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Fredi Marco

L’emogasanalisi arteriosa

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

► VENTILAZIONE ALVEOLARE (pCO2)

► SCAMBIO GASSOSO (pO2 e rapporto FiO2/PaO2)

► PH ed EQUILIBRIO ACIDO-BASE (pH, pCO2, HCO3)

E’ una finestra rapida su…

A cosa serve l’emogasanalisi?

Valutare parametri importanti come:GlicemiaElettroliti

emoglobina lattati

NCCLS: National Committee for Clinical Laboratory Standards

“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 1993.

Le fasi di un esame di laboratorio

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 pre-analitica

53% 55.6% 68.2% 75% 71%

Fase analitica

23% 13.3% 13.3% 16% 18%

Fase post-analitica

24% 30% 18.5% 9% 11%

“La parte debole”

• La fase preanalitica costituisce una delle principali fonti dierrore nella determinazione dei gas nel sangue, ed èspesso sottovalutata.

• Nella fase preanalitica i parametri dei gas ematici sonofacilmente soggetti ad errore a causa della loro naturavolatile e del metabolismo cellulare

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

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

PaO2 clinostatismo è 6-8 mmHg inferiore a quella in ortostatismo

Sestriere, m.2000:

Sat O2 degli atleti olimpici:

93-94%

PaO2 con l’aumentare della quota s.l.m. (↓ P barometrica)

In pazienti affetti da patologia cronica respiratoria,cardiaca o neuromuscolare la PaO2 è al di sotto dei valori dinormalità anche quando clinicamente stabili

POSTURA

QUOTA

PATOLOGIA

Fattori di variabilità dell’esame emogasanalitico

I quattro stadi della fase preanalitica

Prelievo

Conservazione

Trasferimento del campione all’analizzatore

Preparazione prima del prelievo

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

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

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.

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 inter-observer reliability. Bull Hospital for Joint Diseases 1997;56:99-101.

. 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

PRELIEVO1) 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

Esempio di referto

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

Gli errori più comuni della fase preanalitica

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

• Uso di anticoagulante di tipo o in quantità non corretti

• Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio nel catetere prima del prelievo

Prima del prelievo

Inserire foto siringa EGA

Campione quantitativamente scarso

• Normalmente l’eparina lega tutti gli ioni positivi che si trovano nel sangue, quali Ca2+, K+ e Na+

• Gli elettroliti legati all’eparina non verranno misurati da elettrodi iono-selettivi

• Come effetto finale si otterrano misure inferiori al valore reale

LA FASE PREANALITICA

Legame degli elettroliti






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

Eliminazione inadeguata della soluzione di lavaggio dal catetere prima del prelievo

Per evitare la diluizione delcampione si deve eliminarecompletamente dal cateterequalsiasi traccia delle soluzionidi lavaggio

Si raccomanda di aspirare un volume di sangue di scarto prima del prelievo pari a 3-6 volte lo spazio morto del catetere.






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

• 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.

Vena

Arteria

Mix di sangue venoso ed arterioso

• 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

Pressione raramente> 10 mmHg

Pressione sistolica normalmente> 100 mmHg

Vena

Arteria

Mix di sangue venoso ed arterioso






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

Bolle d’ariaDopo aver aspirato il campione ogni

eventuale bolla d’aria deve essere espulsa

prima di miscelare campione ed eparina

Volume relativo della bolla d’aria

Effetto su PO2

• Dimensioni della bolla rispetto al volume del campione

• Stato di ossigenazione iniziale del campione

• Condizioni di conservazione

L’effetto della bolla d’aria dipenderà da:

• Tempo tra prelievo e analisi

• Temperatura

• Tempo di miscelazione






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

pO2 si utilizza ancora ossigeno

pCO2 si produce ancora anidride carbonica

pH soprattutto a causa delle variazioni della

pCO2 e glicolisi

Ca2+ le variazioni del pH influenzano illegame tra Ca2+ e proteine

Glu si metabolizza il glucosio

Lat a causa della glicolisi

Il metabolismo continua…

Metabolismo

Le variazioni dipendono da:

• numero di cellule ematiche

• temperatura

• tempo di conservazione

• PO2 iniziale

• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato

• pH

AUMENTO DELL’AFFINITA’

(Spostamento della curva a sinistra)

• temperatura / PCO2 / 2,3-difosfoglicerato

• pH

DIMINUIZIONE DELL’AFFINITA’

(Spostamento della curva a destra)

Variazioni determinate dal metabolismo

10

O2 mmol/l

5

5 15 20 PO2 kPa10

Gli effetti di una scorretta conservazione sono influenzati dal valore

iniziale di PO2

-0,25

-0,2

-0,15

-0,1

-0,05

0

0,05

0 10 20 30 40 50

leucociti x 109/lVar. pH

-0,015

Influenza di leucociti e temperaturasulla variazione del pH

N.E. Verhey, RFT - Blood gases: pre-analytical errors

• 60’ T. Amb.

• 15’ T. Amb.

• 15’ e 60’ 4oC

Influenza di leucociti e temperatura sulla variazione della pCO2:

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0 10 20 30 40 50

leucociti x 109/lVar. PCO2 kPa

- 0,01

N.E. Verhey, RFT - Blood gases: pre-analytical errors

• 60’ T. Amb.

