PT-INR: vergelijking en validatie van de microINR® vs de CoaguChek® en capillaire versus veneuze afname

  • 12 min.
  • Wetenschap

Samenvatting

In deze validatiestudie is de microINR, een vernieuwd PT-INR (zelf)meetapparaat, geëvalueerd. Er is een dubbel vergelijkend onderzoek gedaan: zowel met een andere capillaire vingerprikmethode (CoaguChek) als met de veneuze PT-INR-meting (ACL-TOP 750). Daarnaast is de analytische precisie, juistheid en de gebruiksvriendelijkheid onderzocht.

De correlatie van de dubbel-metingen in capillair volbloed (n = 469) laten een R van 0,9545 en bias van -3,44% zien tussen de microINR en CoaguChek. Vergeleken met de veneuze PT-INR (n = 210) is de R = 0,9706 en de bias -4,97%. De precisie van de microINR laat een CV zien van 5,6% (INR-waarde: 2,0). Belangrijkste gebruikersvoordelen zijn: het gebruik van een enkele meetchip, per stuk verpakt, die passend bij de meetfrequentie van individuele patiënten kan worden uitgegeven, accuduur en mogelijkheid om de meter naar de vinger toe te bewegen voor de meting.

Voor het capillair meten van een PT-INR is de microINR een volwaardig alternatief voor de CoaguChek. Er is een methodeverschil waar rekening mee moet worden gehouden. Analytisch voldoet de meter aan geldende criteria. In het gebruikersgemak zijn er voordelen en voor het koppelen en externe kwaliteitsmetingen zijn er mogelijkheden beschikbaar.

Introductie

Point-of-care PT-INR-metingen uit een vingerprik worden veelvuldig ingezet om patiënten die Vitamine-K-antagonisten (VKA) gebruiken te monitoren en correct te (laten) doseren. Deze metingen kunnen door de trombosedienst, op een prikpost, poli bloedafname en via een thuisprik worden uitgevoerd of door de patiënt zelf. Op dit moment is het aanbod van mogelijkheden voor deze vingerprik-INR-meting beperkt, er is namelijk maar één grote speler op de markt in Nederland; de CoaguChek (Roche Diagnostics). Belangrijkste reden hiervoor is de analytische kwaliteit. De CoaguChek was het enige apparaat dat aan geldende kwaliteitscriteria en (internationale) certificering kon voldoen. Verschillen in meetmethode, INR-waarden en de voor- en nadelen in gebruik kunnen pas vergeleken worden als er een marktwaardig alternatief voor handen is. In de krimpmarkt van de VKA, doordat er steeds vaker een DOAC als antistolling wordt voorgeschreven, is er een (ver)nieuw(d) point-of-care PT-INR zelfmeetapparaat beschikbaar gekomen: de microINR van de firma iLine Microsystems. Tussen 2013-2018 werd dit apparaat al eerder getest, met wisselende resultaten (1-5). Bij de meest recente versie van het apparaat is er een herkalibratie geweest tegen de internationale standaard rTF/16 in de meetmethode, als reactie op de wisselende bevindingen.

Tot op heden is er voor dit vernieuwde zelfmeetapparaat enkel onderzoek door de firma zelf uitgevoerd. In dit validatie-onderzoek zijn de analytische prestaties van dit apparaat onderzocht. De microINR is uitgebreid vergeleken met de CoaguChek en daarnaast is ook het verschil tussen een capillaire vingerprik en een veneuze afname (PT-INR, ACL-TOP, IL/Werfen) onderzocht. Voor de analytische precisie zijn verschillende QC-monsters uitgebreid getest. Als criteria werden geldende, onafhankelijke (internationale) criteria gehanteerd. Tenslotte is de gebruiksvriendelijkheid van de microINR onderzocht door middel van een korte enquête onder patiënten en zorgverleners.

