepte (intensivierte Insulintherapie, Insulin- pumpen) notwendig ist, schnelle Reaktionszeiten auf die, raschen Änderungen unterworfene Meßgröße, Blutglu- cose. Vorteile, die durch eine zuverlässige Meßtechnik ga- rantiert werden müssen. Auf jeden Fall sollten die Vorga- ben zur Qualitätssicherung im Laboratorium der Bundes- ärztekammer weitestgehend erfüllt werden, wenn diese Geräte für das Beside-Glucose-Monitoring eingesetzt werden sollen. Diese Kriterien werden im übrigen auch von der American Diabetes Association für solche An- wendungen angegeben. Für das Self-Monitoring of Blood Glucose werden die naturgemäß größeren Varia- tionen nicht generell akzeptiert, es werden in 50-70%

der Messungen Variationskoeffizienten bis 20% toleriert, wohlgemerkt, inclusive anwendungsbedingter, verbesse-

rungsbedürftiger Unzulänglichkeiten (2, 3).

Das Meßverfahren des ExacTech®-Gerätes beruht auf ei- nem enzymatisch-amperometrischen Prinzip, im Gegen- satz zu den üblichen, reflexionsphotometrischen Verfah- ren (6, 7). Dieses relativ neuartige Meßverfahren ist von verschiedenen Arbeitsgruppen mit herkömmlichen Me- thoden auf seinen praktischen Einsatz hin evaluiert wor- den (4, 5, 7, 8). Mit Hilfe dieser Evaluationsmethoden ist eine ausreichende Beurteilung neuer Verfahren nicht möglich, es müssen darüber hinausgehende Aspekte ein- gebracht werden, die es erlauben, eine Charakteristik ei- ner neuen Methode zu erstellen. Dazu wurde ein un- längst publiziertes, effektives Verfahren, das durch einfa- che statistische Prozeduren wesentlich besser Aufschluß über die Leistungsfähigkeit einer neuen Methode mittels charakteristischer Profile gibt, in modifizierter Form ver- wendet (1, 9). Da das Problem der Ermittlung objektivier- barer Schätzungen von Präzisionsverläufen nicht allge- meingültig gelöst werden kann, weil Varianzen in der Re- gel zufällig verteilt sind und sich in keinen reproduzierba- ren Zusammenhang bringen lassen, ist man in der Wahl der approximativen Schätzverfahren für derartige Aus- gleichskurven relativ frei. Hinreichend genau kann die Ap- proximation daher durch lineare oder 2.gradig polynomi- nale Regression erfolgen (10, 11,12). Es ist jedoch immer angezeigt, mit Hilfe regressionsanalytischer Verfahren diejenige Ausgleichskurve auszuwählen, die den Zusam- menhang am besten charakterisiert (10, 12).

m übrigen wird dieses Verfahren auch zur Bestimmung äiner Ausgleichskurve zur Schätzung des Bias mit zuge- lörigen Konfidenzintervallen und insbesondere den Tole- 'anzintervallen oder Vertrauensintervallen der Einzelmes- sungen angewandt (1, 9). Als Modifikation dieses Verfah- 'ens werden jedoch die Deviationsprofile direkt aus den 3uf ihre Zielwertkonzentrationen bezogenen, relativen 3iaswerten bestimmt und mit den Vertrauensintervallen, aus den zugehörigen Präzisionsprofilen ermittelt, überla- 3ert. Dies deshalb, weil aufgrund der homogeneren Ver- :eilung der Varianzen (Homoskedastizität) der relativen äiaswerte eine zuverlässigere und verzerrungsfreiere Schätzung der Ausgleichskurven möglich ist (10). Durch

^ücktransformation des Deviationsprofils ergibt sich das 3iasprofil. Infolge des Fehlens geeigneter, zuverlässiger

Kontrollmaterialien für Vergleiche dieser Art, der Analyt muß in einer Blutmatrix enthalten sein, werden exakt auf- gestockte, glucosefreie EDTA-Blute verwendet. Wobei sich darüber hinaus der wichtige Vorteil ergibt daß der Meßbereich fast vollständig und weitgehend äquidistant überdeckt werden kann (1).

