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B978-3-437-42258-4.00001-X

10.1016/B978-3-437-42258-4.00001-X

978-3-437-42258-4

Flussdiagramm für die Erstellung eines klinisch-chemischen Befunds.

[M588]

Zielscheibe als Beispiel für Präzision und Richtigkeit.

[L157]

Mögliche Beziehungen zwischen Krankheit und Testergebnis.

[R132]

Veränderung von diagnostischer Sensitivität und Spezifität in Abhängigkeit vom diagnostischen Diskriminationswert („cut-off“).

  • a)

    Innerhalb eines Überlappungsbereichs klinisch-chemischer Ergebnisse kommt es zu falsch positiven und falsch negativen Werten.

  • b)

    Eine Erhöhung des „cut-off“-Werts erhöht die Spezifität und erniedrigt die Sensitivität.

  • c)

    Eine Erniedrigung des „cut-off“-Werts erhöht die Sensitivität und erniedrigt die Spezifität.

[E934]

NormalverteilungNormalverteilung: Mittelwert (), Standardabweichung (s).

[M588]

 Klinisch-chemische Basisuntersuchungen.

Tab. 1.1
Parameter Kenngröße
Elektrolyte Na+, K+, Ca2+
Retentionsparameter Kreatinin, Harnstoff
Enzyme ALAT (GPT), ASAT (GOT)
Stoffwechselparameter Glukose, Gesamtprotein
Entzündungsmarker CRP, BSG
Gerinnungsparameter Quick, PTT
Kleines Blutbild Hb, Leukozyten, Thrombozyten

 Häufig verwendete Röhrchenzusätze und ihre Einsatzgebiete.

Tab. 1.2
Zusatz Blutbestandteil Funktion Einsatzgebiet
Plastikkügelchen Serum Gerinnungsförderung Eiweißelektrophorese, klinische Chemie
Li-Heparin Plasma Thrombinhemmung Fast alle klinisch-chemischen Parameter
Na-Fluorid Plasma Hemmung der Glykolyse Glukose, Laktat
Na-Zitrat Plasma Komplexierung von Ca2+ Gerinnung, BSG
EDTA Vollblut Komplexierung von Ca2+ Hämatologie

 Beispiele für Beeinflussung von Laborwerten.

Tab. 1.3
Fehlerquelle Auswirkung
Körperliche Anstrengung, Reanimation CK ↑
Immobilisierung Kreatinin ↓, CK ↓, Katecholamine ↓
Rektale Palpation PSA ↑
Psychische Belastung Kortisol ↑ und damit Blutzucker ↑
Lichtexposition der Proben Bilirubin ↓ (ca. 50 % pro Stunde!)
Mittelfristige Proteinzufuhr Harnstoff
Zirkadiane Rhythmik Hormone (Kortisol, TSH, Sexualhormone)
Thiaziddiuretika Harnsäure ↑, Cholesterin ↑
Rauchen CO-Hb ↑, CEA ↑, Cholesterin ↑
Alkoholabusus MCV ↑, GGT ↑, Transaminasen ↑

Allgemeiner Teil

    Grundlagen
  • 1

    Präanalytik2

  • 2

    Befundinterpretation4

Präanalytik

PräanalytikDie klinische Chemie umfasst die Anwendung chemischer, molekularer und zellulärer Konzepte für das Verständnis und die Prüfung von menschlicher Gesundheit und Krankheit. Neben der Diagnostik von Erkrankungen werden klinisch-chemische Untersuchungen auch zum Screening, zur Therapieüberwachung und zur Prognoseeinschätzung herangezogen.

Labordiagnostik

LabordiagnostikEine rationelle Labordiagnostik sollte schnell, ökonomisch und mit der kleinstmöglichen Belastung für den Patienten erfolgen. Breite Screeninguntersuchungen nach dem „Schrotschussprinzip“ führen nicht selten zu unnötigen Folgeuntersuchungen und widersprüchlichen Befunden. Sinnvoller ist es, im Sinne einer Stufendiagnostik Basisuntersuchungen (Tab. 1.1) durchzuführen. Diese können ggf. indikationsbezogen erweitert werden, z. B. HbA1c bei Diabetes mellitus oder Kreatinin-Clearance bei Nierenerkrankungen. Zudem sollte bei jeder Kontrolluntersuchung (nicht zu früh durchführen!) die klinische Notwendigkeit, d. h. die Konsequenzen für Diagnose und Therapie, überdacht werden.
Grundlage für die Erstellung eines klinisch-chemischen Befundes ist eine präzise Indikationsstellung (Abb. 1.1), die wiederum pathophysiologische und pathobiochemische Grundkenntnisse voraussetzt. Laboruntersuchungen sollten nicht um ihrer selbst willen durchgeführt werden, Anamnese und klinische Untersuchungen stehen immer vor der Laboranforderung. In die Befundinterpretation gehen analytische und medizinische Kriterien mit ein. Dabei ist auf Einflussgrößen und Störfaktoren zu achten, die die Analyse beeinflussen können.

