Стратегии отсутствия кодирования для мониторов глюкозы: FreeStyle Lite - глюкометр, который не требует кодирования

1. Стратегии отсутствия кодирования для мониторов глюкозы
2. Аннотация
3. методы
4. Результаты
5. Выводы
6. Вступление
7. Полоски FreeStyle
8. Полоски FreeStyle без кодирования
9. материалы
10. Методы определения аналитической эффективности
11. точность
12. Чувствительность к температуре
13. Клиническая эффективность
14. Результаты и обсуждение
15. точность
16. Таблица 1
17. Чувствительность к температуре
18. Таблица 2
19. Клиническая эффективность
20. Выводы
21. Сокращения
22. Рекомендации

J Diabetes Sci Technol. 2008 июл; 2 (4): 546–551.

Стратегии отсутствия кодирования для мониторов глюкозы

Abbott Diabetes Care, Аламеда, Калифорния

Соответствие: Шридхара Альва, доктор философии, Abbott Diabetes Care, 1360 South Loop Road, Alameda, CA 94502; адрес электронной почты [email protected] Эта статья была цитируется другие статьи в PMC.

Аннотация

Фон

Abbott Diabetes Care представила систему мониторинга уровня глюкозы в крови FreeStyle® Lite, которая упрощает лечение диабета. Система FreeStyle Lite опирается на технологию FreeStyle, но устраняет необходимость кодирования счетчика для отдельных партий полос. Измеритель предварительно кодируется для полосок FreeStyle Lite. В системах FreeStyle используется технология кулонометрии, в которой сигнал глюкозы рассчитывается по общему заряду, созданному в результате реакции глюкозы в образце. Параметры калибровки полоски FreeStyle можно контролировать, контролируя объем пробы. Технология кулонометрии менее чувствительна к условиям измерения, таким как температура и гематокрит. Химический состав FreeStyle менее чувствителен к помехам от электроактивных соединений. Возможность контролировать параметры калибровки в сочетании с надежной технологией измерения позволила разработать систему мониторинга уровня глюкозы в крови, которая не требует кодирования пользователем.

методы

Лабораторные исследования проводились для определения аналитических показателей, таких как линейность, точность и чувствительность к рабочей температуре. Клиническую точность анализа капиллярной крови на кончиках пальцев оценивали с помощью пяти серий тест-полосок FreeStyle Lite. Результаты FreeStyle Lite в этих исследованиях сравнивались с эквивалентными значениями глюкозы в плазме образцов крови на кончиках пальцев, измеренными анализатором глюкозы Yellow Springs Instrument.

Результаты

При аналитической оценке эффективности повторяемость (с точностью до прогона) системы FreeStyle Lite показала среднее стандартное отклонение 3,4 мг / дл (0,19 ммоль / литр) при концентрациях глюкозы <100 мг / дл (<5,56 ммоль / литр) и средний коэффициент вариации 4,3% при концентрациях глюкозы ≥100 мг / дл (≥5,56 ммоль / л). Линейность, продемонстрированная во всем диапазоне измерений системы FreeStyle Lite, составляла 20–500 мг / дл (1,1–27,8 ммоль / л) при r 2> 0,99. Также было показано, что система FreeStyle Lite поддерживает точность в диапазоне рабочих температур от 4 до 40 ° C.

Выводы

Система FreeStyle Lite имеет хорошие аналитические показатели и клиническую точность. Упрощая процесс мониторинга уровня глюкозы в крови, система FreeStyle Lite продолжает обеспечивать производительность, которую пользователи ожидают от продуктов FreeStyle.

Ключевые слова: кулонометрия, FreeStyle Lite, без кодирования

Вступление

Электрохимические системы мониторинга уровня глюкозы в крови развивались с момента запуска Exactech в 1987 году компанией MediSense Inc., которая теперь является частью Abbott Diabetes Care. Время, необходимое для завершения теста, изменилось с более 30 секунд до чуть менее 5 секунд. Объем крови, необходимый для успешного проведения теста, упал с более чем 10 мкл до примерно 300 нл. Более низкие требования к объему крови уменьшили боль при тестировании глюкозы в крови, сделав тесты в альтернативных местах реальностью.

