Laboratorieprocessen

Kurs: MDBI Del: 03 Klinisk Kemi

Målsättning

Kunskap och förståelse — studenten ska:

Färdigheter — studenten ska:

  • Kunna tillämpa kunskaper om pre- och postanalytiska felkällor för att bedöma rimligheten i analyssvar.
  • Kunna visa ett kritiskt och vetenskapligt förhållningssätt avseende mätvariabler.
  • Ha insikt om arbetssättet på ett kliniskt kemiskt laboratorium.

Innehållet är en central del av TBL-momentet “Diagnosteori”.

Laboratorieprocessens tre faser

En beställd analys sätter igång en hel kedja av händelser innan svaret når beställande läkare. Varje enskild del av kedjan — och hur den utförs — påverkar analysresultatet och måste tas med i beräkningen vid bedömningen.

  • Preanalys: allt som händer innan analysen utförs.
  • Analys: det som sker på laboratoriet.
  • Postanalys: det som sker efter analysen — vidimering i journalen, tolkning av resultatet (normalt/avvikande) samt de medicinska åtgärder tolkningen leder till.

Utöver processen fram till diagnos ska beställande läkare även jämföra analyssvaret med tidigare resultat eller med behandlingsmål om patienten redan behandlas.

Schematiskt händelseförlopp (kedjan i figuren):

Definition

Preanalys, analys och postanalys definieras utifrån tidpunkten relativt själva mätningen — inte utifrån var i organisationen arbetet utförs. Provsortering och centrifugering inne på laboratoriet är alltså fortfarande preanalys.

Diagnostiska problemställningar

Preanalys

  • Den preanalytiska fasen anses vara den del av processen där de flesta misstag och fel uppstår.
  • Preanalytisk och postanalytisk fas ligger organisatoriskt till stor del utanför laboratoriet.
  • Varje laboratorium har provtagningsanvisningar på webben (lätta att uppdatera, tillgängliga för både sjukvårdspersonal och patienter). Där anges:
  • Rätt remiss och rätt provtagningsunderlag ska användas, och patienten ska få rätt information om förberedelser.
  • Identitetskontroll: etiketter färdigställs före provtagningen. Provtagaren är skyldig att identifiera patienten genom id-handling, att patienten själv uppger personnummer och namn, eller kontroll mot ID-band.
  • Märkning av rören ska ske i samband med provtagningen, direkt efter identitetskontrollen, före provtagningen och alltid i patientens närvaro.

Tenta-fokus

Preanalysen är den vanligaste felkällan i hela laboratorieprocessen. Märkning av rör sker i patientens närvaro, efter identitetskontroll — aldrig i förväg på expeditionen och aldrig i efterhand.

Blodprovstagning

Vanliga preanalytiska fel vid blodprovstagning:

Kroppsläge och plasmavolym

Klinisk pärla

En inneliggande patient som provtas liggande får utspädda värden jämfört med mottagningspatienten som satt i 15 minuter. Skillnaden på 6–10 % i plasmavolym räcker för att förklara “oförklarligt” sjunkande Hb eller kalcium vid inläggning.

Provtransport

  • Prover som tas utanför laboratoriet ska förvaras och transporteras på ett tillfredsställande sätt.
  • För vissa prover — t.ex. blodgaser och en del koagulationsprover — är det viktigt att de omgående når laboratoriet för att kunna analyseras eller tas om hand och centrifugeras.
  • Uppgifter om snabb transport, kylförvaring och liknande finns i respektive laboratoriums provtagningsanvisningar.
  • Vid långa transporter måste hänsyn tas till yttertemperaturen — extrem kyla eller värme ska undvikas.