Untersuchungsmaterialien und Probenentnahme

UntersuchungsmaterialienProbenentnahmeAls Spezimen wird das Untersuchungsgut (Probe), als Analyt der zu bestimmende Parameter bezeichnet. Mithilfe qualitativer Verfahren kann untersucht werden, ob eine bestimmte Substanz in der Probe vorliegt. Quantitative Verfahren geben hingegen konkrete Mengen, Konzentrationen oder Aktivitäten an. Semiquantitative Verfahren, die z. B. bei vielen Teststreifenuntersuchungen Anwendung finden, zeigen nur einen Näherungsbereich an.

Blut

BlutuntersuchungVenöses Blut und arterialisiertes Kapillarblut stellen mit Abstand das häufigste Untersuchungsmaterial in der Labordiagnostik dar.
Vor der venösen Blutabnahme sollte der Patient für mindestens 15 min seine Körperlage beibehalten. Aufrichten aus dem Liegen führt durch Erhöhung des hydrostatischen Drucks zu einem Austritt von Wasser aus dem Intravasalraum in den Interstitialraum. Dies hat einen Konzentrationsanstieg von Makromolekülen (z. B. Lipoproteine) zur Folge. Auch proteingebundene kleine Moleküle sind davon betroffen (z. B. Ca2+).
Das Infektionsrisiko bei der Venenpunktion ist gering, sodass ein einmaliges Auftragen von Hautdesinfektionsmittel (nicht Händedesinfektionsmittel!) mit einer Einwirkzeit von 30 s ausreicht.
Die Venenstauung sollte maximal 2 min betragen, da es sonst leicht zu Hämolysen mit Freisetzung intraerythrozytärer Moleküle (K+, LDH, Hb) kommt. Schnelle Aspiration führt ebenfalls zu Hämolyse.
Durch schnelles Öffnen und Schließen der Faust, das die Blutabnahme erleichtern soll, wird K+ aus Muskelzellen freigesetzt und K+ fälschlicherweise zu hoch bestimmt (Kap. 7).
Das entnommene Blut wird je nach Einsatzgebiet mit unterschiedlichen Zusätzen versehen (Tab. 1.2). Bei mehreren Röhrchen sollte Nativblut, z. B. für Blutkulturen, immer als Erstes abgenommen werden, um Kontaminationen zu vermeiden. Das Gerinnungsröhrchen sollte wegen Freisetzung von Gewebefaktoren nie am Anfang stehen!
Kapillarblutuntersuchungen werden v. a. zur Blutgasanalyse und zur Blutzuckerbestimmung eingesetzt und spielen wegen der leichten Durchführbarkeit vor allem in der Pädiatrie und Geriatrie eine wichtige Rolle. Die Entnahmestelle (Ohrläppchen, Fingerbeere) wird zunächst mit warmem Wasser hyperämisiert. Nach Hautdesinfektion erfolgt die Punktion mit einer Einmallanzette, und der erste Blutstropfen wird verworfen. Die Blutprobe wird anschließend in dem entsprechenden Spezialgefäß, z. B. Blutgaskapillare, aufgefangen.
Bei Kapillarblutentnahmen besteht eine erhöhte Hämolysegefahr, sodass Gerinnungsanalysen einschließlich Thrombozytenzählung unzuverlässig sind. Das Gewebe sollte während der Entnahme nicht zu stark komprimiert werden, um eine Hämodilution durch Interstitialflüssigkeit zu vermeiden.
Arterienpunktionen zur Bestimmung der Blutgase werden in der Regel bei stark zentralisiertem Kreislauf durchgeführt, da hier aus den Kapillaren kaum arterialisiertes Blut zu gewinnen ist.

Urin

UrinuntersuchungSpontanurin wird für den Routine-Urinstatus entnommen. Für orientierende bakteriologische Untersuchungen wird der Mittelstrahlurin (MSU) verwendet, bei dem die ersten 50 ml verworfen und im Anschluss daran ca. 5 ml in einem sterilen Transportgefäß aufgefangen werden. Die letzte Miktion sollte dabei nicht weniger als 3 h zurückliegen. Der Sammelurin wird für Exkretionsbestimmungen (z. B. Kreatinin-Clearance) verwendet. Meist wird über 24 h gesammelt, z. B. von 8 Uhr bis 8 Uhr des Folgetags. Das Sammeln beginnt und endet mit einer leeren Blase, d. h., vor Beginn wird die Blase entleert und der Urin verworfen und danach alle Miktionen, einschließlich der letzten des Folgetags, gesammelt. Der Urin muss kühl und dunkel aufbewahrt werden.