Material und Methoden

Die eingesetzten Verfahren wurden entsprechend den Herstellerangaben ExacTech® (MediSense), Reflolux UM®

(Boehringer Mannheim) oder in modifizierter Form, Glu- coquant® (Boehringer' Mannheim) am Analysator ACP 5040® (Eppendorf) verwendet.

Glucosebestimmung mit dem ExacTech®-Meßgerät Bei der Umsetzung von Glucose durch immobilisierte Glucoseoxidase (EC 1.1.3.4) entstehen Elektronen, die auf einen Acceptor (Ferrocen) übertragen werden, der als Mediator zwischen dem Enzym und der Graphitableitung für den Elektronenfluß durch das Meßgerät sorgt (6, 7).

Der so erzeugte Strom ist proportional zur Glucosekon- zentration in der Blutprobe (Meßbereich: 2,2 bis 25 mmol/l nach Angaben des Herstellers). Die Meßelektro- den sind als Einmalteststreifen ausgelegt, mit der Reak- tionszone (immobilisierte GOD auf Ferrocen und Graphit) an einem und zwei Meßkontakten (Silber) am anderen Ende. Für jede Meßstreifen-Charge ist eine Zweipunktkali- bration mit einem mitgelieferten Kalibrierstreifen vorge- schrieben. Nach Auftragen der Blutprobe - konstantes Volumen von 20 \ (Eppendorfpipette) - auf die Reak- tionszone muß sofort (max. 3 Sek.) durch Knopfdruck die Redox-Spannurag für den Elektronentransfer angelegt werden (6). Die Meßzeit beträgt 30 Sekunden, danach wird die Glucosekonzentration (mg/dl oder mmol/l) an der Flüssigkristallanzeigeeinheit angezeigt.

Glucosebestimmung mit dem Reflolux IIM®-Meßgerät Das Meßverfahren beruht auf der reflexionsphotometri- schen Messung der Farbentwicklung zweier Chromogene durch Oxidation von H2O2, das durch Umsetzung von Glucose mittels GOD quantitativ entsteht (13). Als Test- streifen wurden Haemp-Glucotest® 20-800R (Boehringer Mannheim) einer Charge verwendet und das Reflolux IIM®-Gerät (Boehringer Mannheim) durch den mitgelie- ferten Code-Streifen auf den entsprechenden Reflexions- sollwert der Charge eingestellt. Die Gerätebedienung wird als hinlänglich bekannt vorausgesetzt, so daß auf eine weitere Beschreibung verzichtet wird. Das Volumen des auf die Reaktionszone aufgetragenen Bluttropfens betrug konstant 20 .

Glucosebestimmung mit dem Analysator ACP 5040®

(Routineverfahren)

Die Glucosebestimmung erfolgte als kinetische Substrat- bestimmung über 60 sek. bei 25 Grad Celsius nach der HK/G6PDH-Methode mit Entweißung von 40 Kapillar- blut in 200 0,33m Perchlorsäure, aus dem Überstand nach Zentrifugation (12000 x g, 5 min) bei 344 nm. Ne- ben den Originalreagenzien aus dem Testpack Gluco- quant®· wurde als Kalibrationslösung Precimat® (Boehrin- ger Mannheim) verwendet.

Lab.med. 14: 337 (1990) ³³⁷

Untersuchungsmaterial

1. Blutproben mil bekannten, eingewogenen Glucosekon- zentrationen

Dazu wurde einer gesunden, normalgewichtigen, weibli- chen Spenderin 30 ml venöses Blut in drei 10 ml EDTA- Monovetten* (Sarstedt) entnommen und wie angegeben weiterbehandelt (1). Die Glucosekonzentration am Ende der 18stündigen, ruhenden Inkubationszeit betrug 0,04 (+/- 0,026) mmol/l (Routinemethode), lag also unterhalb der zuverlässigen Nachweisgrenze der Methode. Eine ex- treme Hämolyse der Erythrozyten konnte durch Bestim- mung des Plasma-Hb ausgeschlossen werden, freies Hb