Пациенты с диабетом проводят анализ глюкозы в крови, чтобы справиться со своей болезнью Они полагаются на точность измерения, чтобы сделать соответствующие медицинские вмешательства. Кларк 1 и консенсус 2 таблицы ошибок были разработаны для графического представления клинического влияния ошибок в измерениях глюкозы, проводимых с использованием портативных устройств, по сравнению с лабораторным эталоном. Высокая степень клинической точности измерения глюкозы в крови с помощью портативных устройств очень важна для минимизации неблагоприятных последствий лечения.

Некоторые из распространенных исходных причин неточностей в электрохимических системах мониторинга уровня глюкозы в крови - недостаточное количество пробы, предоставленного для теста, и влияние эндогенных или экзогенных интерферирующих соединений. Неточности, вызванные недостаточным количеством пробы, сводятся к минимуму за счет введения индикаторов заполнения, чтобы обеспечить достаточное количество пробы на полосу. Анализ не начинается, пока достаточное количество образца крови не будет предоставлено полоске. Помехи от эндогенных и / или экзогенных соединений, которые могут присутствовать в образце, могут быть минимизированы путем выбора химии с улучшенной специфичностью к субстрату и / или медиаторов, которые требуют более низких напряжений окисления для выполнения измерения.

Каждая партия полос имеет уникальный калибровочный параметр (например, наклон и перехват), который определяет производительность полос из этой серии полос. Производитель изготавливает несколько партий тест-полосок с использованием разных партий активных (например, ферментных и медиаторных) и / или неактивных (например, буферов и полимеров) реагентов. Состав реагентов может варьироваться от одной партии к другой. Эти изменения от партии к партии могут привести к изменению параметров калибровки. Следовательно, измеритель должен быть настроен на полосу, которая используется для измерения. Это достигается пользователем либо путем вставки специфической информации о калибровке партии в расходомер с использованием смарт-чипа или калибратора, либо путем выбора кода калибровки из одного из предварительно установленных кодов калибровки из измерителя, подходящего для партии полосы. Этот процесс необходим для обеспечения аналитической работы системы. Если производитель может контролировать эти отклонения, то от пользователя может потребоваться настроить счетчик на партию полос. Это упрощает процесс мониторинга уровня глюкозы в крови.

Полоски FreeStyle

TheraSense, в настоящее время входящая в состав Abbott Diabetes Care, в 2000 году представила систему мониторинга уровня глюкозы в крови FreeStyle® для улучшения жизни пациентов с диабетом. 3 Эти системы требуют только 300 нл образца крови, чтобы выполнить тест и включить альтернативное тестирование сайта. Система FreeStyle использует пирролохинолинхинон-зависимую глюкозодегидрогеназу 4 с соединением осмия в качестве посредника. Медиатор окисляется при очень низком напряжении окисления. Схема реакции полосок FreeStyle приведена в.

Реакционная схема полоски FreeStyle.

Компоненты тест-полоски FreeStyle показаны в. Полоса состоит из рабочего электрода на одной из подложек и контрольного и двух индикаторных электродов на другой подложке. Активная химия нанесена на рабочий электрод. Две подложки собираются для получения противоположного расположения электродов с использованием клеевого слоя. Канал в клее вырезан по ширине полоски. Вставка полоски в измеритель определяется с помощью панели включения, расположенной на контактном конце полоски. Индикаторные электроды с двойным заполнением по каналу заполнения гарантируют, что желаемое количество образца подается на полоску до завершения анализа, сводя к минимуму ошибки тестирования.

Построение тест-полоски FreeStyle.

Система FreeStyle использует технологию кулонометрии для измерения уровня глюкозы. Кулонометрия - это электрохимический метод, в котором концентрация глюкозы определяется по общему заряду, образующемуся в результате реакции глюкозы в образце. показывает график заряда в зависимости от времени при различных уровнях глюкозы. Время для завершения реакции увеличивается с уровнем глюкозы. Время измерения в технологии FreeStyle зависит от концентрации глюкозы и увеличивается с глюкозой, в отличие от амперометрического метода. Это переменное время измерения также компенсирует изменения в скоростях реакции, вызванные температурой измерения, диффузией глюкозы из-за изменений гематокрита образца и так далее. Технология FreeStyle также использует низкий потенциал окисления медиатора, сводя к минимуму помехи от электрохимически активных соединений, таких как ацетаминофен, аскорбиновая кислота и мочевая кислота.

Профили сигналов от полосок FreeStyle как функция времени при разных уровнях глюкозы.