Analys på laboratoriet

  • Fördelning och förberedelse av proverna inne på laboratoriet hör fortfarande till den preanalytiska processen.
  • Många större laboratorier har en preanalytisk robot som sköter centrifugering, uppdelning av prov i flera rör, märkning och sortering. Automatiseringen minskar risken för fel orsakade av den mänskliga faktorn och besparar personalen monotona och ergonomiskt ofördelaktiga uppgifter.
  • Den analytiska processen sker antingen på ett sjukhuslaboratorium eller på ett laboratorium inom närvården.
  • Alla kliniskt verksamma laboratorieorganisationer är idag ackrediterade och har dokumenterade rutiner för personalutbildning, instrumentskötsel, analysarbete och kvalitetskontroller som måste följas.

Interna och externa kvalitetskontroller

Laboratoriet använder både interna och externa kontroller: interna för att skapa sig en bild av mätosäkerheten, externa för att kolla nivån (riktigheten).

  • Intern kvalitetskontroll: utförs med särskilt berett provmaterial där “bör-värden” eller acceptansintervall är kända för den som utför mätningen.
    • Kontrollprover bör finnas på minst två olika nivåer.
    • Kontrollproverna behandlas på exakt samma sätt som patientproverna.
    • Alla kontrollvärden arkiveras och sammanställs för att illustrera mätosäkerheten.
  • Extern kvalitetskontroll: laboratoriet deltar i ett nätverk för att jämföra mätningarnas riktighet mellan olika laboratorier.
    • Ett kontrollorgan distribuerar provmaterial med okända värden.
    • Värdena samlas in centralt; medelvärde och spridning beräknas för deltagande laboratorier.
    • I Sverige organiserar det nationella organet EQUALIS externkontroll för alla vanliga analyser.

Tenta-fokus

Intern kontroll = känt värde, egna laboratoriet, speglar precision/mätosäkerhet. Extern kontroll = okänt värde, jämförelse mellan laboratorier (EQUALIS), speglar riktighet/nivå. Blanda inte ihop dem.

Kalibrering och spårbarhet

Ackreditering

  • Ackreditering finns till för att verksamheten ska utföras opartiskt, korrekt och grundas på internationellt erkända standarder.
  • Ackreditering sätter en nivå för kvaliteten och ställer krav på kvalitetssystem, kompetens och dokumentation.
  • Laboratoriet ansöker om ackreditering hos den statliga myndigheten SWEDAC.
  • Laboratoriet åtar sig att:
    • följa myndighetens regler och fortlöpande underkasta sig dess kontroll
    • införa ett kvalitetssystem som ska finnas beskrivet i en kvalitetshandbok
    • ha detaljerade beskrivningar för varje del av den praktiska verksamheten
  • SWEDAC gör en ingående granskning där sakkunniga experter ingår; när allt godkänts utfärdas ett ackrediteringsbevis på laboratoriets kompetens.
  • Ackrediteringen är giltig i alla länder i Västeuropa som samarbetar i EA (European Cooperation for Accreditation), och i länder utanför Europa som har avtal med EA.
  • I säkerhetsarbetet ingår också ett strukturerat omhändertagande av klagomål och tillbud.

Mätmetoders tillförlitlighet

Analytisk sensitivitet och specificitet

Dessa begrepp beskriver metodens mätprestanda och ska skiljas från diagnostisk sensitivitet och specificitet, som anger metodens kliniska egenskaper.

Tenta-fokus

Analytisk sensitivitet = detektionsgräns (hur lite metoden kan mäta). Diagnostisk sensitivitet = andel sjuka som fångas. Klassisk förväxling på tentan.

Mätosäkerhet, mätfel och precision

Alla mätningar har ett visst mätfel och en viss mätosäkerhet — begreppen har olika betydelse.

