Fredi Marco. L emogasanalisi arteriosa

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1 Fredi Marco L emogasanalisi arteriosa

2 L EGA è il test standard di riferimento per la misura dei gas ematici

3 A cosa serve l emogasanalisi? E una finestra rapida su VENTILAZIONE ALVEOLARE (pco2) SCAMBIO GASSOSO (po2 e rapporto FiO2/PaO2) PH ed EQUILIBRIO ACIDO-BASE (ph, pco2, HCO3) Valutare parametri importanti come: Glicemia Elettroliti emoglobina lattati

4 L analisi dei gas ematici e del ph ha maggiore immediatezza ed impatto potenziale sulla cura del paziente di ogni altra misura di laboratorio. Nell emogasanalisi un risultato non corretto può essere più deleterio per il paziente della mancanza di risultati. NCCLS Documento C27-A. Norme approvate, Aprile NCCLS: National Committee for Clinical Laboratory Standards

5 Le fasi di un esame di laboratorio

6 ERRORI IN LABORATORIO: LETTERATURA Autore Goldschmidt, 1995 Nutting, 1996 Plebani, 1997 Stahl, 1998 Astion, 2003 Periodo 6 anni 6 mesi 3 mesi 3 anni retrospettivo Frequenza errori ND 0.11% dei pazienti 0.47% dei test 0.61% dei test ND Fase preanalitica Fase analitica Fase postanalitica 53% 55.6% 68.2% 75% 71% 23% 13.3% 13.3% 16% 18% 24% 30% 18.5% 9% 11%

7 La parte debole La fase preanalitica costituisce una delle principali fonti di errore nella determinazione dei gas nel sangue, ed è spesso sottovalutata. Nella fase preanalitica i parametri dei gas ematici sono facilmente soggetti ad errore a causa della loro natura volatile e del metabolismo cellulare

8 Errori della fase preanalitica Errori commessi nell intervallo antecedente l analisi del campione... possono influenzare la qualità dei risultati e compromettere la diagnosi ed il trattamento del paziente

9 Fattori di variabilità dell esame emogasanalitico Postura del soggetto da esaminare Condizione di riposo del soggetto da esaminare Temperatura del soggetto Concentrazione di ossigeno nell aria inalata dal soggetto al momento del prelievo Pressione atmosferica (per quote elevate) Tempo intercorso fra il prelievo e la misura Temperatura di conservazione del prelievo in caso di misura ritardata rispetto al momento del prelievo Tutti questi fattori, andrebbero segnalati

10 Fattori di variabilità dell esame emogasanalitico POSTURA PaO2 PaO2 clinostatismo è 6-8 mmhg inferiore a quella in ortostatismo QUOTA con l aumentare della quota s.l.m. ( P barometrica) Sestriere, m.2000: Sat O2 degli atleti olimpici: 93-94% PATOLOGIA In pazienti affetti da patologia cronica respiratoria, cardiaca o neuromuscolare la PaO2 è al di sotto dei valori di normalità anche quando clinicamente stabili

11 I quattro stadi della fase preanalitica Preparazione prima del prelievo Prelievo Conservazione Trasferimento del campione all analizzatore

12 PREPARAZIONE DEL PAZIENTE -Se possibile, informare il paziente della procedura e, in caso di prelievo con siringa, avvisarlo che potrebbe essere doloroso. Un malato ben informato, di solito, è meno apprensivo e più collaborante. -Fare firmare il consenso informato dopo averlo opportunamente spiegato. -Porre il paziente per almeno 10 min in posizione semisupina e nelle condizioni di ventilazione e ossigenazione a cui ci interessa valutare l ega

13 Sicurezza operatore e paziente Guanti monouso; Garze sterili; materiale per bendaggio elasto-compressivo Disinfettante per la cute (Clorexidina 1-2%- sol. Iodate) Occhiali o visierina Siringhe con meccanismi di protezione dell ago Contenitori per il trasporto di campioni biologici

14 PRELIEVO: test di Allen Il paziente chiude con forza la mano per far defluire il sangue dal pugno. Si esercita una pressione sul polso per arrestare il flusso delle arterie ulnare e radiale. Quando la mano diventa bianca si rilascia la pressione sull'arteria ulnare. Se la mano ritorna rossa in pochi secondi (10-12)la perfusione attraverso l'arteria ulnare è completa e non è pericoloso eseguire il prelievo dalla radiale.