Полоски FreeStyle без кодирования

При кулонометрическом измерении общий заряд, измеренный в образце при данной концентрации глюкозы, зависит только от объема электрохимической ячейки. Следовательно, в кулонометрической технологии изменение партии к партии можно минимизировать, контролируя громкость датчика. Объем пробы, необходимый для проведения теста, определяется размерами канала. Длина канала определяется шириной полосы, которая является фиксированной. Ширина и высота канала могут варьироваться независимо, чтобы получить желаемый объем.

Abbott Diabetes Care представила мониторы уровня глюкозы в крови FreeStyle Lite, которые не требуют кодирования. Эти счетчики предварительно сконфигурированы с одним набором параметров калибровки, характерных для полосок FreeStyle Lite. На измерение уровня глюкозы в крови влияет неточность, присущая изготовлению полоски, а также различия в крови в клинических образцах. Учитывая эту изменчивость в работе системы, наклон и перехват могут иметь конечные диапазоны, не влияя на клиническую точность устройства. Когда эти измерители используются с полосами, параметры калибровки которых по существу идентичны (в пределах этого допустимого диапазона уклонов и перехватов) параметрам, предварительно настроенным в измерителе, аналитические характеристики системы достаточны для получения клинически точных результатов.

До выпуска полосок FreeStyle Lite, которые не требуют кодирования пользователем, не было никакого контроля над выпуском партий полос FreeStyle для конечного пользователя на основании распределения параметров калибровки. Следовательно, использование полос, которые уже имеются на рынке со счетчиками, не требующими кодирования, пришлось отключить. Измерители FreeStyle активируются графическим индикатором электрода включения на верхней стороне полосы. Полосы FreeStyle и FreeStyle Lite различаются по включаемому электроду, как показано на рис. Порт стрипов измерителей FreeStyle Lite был перенастроен так, чтобы он не активировался полосками FreeStyle, а активировался только полосками FreeStyle Lite, которые имеют правильную конструкцию электрода стержня включения.

(а) FreeStyle и (б) FreeStyle Lite полосы.

Эффективность системы мониторинга уровня глюкозы в крови определяется клинической точностью и повторяемостью. Лабораторные исследования проводились на системе FreeStyle Lite для определения линейности, повторяемости и чувствительности к температуре в диапазоне измерений от 20 до 500 мг / дл. Клиническая точность системы FreeStyle Lite была определена путем сравнения результатов измерения глюкозы в образцах капилляров пальцев с анализатором глюкозы Yellow Springs Instrument (YSI).

материалы

Для исследования использовались полоски и измерители производства FreeStyle Lite. Венозная кровь от здоровых добровольцев была взята в гепаринизированные пробирки. Концентрацию глюкозы в образце доводили до желаемого уровня, добавляя 1 М раствор глюкозы или позволяя образцу гликолизироваться. Контрольные измерения глюкозы проводили с использованием анализатора глюкозы крови YSI 2300 STAT Plus.

Методы определения аналитической эффективности

линейность

Были отобраны три образца гепаринизированной венозной крови, и каждый был отрегулирован для создания девяти концентраций глюкозы, охватывающих диапазон измерения глюкозы. Три партии тест-полосок FreeStyle Lite были протестированы на шести метрах, при этом для каждой партии тест-полосок, метра и уровня глюкозы были проведены повторные измерения.

точность

Повторяемость (в пределах точности прогона) системы FreeStyle Lite была оценена путем анализа образцов гепаринизированной венозной крови при пяти уровнях глюкозы. Были использованы три партии тест-полосок и 16 метров FreeStyle Lite. Десять повторностей были выполнены на каждом метре для каждого уровня глюкозы и партии тест-полоски. Для концентраций глюкозы <100 мг / дл (<5,56 ммоль / литр) значения стандартного отклонения (SD) были усреднены по трем полосам партии. Для концентраций глюкозы ≥100 мг / дл (≥5,56 ммоль / литр) значения коэффициента вариации (CV) для трех партий полос были усреднены.

Чувствительность к температуре

Были отобраны три образца гепаринизированной венозной крови, и каждый был отрегулирован для создания трех уровней глюкозы при приблизительно 40, 90 и 360 мг / дл (2,2, 5,0 и 20,0 ммоль / л). Все девять образцов были испытаны при трех температурах (4 ± 1, 25 ± 1 и 40 ± 1 ° C) с тремя партиями тест-полосок FreeStyle Lite на шести счетчиках FreeStyle Lite. Все тесты проводились при относительной влажности 50 ± 5% с 25 ± 1 ° C, служащей в качестве контрольного условия. Двойные измерения были выполнены для каждой партии тест-полосок, измерителя, уровня глюкозы и температуры. В среднем по трем партиям тест-полосок была измерена разница в смещении относительно эталона YSI между условиями теста и условием контроля (25 ± 1 ° C).