BegreppBetydelse
MätfelSkillnaden mellan ett funnet värde och det sanna värdet (som dock sällan är känt)
MätosäkerhetIntervall kring det funna värdet, där det sanna värdet med viss sannolikhet finns
Riktighet (accuracy, trueness)Hur nära mätresultaten överensstämmer med det sanna värdet
Systematiska fel (bias)Den del av mätosäkerheten som man kan fastställa och korrigera för
Slumpvariation (random errors)Följer en viss fördelningsfunktion; går inte att korrigera för
PrecisionHur väl mätresultat reproduceras vid upprepad mätning på samma prov, dvs. slumpvariationen
ReproducerbarhetMått på mätosäkerhet som tar hänsyn till bl.a. reagensbyten och omkalibreringar

Beräkning av mätosäkerhet kan göras på olika sätt och ger då olika resultat:

  • Inom serie: upprepade mätningar görs vid samma tillfälle.

  • Mellan serie: mätningar görs i olika serier, vid olika tillfällen.

  • Ackrediterade laboratorier måste fortlöpande beräkna mätosäkerheten; beräkningarna görs i allmänhet utifrån analysresultat från mätningar på internkontroller. Felen kan då uttryckas som SD- eller CV-värden, giltiga över lång tid.

  • Utöver den statistiska mätosäkerheten finns alltid en liten risk för extraordinära fel (mänskliga misstag, särskilda faktorer hos den enskilda patienten, instrumenthaveri) som kan påverka värdet.

Klinisk pärla

En mätosäkerhetsangivelse är ingen absolut garanti för att resultatet hamnat inom ett visst intervall från det “sanna” värdet. Krävs en sådan garanti måste mätningen göras flera gånger och helst med av varandra oberoende metoder — så görs ofta vid rättskemiska undersökningar.

Postanalys

  • Den postanalytiska processen innebär att analysresultatet förs in i patientens journal och är till största delen datoriserad.
  • På de flesta sjukhus går analyssvaren elektroniskt över till laboratoriedatorsystemet, som kan nås från avdelningar och mottagningar. Svaren går sedan även elektroniskt över till journalsystemet — det gäller även analyssvar från sjukhuslaboratorier ut till primärvårdsenheterna.
  • Den elektroniska svarsrapporteringen har undanröjt många av de fel som manuell inskrivning medförde.
  • Kvarstående nackdel: samtliga analysresultat måste vidimeras elektroniskt i journalen av behandlande läkare, vilket utgör en stor belastning framför allt på akutmottagningar. Därför kan viktiga kommentarer som hör ihop med vissa analyssvar missas — och fel slutsatser dras.

Tenta-fokus

Klassisk postanalytisk felkälla: läkaren vidimerar en lång svarslista snabbt och missar laboratoriets kommentar (t.ex. “hemolyserat prov”, “provet taget ur infart”). Kommentaren är en del av svaret, inte en detalj.

Bedömning av analysresultat (post-postanalys)

Mätresultatet jämförs ofta med:

För att upptäcka sjukdom med kliniskt kemiska analyser torde tidigare analysresultat från samma individ vara den optimala referensen. Eftersom sådana ofta saknas används referensintervall och beslutsgränser baserade på analysresultat från grupper av andra individer.

Referensintervall

Tenta-fokus

Referensintervallet omfattar per definition 95 % av de subjektivt friska. Det innebär att 5 % av friska personer per automatik hamnar utanför — ett värde strax utanför intervallet är därför inte synonymt med sjukdom. Minst 120 individer, 2,5- och 97,5-percentilen, icke-parametrisk statistik.

Patientens eget normalområde

Beslutsgränser

Klinisk pärla

Tre olika jämförelsenormer, tre olika frågor: referensintervall = “är värdet vanligt bland friska?”, eget normalområde = “har det hänt något med just den här patienten?”, beslutsgräns = “vid vilket värde ska jag agera?”.

Algoritmer som bedömningsstöd

AlgoritmOrgan / frågeställningIngående kliniskt kemiska analyser
FIB-4 ScoreLevern — sannolikheten för avancerad levercirrosASAT, B-Trombocyter, ALAT

Laboratoriemetodernas diagnostiska träffsäkerhet

Beräkningarna nedan beskriver en metods diagnostiska prestanda (förmåga) och är olika sätt att visa hur kliniskt användbar en analys är.

