Doktorarbeit komplett2 _Endversion - OPUS - Universität Würzburg

Aus der Missionsärztlichen Klinik Würzburg
Tropenmedizinische Abteilung
Chefarzt Prof. Dr. K. Fleischer
Vergleich des Phylax Ion Analyser mit der
konventionellen ionenselektiven Laborbestimmung
von Natrium und Kalium im Serum
unter Standard- und Feldbedingungen
Inaugural-Dissertation
zur Erlangung der Doktorwürde der
Medizinischen Fakultät
der
Bayerischen Julius-Maximillians-Universität zu Würzburg
vorgelegt von
Eva-Maria Speth
aus Würzburg
Würzburg, Juni 2004

Referent: Professor Dr. K. Fleischer
Koreferent: Professor Dr. U. Vogel
Dekan: Professor Dr. S. Silbernagl
Tag der mündlichen Prüfung: 16. Februar 2006
Die Promovendin ist Ärztin

Inhalt
1. Einleitung S. 1
2. Material und Methoden S. 7
2.1. Prinzip der Ionenselektiven Elektrodenmessung S. 7
2.2. Ausrüstung und Gerätebeschreibung S. 7
2.3. Durchführung S. 9
2.3.1. Durchführung unter Standardbedingungen S. 9
2.3.2. Durchführung im Feldversuch S. 10
3. Ergebnisse S. 12
3.1. Ergebnisse unter Standardbedingungen S. 12
3.1.1. Messung der Patientenseren S. 12
3.1.2. Ergebnisse der Precipath®- und Precinorm®- Kontrollseren S. 18
3.1.3. Ergebnisse des Bio-Cal®- Kalibrationsserums S. 20
3.2. Ergebnisse im Feldversuch S. 21
3.2.1. Ergebnisse des Bio-Cal®- Kalibrationsserums S. 22
3.2.1.1. Messung des normalen Bio-Cal®- Serums S. 22
a) Vergleich Phylax I und II mit Messeinheit 8 S. 23
b) Vergleich Phylax I und II mit Messeinheit 7 S. 24
3.2.1.2. Messung des konzentrierten Bio-Cal®- Serums S. 25
3.2.2. Ergebnisse des Contronorm®-Kontrollserums S. 26
3.2.2.1 Vergleich Messeinheit 7 mit Messeinheit 8 S. 26
a) an Phylax I S. 26
b) an Phylax II S. 27
3.2.2.2 Vergleich Phylax I mit Phylax II S. 29
a) an Messeinheit 7 S. 29
b) an Messeinheit 8 S. 30
3.2.3. Bakterielle Untersuchung der Abgleichlösung S. 31
3.2.4. Messung durch einen am Phylax unerfahrenen Untersucher S. 33

3.2.4.1 Im Labor des Tintswalo Hospital, Republik Südafrika S. 33
3.2.4.2 In Moshi, Tansania S. 35
3.2.5. Meinung der Ärzte vor Ort S. 36
3.3. Kosten für die Anschaffung S. 38
4. Diskussion S. 39
4.1. Methode der Ionenselektiven Elektroden S. 39
4.2. Ergebnisse unter Standardbedingungen S. 39
4.2.1. Allgemeine technische Probleme S. 40
4.2.2. Patientenseren S. 41
4.2.3. Kontrollseren S. 42
4.3. Ergebnisse im Feldversuch S. 43
4.3.1. Allgemeine Probleme S. 43
4.3.2. Standardseren S. 45
4.3.3. Bakterielle Verunreinigung der Abgleichlösung S. 46
4.3.4. Anwendung durch am Phylax unerfahrene Untersucher S. 46
4.3.5. Meinung der Ärzte vor Ort S. 47
4.3.6. Anschaffungskosten und –möglichkeiten S 49
4.4. Resumée und Perspektive S. 50
5. Zusammenfassung S. 51
6. Literaturverzeichnis S. 52
7. Anhang