Клиническая эффективность

Точность системы FreeStyle для анализа капиллярной крови на кончиках пальцев была оценена с использованием пяти различных партий полосок. Каждая партия полосок была протестирована с образцами капиллярной крови на кончиках пальцев по меньшей мере от 50 пациентов в двух экземплярах. Результаты измерения уровня глюкозы в капиллярной крови кончика пальца, полученные с помощью системы FreeStyle Lite, по сравнению с результатами, полученными на YSI. Плазменный эквивалент глюкозы был рассчитан по измерениям YSI в цельной крови с использованием эмпирического соотношения YSIplasma = YSI для всей крови * 1,12.

Результаты и обсуждение

линейность

Всего было проведено 972 теста (двойные тесты с использованием трех венозных образцов каждый с девятью уровнями глюкозы, три партии тест-полосок и шесть метров). Среднее отклонение от линии регрессии составляло -0,5 мг / дл (-0,03 ммоль / литр) при уровне глюкозы <100 мг / дл (<5,56 ммоль / литр) и -0,1% при уровне глюкозы ≥100 мг / дл (≥5,56 ммоль / л). литровый). Графическое представление данных о линейности по всему диапазону измерений показано на рис.

Линейность системы FreeStyle Lite по всему диапазону измерений.

точность

В исследовании повторяемости (с точностью до прогона) были протестированы три партии тест-полосок FreeStyle Lite, 16 измерителей FreeStyle Lite и пять свежих образцов венозной крови. суммирует данные повторяемости счетчиков FreeStyle Lite во всем диапазоне измерений. Усредненный по трем партиям полос, SD составлял 2,8–3,9 мг / дл (0,16–0,22 ммоль / литр) при концентрациях глюкозы <100 мг / дл (<5,56 ммоль / литр), а CV составлял 3,9–5,0% при концентрациях глюкозы ≥100 мг / дл (≥5,56 ммоль / литр).

Таблица 1

Повторяемость FreeStyle Lite Meters ( n = 480)

Среднее значение глюкозы (мг / дл) 29,4 66,2 138,4 176,8 386,6 SD (мг / дл) 2,8 3,9 6,9 7,1 14,9 CV (%) 9,4 6,0 5,0 4,0 3,8

Чувствительность к температуре

Смещение (т.е. разница между результатом системы FreeStyle Lite и результатом YSI) при трех рабочих температурах (4 ± 1, 25 ± 1 и 40 ± 1 ° C) было измерено при трех уровнях глюкозы (40, 91 и 358 мг / дл; 2,2, 5,1 и 19,9 ммоль / л). суммирует данные температурной чувствительности счетчиков FreeStyle Lite по всему диапазону измерений. При уровне глюкозы ≤75 мг / дл (≤4,2 ммоль / литр) разница в смещении при экстремальных температурах (4 ± 1 и 40 ± 1 ° C) была в пределах 3 мг / дл (0,17 ммоль / литр) от контроля состояние (25 ± 1 ° С). При глюкозе> 75 мг / дл (> 4,2 ммоль / литр) разница в смещении была в пределах 4% от контрольного условия. Таким образом, рабочие температуры от 4 до 40 ° C не оказали существенного влияния на производительность системы FreeStyle Lite.

Таблица 2

Температурная чувствительность счетчиков FreeStyle Lite ( n = 108)

Среднее значение глюкозы (мг / дл) Смещение при 4 ° C по сравнению с 25 ° C Смещение при 40 ° C по сравнению с 25 ° C мг / дл% мг / дл% 40,5 –2,9 –8,0 2,9 6,5 91,0 –1,8 –1,9 3,8 4,4 357,9 9,3 2,6 13,8 3,8