< 100 mg/l. Der Hämatokrit betrug konstant 41 %. Aus D( + )-Glucose reinst p. a. (Merck) und physiologischer NaCI-Lösung wurden Lösungen folgender Konzentratio- nen hergestellt

500 mmol/l 400 mmol/l 300 mmol/l 250 mmol/l 200 mmol/l 150 mmol/l 100 mmol/l 50 mmol/l Jeweils 2 g Blut wurden genau 100 obriger Glucose- lösungen zugesetzt. Aus dieser 1:20-Verdünnung (unter Berücksichtigung des spezifischen Gewichtes) resultier- ten folgende Glucosekonzentrationen:

25 mmol/l 20 mmol/l 15 mmol/l 12.5 mmol/l 10 mmol/l 7,5 mmol/l 5 mmol/l 2,5 mmol/l Nach der Karenzzeit der Erythrozyten war anzunehmen, daß ein meßbarer, schneller Glucoseverbrauch in den er- sten Minuten nach Zugabe der Glucoselösungen erfolgt.

Die zeitliche Abnahme für die 20 mmol/l Glucoseaus- gangskonzentration während der ersten 20 min (Routine- methode) zeigen die folgenden Meßwerte:

Zeit (min) Glucose (mmol/l) Relative Abnahme (%) 05

15 20

'20,38 20,18 19,66 19,50

3,51,0 4,3

Es wurde daher immer nur ein Blut (2g) mit einer der obrigen Glucoselösung aufgestockt und sofort bearbei- tet. Während dieser Zeit, maximal 10 min., ergab sich, bei 10-fach Messungen, weder für das ExacTech®- oder Reflo- lux IIM®-System noch für das Routineverfahren ein Hin- weis auf eine Abnahme der Glucosekonzentration, wo- durch der Unsicherheitsfaktor gesteigerter, erythrozytärer Glucosekatabolismus ausgeschlossen werden konnte.

2. Untersuchungsmaterial aus Kapillarblutentnahmen für den direkten Vergleich

Zur weiteren Beurteilung der Qualität des ExacTech®- Meßgerätes im Vergleich zur Routinemethode wurde eine Untersuchungsserie direkt aus Kapillarblut diabeti- scher Patienten im Nüchternzustand durchgeführt. Dazu wurden Mitarbeiter(innen), die die allmorgendliche Kapil- larblutentnahme zur Nüchtern-Glucosebestimmung vor- nehmen, mit der Bedienung des Meßgerätes vertraut ge- macht und instruiert. An 10 Tagen wurden so, mit der gleichen ExacTech®-Teststreifen-Charge, jeweils 316 aus- wertbare Meßwerte mit beiden Methoden gewonnen.

Beurteilung der Analytischen Präzision und Richtigkeit in Abhängigkeit von der Konzentration und ihre graphische Darstellung

Die folgenden Berechnungen wurden mit Hilfe eines Ta- bellenkalkulationsprogrammes durchgeführt und zur gra- phischen Darstellung der Ergebnisse verwendet

- für jede Konzentration und jede Methode, Bestimmung der statistischen Kenngrößen [x, sd, CV%, 8ias(B), relati- ver Bias(CB%) aus jeweils Wachen Wiederholungsmes- sungen (1),

- mittels linearer und 2»gradig polynomialer Regression Bestimmung der Ausgleichsgeraden oder -kurven für die konzentrationsabhängige Standardabweichung sd (sd- Profil), daraus durch Transformation das Präzisionsprofil.

Approximation der relativen Biaswerte CB% durch Re- gression ergab das Deviationsprofil, und aus der Rück- transformation resultierte das ßiasprofil. Dabei wurden mit Hilfe der Korrelationskoeffizienten (r —fr 1) und der Standardschätzfehler (s = min.), als Minimalkriterien, die geeigneteren Ausgleichskurven ausgewählt (10). Die zu den Bias- und Deviationsprofilen gehörenden 95%-Konfi- denzintervalle der Mittelwerte und 95 %-Toleranzinter- valle der Einzelwerte wurden wie beschrieben mittels der approximierten Standardabweichungen berechnet (1, 9).

