Validating two divergent activated clotting time tests of heparin anticoagulation in cardiac surgical patients and in vitro
Moilanen, Janne (2025-05-30)
© University of Oulu, 2025. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited. © Oulun yliopisto, 2025. Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202504172768
Kuvaus
Tiivistelmä
Unfractionated heparin is used perioperatively for anticoagulation, and its effect is commonly monitored by measuring activated clotting time (ACT). However, ACT tests lack standardization, can be influenced by many factors besides heparin, and variably correlate with anti-factor Xa activity, which is considered the gold standard. This thesis evaluated the validity of two divergently activated ACT tests, the Hemochron ACT-LR and ACT+, in monitoring heparin anticoagulation in severe factor XII deficiency, in detecting post-protamine residual heparin in cardiac surgical patients, and under low to moderate heparin concentrations in vitro.
Study I reports, for the first time in the scientific literature, on the successful use of a standard ACT test to monitor heparin anticoagulation in cardiac surgical patients with severe factor XII deficiency. The ACT+ test was successfully used to guide heparin dosing in two patient cases. In vitro, the baseline values of the ACT+ test were low and demonstrated a seemingly linear dose-response relationship with increasing heparin concentration.
Study II evaluated in 51 cardiac surgical patients the ability of ACT-LR, ACT+, and ROTEM sigma to detect residual heparin ten to fifteen minutes after protamine administration. Overall, the performance of all three methods was poor. Yet, the ACT+ test demonstrated some diagnostic capability, whereas the ACT-LR and ROTEM sigma had no diagnostic value.
In Study III, donor blood samples were spiked with heparin to concentrations of 0-2.5 IU/ml, corresponding to the designated reference range of the ACT-LR test. Although the ACT+ test is optimized for higher heparin concentrations, the performance of ACT+ was equal to that of ACT-LR up to concentration of 0.5 IU/ml, above which the ACT+ test was superior to the ACT-LR test.
These findings question the value of the ACT-LR test in monitoring heparin anticoagulation since the ACT+ test demonstrates superior, or at least equivalent, diagnostic performance in clinical and observational settings, even at low to moderate heparin concentrations. Furthermore, the ACT+ test has the exclusive ability to monitor heparin anticoagulation in patients with severe factor XII deficiency.
Fraktioimatonta hepariinia käytetään estämään veren hyytymistä toimenpiteiden aikana. Hepariinivaikutusta mitataan yleisesti kokoveren aktivoidulla hyytymisaikatestillä (ACT). ACT-testien heikkoutena on standardoinnin puute sekä herkkyys hepariinin ohella myös muiden tekijöiden vaikutukselle. Lisäksi korrelaatio laboratoriossa mitatun, kultaisena standardina pidetyn plasman hyytymistekijä Xa:n vaikutuksen eston (anti-Xa) kanssa on vaihteleva. Väitöskirjatyö selvittää kahden eri tavalla aktivoidun ACT-testin, Hemochron ACT-LR:n ja ACT+:n, soveltuvuutta hepariinivaikutuksen mittaamiseen vaikeassa hyytymistekijän XII vajauksessa, kykyä havaita jäännöshepariinivaikutus protamiinin jälkeen sydänkirurgisilla potilailla ja kykyä mitata koeputkimallissa matalasta kohtalaiseen nousevia hepariinipitoisuuksia.
Osatyössä I kahden hyytymistekijä XII puutteisen sydänkirurgisen potilaan hepariiniannostelu toteutettiin onnistuneesti ACT+-testin avulla. Koeputkimallissa ACT+-testin lähtöarvot olivat matalat ja annos-vastesuhde nouseville hepariinipitoisuuksille vaikutti lineaariselta. Löydös on erittäin merkittävä, sillä aiemmin kirjallisuudessa ei ole raportoitu ACT-testin soveltuvan hepariinivaikutuksen mittaamiseen hyytymistekijän XII puutteen yhteydessä.