15 test di Allen?? È in discussione però l efficacia di questo test. Sembra infatti che non sia riproducibile, e abbia un alto rischio di falso positivo. Vu-Rose, Ebramzadeh L, Lane CS, et al. The Allen test. A study of interobserver reliability. Bull Hospital for Joint Diseases 1997;56: Jarvis MA, Jarvis CL, Jones PRM, et al. Reliability of Allen s test in selection of patients for radial artery harvest. Ann Thorac Surg 2000;70:1362-5

16 PRELIEVO 1) Inserire l'ago a 45 rispetto alla cute (nella femorale l'inserimento deve essere perpendicolare all'arteria) con il taglio dell ago verso l alto. Trovata l'arteria la siringa si riempie rapidamente 2) Evitare che l'ago attraversi l'arteria (usare aghi a taglio obliquo corto) 3) NON ASPIRARE IL CAMPIONE per rischio di lesioni vascolari interne e causare emolisi

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18 Esempio di referto

19 COMPLICANZE Le complicanze della puntura arteriosa non sono frequenti e la maggior parte è evitabile adottando la tecnica corretta. Per esempio: si possono verificare: emorragia o ematoma se non si esercita una pressione sufficiente dopo il prelievo. infezione (anche se rara) se non è stata preparata correttamente la sede del prelievo. Complicanze più gravi e non prevenibili sono l occlusione del vaso e gli episodi vasovagali

20 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

21 Campione quantitativamente scarso Inserire foto siringa EGA

22 LA FASE PREANALITICA Legame degli elettroliti Normalmente l eparina lega tutti gli ioni positivi che si trovano nel sangue, quali Ca 2+, K + e Na + Gli elettroliti legati all eparina non verranno misurati da elettrodi ionoselettivi Come effetto finale si otterrano misure inferiori al valore reale

23 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

24 Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio dal catetere prima del prelievo Per evitare la diluizione del campione si deve eliminare completamente dal catetere qualsiasi traccia delle soluzioni di lavaggio Si raccomanda di aspirare un volume di sangue di scarto prima del prelievo pari a 3-6 volte lo spazio morto del catetere.

25 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

26 Mix di sangue venoso ed arterioso Vena Arteria Inserendo l ago in arteria si deve prestare attenzione a non mescolare sangue venoso ed arterioso Ciò può accadere, per esempio se, prima di trovare l arteria, si punge una vena.

27 Mix di sangue venoso ed arterioso Pressione raramente > 10 mmhg Pressione sistolica normalmente > 100 mmhg Vena Arteria Normalmente la pressione in arteria è sufficiente a riempire una siringa autoventilante Se una siringa a riempimento automatico non si riempie è possibile che sia stata punta una vena In questo caso si deve ripetere il prelievo

28 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

29 Bolle d aria Dopo aver aspirato il campione ogni eventuale bolla d aria deve essere espulsa prima di miscelare campione ed eparina L effetto della bolla d aria dipenderà da: Dimensioni della bolla rispetto al volume del campione Stato di ossigenazione iniziale del campione Condizioni di conservazione Effetto su PO 2 Volume relativo della bolla d aria Tempo tra prelievo e analisi Temperatura Tempo di miscelazione

30 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

31 Il metabolismo continua po 2 pco 2 ph Ca 2+ Glu Lat si utilizza ancora ossigeno si produce ancora anidride carbonica soprattutto a causa delle variazioni della pco 2 e glicolisi le variazioni del ph influenzano il legame tra Ca 2+ e proteine si metabolizza il glucosio a causa della glicolisi