Vergleich ExacTech®/Routinemethode mittels Nüchtern- glucosebestimmungen

Folgende Berechnungen wurden anhand dieser Daten durchgeführt und graphisch dargestellt:

Schätzung der Regressionsgeraden und des Korrelations- koeffizienten mit dem parameterfreien Verfahren nach Passing-Bablock (14).

Aufgrund der Datenanalyse aus den Meßwerten der glu- coseaufgestockten Blutproben wurden sd- und Präzi- sions-Profile konstruiert:

im Meßbereich (3,90 bis 11,60 mmol/l) der Routineme- thode wurden in 16 Klassen mit den Klassenmitten (4,0;

4,5; ...; 11,5 mmol/l) und den Klassenbreiten 0,2 mmol/l die Mittelwerte (x), die Standardabweichungen (sd) und die Variationskoeffizienten (CV%) beider Methoden (Exac- Tech® und ACP 5040®) so berechnet, daß die CV% der Routinemethode den 2%-Wert nicht überschritten, dar- aus Bestimmung der sd- und Präzisions-Profile wie oben angegeben.

Ergebnisse und Diskussion

Methodenvergleiche werden bisher in Schemen präsen- tiert, in denen die Regressionsanalyse im Vordergrund steht und damit lediglich Assoziationsmaße verfügbar gemacht werden, die keine detaillierten Aussagen über die Charakteristik einer Methode ermöglichen. Entschei- dend ist es daher, wie in der Einleitung beschrieben, sta- tistische Verfahren zu verwenden, die es erlauben, die Übereinstimmung von Methoden besser zu verdeutlichen (D-

Ziel dieser Studie war es, die Präzision und Richtigkeit ei- nes neuen Blutglucosemeßgerätes, ExacTech® mit Hilfe objektiv! er bare r Kriterien zu prüfen. Dazu wurde mit zwei unterschiedlich angelegten Untersuchungsserien ver- sucht, die Übereinstimmung dieses Meßsystems mit ei- nem¹ in der Labor-Routine eingesetzten Verfahren ACP 5040®, Reagenz Glucoquant® und mit einem Blutglucose-"

meßgerät zur Selbstkontrolle, Reflolux UM® darzustellen.

Bisherige Untersuchungen dazu zeigten, daß alle Mes- sungen unterhalb der 20%-Abweichung vom Referenz- wert lagen (8), bzw. ein so geringer Bias vorhanden war, daß keine Abweichung vom Referenzwert festgestellt wurde. (7). Ebensowenig wurde konzentrationsbereichs- abhängig eine Impräzision von mehr als 5% (2 Meß- punkte) (8), bzw. nur einmal eine von mehr als 5% bei 338 Lab.med. 14: 338 (1990)