Beräkningarna förutsätter:

  • en given vald beslutsgräns som definierar negativa och positiva testresultat
  • att den studerade populationen är uppdelad i en grupp friska och en grupp sjuka individer

Fyrfältstabellen som allt utgår ifrån:

Sjukdom finnsSjukdom saknas
Positivt testresultatSant positiv (SP)Falskt positiv (FP)
Negativt testresultatFalskt negativ (FN)Sant negativ (SN)

Diagnostisk sensitivitet

  • Beräkning: antal individer med sjukdom som har positivt testresultat (sant positiva) dividerat med totalantalet individer med sjukdom.
    • SP / (SP + FN)
  • Betydelse: metodens känslighet att diagnostisera en specifik sjukdom hos individer som har sjukdomen.
  • Sensitiviteten anger sannolikheten för ett positivt resultat med den diagnostiska metoden hos dem som har sjukdomen.

Diagnostisk specificitet

  • Beräkning: antal individer utan sjukdom som har negativt testresultat (sant negativa) dividerat med totalantalet individer utan sjukdom.
    • SN / (SN + FP)
  • Betydelse: metodens förmåga att utesluta sjukdom hos friska individer.
  • Specificiteten anger sannolikheten för ett negativt resultat hos dem som är friska.

Tenta-fokus

Sensitivitet och Specificitet beräknas kolumnvis — nämnaren är antalet sjuka respektive antalet friska, alltså grupper man definierat i förväg. De är därför i princip oberoende av prevalensen. Prediktionsvärdena beräknas radvis (utifrån testresultatet) och är starkt prevalensberoende.

Prevalens

  • Beräkning: antalet individer med sjukdomen dividerat med totala antalet individer.
  • Prevalens beskriver förekomst (frekvens) av sjukdomen i en viss population.

Prediktionsvärden

Prediktionsvärdena är beroende av sensitivitet, specificitet och sjukdomsprevalensen i den studerade populationen.

  • Positivt prediktionsvärde (PV+, PPV):
    • Beräkning: antal individer med sjukdom och positivt testresultat (sant positiva) dividerat med totalantalet individer med positivt testresultat.
      • SP / (SP + FP)
    • Betydelse: sannolikheten för att ett positivt testresultat stämmer, dvs. sannolikheten för att en person med positivt testutfall har sjukdomen.
  • Negativt prediktionsvärde (PV−, NPV):
    • Beräkning: antal individer utan sjukdom och negativt testresultat (sant negativa) dividerat med totalantalet individer med negativt testresultat.
      • SN / (SN + FN)
    • Betydelse: sannolikheten för att ett negativt testresultat stämmer, dvs. sannolikheten för att en person med negativt testutfall inte har sjukdomen.

En sjukdoms prevalens har mycket stor påverkan på en tests prediktiva värde.

MetodPrevalensPV+
Sensitivitet 90 %, specificitet 70 %20 %43 %
Sensitivitet 90 %, specificitet 70 %2 %6 %

Tenta-fokus

Räkneexemplet ovan är kompendiets nyckelexempel: samma test, oförändrad sensitivitet och specificitet, men PV+ faller från 43 % till 6 % när prevalensen går från 20 % till 2 %. Slutsats: ett positivt test i en lågprevalent population (t.ex. vid screening av friska) är oftast falskt positivt.

Likelihood-kvot (likelihood ratio, LR)

  • LR beskriver det kliniska värdet av en viss testmetod: sannolikheten för att erhålla ett visst testresultat hos en sjuk person, i relation till sannolikheten att få samma resultat hos en frisk person.

  • Beräkning av odds innebär att man jämför sannolikheten för ett utfall med ett annat genom att bilda en kvot mellan sannolikheterna.