Fehlermöglichkeiten

Die Präanalytik umfasst alle Arbeitsschritte, die vor der eigentlichen Laboranalyse liegen (Probenentnahme, Transport und Aufbereitung). Die Laboranalyse kann dabei durch sog. Einflussgrößen und Störfaktoren beeinflusst werden (Tab. 1.3).
Einflussgrößen sind bereits in vivo wirksam und vom Messverfahren völlig unabhängig. Zu ihnen zählen Individualfaktoren (Alter, Geschlecht, Rasse, Gewicht, Ernährung, körperliche Aktivität, psychische Faktoren, Medikamente, operative Eingriffe etc.) und die Entnahmebedingungen (Körperlage, artifizielle Hämolyse, Tageszeit, Lokalisation der Entnahme, Transport, Lagerung etc.).
Störfaktoren werden erst in vitro wirksam, indem sie mit der zu analysierenden Substanz methodisch interferieren und damit zu falschen Messergebnissen führen. Zu ihnen zählen Hämoglobin (v. a. photometrische Messungen), endogene Faktoren (Leukozytose, Hämatokrit, Bilirubin, Kryoglobuline, Paraproteine) und medikamentenbedingte Störfaktoren.

ZUSAMMENFASSUNG

  • Klinisch-chemische Untersuchungen dienen der Diagnostik von Erkrankungen, Therapieüberwachung, Screening und Prognoseeinschätzung.

  • Die wichtigste Voraussetzung für eine rationelle Labordiagnostik ist die präzise Indikationsstellung. Im Sinne einer Stufendiagnostik können Basisuntersuchungen je nach Indikation um spezifischere Untersuchungen erweitert werden.

  • Die meisten Laboruntersuchungen (Elektrolyte, Substrate, Enzyme) werden im Serum (ohne Antikoagulans) bzw. Plasma (mit Antikoagulans) durchgeführt.

  • Laborergebnisse können durch Einflussgrößen (methodenunabhängig) und Störfaktoren (methodenabhängig) beeinflusst werden.

Befundinterpretation

BefundinterpretationFür eine korrekte Befundinterpretation muss zunächst die Laboranalyse, d. h. die Messung der zu bestimmenden Substanz, durch den Laborarzt beurteilt werden. Dies umfasst die Beurteilung der eingesetzten Methodik (Präzision, Richtigkeit, analytische Sensitivität und Spezifität) sowie des Analyseergebnisses (interne und externe Qualitätskontrollen). Anschließend wird der Befund durch den behandelnden Arzt im medizinischen Kontext bewertet.

Analytische Beurteilung

Präzision und Richtigkeit

Die PräzisionPräzision beschreibt die Übereinstimmung wiederholter Messungen (Reproduzierbarkeit) als Maß für die Streuung der Messwerte um den Mittelwert. Dadurch werden zufällige Fehler erkannt. Man unterscheidet die Präzision in Serie, bei der am gleichen Tag Mehrfachmessungen erfolgen, von der Präzision von Tag zu Tag, bei der die Streuung für gewöhnlich höher ist. RichtigkeitsbestimmungenRichtigkeitsbestimmungen erfassen die Differenz zwischen Ziel- und Istwert und decken damit systematische Fehler auf. Die Ermittlung des Zielwerts erfolgt durch eine Kontrollprobe. Am Beispiel einer Zielscheibe werden die beiden Begriffe in Abbildung 2.1 illustriert.

Analytische Sensitivität und Spezifität

Spezifität, analytischeSensitivität, analytischeDie analytische Sensitivität ist das Maß für das Nachweisvermögen einer Methode. Sie spielt v. a. bei der Messung von Substanzen in sehr niedrigen Konzentrationen eine wichtige Rolle, z. B. bei der Bestimmung von Spurenelementen, Hormon- und Medikamentenspiegeln. Durch den Einsatz enzymatischer Methoden ist bei den meisten Methoden die analytische Spezifität, d. h. die ausschließliche Bestimmung des zu messenden Analyten, in der Regel gewährleistet. Dennoch sollten auch hier Störfaktoren, z. B. Medikamente, beachtet werden. Beide Begriffe dürfen nicht mit der diagnostischen Sensitivität und Spezifität von Testverfahren (s. u.) verwechselt werden!