4.3 mmol/l (3 Meßpunkte) (7) angegeben. Andere, di- rekter patienteneinbezogene Vergleichsstudien mit ver- schiedenen Glucosemeßgeräten ergaben Impräzisionen für das ExacTech®-Gerät von maximal 14,7 % (4) und ma- ximal 15,8% (5) im Vergleich zur jeweiligen Routineme- thode, allerdings ohne Angabe der Glucosemeßkonzen- tration. In einer Untersuchung zur Meßqualität dreier Blutglucosemeßgeräte wurden für'das ExacTech®-Gerät im Konzentrationsbereich von 2,2 bis 27,2 mmol/l Devia- tionen gefunden, die in 54,6% aller Messungen inner- halb der 15%-Toleranzen lagen (15). Der herkömmliche Methodenvergleich aufgrund von Kapillarblutvergleichs- messungen (Abb. 1) deutet die relativ große Varianz des ExacTech®-Systems an, und wie aus Abb. 2 b hervorgeht befindet sich die gefundene, approximative Impräzision zwischen 19 und 10% weitgehend in Übereinstimmung mit den Ergebnissen der oben aufgeführten letzten drei Publikationen (4, 5, 15). Die Auswertung nach Passing/Ba- block (Abb. 1) ergibt eine vergleichsweise signifikante Meßwertabweichung nach oben. Mit (P < 0,05) weicht je- doch nur die Steigung (b = 1,073) der Ausgleichsgeraden von der 45 °-Geraden durch den Ursprung bei einem Kor- relationskoeffizienten von (r = 0,93) ab. Es wird durch diese Art der Evaluation aber offensichtlich nicht das Aus- maß der Abweichung deutlich, erst aus Darstellungen in Form von sd- und Präzisionsprofilen Abb. 2 a und 2 b, die aus den Daten der Tabelle 1 erzeugt wurden, geht dies hervor. Das Präzisionsprofil der Abb. 2 b gibt in erster Li- nie Aufschluß über die Präzision von Tag zu Tag, weil sie über einen Zeitraum von 10 Tagen erhoben wurden, wo- bei aber darüber hinaus noch der Einfluß verschiedener Untersucher einbezogen werden muß. Diese an Kapillar- blutproben erhobenen Ergebnisse zeigen jedoch gegen- über einem doppelt so großen Meßbereich, wie er der Abb. 4 c zugrunde liegt, zwei- bis dreifach höhere Imprä- zisionen. Nur mit Hilfe der Methode der aufgestockten Blutproben sind präzisere uns zuverlässigere Detailinfor- mationen über den Gesamtmeßbereich zu erheben. Aus der Abb. 4 c läßt sich unschwer entnehmen, daß die Im- präzision des ExacTech®-Systems nur im Meßbereich ab 7,5 mmol/l tolerabel ist. Vergleichsweise zeigt das Reflo- lux IIM®-System (Abb. 4 b) eine heterogene, gegenläu- fige, approximative Impräzision, die jedoch unterhalb der 5%-Grenze liegt. Sie ist offensichtlich Folge der zufälli- gen, im niederen Konzentrationsbereich besseren Präzi- sion und der dadurch vorgegebenen, optimalen Aus- gleichskurve innerhalb des Meßbereichs (Abb. 3 b). Das Routineverfahren, wie der-Abb. 4 a zu entnehmen ist,

Tab. 1: Mittelwerte mit Streuungsparametern sd und CV durch Klassenbildung von 169 Meßwerten der insgesamt 316 Nüch- ternglucose-Vergleichsmessungen. 16 Klassen mit den Klassen- mitten (4,0; 4,5; ...; 11,5 mmol/l) und den Klassenbreiten 0,2 mmol/l des Meßbereiches 3,90 bis 11,60 mmol/l der Routineme- thode. Damit Ausschluß der Meßwerte außerhalb der Intervalle:

Klassenmitten plus/minus 0,1 mmol/l.

n

6 12 22 22 14 9 11 12 9 8 8 11 8 5 7 5

Routinemethode x sd CV mmol/l mmol/l %

4,05 4,52 4,99 5,49 5,97 6.52 7,00 7,50 7,98 8,49 8,98 9,50 10,03 10,48 11,01 11,46

0,08 0,08 0,07 0,08 0,07 0,08 "

0,08 0,09 0,08 0,09 0,08 0,06 0,10 0,04 0,09 0,09

1,98 1,85 1,40 1,46 1,12 1,26 1,14 1,20 1,00 1,06 0,89 0,62 1,00 0,38 0,82 0,79

ExacTech*

x sd CV mmol/l mmol/l %

5,21 4,78 5,33 5,89 6,73 7,41 7,49 7,52 7,84 9,16 8,59 9,86 10,58 10,77 11,94 12,47

1,13 0,76 1,25 0,87 0,99 0,66 1,14 0,86 1,01 1,06 1,35 1,43 1,12 1,75 1,63 0,76

21,69 15,83 23,45 14,77 14,71 8,91 15,22 11,44 12,88 11,57 15,72 14,50 10,59 16,25 13,65 6,09

liegt mit Impräzisionen von weniger als 2% ab ca. 3 mmol/l in der Größenordnung der üblicherweise mitge- führten Präzisionskontrollseren. Vergleichsweise beträgt die Impräzision der Routinemethode für Präzisionskon- trollen in der Serie (Decision® Level l, II, III Beckman) 1,8% (x = 2,4 mmol/l), 0,7% (x = 6,6 mmol/l) und 1,0%

(x = 14,0 mmol/l).

