Оценка точности при использовании глюкометра Сателлит Экспресс для контроля гликемии у детей с сахарным диабетом

Обоснование

Определение концентрации глюкозы крови — один из самых распространенных тестов, выполняемых клинико-диагностическими лабораториями. Кроме различных лабораторных методов измерения концентрации глюкозы, существует большое количество портативных приборов — глюкометров, позволяющих в домашних условиях осуществить эту процедуру. При оказании медицинской помощи больным сахарным диабетом, особенно детям, врач-клиницист должен быть уверен, что работа глюкометров соответствует аналитическим критериям качества, необходимым для безопасного и эффективного лечения.

Существующая дилемма между аналитическими критериями качества, установленными официальными регулирующими организациями и профессиональными медицинскими сообществами, требует постоянного диалога и совершенствования работы диагностических технологий по измерению глюкозы крови, особенно методами диагностики в точке помощи [1]. Влияние аналитических, преаналитических и биологических факторов способствует созданию так называемого бюджета неопределенности, который зачастую превышает требования медицинских специалистов для безопасной диагностики и мониторинга заболеваний [2].

В соответствии с требованиями последней версии ISO 22870 за измерение глюкозы с помощью глюкометров и другого оборудования должна нести ответственность клинико-диагностическая лаборатория [3]. Эффективный и качественный лабораторный контроль гликемии приборами диагностики возле пациента в повседневной жизни чаще всего осуществляется с помощью самостоятельного определения концентрации глюкозы, проводимого непосредственно пациентами с сахарным диабетом в домашних условиях.

Современная лабораторная медицина рекомендует проводить сравнение характеристик работы глюкометров для изучения качества их работы и оценки сопоставимости результатов измерения глюкозы крови [4].

Цель

Оценка точности медицинского изделия Измеритель концентрации глюкозы в крови портативный с полоской электрохимической однократного применения ПКГ-03 Сателлит Экспресс при контроле гликемии у детей с сахарным диабетом.

Методы

Дизайн исследования

Проведено одноцентровое одномоментное выборочное контролируемое нерандомизированное исследование.

Критерии соответствия

В клиническое исследование были включены 105  детей в возрасте от 1 мес до 17 лет с сахарным диабетом I типа, диагностированным в соответствии с Российскими стандартами оказания медицинской помощи больным сахарным диабетом (2019) [5].

Условия проведения

Клиническое исследование проводилось в ФГБУЗ ВО «Тверской ГМУ» Минздрава России (лицензия на медицинскую деятельность №ФС-69-01-000806 от 01.09.17, сроком действия — бессрочно), на его клинической базе — Эндокринологический центр ГБУЗ Тверской области «Клиническая детская больница №2».

Все пациенты были обследованы в условиях специализированного эндокринологического стационара, базовый диагностический комплекс, помимо оценки анамнеза и физикальных методов исследования, включал суточный профиль гликемии и определение гликированного гемоглобина. Показатели гликированного гемоглобина составили 7—11%, концентрация глюкозы в крови колебалась в пределах 2,5—27,5 ммоль/л.

Оценка показателей гликемии проводилась в процессе динамического наблюдения за пациентами, находящимися на стационарном лечении от 3 до 7 дней. Все пациенты получали инсулинотерапию и не имели выраженных нарушений метаболического равновесия (декомпенсированный кетоацидоз).

Продолжительность исследования

Набор пациентов проводился в период с 01.07.19 по 31.08.19.

Описание медицинского вмешательства

Всем пациентам в одной и той же капле капиллярной крови определяли гликемию на тестируемом глюкометре Сателлит Экспресс и лабораторном анализаторе глюкозы и лактата SUPER GL (диагностика in vitro).

Для оценки точности показаний производителем (ООО «Компания «ЭЛТА», Россия) были предоставлены измерители концентрации глюкозы в крови портативные с полоской электрохимической однократного применения ПКГ-03 Сателлит Экспресс (внесены в государственный реестр средств измерений (регистрационный номер 46361-11)) и тест-полоски трех различных серий. Глюкометр Сателлит Экспресс работает по принципу глюкозооксидазного измерения и калиброван по цельной капиллярной крови [6].