32 Metabolismo Le variazioni dipendono da: numero di cellule ematiche temperatura tempo di conservazione PO 2 iniziale

33 temperatura / PCO 2 / 2,3-difosfoglicerato ph AUMENTO DELL AFFINITA (Spostamento della curva a sinistra) temperatura / PCO 2 / 2,3-difosfoglicerato ph DIMINUIZIONE DELL AFFINITA (Spostamento della curva a destra)

34 Variazioni determinate dal metabolismo O 2 mmol/l 10 5 Gli effetti di una scorretta conservazione sono influenzati dal valore iniziale di PO PO 2 kpa

35 Influenza di leucociti e temperatura sulla variazione del ph Var. ph 0, leucociti x 10 9 /l 0-0,015-0,05-0,1-0,15 60 T. Amb. 15 T. Amb. 15 e 60 4 o C -0,2-0,25 N.E. Verhey, RFT - Blood gases: pre-analytical errors

36 Influenza di leucociti e temperatura sulla variazione della pco 2 : Var. PCO leucociti x kpa /l 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5-0,01 0-0, N.E. Verhey, RFT - Blood gases: pre-analytical errors 60 T. Amb. 15 T. Amb. 15 e 60 4 o C

37 Conservazione Per la natura volatile dei gas ed il metabolismo del sangue il tempo di conservazione dovrebbe essere ridotto al minimo a temperatura ambiente (meno di 10 minuti) Se il campione deve essere conservato per più di 10 minuti, per rallentarne il metabolismo, questo dovrà essere refrigerato con acqua e ghiaccio (0-4 C)

38 LA FASE PREANALITICA Rallentamento del metabolismo po 2 Tempo 0-4 C 25 C La conservazione del campione a basse temperature (0-4 C) rallenta il metabolismo Refrigerare i campioni in una sospensione di ghiaccio o elementi refrigeranti, mai direttamente su ghiaccio

39 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

40 Refrigerazione al di sotto di 0 C La refrigerazione del campione al di sotto di 0 C (es. direttamente su ghiaccio) può causare l emolisi delle cellule ematiche Ciò può influenzare molti parametri, in particolare il K + Inoltre, i cubetti di ghiaccio non raffreddano uniformemente il campione per la mancanza di contatto di questi con tutta la superficie della siringa Altri sistemi sono comunque sconsigliati

41 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

42 Miscelazione inadeguata del campione prima dell analisi Subito dopo il prelievo, ha inizio il processo di separazione tra plasma e parte corpuscolata Il tempo di sedimentazione varia da paziente a paziente. In alcuni pazienti è estremamente veloce. Problemi : misura non accurata dell Hb da campione non omogeneo formazione di coaguli plasma cellule ematiche

43 Miscelazione inadeguata del campione prima dell analisi

44 Gli errori più comuni della fase preanalitica Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti Prima del prelievo Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo Prelievo Mix di sangue venoso ed arterioso Bolle d aria nel campione Conservazione Conservazione impropria del campione Emolisi delle cellule ematiche Prima del trasferimento Miscelazione impropria del campione prima dell analisi Mancata eliminazione dei coaguli dalla punta della siringa

45 Espellere alcune gocce di sangue prima dell analisi Le prime gocce del campione devono essere espulse Sono spesso coagulate e non sono rappresentative dell intero campione

46 Oltre 15 dal prelievo SI!!! Entro max 15 dal prelievo

47 CONCLUSIONI I Condizioni di conservazione raccomandate: Ridurre al minimo il tempo di conservazione : min massimo a temperatura ambiente - 30 min massimo a 0-4 C (in una sospensione di ghiaccio e acqua) I campioni con presunti valori di po 2 elevati dovrebbero essere analizzati immediatamente

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49 Problemi di conservazione di un campione ematico in una siringa in plastica il metabolismo effetti determinati dalla porosità della parete (la direzione sarà dipendente dal gradiente pressorio)