Die Meßcharakteristik wird allerdings erst anhand der De- viationsprofile der Abb. 6 a bis c und den daraus durch Rücktransformation abgeleiteten Biasprofilen der Abb.

25 n

!*-

s

0

0 10 15 20

Glucose Cnnol/U Abb. 1: Methodenvergleich, Ausgleichsge- rade nach der parameterfreien Methode von Passing/Bablok: (+—+), = 1,073 * X - 0,148, r - 0,930, n = 316 Nüchternglu- cosewerte: (x), Routinemethode: Abs- zisse, Vergleichsmethode: Ordinate.

1,5 1- .5- 0- 1

D

8 _a

^

"~~"üT

c c

1 — r"

-"i'· — -r — r—

4 6 8 10 12 Glucose [nnol/U Abb. 2 a: Standardabweichung der'Routi- nemethode: D und des ExacTech^-Sy- stems: 0 in Abhängigkeit vom Mittelwert der zugehörigen Konzentrationen, mit den Ausgleichsgeraden: (+—+), der Daten aus Tab. 1

l'/.l

25 20 15- 10- 5- 0

10 12 Glucose Cnnol/U Abb. 2 b: Konzentrationsabhängigkeit der Variationskoeffizienten des ExacTech®-Ge- rätes: 0 und der Routinemethode: Q, mit den CV% der Ausgleichsgeraden: (+—+) der Approximationen der Abb. 2 a.

Lab.med. 14: 339 (1990) 339

4H

0k Kft,

*

Ë

M

k0 Kft, Z

H MV) M

SN K,

4N

ä

£ 8

Mk 0K (A 0H

H«

H Ufl

fnnol/ll 1,25

1 .75 .5 .25 0 .

3 a)

^*

^^^^1 1 1 J 1 1

0 5 10 15 20 25 30 Glucose [nnol/U

tX)

10- 8- 6- 4- 2- 0-

4 a)

5? ^_— â

^ — S — ~~ ^

0 5 10 15 20 25 30 Glucose [nnol/U

(nnol/ll 5 a)

5-1 4- 3- 2- 1- 8- - 1- - 2- - 3- - 4- - 5-

^&=i&$^^^^

^^^^^^^=^~^

1 1 1 1 1 1

0 5 10 15 20 25 30

Glucose [nnol/U

1X1 6 a) 35n

30- 25- 20 15- 10- 5- - 5- - 10- - 15- - 20- - 25-

^K^_^

^\ 1 1 1 1 1

0 5 10 15 20 25 30 Glucose [nnol/U

1,25 l .75 .5 .25

3 b)

0 5 10 15 20 25 38 Glucose [nnol/U

Ã×1

18 8 6 4 2

4 b)

-X—Xo

5 10 15 20 25 38 Glucose [nnol/U

5 L·)

25 30

Glucose [nnol/U 6 B)

5 10 15 20 25 30 Glucose [nnol/U

é»»»·é/i i 1*25

l .75 .5 .25 0

3 c )

txi 10

8 6 4 2-

35º

38 25- 28 15 18 5- 8 - 5-

• 18

• 15

•28 - 25J

8

5 18 15 28 25 38 Glucose [nnol/U

4 c)

5 18 15 28 25 38 Glucose [mol/U

5 c)

Glucose [nnol/U 6 c)

18 15 20 25 30 Glucose [nnol/U Abb. 3a-c bis 6 a-c:· Charakteristische Profile der Vergleichsmessungen. Spalte a Routinemethode, Spalte b Reflolux UM®, Spalte c ExacTech®. Zeilen 3 und 5: absolute Abweichungen [mmol/l], Zeilen 4 und 6: Variationskoeffizienten [%], bezogen auf Me - bzw. Ziel- werte. з Standardabweichungen, Mittelwerte und Variationskoeffizienten aus Wfach-Bestimmungen. Zeile 5: (+—+) 95 %-Konfidenz- grenzen, Zeile 6: (+—+) 95 %-Toleranz'grenzen und Abb. 6 b und c: (+—+) 95 %-Konfidenzgrenzen. Ausgleichskurven alle Abb.: (÷—÷ë 340 Lab.med. 14: 340 (1990)