Materiaal en methode

MicroINR-meetmethode

Het meetprincipe van de microINR is gebaseerd op microfluidics. Het gedrag van de vloeistof - in dit geval stollend bloed - wordt geanalyseerd op micrometerschaal. De chip van de microINR (figuur 1) bevat een microkanaal welke splitst en uitmondt in twee afzonderlijke microreactoren. Deze microreactoren lopen ieder uit in een microcapillair kanaal: een controlekanaal en een meetkanaal. Beide microreactoren bevatten tromboplastine en het controlekanaal bevat ook humane stollingsfactoren om het bloed van de patiënt te normaliseren. Wanneer een bloedmonster (S) op de chip wordt aangebracht, dan wordt de stollingscascade direct geactiveerd in beide microreactoren. Vanuit de microreactor wordt het geactiveerde bloed door middel van capillaire werking in een microkanaal gezogen. Doordat de stollingscascade is geactiveerd en het bloed stolt, verhoogt de viscositeit van het bloed. Hoe meer het bloed is ontstold, hoe lager de viscositeit en hoe verder het bloed door het microkanaal stroomt. De stromingssnelheid van het bloed door de microkanalen wordt optisch gemeten, vergeleken met het controlekanaal en omgezet in een INR-waarde. Bij elke meting vindt er tegelijkertijd een controlemeting plaats. Als het bloed in beide microkanalen even ver en snel stroomt, wordt dit via een algoritme omgezet in een INR-waarde van 1,0.

Figuur 1. Weergave van de meetmethode op de chip voor de microINR.
Figuur 1: Weergave van de meetmethode op de chip voor de microINR. Afbeeldingen gebaseerd op bijsluiter microINR Chips, iLine Microsystems (6).

Precisie en methodevergelijking

De analytische precisie van de microINR is bepaald door drie verschillende levels EQC-materiaal (ECAT) meerdere keren achter elkaar te meten (15 maal per level). Tevens is er controlemateriaal van IL/Werfen gemeten volgens het CLSI-EP5A-precisieprotocol (10 dagen, tweemaal per dag in duplo). Voor de juistheid is er beperkt materiaal beschikbaar; hiervoor werd eenmalig deelgenomen aan de internationale EQC van Labquality EQAS (Helsinki, Finland) om te kunnen vergelijken met de methodegroep.
Voor de methodevergelijking zijn patiënten geïncludeerd die worden begeleid door de trombosediensten van het Elisabeth-Tweesteden Ziekenhuis (ETZ) en het Bravis ziekenhuis (Accureon BV). Bij deze patiënten (n = 469) is er volbloed verkregen door middel van een capillaire afname (vingerprik). In dit bloed is gelijktijdig een PT-INR-waarde gemeten met de microINR en de CoaguChek. Bij een deel van deze patiënten (n = 210) heeft daarnaast een veneuze afname plaatsgevonden om de INR te meten in plasma met de ACL-TOP 750 (IL/Werfen). Er werden ook 20 personen die niet met VKA werden behandeld gemeten met de microINR en ACL-TOP. Voor dit validatieonderzoek is een niet-WMO plichtig verklaring afgegeven door de Medisch Ethische Toetsingscommissie (METC) Brabant onder nummer: NW 2020-58. Alle data zijn geanalyseerd met behulp van het softwareprogramma EP Evaluator (Versie 12, Data innovations LLC). De correlatiecoëfficiënt is berekend met Passing-Bablok-regressieanalyse.

Gebruiksvriendelijkheid

De gebruiksvriendelijkheid van de microINR is geëvalueerd door middel van een korte enquête bij patiënten van de trombosedienst (n = 16). In deze enquête werden in totaal 19 vragen gesteld, 7 over de meet-chip van de microINR, en 12 vragen over algemene kenmerken van het apparaat en over de meting van de INR met behulp van de microINR. Tevens is een aantal zorgverleners gevraagd naar hun mening over de gebruiksvriendelijkheid van de microINR.