Einleitung Seite 2
1. Einleitung
Die moderne Medizin ist heutzutage ohne die Unterstützung klinischer Labore nicht mehr
denkbar. Ursprünglich ein reines Hilfsmodul der klinischen Arbeit, hat sich die Labormedizin in
den letzten 50 Jahren zu einer unabhängigen Entität des Gesundheitssystems entwickelt, der
beratende, kontrollierende und überwachende Aufgaben zugrunde liegen. 27
Weltweit sind inzwischen die Dienstleistungen klinischer Labore ein essentieller Teil der
kurativen und präventiven Medizin geworden. 10
Aber nicht alle Länder dieser Erde können sich die entsprechenden Kosten leisten. Der
überwiegende Teil der Labortechnologie wird in den Industrieländern hergestellt und muss von
den Entwicklungsländern importiert werden. 27 Die finanziellen Möglichkeiten dieser Länder sind
dabei so beschränkt, dass nur etwa 5% der weltweit hergestellten Labortests in den
Entwicklungsländern erhältlich sind. 10
So behindern die hohen Kosten der modernen Labortechnologie ihren Transfer in die Länder,
die deren Einsatz dringend benötigen. 10,26,27 Dementsprechend stehen sie nur einem kleinen Teil
der Patienten zur Verfügung, denn etwa 80% der Weltbevölkerung leben in Ländern, die nur
einen minimalen Laborservice anbieten können. 2,26
Wirtschafliche Aspekte eines Entwicklungslandes, Infrastruktur, Aufbau des
Gesundheitssystems und unterschiedliche Krankheitsprävalenzen bilden die Grundlage dieses
Missverhältnisses gegenüber der sogenannten westlichen Welt. 26
In Ländern, in denen der größte Teil der Bevölkerung in ländlichen Gebieten lebt und die
wenigen größeren medizinischen Einrichtungen weit entfernt sind, wird die erste medizinische
Versorgung (primary health care), bestehend aus Erstdiagnose und –behandlung, von so
genannten "health centres" durchgeführt. Diese stellen die kleinste medizinische Einheit dar, die
auch, soweit möglich, Laboruntersuchungen durchführt. 10
Den Laboren vor Ort stellen sich vielfältige Probleme: passende Räumlichkeiten, sauberes
Wasser und elektrischer Strom fehlen ebenso wie entsprechende Ausrüstung und Vorräte; 10
Reagenzien werden nicht nachgeliefert oder sind aufgrund eines Importstopps gar nicht mehr
erhältlich; 26 einfache, schnell durchführbare Teste aus den Industrieländern werden aus
Kostengründen abgelehnt; 26 technische Geräte fallen aus, weil das Personal nicht entsprechend
ausgebildet und eine effektive Wartung nicht möglich ist.
Oft genug ist das erworbene oder gespendete Produkt weder den gesundheitlichen
Bedürfnissen des Patientenkollektivs noch den medizinischen Anforderungen angepasst 26 und
somit schlicht überflüssig.
Last, not least sind viele Laboranten auf sich allein gestellt und erfahren wenig regelmäßige
Unterstützung oder Kontrolle durch Fachleute. 10
Wie oben erwähnt unterscheidet sich die Prävalenz der Krankheiten zwischen Nord und Süd.
Infektiöse Erkrankungen wie HIV/AIDS, Infektionen des Respirationstrakts, Malaria und Diarrhoe