5 a bis c deutlich. Durch eine nahezu konstante, relative Abweichung von 5,9% und einer Deviation von höch- stens 13,5% im Intervall 2,5 bis 25 mmol/l für 95%-Tole- ranzgrenzen (Abb. 6 a) ist die Validität der Routineme- thode gekennzeichnet. Ungewöhnlich ist die meßbe- reichskonstante Unrichtigkeit von durchschnittlich 5,9 %, sie war bisher nicht bekannt. Es wird Gegenstand weite- rer Untersuchungen sein, zu klären, inwieweit dafür ma- trix- oder methodisch bedingte Effekte verantwortlich sind.

Das Reflolux IIM®-Meßgerät zeigt zwar eine ganz klar un- terhalb von 15% liegende Unrichtigkeit im Bereich bis 15 mmol/l, darüber hinaus aber absolut zu hohe Abweichun- gen, die bei Zielwertkonzentrationen ab 20 mmol/l um mehr als Vs zu niedrig liegen können. Auch diese meßbe- reichsabhängige, nichtlineare Abweichung wurde bisher nicht mitgeteilt, so daß lediglich Hypothesen darüber an- zustellen sind. Möglicherweise bewirkt die Erschöpfung der Enzym- und/oder Substratkapazität der Reaktions- zone des Teststreifens eine verminderte Chromogenent- wicklung, die dann ihrerseits die Anzeige einer zu gerin- gen Analytkonzentration zur Folge hat (Abb. 5 b).

Ganz anders das ExacTech®-System, die kleinste zu er- wartende Deviation liegt in 95% der Messungen, wie Abb. 6c verdeutlicht, weit über 15%. Das ebenso zu be- obachtende nichtlineare, tendenzielle Verhalten der Meß- werte schränkt damit den eventuell noch als zuverlässig zu betrachtenden Meßbereich auf 8 bis 14 mmol/l ein, wobei Maximalabweichungen bis 20% zu tolerieren sind.

Betrachtung der 95%-Konfidenzintervalle führt zwar zu einer Erweiterung des Meßbereichs auf 2,5 bis 19,5 mmol/l, jedoch nur unter der Voraussetzung von 10fach- Messungen. Das absolute Ausmaß dieses konzentra- tionsabhängigen, zunehmenden Bias verdeutlicht Abb.

5 c. Eine solche Charakteristik ist nach herkömmlichen Vorgehen, mit Hilfe von Kapillarblutproben, deren Gluco- sekonzentration nicht genau bestimmbar ist und die fast nie in ausreichender Anzahl den gesamten Meßbereich äquidistant überdecken, nicht zu erstellen. Dies allein schon deshalb nicht, weil für eine zuverlässige und repro- duzierbare Bewertung von Richtigkeiten auf .der. Basis von Kapillarbluten mindestens eine Bestimmung der Glu- cosekonzentration, aus dem gleichen Material, in einem externen Referenzlabor zu fordern ist, was jedoch auf prinzipielle Schwierigkeiten der Probenbehandlung stößt, also kein gangbarer Weg ist (1).

Als drittes entscheidendes Kriterium müssen Mehrfach- messungen für jede Probe gefordert werden, auch dies ist in aller Regel nicht reproduzierbar möglich, weil hier allein schon durch die Art der Materialgewinnung Gren- zen gesetzt sind. Das Argument also, es dürfe zum Gerä- tevergleich nur Kapillarblut verwendet werden, weil die Meßgeräte mit Hilfe dieses Materials kalibriert seien, ist wenig überzeugend und sicher nicht ausreichend. Die festgestellte Unrichtigkeit des ExacTech®-Gerätes, die sich insbesondere an den Meßbereichsgrenzen auswirkt, ist möglicherweise die Folge einer unzureichenden Kali- bration. Die relativ hohe Impräzision hat dagegen ihre Ur- sache auch in der derzeit zu wenig standardisierten Hand- habung wie z. B. ungenaues Auftragsvolumen der Probe und nicht genau einzuhaltendes Zeitintervall zwischen Aufgabe der Probe und Start des Meßzyklus. Folgt man den Vorgaben der American Diabetes Association, ist das ExacTeche-Gerät in der vorliegenden Version aufgrund der obigen Evaluation nur bedingt geeignet für Blutglu^: cose-Selbstkontrollen (2, 3). Sie besagen, daß im Ver- gleich zur Referenzmethode nur .ein Streubereich von 15% - ohne nähere Angaben zum Meßbereich - zuläs-

sig ist, es sollten aber 50 bis 70% der Anwender eine 20%ige Variation nicht überschreiten, und letzteres ist nur im Meßbereich von 8 bis 14 mmol/l erfüllt.