  • Positiv likelihood-kvot (LR+): kvoten av andelen korrekt påvisade fall och andelen falska alarm. Ger oddset för att sjukdomen faktiskt föreligger vid ett positivt testresultat.

  • Negativ likelihood-kvot (LR−): andelen missade fall dividerat med andelen korrekt uteslutna fall.

    • LR− = (1 − sensitivitet) / specificitet

Storleken på LR+ anger i vilken grad ett positivt utfall ökar sannolikheten för sjukdomen; LR− anger i vilken grad ett negativt utfall minskar sannolikheten.

Grad av påverkanLR+LR−
Hög grad>10<0,1
Måttlig grad>5–100,1–<0,2
Ringa grad>2–50,2–<0,5
Obetydligt>1–20,5–<1
Ingen påverkan11
  • Tolkningsexempel: LR+ = 10 innebär att sannolikheten för ett positivt analysresultat är 10 gånger högre om man har sjukdomen än om man inte har den. LR− = 0,1 innebär att sannolikheten för ett negativt analysresultat är 10 gånger (1/0,1) lägre om man har sjukdomen jämfört med om man inte har den.
  • Kvoten LR+/LR− kallas diagnostiskt odds ratio (DOR, oddskvot) och ger ett enda värde för bedömning av metodens diagnostiska prestanda.
  • LR används allt mer vid utvärdering av hälso- och sjukvårdens metoder, särskilt vid systematiska översikter där diagnostiska och prognostiska data sammanfattas — t.ex. när SBU (Statens beredning för medicinsk utvärdering) sammanställer sina systematiska litteraturöversikter i SBU-rapporter.

Klinisk pärla

Fördelen med LR jämfört med sensitivitet/specificitet är att LR kan användas direkt på den enskilda patienten: förtestsannolikhet × LR ger eftertestsannolikhet. Ett test med LR+ nära 1 tillför ingenting, hur “bra” sensitiviteten än låter.

Screening av en population

  • Med Screening avses undersökningar av individer i en population för att diagnostisera ett tillstånd, utan att individerna nödvändigtvis uppvisar några tecken på tillståndet eller själva söker hjälp för det.
  • Screening kan riktas till:
  • Det som karaktäriserar screening är att initiativet inte kommer från individen själv eller från individens hjälpsökande, utan från samhället (t.ex. hälso- och sjukvården).
  • Avsikten är att hitta tillståndet tidigt i befolkningen, så att behandlingsmetoder kan minska risken för lidande och dödsfall.

Nackdelar med screening, även när den leder till tidigare diagnos:

WHO:s kriterier (1968) för effektiv screening — bland annat:

  • det sökta tillståndet ska vara ett viktigt problem
  • det ska finnas en effektiv behandling för dem som har tillståndet
  • screeningmetoden ska vara tillförlitlig och acceptabel för befolkningen
  • kostnaden för screening (inklusive diagnos och behandling) bör vara ekonomiskt balanserad i förhållande till utgifter

Exempel på tillstånd där hälso- och sjukvården valt att inte screena:

  • Aids — tidigare saknades effektiv behandling
  • Prostatacancer — idag saknas tillförlitliga screeningmetoder

Tenta-fokus

Motiveringarna till varför man avstår screening är olika för de två exemplen: aids historiskt pga. avsaknad av effektiv behandling, prostatacancer pga. avsaknad av tillförlitlig screeningmetod. Detta är exakt det slags detalj som frågas efter.

Sensitivitet och specificitet vid ohälsosam alkoholkonsumtion

Kompendiets exempel, formulerat som andelar i en population:

Klinisk pärla

Vid screening prioriteras hög sensitivitet i första steget (missa ingen), och de positiva följs upp med ett mer specifikt test. Den strategin är nödvändig eftersom PV+ annars blir lågt i en lågprevalent population.

Screeningprogram för riskfaktorer och riskmarkörer