Resultaten

Herhaalbaarheid en precisie

De herhaalbaarheid van de microINR is bepaald met drie EQC-samples van de ECAT. De methodespecifieke target-waarde hiervan was nog niet vastgesteld, omdat het een nieuwe methode betreft. De SD en VC zijn voor de verschillende levels uitgerekend. De VC’s in het meetgebied 2,1 - 3,7 zijn goed vergelijkbaar en varieert van 5,4% (INR-level 3,0) tot 5,8% (INR-level 3,7) en bij een INR van 2,1 werd een VC van 5,6% gevonden (tabel 1A).

Foto tabel (zwart/wit) herhaalbaarheid microINR EQC materiaal en EP5A-precisieprotocol QC-materiaal
Tabel 1 A: Herhaalbaarheid (n = 15) van de microINR, bepaald op drie levels met behulp van EQC (ECAT)-materiaal.
B: EP5A-precisieprotocol met behulp van QC-materiaal (IL/Werfen).

Vervolgens is een CLSI-EP5A-precisieprotocol uitgevoerd met behulp van controlemateriaal van IL/Werfen om zo de precisie over 10 dagen te bepalen (tabel 1B). Deze bepalingen laten een analytische variatie zien met een totale VC van 5,6% bij een INR-waarde van 2,0. Omdat de microINR-meetmethode nog niet is opgenomen in de nationale EQC-programma’s, werd er eenmalig een EQC ronde gemeten van Labquality EQAS met geschikt materiaal voor deze methode. Zo wordt er een indruk verkregen van de juistheid door de gevonden waarde te vergelijken met de methodeconsensus. Bij deze internationale EQC is een grote methodegroep, waar de microINR onderdeel van uitmaakt. In dit (volbloed)materiaal werd een INR-waarde van 2,4 gemeten met de microINR, bij een methodeconsensus van 2,35.

Methodevergelijkingen

Grafiek (kleur) Methodevergelijking van de microINR en CoaguChek.
Figuur 2: Methodevergelijking van de microINR en CoaguChek. In capillair volbloed van 469 patiënten van de trombosedienst is de INR bepaald met zowel de microINR als de CoaguChek.

Vervolgens is er een uitgebreide methodevergelijking bij patiënten uitgevoerd. De gemiddelde INR-waarde in capillair volbloed, afgenomen via een vingerprik bij patiënten (n = 469) van de trombosedienst, werd in parallel bepaald. Deze dubbelmetingen hebben een gemiddelde INR-waarde van 2,55 voor de microINR en van 2,64 voor de CoaguChek met een R = 0,9545 en een gemiddelde bias van -3,44% (figuur 2). De spreiding van de INR-waarden is van 0,9 - 8,0, de lage waarden zijn afkomstig van personen die geen VKA gebruiken.

Bij de vergelijking van capillair volbloed met veneus afgenomen plasma wordt bij de vergelijking van de microINR en de ACL-TOP een R = 0,9706 gevonden met een gemiddelde bias van -4,97%. Voor de CoaguChek en de ACL-TOP een R = 0,9645 en een gemiddelde bias -1,68% (figuur 3).

Grafiek (kleur) Methodevergelijking van ACL-TOP met de microINR (A) en de CoaguChek (B) voor INR-bepaling in veneus afgenomen plasma versus capillair volbloed.
Figuur 3: Methodevergelijking van ACL-TOP met de microINR (A) en de CoaguChek (B) voor INR-bepaling in veneus afgenomen plasma versus capillair volbloed. De INR-waarde van patiënten van de trombosedienst zijn bepaald met de ACL-TOP en de microINR (n = 196) of de CoaguChek (n = 210).