Für die hilfreiche Unterstützung und anregenden Diskus- sionen bei der Durchführung der vorliegenden Arbeit möchte ich mich besonders bei Frau R. Henkel und Frau E. Arslan bedanken. Die kritische Durchsicht des Manu- skripts übernahm freundlicherweise Herr Prof. Dr. med.

A. Delbrück, wofür ich mich ebenfalls sehr bedanke.

Schrifttum:

1. KELLER, H.: Evaluation des Glucose-Analysators ESAT 6660 Neue Aspekte zum Me- thodenvergleich und zur Methodenevaluation. Lab.med. 14, 1-8 (1990).

2. Qualitätssicherung der quantitativen Bestimmungen im Laboratorium. Dt. Ärztebl.

85, B517-B532 (1988).

3. Consensus statement on Self-Monitoring of Blood Glucose. Diab. Care 10, 95-99 (1987).

4. DUDLEY, J.: Comparative evaluation of accuracy with Self-learned Blood Glucose monitoring. Diab. Res. Clin. Prac. 5, (Suppl.): Abstr. 501 (1988).

5. TOMKY, D. M.: Comparsion of accuracy and technique of ExacTech* Glucoscan»

Glucometer II* and Accuchek II* in actual conditions. Diab. Res. Clin. Prac. 5, (Suppl.):

Abstr. 645 (1988).

6. CASS, A. E. G.: Ferrocene-mediated enzyme electrode for amperometric determina- tion of Glucose. Anal. Chem. 56, 667-671 (1984).

7. MATTHEWS, D. R.: Pen-sized digital 30-second Blood Glucose Meter. Lancet 4, 778-779 (1987).

8. REGAL, H., ZDOLSEK, L: ExacTech9 - ein neues Meßsystem zur Blutzuckerselbst- kontrolle. WMW 14, 337-339 (1989).

9. KELLER, H., PASSING, H.: Performance Profiles: new tools for characterization and comparsion to clinical chemical results. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 27, 613-629 (1989).

10. HOLLE, W.: Der erythrozytäre Insulinrezeptor, experimentelle Untersuchungen und theoretische Aspekte zur Validität und Reliabilität verschiedener Bindungsmodelle. Dis- sertation: Medizinische Hochschule Hannover 1984.

11. LINDER, A., BERCHTHOLD, W: Elementare statistische Methoden UTB 796 Birkhäu- ser Basel 1979 und Statistische Methoden l! UTB 1110 Birkhäuser Basel 1982.

12. DRAPER, N. R., SMITH, H.: Applied regression analysis. 2.ed Wiley & Sons New York 1981.

13. SCHLEBUSCH, H., SORGER, M.: Ein neues Gerät -zur Blutzucker-Selbstkontrolle.

Lab.med. 8, 245-247 (1984).

14. PASSING, H., BABLOK, W: Comparsion of several procedures for method compar- sion studies and determination of sample size. J. Clin. Chem. Clin. Biochem. 22, 431-445(1984).

15. BAIN, O., De VILLE. P.. McPHEARSON, R. A.: Comparsion of Performance of three whole Blood Glucose Monitors. Am. J. Clin. Path. 107 (1989).

Anschrift des Verfassers:

Dr. med. W. Holle

Institut für Klinische Chemie II der Medizinischen Hochschule Hannover Zentrallabor im Krankenhaus Oststadt der Landeshauptstadt Hannover Leiter Prof. Dr. med. A. Delbrück Pobieiskistraße 380

3000 Hannover 51

Lab.med. 14: 341 (1990) 341