Показатели, полученные с помощью автоматического анализатора глюкозы и лактата SUPER GL (Германия), принимались за референтные значения. Автоматический анализатор SUPER GL предназначен для серийных исследований, имеет функцию измерения экстренных образцов. Принцип работы анализатора электрохимический и калибруется по цельной капиллярной крови.

Основной исход исследования

Допустимость пределов погрешности измерений гликемии измерителем концентрации глюкозы в крови портативным с полоской электрохимической однократного применения ПКГ-03 Сателлит Экспресс в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 15197-2015 в части п. 6.3 «Точность системы».

Анализ в подгруппах

Согласно ГОСТ Р ИСО 15197-2015 п. 6.3.4 «Дизайн изучения», минимальная оценка должна быть проведена 100 различными субъектами, дизайн минимального изучения для оценки точности предусматривает результаты 600 измеренных значений глюкозы (по 200 из каждой серии реагентов). В клиническое исследование были включены 105 детей в возрасте от 1 мес до 17 лет с сахарным диабетом I типа: от 1 мес до 1 года — 2 ребенка, от 1 года до 6  лет включительно — 24, от 7 до 14 лет включительно — 51, старше 15 лет — 28. Всего измерено 660 проб крови пациентов по 220 из каждой серии реагентов.

Методы регистрации исходов

ГОСТ Р ИСО 15197-2015 содержит требования по оценке результатов измерений концентрации глюкозы по Согласованной сетке ошибок (Consensus Error Grid), являющейся наиболее определенной оценкой риска, доступной для применения в настоящее время. Она распределяет парные показатели по пяти зонам (A, B, C, D и E) в зависимости от риска, связанного с неточным определением концентрации глюкозы: зона А — клинически точные результаты, позволяющие скорректировать терапию (не влияет на клинические действия); зона В — отклонения показателей, не представляющие опасности из-за принятого на их основе решения по коррекции терапии (небольшое влияние на клинический исход); зона С — ошибки, которые привели бы к чрезмерной коррекции нормальной концентрации глюкозы, но не представляющей существенной опасности для здоровья пациента (возможное влияние на клинические исходы); зона D — ошибка, не позволяющая адекватно определить требующую коррекции концентрацию глюкозы (может вызвать значительный медицинский риск); зона Е — ошибочные данные, противоположные истинным (может вызвать опасные последствия). Получаемые с помощью глюкометра результаты должны точно соответствовать результатам стандартных лабораторных исследований с 99,0% нахождением данных в зонах А и В [7].

Новая версия Национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 15197-2015 [7], регламентирующего требования к системам мониторинга глюкозы в крови для самотестирования при ведении больных сахарным диабетом, предусматривает, что 95% результатов измерений концентрации глюкозы для трех лотов тест-полосок при концентрации глюкозы менее 5,55 ммоль/л должны выполняться с точностью ±0,83 ммоль/л, а при концентрации ≥5,55  ммоль/л — в пределах ±15%. В изучаемой популяции не содержалось достаточного количества проб свежей капиллярной крови с очень низкими и очень высокими концентрациями глюкозы. Они были замещены модифицированными пробами капиллярной крови, в которых концентрации глюкозы были повышены или снижены, чтобы достичь требуемого распределения (согласно ГОСТ Р ИСО 15197-2015 п. 6.3.5 «Пробы»).

Этическая экспертиза

Все пациенты старше 15 лет и родители пациентов до 15 лет дали информированное письменное добровольное согласие на участие в настоящем исследовании. Соответствие исследования нормам биомедицинской этики подтверждено заключением Комитета по этике ФГБУЗ ВО «ТГМУ» Минздрава России (протокол №6 от 24.06.19).

Статистический анализ

Размер выборки обоснован требованиями ГОСТ Р ИСО 15197-2015 п. 6.3.4 «Дизайн изучения». Статистическая обработка результатов исследования была выполнена с помощью пакета программ автоматизированной статистической обработки Microsoft Excel. Применялись непараметрические методы статистики, рассчитывался коэффициент детерминации (R²).