50 PLASTICA VETRO O nm pore size: nm pore density: 2x10 8 /cm 2 pore size: 3-50 nm pore density: 4x10 6 /cm 2 Viwanitkit V, Int. J. Nanomedicine 2006

51 temperatura / pco 2 / 2,3-difosfoglicerato ph con l abbassamento della temperatura si annullano gli effetti del metabolismo AUMENTO DELL AFFINITA (Spostamento della curva a sinistra) temperatura / pco 2 / 2,3-difosfoglicerato ph DIMINUIZIONE DELL AFFINITA (Spostamento della curva a destra) ma si sposta a sinistra la curva di dissociazione dell Hb aumentando l affinità per l O 2

52 Stability of blood gases in ice and at room temperature "... I cambiamenti si verificano anche nella solubilità nel plasma se la temperatura scende. Non appena il sangue viene raffreddato, la curva di dissociazione ossiemoglobinica si sposta sinistra, con un conseguente aumento dell affinità dell'emoglobina per l'ossigeno. Allo stesso tempo, il sangue, agisce come una soluzione acquosa diluita e la solubilità di ossigeno passa da 21,4 ml O 2 / L plasma a 37 C a 39,5 ml O 2 / L plasma a 4 C... " Quindi il sangue nell acqua fredda tende ad assumere ossigeno attraverso i pori della siringa Changes also occur in the solubility in plasma as the temperature falls. As the blood is cooled, the oxygenhemoglobin dissociation curve is shifted to the left, resulting in an increased affinity of hemoglobin for oxygen. At the same time, the blood acts as a dilute aqueous solution and the solubility of oxygen increases from 21.4 ml O 2 /L plasma at 37 C to 39.5 ml O 2 /L plasma at 4 C... Liss HP and Payne CP. Chest 1993

53 metabolismo O2 Porosità O2...apparentemente il metabolismo compensa gli effetti della porosità della plastica... IFCC: Sampling, transport and storage for ph, blood gases and electrolytes Eur J Clin Chem Clin Biochem 1995; 33:

54 Stability of blood gases in ice and at room temperature "...non si verificheranno cambiamenti clinicamente importanti se il tempo che intercorre tra il prelievo e l'analisi del campione di sangue sarà inferiore a 30 minuti. Se sono utilizzate siringhe di plastica, esse non dovrebbero essere messe in ghiaccio perché questo permetterà che molto più ossigeno si diffonda nel campione... ". We do believe that clinically important changes will not occur if less than 30 min will elapse between drawing and analyzing the blood sample. If plastic syringes are used, they should not be placed in ice, since the may result in potentially more oxygen diffusing into the sample. Liss HP and Payne CP. Chest 1993

55 po t0 ice+15 ice+30 ice+60 S.C. Pneumologia Lab. F.P.R. A.O. Mauriziano Torino Tfr Isnardi Emanuele

56 SIRINGA DI PLASTICA IN GHIACCIO FONDENTE BASALE PO (+3.1%) 68 (+7.9%) 79 (+25.3%) SIRINGA DI PLASTICA A TEMPERATURA AMBIENTE BASALE PO (+1.6%) 63 (+1.6%) 64 (+3.2%) S.C. Pneumologia Lab. F.P.R. A.O. Mauriziano Torino Tfr Isnardi Emanuele

57 Temperatura ambiente o ghiaccio fondente?

58 CONCLUSIONI II Nel vetro non ci sono perdite, nella plastica si. plastica campioni non in ghiaccio fondente vanno analizzati entro 15 minuti vetro & ghiaccio o analisi immediata per alti valori PO 2 Sono state proposte negli ultimi anni siringhe in plastica con porosità ridotta o poco rilevante per l o2 si auspicano studi scientifici a loro conferma e nuove linee guida

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60 Del valore vero di una grandezza, noi possiamo conoscere solo il valore analitico, che rappresenta una stima di quel valore vero e che reca con sé una ineliminabile ombra di errore. La buona pratica conduce a ridurre sempre più questo errore ed ad avvicinare sempre più il valore analitico al valore vero.