Einleitung Seite 3
sind in den Ländern des Südens die häufigsten Ursachen für Erkrankung und Tod 56,62 ,
wohingegen Herz- und Kreislauferkrankungen, anders als in unserer westlichen Welt, bislang
nur einen kleineren Anteil einnehmen.
Diesen Bedingungen der Entwicklungsländer sind viele international empfohlene
Labormethoden und Reagenzien nicht angepasst. 26
Ärzte und medizinisches
Assistenzpersonal, die in oben beschriebener Umgebung arbeiten, müssen sich bei der
Diagnose häufig auf ihre klinische Erfahrung und Beobachtung verlassen und dementsprechend
empirisch behandeln. 2
Im Jahre 1978 wurde der Begriff "Primary Health Care" durch die WHO (World Health
Organization) definiert 59 : eine grundlegende medizinische Versorgung, die auf praktischen,
wissenschaftlich begründeten und sozial akzeptablen Methoden und Technologien basiert.
Innerhalb der WHO besteht inzwischen eine Arbeitsgruppe "Labortechnologie", die es sich unter
anderem zur Aufgabe gemacht hat, Länder zu unterstützen, Labordiagnostik gerade auf der
Ebene der primären Gesundheitsversorgung unter Sicherung eines festen Qualitätsstandards zu
entwickeln und den Transfer angepasster Technologie in die Länder, die sie benötigen, zu
erleichtern.
In der Europäischen Direktive für In-vitro-Diagnostikgeräte wird von den Herstellern Sicherheit
für die Benutzer, ausreichende Widerstandsfähigkeit, Stabilität der Reagenzien und optimale
Eignung für die beabsichtigte Untersuchung gefordert 18,26 . Diese Qualitätsvorschriften sind meist
nur unter den Gesichtspunkten der Industrieländer verwirklicht. Unterschiedliche Bedingungen
der Entwicklungsländer wie extreme Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit, hygienische
Einschränkungen und unerfahrenes Laborpersonal sind dabei nicht berücksichtigt. Nur wenn
Hersteller und Verteiler auch auf diese Bedingungen reagieren, kann die Qualität der
Labormedizin in den Entwicklungsländern verbessert werden. 26
Die WHO prägte in diesem Zusammenhang den Ausdruck der "ApproTech" (Appropriate
Technology, angepasste Technologie). ApproTech bedeutet sicherlich nicht "LowTech", sondern
meint die Anpassung an lokale Verhältnisse, vorhandene Fähigkeiten und Kenntnisse. Die
Technologie soll wissenschaftlich verständlich und akzeptabel sein, sowohl für die Anwender als
auch für die Patienten.
Kostengünstige, robuste und einfach zu bedienende Laborgeräte wären für den Einsatz vor Ort
notwendig. Dieser Aufgabe hat sich Herr Werner Riemann aus Marburg gestellt. Er entwickelte
einen mobilen Handapparat, welcher unter Verwendung von Solarenergie mit dem Prinzip der
Ionenselektiven Elektrodenmessung arbeitet. Ausgelegt auf die Messung von Natrium und
Kalium in Serum, Plasma oder Vollblut könnte dieses Gerät dem Laborpersonal und den Ärzten
in den Entwicklungsländern eine einfache und schnelle Art der Bestimmung dieser beiden
Elektrolyte bieten.
Zusammen mit Wasser sind die Elektrolyte Natrium und Kalium für die Aufrechterhaltung des
osmotischen Gleichgewichts und der Volumenhomöostase des menschlichen Organismus
verantwortlich und können durch vielfältige Krankheitsbilder pathologisch verändert sein 13,25,51,58 .
In den Entwicklungsländern besonders hervorzuheben sind Volumenmangelzustände, die sehr