In tabel 2 is te zien wat de bias is op basis van de INR-waarden (INR < 2,0, INR 2,0-4,0 en INR >4,0). Hieruit blijkt dat de bias oploopt naarmate de INR oploopt, indien de microINR vergeleken wordt met de CoaguChek en bij de microINR in vergelijking met de ACL-TOP. INR-waarden >4,0 laten de grootste bias (-10,95%) zien wanneer de resultaten van de ACL-TOP en microINR worden vergeleken. De bias tussen de CoaguChek en de ACL-TOP is erg laag, bij een INR < 2,0 zelfs afwezig, en neemt niet toe voor de verschillende INR-groepen.

Foto tabel 1 (zwart/wit) Bias (%) ingedeeld op basis van INR-waarde
Tabel 2: Bias (%) ingedeeld op basis van INR-waarde.

Gebruiksvriendelijkheid

Aan de hand van een korte enquête is de gebruiksvriendelijkheid van de microINR onderzocht bij patiënten van de trombosedienst (n = 16). In de enquête moesten 19 vragen worden beantwoord met ‘helemaal oneens’ tot ‘helemaal eens’ (schaal 1-5). In figuur 4 is het gemiddelde antwoord op de vragen over gebruiksgemak te zien. De vragen over de chip van de microINR en de vragen over de meting van de INR met de microINR scoorden gemiddeld een 3,6 op een schaal van 5. Bij de opmerkingen gaven de patiënten aan dat er geen overduidelijke voorkeur was in vergelijking met de CoaguChek. Wel werden er voordelen van de microINR benoemd: het gebruik van enkel een meet-chip, de accu in plaats van batterijen en de vrijheid om de meter naar de vinger te bewegen voor een meting. De algemene kenmerken van de microINR werden gewaardeerd met een 4,0 op een schaal van 5. De zorgverleners vonden vooral de langere opwarmtijd van de microINR een nadeel. Daarentegen vonden ze het een groot voordeel dat er maar één meet-chip per meting gebruikt hoeft te worden en dat deze per stuk verpakt zijn en dus ook passend bij de individuele patiënt uit te geven zijn. Bij de CoaguChek is een chip en meet-strip nodig per meting en de strips zijn per 24 stuks verpakt.

Grafiek (kleur) Gebruiksvriendelijkheid van de microINR
Figuur 4: Gebruiksvriendelijkheid van de microINR beoordeeld door middel van een enquête die is uitgevoerd onder zorgverleners en patiënten van de trombosedienst die de meter als pilot konden proberen.

Discussie

In dit validatieonderzoek zijn twee apparaten voor het capillair meten van een PT-INR met elkaar vergeleken, waarbij de vraag was of de microINR een alternatief zou kunnen zijn voor de CoaguChek. Daarnaast zijn de waarden gemeten in de vingerprik uitgebreid vergeleken met de veneuze waarden, gemeten met de ACL-TOP. Er is onderzoek gedaan naar de analytische karakteristieken en de gebruiksvriendelijkheid van het nieuwe apparaat.

De analytische prestatiecriteria die worden gesteld voor het meten van een PT-INR verschillen enorm. Hierbij zijn de gebruikte meetmethode, de hoogte van de meetwaarde en het type materiaal uiteraard van groot belang. De SKML-tolerantiegebieden hanteren een allowable error van 5,27% en een analytische CV van 11,58% (7). ECAT hanteert voor een vingerprik PT-INR 15% als acceptabel verschil en in sommige gepubliceerde studies wordt 30% gebruikt bij INR-waarden van 2,0 - 4,5 en bij een INR-waarde < 2,0 wordt een absoluut verschil van 0.5 gehanteerd (5,8). Omdat deze verschillende criteria lastig te vergelijken zijn, is er in deze studie gekozen om de WHO-richtlijn als algemeen en studie-breed criterium te hanteren. Deze richtlijn stelt dat een verschil van 10% maximaal acceptabel is, omdat dit betekent dat medische doseeradviezen dan gelijk blijven (9). Ook in een eerdere analytische validatie is dit als criterium gebruikt (2). Een verschil van 10% is de maximaal acceptabele CV van QC-metingen en wordt ook als maximale gemiddelde bias tussen methoden geaccepteerd. De gevonden precisie van gemiddeld 5,6% over verschillende levels is zeer acceptabel. Over de juistheid is nog niet veel te zeggen omdat er nog geen methodeconsensus is. De eerste resultaten van de Labquality EQAS zijn hoopgevend. De gemiddelde bias van de microINR ten opzichte van de CoaguChek en de ACL-TOP zijn respectievelijk -3,44% en -4,97%. Met de gevonden correlatiecoëfficiënten van 0,9545 en 0,9706 zijn de methoden dus vergelijkbaar binnen het gestelde criterium.