Клиническая эффективность

При тестировании кончиком пальца точность системы FreeStyle Lite была продемонстрирована путем сравнения результатов 512 измерений с эквивалентными значениями глюкозы в плазме YSI [ r 2 = 0,98, наклон = 1,04, пересечение = 1 мг / дл (0,1 ммоль / литр) с помощью регрессивный анализ; средний абсолютный остаток = 5,2%]. показывает анализ сетки ошибок консенсуса (Parke) результатов FreeStyle Lite по отношению к эталону YSI. Мы нашли 98,8% результатов в зоне A и 1,2% результатов в зоне B сетки. Мы нашли 96,9% отдельных результатов системы FreeStyle Lite в пределах точности Международной организации по стандартизации (ISO). ISO 15197 указывает, что 95% результатов отдельных измерений должны находиться в пределах ± 15 мг / дл (± 0,83 ммоль / литр) от эталонной процедуры измерения при концентрациях глюкозы <75 мг / дл (<4,2 ммоль / литр) и в пределах ± 20 % при концентрации глюкозы ≥75 мг / дл (≥4,2 ммоль / л). 5

Клинические результаты для пяти партий тест-полосок, нанесенных на сетку ошибок Парке: зона А, клинически точная (не влияет на клиническое действие); зона B, клинически приемлемая (измененное клиническое действие - мало или совсем не влияет на клинический исход); зона C, измененное клиническое действие - может повлиять на клинический исход; зона D, измененное клиническое действие - может иметь значительный медицинский риск; и зона E, измененное клиническое действие - может иметь опасные последствия.

Диапазон гематокрита образцов капиллярной крови в исследовании составлял от 31 до 52%. В пределах этого диапазона гематокрита результаты испытаний не показали какой-либо чувствительности к гематокриту (средняя чувствительность результатов измерения глюкозы к гематокриту образца составляла -0,09% /% гематокрита). Такой высокий уровень клинической точности можно объяснить технологией кулонометрии FreeStyle, в которой используется общий сигнал от реакции глюкозы, что снижает влияние гематокрита.

Выводы

Технология кулонометрии FreeStyle использует общий сигнал от реакции глюкозы для расчета концентрации глюкозы, таким образом сводя к минимуму влияние гематокрита и условий измерения, таких как температура. Полоса снабжена индикаторами двойного заполнения по всему каналу заполнения, что сводит к минимуму ошибки при тестировании Более низкое напряжение измерения уменьшает помехи от электроактивных соединений, которые могут присутствовать в образце. Заряд, измеренный в технологии кулонометрии, используемой в продуктах FreeStyle, зависит от объема образца. Точное управление объемом пробы за счет оптимизации размеров камеры пробы обеспечивает минимальные различия между партиями полос, что позволяет разрабатывать полоски FreeStyle Lite, не требующие кодирования.

Сокращения

Коэффициент вариации CV ISO Международная организация по стандартизации SD стандартное отклонение YSI Yellow Springs Instrument

Рекомендации

1. Кларк В.Л., Кокс Д., Гондер-Фредрик Л.А., Картер В., Пол С.Л. Оценка клинической точности систем для самоконтроля уровня глюкозы в крови. Уход за диабетом. 1987; 10 (5): 622–628. [ PubMed ] [ Google ученый ] 2. Паркс Дж.Л., Слатин С.Л., Пардо С., Гинзберг Б.Х. Новая сетка консенсусных ошибок для оценки клинической значимости неточностей в измерении уровня глюкозы в крови. Уход за диабетом. 2000; 23 (8): 1143–1148. [ PubMed ] [ Google ученый ] 3. Фельдман Б., МакГарро Г., Хеллер А., Боханнон Н., Скайлер Дж., ДеЛю Э., Кларк Д. FreeStyle: электрохимический датчик глюкозы небольшого объема для домашнего анализа глюкозы крови. Диабетическая технология Ther. 2000; 2 (2): 221-229. [ PubMed ] [ Google ученый ] 4. Обри А., Розебум Х.Дж., Дейкстра Б.В. Структура активного сайта растворимой хинопротеин-глюкозодегидрогеназы в комплексе с метилгидразином: комплекс ковалентного кофактора-ингибитора. Proc Natl Acad Sci US A. 1999; 96 (21): 11787–11791. [ PMC бесплатная статья ] [ PubMed ] [ Google ученый ] 5. ИСО. Система диагностики in vitro - требования к системам мониторинга уровня глюкозы в крови для самоконтроля при лечении сахарного диабета ISO 15197. Женева: Международная организация по стандартизации; 2003. [ Google ученый ] Статьи из Журнала диабетической науки и технологий предоставлены здесь любезно предоставлено Диабетическим технологическим обществом.