Einleitung Seite 4
häufig durch Diarrhoe verursacht werden und in der Folge zu Störungen der elektrochemischen
Vorgänge, vor allem an Herz und Muskeln, führen können.
Gerade für Kinder, oft zusätzlich geschwächt durch Unterernährung, stellt die Diarrhoe eine
große Bedrohung dar 43,60 . Laut des Weltgesundheitsberichtes aus dem Jahre 1999 starben in
diesem Jahr weltweit etwa 3 Millionen Kinder an Durchfallerkrankungen, die vor allem durch
Wasser und Lebensmittel übertragen wurden 55 . Kinder sind durch Dehydratation und die hiermit
verbundenen Verschiebungen im Flüssigkeits- und Elektrolythaushalt besonders gefährdet 2,60 ,
so dass eine rasche Diagnosestellung und ausreichende Substitution lebensrettend sein
können.
Aufgrund der wichtigen Rolle von Natrium und Kalium soll kurz auf einige Grundlagen
eingegangen werden.
Natrium ist das wesentliche Elektrolytion des Extrazellulärraumes (EZR) und bestimmt den
osmotischen Druck des Plasmas zu 95%. 20,51,58 Die Serumkonzentration wird überwiegend
durch Aldosteron und die Nierenfunktion reguliert. 20
Man unterscheidet Hyponatriämie (< 135 mmol/l), die häufigste Elektrolytstoffwechselstörung in
der klinischen Medizin 13 , und Hypernatriämie (> 145 mmol/l).
Unterformen der Hyponatriämie sind die isoosmolare, hyperosmolare und hypoosmolare
Hyponatriämie. Klinisch bedeutsam ist vor allem die hypoosmolare Hyponatriämie, die nochmals
in die hypotone Hyperhydratation, verursacht durch Herz- oder Niereninsuffizienz, Leberzirrhose
oder nephrotischem Syndrom, und hypotone Dehydratation unterteilt wird. 13,25 Letztere kann
durch Diarrhoe, Erbrechen und Verbrennungen ausgelöst werden, Krankheiten mit einer hohen
Prävalenz in Entwicklungsländern.
Symptome der Hyponatriämie sind Apathie, Kopfschmerzen, Durst, Anorexie, Erbrechen. Durch
Verschiebungen des cerebralen Flüssigkeitsgehalts kann es zu Gehirnödemen mit
Bewusstseinseintrübungen bis hin zum Koma kommen. 13,20
Therapeutisch ist neben der Beseitigung der Grundkrankheit ein schrittweiser Natriumersatz
unter Berücksichtigung der Kreislaufsituation angezeigt (nicht mehr als 1 mmol/l pro Std, da
sonst cerebrale Sekundärschäden durch veränderten Liquordruck drohen). Ausnahme dazu ist
die hypotone Hyperhydratation (Dilutionshyponatriämie), bei der genügend Körpernatrium
vorliegt und durch Wasser- und Kochsalzrestriktion behandelt werden kann. 13,25
Hypernatriämie besteht ab einem Serumnatriumwert über 145 mmol/l. Bedingt durch eine
Erhöhung der Serumosmolarität kommt es zu Flüssigkeitsentzug im Gehirn mit Kopfschmerzen,
Krämpfen und Koma. 13,20,25 Extremer Wassermangel und Wasserverlust, z. B. durch starkes
Schwitzen (in der Hitze eher eine Bedrohung für Touristen) oder im Rahmen hohen Fiebers bei
einer Malariaerkrankung führt zur hypovolämischen Hypernatriämie. Weitere Ursachen könnten
eine Tracheotomie bei gleichzeitiger ungenügender Wasserzufuhr oder Diabetes insipidus durch
renalen Wasserverlust sein.
Selten ist es möglich, dass die Hypernatriämie durch die unkontrollierte Zufuhr von NaCl-
Lösungen verursacht wird. 13,25