Результаты

Объекты (участники) исследования

Критерии по распределению бинов соответствовали требованиям ГОСТ Р ИСО 15197-2015 в части п. 6.3 «Точность системы». Всего измерено 660 проб крови 105 пациентов (табл. 1), находившихся на стационарном лечении (диапазон концентрации глюкозы в крови 2,5—27,5 ммоль/л).

Таблица 1. Концентрации глюкозы крови в пробах для оценки точности системы (n=660)

Основные результаты исследования

На первом этапе исследования была определена приемлемость функциональных характеристик точности системы с использованием всех 660 проб. При измерении концентрации глюкозы в капиллярной крови пациентов по Согласованной сетке ошибок было установлено, что результаты измерений 99,7% (658 пар) проб, полученных непосредственно из крови пациентов, оказались в зоне А, и 0,3% (2 пары) — в зоне В. Следовательно, все 100% значений измерений (660 пар) находились в зонах А и В — в зонах клинически точных результатов и безопасных отклонений. Ни один из показателей не находился в зонах С, D и Е (рис. 1). Таким образом, числовые предельные значения гликемии находились в диапазонах, применяемых для приемки результатов испытаний.

Рис. 1. Оценка клинической точности глюкометра Сателлит Экспресс по Согласованной сетке ошибок показателей капиллярной крови.

При оценке клинической точности был рассчитан коэффициент детерминации, который составил R² = 0,9717 (рис. 2). Для приемлемых моделей предполагается, что коэффициент детерминации должен быть хотя бы не меньше 0,5. Модели с коэффициентом детерминации выше 0,8 можно признать достаточно хорошими. Значение коэффициента 1 означает функциональную зависимость между переменными. Чем ближе значение коэффициента к 1, тем сильнее зависимость. При оценке регрессионных моделей это интерпретируется как соответствие модели данным, что наблюдается в настоящем исследовании.

Рис. 2. Зависимость показателей капиллярной гликемии, измеренной с помощью глюкометра Сателлит Экспресс и референтным методом.

На следующем этапе настоящего исследования были проанализированы результаты точности системы в отдельных интервалах концентрации глюкозы крови. Для концентрации глюкозы <5,55 ммоль/л результаты выражены в проценте значений, суммированных по нарастающей и попадающих в следующие интервалы: ±0,28, ±0,56 и ±0,83 ммоль/л (табл. 2). Общее количество приемлемых значений для концентрации глюкозы <5,55 ммоль/л в пределах ±0,83 ммоль/л было 224 из 226, следовательно, 99,1% значений находятся в пределах точности системы. При этом отмечено, что ¾ приемлемых значений были в более низких пределах — ±0,56 ммоль/л (76,5%).

Таблица 2. Результаты точности системы для концентрации глюкозы <5,55 ммоль/л (n=226/660)

Для концентрации глюкозы ≥5,55 ммоль/л результаты выражены в процентах значений, также суммированных по нарастающей и попадающих в следующие интервалы: ±5, ±10 и ±15% (табл. 3). Общее количество приемлемых значений для концентрации глюкозы ≥5,55 ммоль/л в пределах +15% было 415 из 434, следовательно, 95,6% значений находятся в пределах точности системы. При этом также отмечено, что большее количество приемлемых значений были в более низких пределах — ±10% (68,9%).

Таблица 3. Результаты точности системы для концентрации глюкозы ≥5,55 ммоль/л (n=434/660)

Результаты всего интервала измерения точности системы Сателлит Экспресс представлены графически на рис. 3 и в табл. 4. Низшее референтное значение глюкозы представлено <5,55 ммоль/л с интервалом в пределах ±0,83 ммоль/л, высшее — ≥5,55 ммоль/л с интервалом в пределах ±15%. Общее количество приемлемых значений составило 639 из 660, следовательно, 96,8% значений находятся в пределах критерия точности системы.

Рис. 3. График точности системы Сателлит Экспресс.