Qualitätskontrolle

QualitätskontrolleDie Freigabe einer Analyseserie erfolgt erst nach Durchführung interner Qualitätskontrollen (Richtigkeits- und Präzisionskontrollen), die den jeweiligen Anforderungen genügen müssen.
Es gilt die Faustregel, dass Laborwerte von Tag zu Tag um ± 10 % schwanken dürfen, im Extremfall also 20 %, wenn beide Messungen jeweils am Ende des erlaubten Bereichs liegen. Bei externen Qualitätskontrollen, den sog. Ringversuchen, werden Kontrollproben an verschiedene klinische Laboratorien verschickt und die Messergebnisse wieder an das Referenzinstitut zurückgesendet.

Medizinische Beurteilung

In der Verantwortung des behandelnden Arztes liegt die medizinische Beurteilung der Analyseergebnisse. Sie gliedert sich in folgende Teilschritte:
  • In der TranversalbeurteilungTransversalbeurteilung wird das Ergebnis mit den Referenzwerten bzw. -intervallen verglichen. Die Referenzwerte beziehen sich auf ein genau definiertes, gesundes Patientenkollektiv. Isoliert auftretende Laborwerte außerhalb des Referenzbereichs sind daher nicht notwendigerweise pathologisch.

  • Die LongitudinalbeurteilungLongitudinalbeurteilung betrachtet die Laborwerte im Verlauf. Hierbei müssen auch immer analytische Schwankungen von Tag zu Tag in Betracht gezogen werden.

  • Mit der PlausibilitätskontrollePlausibilitätskontrolle werden grobe Fehler (Patientenverwechslung, Übertragungsfehler etc.) aufgedeckt und die biologische Möglichkeit anhand Extremwertkontrolle und Konstellationskontrolle überprüft. Bei Niereninsuffizienz z. B. mit deutlichem Kreatininanstieg muss immer auch der Serumharnstoff erhöht sein.

  • Die medizinische Beurteilung wird schließlich durch die zusammenfassende Betrachtung (SynopsisSynopsis) aus Anamnese, Laborwerten, Diagnose, Therapie und Verlauf vervollständigt.

Diagnostische Sensitivität und Spezifität von Testverfahren

Unter ValiditätValidität versteht man die Brauchbarkeit eines Testverfahrens, d. h. die Übereinstimmung zwischen dem Testverfahren und dem, was zu messen beabsichtigt war. Die Beziehungen zwischen Krankheit und Testergebnis lassen sich anhand einer Vierfeldertafel darstellen (Abb. 2.2). Ein Test hat dann eine hohe diagnostische Sensitivität, wenn er alle Kranken als krank erkennt, und eine hohe diagnostische Spezifität, wenn alle Gesunden ein negatives Testergebnis aufweisen. In der Regel muss jedoch ein Kompromiss zwischen Sensitivität und Spezifität gefunden werden, da die Veränderung des Diskriminationswerts (Grenzwert zwischen „normal“ und „pathologisch“) zu einer gegenläufigen Veränderung von Sensitivität und Spezifität führt (Abb. 2.3).
Der VorhersagewertVorhersagewert (prädiktiver Wert) bezieht sich auf die Testergebnisse. Der positive Vorhersagewert gibt an, wie sicher ein positives Testergebnis einen Kranken identifiziert. Umgekehrt gibt der negative Vorhersagewert an, wie sicher ein negatives Testergebnis einen Gesunden identifiziert.

Referenzwerte

ReferenzwerteReferenzwerte bzw. -intervalle beziehen sich auf ein genau beschriebenes, gesundes Probandenkollektiv (Referenzgruppe) und gelten für eine genau beschriebene Methode. Der einzelne klinisch-chemische Befund wird dieser Referenzgruppe gegenübergestellt. Für die Festlegung der Referenzintervalle legt man eine Normalverteilung (Abb. 2.4) zugrunde, wenngleich biologische Werte in der Regel eher kompliziertere Verteilungen aufweisen. Im Referenzintervall liegen üblicherweise 95,5 % der Werte im Bereich ± 2 s, Werte außerhalb der ± 3 s-Grenze gelten als pathologisch.

ZUSAMMENFASSUNG

  • Mit Präzisionskontrollen werden zufällige Fehler, mit Richtigkeitsbestimmungen systematische Fehler aufgedeckt.

  • Analytische Sensitivität und Spezifität beziehen sich auf die zu messende Substanz.

  • Zur medizinischen Beurteilung sind diagnostische Sensitivität und Spezifität bzw. positiver und negativer Vorhersagewert von Bedeutung.

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