Einleitung Seite 5
Ein vorsichtiger Ausgleich des Flüssigkeitsmangels unter Berücksichtigung der Serumwerte für
Natrium ist die notwendige Behandlung.
Kalium befindet sich zu 98% intrazellulär. 13,25,51,58 Vor allem der Quotient, der sich aus den
unterschiedlichen Kaliumkonzentrationen intra- und extrazellulär ergibt (Ki/Ke), bestimmt das
Membranpotential, dessen Veränderungen zu neuromuskulären Störungen führt. Je akuter die
Kaliumverschiebung eintritt, desto ausgeprägter sind die Symptome. 13,25
Bei Serumkaliumwerten unter 3,5 mmol/l spricht man von einer Hypokaliämie, welche ab einem
Serumwert von unter 2,5 mmol/l fast immer symptomatisch ist.
Kaliumverlust über den Gastointestinaltrakt (Diarrhoe, Laxantienabusus und Erbrechen) oder
aber die Niere (chronisch interstitielle Nephritiden, Diuretika- und Kortikosteroidtherapie sowie
Hyperaldosteronismus) führen zu Hypokaliämie. Zusätzlich können Alkalosen und
Insulintherapie eine Kaliumverschiebung von extra- nach intrazellulär verursachen und so zur
sogenannten Verteilungshypokaliämie führen. 13,21,25
Folgen der Hypokaliämie reichen von Adynamie bis zu Parese, Obstipation und
Reflexabschwächung, Auftreten von Extrasystolen im EKG, Nephropathie oder metabolischen
Alkalosen.
Therapeutisch steht neben Beseitigung der Ursachen der Elektrolytverschiebung die
symptomatische Therapie durch Kaliumsubstitution im Vordergrund. Wichtig ist dabei die
Kontrolle des Säure-Basen Haushalts durch Bestimmung des Blut-pH Werts. 13,25
Pathologische Serumkaliumwerte von über 5,0 mmol/l werden als Hyperkaliämie definiert.
Übermäßige Kaliumzufuhr und verminderte renale Kaliumausscheidung bei akutem
Nierenversagen oder chronischer Niereninsuffizienz kommen dafür genauso in Frage wie eine
Verteilungshyperkaliämie, bei der intrazelluläres Kalium in den Extrazellulärraum übertritt oder
freigesetzt wird. Diese Situation findet sich bei einer Azidose, häufig im Coma diabeticum oder
im Falle von Zellschaden, wie bei Myolyse, Rhabdmyolyse oder Verbrennungen, unter
Zytostatika-Therapie oder bei dem sog. Tourniquetsyndrom.
Klinisch zeigen sich vorwiegend unspezifische neuromuskuläre Symptome 25 , Parästhesien,
Muskelzuckungen oder Paresen, EKG-Veränderungen bis hin zu Kammerflimmern, -flattern und
Asystolie.
Auch hier sollte neben einer kausalen Therapie symptomatisch behandelt werden, indem der
Kaliumeinstrom in die Zelle gefördert wird, z. B. durch Gabe von Insulin und Glucose oder
Natriumbikarbonat.
Akute Serumkaliumwerte von über 6.5 mmol/l sind lebensbedrohlich und müssen rasch gesenkt
werden. 13,25 Von zentraler Bedeutung für die Therapie ist selbstverständlich eine rasche
Überprüfung der Elektrolytwerte im Serum, da Überdosierungen erneut zu gefährlichen
Symptomen führen können.

Einleitung Seite 6
Prinzip Einteilung Ätiologie Symptome Therapie
Hyponatriämie
Na + 145mmol/
l
1. Hypoosmolar
a. hypotone
Hyperhydratation
(Dilutionshyponatriämie)
b. hypotone Dehydratation
c. normales
Körpernatrium, keine
Volumenmangelsymptom
e
zu a. Herzinsuffizienz,
Leberzirrhose,
nephrot. Syndrom,
Niereninsuffizienz
zu b. Diarrhoe,
Erbrechen,
Verbrennungen,
Salzverlustniere,
Mineralkortikoidmange
l
zu c. Hypothyreose,
Glukokortikoidmangel,
psychogene
Polydipsie,
wasserretinierende
Medikamente
Hyperlipidämie
Apathie, Kopfschmerzen,
Durst, Anorexie, Erbrechen,
Gehirnödem
2. isoosmolar
(Pseudohyponatriämie)
3. hyperosmolar hypertone Infusionen
mit Glukose oder
Mannit, Hyperglykämie
1. hypertone
zu1. Fieber, starkes Kopfschmerzen durch
Dehydratation
Schwitzen,
Flüssigkeitsentzug im
Wasserverlust durch
Tracheostoma,
Diabetes insipidus
Gehirn, Krämpfe, Koma
1. kausal
2. symptomatisch
zu a.
Entwässerung mit
Diuretika
zu b. Substitution
von NaCl-
Lösungen 0,9%
1. kausal
2. symptomatisch:
ggf.
Wassersubstitutio
n und Korrektur
des
Natriumhaushalts
2. Hypertone
Hyperhydratation
zu2. NaCl-Lösungen
Hypokaliämie
K + 5.0mmol/l
1. übermäßige Zufuhr
und/oder verminderte
erhöhte orale Zufuhr,
akutes
keine spezifischen
Symptome: Parästhesien,
1. kausal
2. symptomatisch:
Ausscheidung
Nierenversagen Paresen, EKG:
Zufuhr stoppen,
(Anurie), chronische Erregungsleitungsstörungen Kaliumeinstrom in
Niereninsuffizienz, M. , Kammerflimmern, -flattern, die Zellen fördern
Addison
Asystolie
2.
Azidose, Coma
Verteilungshyperkaliämie Diabeticum, Kalium-
Freisetzung Bei
Zellschaden (Myolyse,
Verbrennungen)
Tab.1: Zusammenfassung der wichtigsten Elektrolytstörungen, alle Angaben zu Serumkonzentrationen aus Herold,
Innere Medizin 2001
Die Anforderungen, die sich einem Gerät stellen, das unter den besonderen Bedingungen eines
Entwicklungslandes eingesetzt werden soll, sind zahlreich:
Eine kostengünstige Anschaffung, die über den prinzipiellen Erwerb entscheidet, eine leicht
verständliche und schnell erlernbare Anwendung, zuverlässige Ergebnisse, eine effiziente und
kostengünstige Wartung und eine robuste Austattung.