Osatyössä II tutkittiin 51 sydänkirurgisella potilaalla ACT-LR-, ACT+- ja ROTEM sigma -testien kykyä havaita jäännöshepariinivaikutus 10–15 minuutin kuluttua protamiiniannostelusta. Kaikkien testimenetelmien suorituskyky oli heikko. Kuitenkin ACT+-testillä oli vähäistä diagnostista suorituskykyä, kun taas ACT-LR- ja ROTEM-testeillä ei ollut diagnostista arvoa.
Osatyössä III koehenkilöiltä otettuihin verinäytteisiin lisättiin hepariinia pitoisuuksiin 0–2,5 IU/ml, mikä vastaa ACT-LR-testin suunniteltua toiminta-aluetta. Vaikka ACT+-testi on optimoitu korkeammille hepariinipitoisuuksille, sen suorituskyky vastasi ACT-LR-testin suorituskykyä hepariinipitoisuuteen 0,5 IU/ml saakka, minkä jälkeen ACT+ osoittautui ACT-LR-testiä luotettavammaksi.
Nämä havainnot kyseenalaistavat ACT-LR-testin käyttöarvon hepariinivaikutuksen seurannassa, sillä ACT+-testin diagnostinen suorituskyky on parempi tai vähintään yhtä hyvä sekä kliinisissä että kokeellisissa olosuhteissa jopa alhaisilla ja kohtalaisilla hepariinipitoisuuksilla. Lisäksi ACT+-testillä voi seurata hepariinivaikutusta potilailla, joilla on vaikea hyytymistekijän XII vajaus.
Original papers
-
Erkinaro, T., Moilanen, J., Lahtinen, J., Mosorin, M., & Savolainen, E.-R. (2022). The standard point-of-care hemochron Jr. ACT+ test in monitoring heparin administration for cardiopulmonary bypass in severe factor XII deficiency. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia, 36(7), 2031–2034. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2021.05.021 https://doi.org/10.1053/j.jvca.2021.05.021
-
Moilanen, J., Pada, M., Ohtonen, P., Kaakinen, T., Taskinen, P., Savolainen, E.-R., & Erkinaro, T. (2025). Thromboelastometry and two activated clotting tests in detecting residual heparin after protamine in cardiac surgical patients: A prospective cohort study. European Journal of Anaesthesiology, 42(5), 1–9. https://doi.org/10.1097/EJA.0000000000002122 https://doi.org/10.1097/EJA.0000000000002122
-
Moilanen, J., Pada, M., Ohtonen, P., Kaakinen, T., Pokela, M., Savolainen, E.-R., & Erkinaro, T. (2025). Performance of hemochron ACT-LR and ACT+ test cuvettes in monitoring low to moderate heparin concentrations: An in vitro study. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia, 39(2), 447–452. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2024.12.001 https://doi.org/10.1053/j.jvca.2024.12.001
Osajulkaisut
-
Erkinaro, T., Moilanen, J., Lahtinen, J., Mosorin, M., & Savolainen, E.-R. (2022). The standard point-of-care hemochron Jr. ACT+ test in monitoring heparin administration for cardiopulmonary bypass in severe factor XII deficiency. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia, 36(7), 2031–2034. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2021.05.021 https://doi.org/10.1053/j.jvca.2021.05.021
-
Moilanen, J., Pada, M., Ohtonen, P., Kaakinen, T., Taskinen, P., Savolainen, E.-R., & Erkinaro, T. (2025). Thromboelastometry and two activated clotting tests in detecting residual heparin after protamine in cardiac surgical patients: A prospective cohort study. European Journal of Anaesthesiology, 42(5), 1–9. https://doi.org/10.1097/EJA.0000000000002122 https://doi.org/10.1097/EJA.0000000000002122
-
Moilanen, J., Pada, M., Ohtonen, P., Kaakinen, T., Pokela, M., Savolainen, E.-R., & Erkinaro, T. (2025). Performance of hemochron ACT-LR and ACT+ test cuvettes in monitoring low to moderate heparin concentrations: An in vitro study. Journal of Cardiothoracic and Vascular Anesthesia, 39(2), 447–452. https://doi.org/10.1053/j.jvca.2024.12.001 https://doi.org/10.1053/j.jvca.2024.12.001
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [38618]