• 15’ T. Amb.

• 15’ e 60’ 4oC

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)

Rallentamento del metabolismo

• 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

pO2

Tempo

0-4 °C

25 °C

LA FASE PREANALITICA






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

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






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

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.

plasma

cellule ematiche

Problemi :

• misura non accurata dell’Hb da campione

non omogeneo

• formazione di coaguli

Miscelazione inadeguata del campione primadell’analisi






Prima del

trasferimento





Prima del prelievo

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

SI!!!

Entro max 15’ dal prelievo

Oltre 15’ dal prelievo

• Ridurre al minimo il tempo di conservazione :

- 10-15 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 pO2 elevati dovrebbero essere analizzati immediatamente

Condizioni di conservazione raccomandate:

CONCLUSIONI I°

Problemi di conservazione di un campione ematico in una siringa in plastica

effetti determinati dalla porosità della parete

(la direzione sarà dipendente dal gradiente pressorio)

il metabolismo

PLASTICA VETRO

pore size: 200 - 450 nm

pore density: 2x108/cm2

pore size: 3 - 50 nm

pore density: 4x106/cm2

O2

0.346 nm

Viwanitkit V, Int. J. Nanomedicine 2006

• temperatura / pCO2 / 2,3-difosfoglicerato

• pH

AUMENTO DELL’AFFINITA’

(Spostamento della curva a sinistra)

• temperatura / pCO2 / 2,3-difosfoglicerato

• pH

DIMINUIZIONE DELL’AFFINITA’

(Spostamento della curva a destra)

con l’abbassamento della temperatura si annullano gli effetti del metabolismo…

… ma si sposta a sinistra la curva di dissociazione dell’Hb aumentando l’affinità per l’O2

Stability of blood gases in ice and at room temperature

“…Changes also occur in the solubility in plasma as the temperature falls. As the blood is cooled, the oxygen-

hemoglobin 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 O2/L plasma at 37°C to 39.5 ml O2/L plasma at 4°C...”

Liss HP and Payne CP. Chest 1993

"... 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 diossigeno passa da 21,4 ml O2 / L plasma a 37 ° C

a 39,5 ml O2 / L plasma a 4 ° C. .. "

Quindi il sangue nell’acqua fredda tende ad assumere ossigenoattraverso i pori della siringa

IFCC: Sampling, transport and storage for pH, blood gases and electrolytes

Eur J Clin Chem Clin Biochem 1995; 33:247-253

...apparentemente il metabolismo compensa gli effetti della porosità della plastica...

metabolismo Porosità

O2 O2

Stability of blood gases in ice and at room temperature

“…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

"...non si verificheranno cambiamenti clinicamente importanti seil tempo che intercorre tra il prelievo e l'analisi del campione disangue sarà inferiore a 30 minuti. Se sono utilizzate siringhedi plastica, esse non dovrebbero essere messe inghiaccio perché questo permetterà che molto piùossigeno si diffonda nel campione ... ".

pO2

0

20

40

60

80

100

120

140

160

t0 ice+15 ice+30 ice+60

S.C. Pneumologia Lab. F.P.R.

A.O. Mauriziano Torino

Tfr Isnardi Emanuele

BASALE 15’ 30’ 60’

PO263 65

(+3.1%)68

(+7.9%)79

(+25.3%)

BASALE 15’ 30’ 60’

PO262 63

(+1.6%)

63

(+1.6%)

64

(+3.2%)

SIRINGA DI PLASTICA IN GHIACCIO FONDENTE

SIRINGA DI PLASTICA A TEMPERATURA AMBIENTE

S.C. Pneumologia Lab. F.P.R.

A.O. Mauriziano Torino

Tfr Isnardi Emanuele

Temperatura ambiente o ghiaccio fondente?

• plastica non in ghiaccio fondente• campioni vanno analizzati entro 15 minuti

vetro & ghiaccio o analisi immediata per alti valori PO2

CONCLUSIONI II°

Nel vetro non ci sono perdite, nella plastica si.

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

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.

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

L'accuratezza misura lo scostamento del valore

analitico dal valore vero.

ACCURATO INACCURATO

PRECISO E ACCURATO PRECISO, MA INACCURATO

IMPRECISO E INACCURATOIMPRECISO, MA PIU’ ACCURATO

CALIBRAZIONE:

MANUTENZIONE:

CONTROLLO DI QUALITA’:

TRATTAMENTO DATI:

La buona pratica nella gestione

dell’emogasanalizzatore nella fase analitica

si esprime attraverso queste componenti

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 .

MANUTENZIONE

Gli ultimi modelli di emogasanalizzatoririchiedono 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

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.

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

certificatoQc livello1 Qc livello1

Qc livello2 5 %co2-12% O2 Qc livello2

Qc livello3 QC LIVELLO 1 Qc livello 3 Qc livello 3

Qc livello4 3 %co2-35% O2 Qc livello4

CONTROLLI DI QUALITA’: grafici

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’emogasanalizzatoreconsentendo 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

“Il problema dell’umanità

è che gli stupidi sono strasicuri,

mentre gli intelligenti

sono pieni di dubbi”.

(Bertrand Russell)

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