Wat opvalt is dat de microINR lager meet dan de beide andere methoden en dat dit verschil groter wordt bij hogere INR-waarden. Er is dus een methodebias gevonden, waar rekening mee gehouden dient te worden. Voor INR > 4,0 zien we, vergeleken met de CoaguChek, een verschil van -9,86%. Deze groep bestaat uit 37 metingen met een gemiddelde INR van 4,77 voor de CoaguChek en 4,30 voor de microINR. Bij de vergelijking met de ACL-TOP werd voor de INR > 4,0 een bias van -10,95% gevonden. Deze vergelijking bestaat uit 21 metingen, waarbij de gemiddelde INR, gemeten met de ACL-TOP, 4,83 is. De vergelijking van de CoaguChek met de ACL-TOP is heel goed, voor het lage gebied wordt zelfs geen verschil gevonden. Dit bevestigt de goede analytische kwaliteit van de CoaguChek.

Om de gebruikersvriendelijkheid te onderzoeken is er een korte enquête gedaan onder zowel patiënten als zorgverleners. De gebruikers van de microINR ervaren het gebruik als prettig en eenvoudig. Als belangrijkste praktische voordelen worden vooral het feit dat er enkel een meet-chip gebruikt hoeft te worden en dat het apparaat is op te laden als duidelijke verbeteringen ervaren. Logistiek is het een groot voordeel dat de meet-chips per stuk verpakt zijn.

Concluderend: de microINR voldoet analytisch aan de geldende criteria, er wordt een methodeverschil gevonden dat acceptabel is. Het apparaat scoort goed in het gebruiksgemak. Hiermee is de microINR een alternatief voor het via de vingerprik meten van de PT-INR.

Dankwoord

De auteurs bedanken de patiënten, de medewerkers van de zelfmeetteams van de trombosediensten van het Elisabeth-Tweesteden ziekenhuis (ETZ) en Bravis ziekenhuis (Accureon BV) en de thuisprikdienst van Diagnovum.


SUMMARY

Point-of-care (self)-testing of INR values is frequently used in diagnostics and monitoring patients using anti-coagulants based on Vitamin K antagonism. Here we evaluated two point-of-care systems for capillary INR measurements. We used capillary blood samples from patients using Vitamin K antagonists that are monitored routinely for their INR value. INR values were measured simultaneously using the microINR (iLine Microsystems) and CoaguChek (Roche Diagnostics) systems. For a large subset of patients also a venous sample was measured on the ACL-TOP 750 System (IL/Werfen). For control analysis we used quality control material from different suppliers. We evaluated the accuracy, precision, repeatability, user-friendliness and correlation between the three methods. Measurements were performed by the Thrombosis Care in two separate hospitals and in the primary care setting at home. INR values in capillary blood samples between the two point-of-care systems (n=469) showed a good comparison (R=0.9545 and Bias: -3.44%). For comparison with venous blood we found R=9706 and Bias: 4,97%. Precision analysis using control material shows a CV of 5.6% (INR: 2,1). For user-friendliness features like the single use of chips, no battery change and the free-to-move device during measurement were mentioned by patients. We found a method bias for the microINR, and we conclude that when taking this into account, the microINR is an alternative for the CoaguChek for INR (self) measurements.