Таблица 4. Результаты точности системы для концентрации глюкозы между низшим и высшим референтным значением глюкозы (n=660)

Дополнительные результаты исследования

Все замещенные образцы капиллярной крови модифицированными пробами, в которых концентрации глюкозы были повышены или снижены, чтобы достичь требуемого распределения (согласно ГОСТ Р ИСО 15197-2015 п. 6.3.5 «Пробы»), были включены в общее количество исследуемых проб (n=660).

Нежелательные явления

При проведении исследования нежелательных явлений не регистрировалось.

Обсуждение

Резюме основного результата исследования

Верифицирована способность аналитических функциональных характеристик и установлены критерии точности медицинского изделия Измеритель концентрации глюкозы в крови портативный с полоской электрохимической однократного применения ПКГ-03 Сателлит Экспресс, позволяющие использование его для контроля гликемии у детей с сахарным диабетом.

Обсуждение основного результата исследования

Согласно рекомендациям по мониторингу контроля углеводного обмена (ISPAD, 2018), пациентам детского возраста, находящимся на интенсифицированной инсулинотерапии или терапии с помощью инсулиновой помпы, рекомендуется проводить исследование гликемии от 6 до 10 раз в сутки. Количество исследований может повышаться при подборе дозы инсулина в период декомпенсации сахарного диабета, при стрессах, интеркуррентных заболеваниях и физических нагрузках.

Для самоконтроля концентрации глюкозы крови рекомендуется применять глюкометры, предназначенные для индивидуального использования. Индивидуальные глюкометры должны соответствовать ГОСТ Р ИСО 15197-2015 по аналитической и клинической точности.

Гликемический контроль при сахарном диабете, особенно у детей, требует достаточно высокой точности работы портативных устройств измерения глюкозы.

В результате настоящего исследования были получены данные, позволяющие оценить точность глюкометра Сателлит Экспресс у пациентов детского возраста с сахарным диабетом. Новые критерии требуют, чтобы 99% результатов находились в зонах А и В Согласованной сетки ошибок для диабета I типа [7]. Это допущение того факта, что ручные измерения глюкозы с использованием современных портативных глюкометров по-прежнему чувствительны для техники пользователя. Поскольку соответствия в 100% случаев было бы ожидать неоправданно, признается наличие 1% выпадающих результатов. В исследовании все 100% находились в зонах А и В, т.е. зонах клинически точных результатов и безопасных отклонений. Аналогичные данные были получены и у взрослых пациентов, причем находившихся как в состоянии кетоацидоза, так и без нарушений кислотно-щелочного равновесия [6, 8].

При анализе результатов точности системы в отдельных интервалах концентрации глюкозы крови 96,8% (>95%) отклонения показаний глюкометра Сателлит Экспресс от референтных значений соответствуют зонам клинически верных и безопасных отклонений. Медицинские эксперты достаточно давно побуждают к более точным измерениям глюкозы крови. Еще в 1987 г. Американская диабетическая ассоциация рекомендовала: «Целью всех будущих систем самотестирования глюкозы крови будет достижение вариабельности <10% при концентрации глюкозы 30—400 мг/дл 100% времени» [9]. Логично допустить, что более точные глюкометры будут приводить к более точной дозировке инсулина и, следовательно, к более благоприятным исходам. Но современные технологии глюкометров достигли предела способности их аналитических функциональных характеристик, и разработка более точных глюкометров может привести к меньшим удобствам их использования пациентами.

Заключение

Проведенное исследование показало, что использование глюкометра Сателлит Экспресс в реальной клинической практике позволяет качественно контролировать гликемию и безопасно для пациентов детского возраста от 1 мес до 17 лет. Пределы допустимой системной погрешности измерений соответствуют требованиям Национального стандарта Российской Федерации ГОСТ Р ИСО 15197-2015 в части п. 6.3 «Точность системы».

Благодарности. Коллектив авторов выражает благодарность сотрудникам отдела молекулярной онкологии ООО «Евроген Лаб» А.Р. Зарецкому, О.В. Дрозду, Л.В. Чудаковой и Д.С. Стоклицкой за помощь в проведении исследования.