61 La precisione misura la ripetibilità del dato, ed è la caratteristica più importante per la qualità di un dato di laboratorio che deve avere significato nella storia clinica di un paziente. PRECISO IMPRECISO

62 L'accuratezza misura lo scostamento del valore analitico dal valore vero. ACCURATO INACCURATO

63 PRECISO E ACCURATO PRECISO, MA INACCURATO IMPRECISO, MA PIU ACCURATO IMPRECISO E INACCURATO

64 La buona pratica nella gestione dell emogasanalizzatore nella fase analitica si esprime attraverso queste componenti CALIBRAZIONE: MANUTENZIONE: CONTROLLO DI QUALITA : TRATTAMENTO DATI:

65 CONTROLLO DELLA cal: il controllo dei trend della calibrazione per esempio ogni mattina ci fornisce il polso della situazione. Una deriva sempre positiva o negativa, pur entro il range, può fare pensare ad una graduale degradazione della membrana che va sostituita. Una variazione improvvisa di sensibilità potrebbe essere dovuto ad un microcoagulo in camera di misura e rendere necessario un lavaggio profondo.

66 MANUTENZIONE Gli ultimi modelli di emogasanalizzatori richiedono manutenzione limitatissima avendo praticamente gran parte dello strumento (compresi gli elettrodi) integrato in cartucce usa e getta. Tuttavia molti operatori utilizzano validissimi strumenti di diversa concezione. In tale caso è necessario dotarsi di opportuni protocolli tecnici di manutenzione periodica e liste di controllo che stabiliscano interventi e verifiche regolari. Tali schede di manutenzione sono frequentemente integrate nel software dello strumento e programmabili dagli operatori. A) REGISTRO CAMBIO MEMBRANE-TUBI-ELETTRODI B) CALENDARIO LAVAGGI E DEPROTEINIZZAZIONI C) CALENDARIO CONTROLLO ELETTROVALVOLE E SENSORI D) CHECK LIST CONSUMABILI E REATTIVI

67 CONTROLLI DI QUALITA : scopo Lo scopo del CQ è di garantire che l errore totale analitico, sia contenuto entro limiti predeterminati, che assicurano la SIGNIFICATIVITA DEL RISULTATO AI FINI DELL UTILIZZO CLINICO Il controllo di qualità ci fornisce dati aggiuntivi alla calibrazione degli elettrodi perché rispecchia il processo globale che subisce il campione biologico.

68 CONTROLLI DI QUALITA : periodicità Per garantire tutto il range di analisi esistono vari livelli di soluzioni che coprono concentrazioni diverse dei vari analiti su 4 livelli. - Acidosi-normale-alcalosi -Ipercapnia-normale-ipocapnia -ipossia-normale-iperossia e vari livelli di elettroliti e metabolici. Uno schema tipo potrebbe essere il seguente. Lunedì martedi mercoledi giovedi Venerdi Sabato Qc livello1 Miscela di gas certificato Qc livello1 Qc livello2 5 %co2-12% O2 Qc livello2 Qc livello1 Qc livello3 QC LIVELLO 1 Qc livello 3 Qc livello 3 Qc livello4 3 %co2-35% O2 Qc livello4

69 CONTROLLI DI QUALITA : grafici

70 GESTIONE DEI DATI:LA RETE OSPEDALIERA E possibile con le nuove tecnologie informatiche mettere in rete più strumenti per esempio con il laboratorio centrale che controlla senza spostamento di personale tutte le funzioni dell emogasanalizzatore consentendo da remoto di : avviare manutenzioni, lavaggi, calibrazioni, controllo di qualità e se necessario bloccare lo strumento. Ma anche vedere in tempo reale da più siti nella struttura i risultati dell analisi

71 Il problema dell umanità è che gli stupidi sono strasicuri, mentre gli intelligenti sono pieni di dubbi. (Bertrand Russell)