Einleitung Seite 7
Im Rahmen dieser Arbeit wurde der von Herrn Rieman entwickelte Phylax Ion Analyser zum
einen unter optimierten Bedingungen in einem Labor in Würzburg, zum anderen in einer
Feldstudie in Südafrika getestet. Neben der grundsätzlichen Frage der Präzision des Gerätes,
im Vergleich zu hiesigen Standards, sollte auch die Beständigkeit des Materials und die Qualität
der Energieversorgung untersucht werden. Im Rahmen des Feldversuches sollte zusätzlich zu
den gerade erwähnten Punkten noch das problemlose Erlernen der notwendigen
Bedienungsschritte durch das Personal vor Ort festgestellt werden. Letztendlich wäre zu zeigen,
ob die gelieferten Messergebnisse eine Hilfe für die praktische medizinische Versorgung
darstellen, und diagnostische wie auch therapeutische Konsequenzen gezogen werden könnten.

Material und Methode Seite 7
2. Material und Methode
2.1. Prinzip der Ionenselektiven Elektrodenmessung
Das Prinzip der direkten Ionenselektiven Elektrodenmessung (ISE) ist eine spezifische 34,45
potentiometrische Bestimmung der Aktivität eines Elektrolytions in unverdünnten Proben 23,32,58
von Serum, Plasma oder Vollblut, bezogen auf eine unspezifische Referenzlösung. 45,47 Danach
erfolgt eine Umrechnung der Ionenaktivität in Substratkonzentration, in mmol/l 8,34 . Diese
Vereinbarung wurde getroffen, um den Umgang mit Messungen durch ISE im klinischen Alltag
zu erleichtern und das Risiko klinischer Fehlinterpretationen zu minimieren. 5,7,8,34,48
Die Elektrode ist folgendermaßen aufgebaut: Das Herzstück einer Messelektrode besteht aus
einer ionenselektiven polymerischen Membran 34 , so dass nur das zu messende Ion in das
Innenelektrolyt der Messelektrode übertreten kann. Aufgrund einer unterschiedlichen
Konzentration dieses bestimmten Ions zu beiden Seiten der Membran diffundiert dieses Ion
durch die Membran entlang des Konzentrationsgefälles, im Falle einer größeren Ionenaktivität in
der Probe also in das Innenelektrolyt. 47
Ein Ionenstrom entsteht, vergleichbar mit dem Fließen von elektrischem Strom, und es bildet
sich ein Membranpotential, das von einer in das Innenelektrolyt eintauchenden Elektrode
registriert und gegen das konstante Potential einer Referenzelektrode gemessen wird. Dieses
Potential spiegelt den Grad der Ionenaktivität bzw. –konzentration der zu messenden Probe
wider. 45
Die Referenzelektrode misst ein konstantes Potential, das von der Ionenkonzentration der
Messprobe unbeeinflusst bleibt. Die Elektrode besteht meist aus Silberchlorid und das
Innenelektrolyt aus 1 Mol Kaliumchlorid. 34,45
Vorteile der ISE gegenüber anderen Methoden sind die Einfachheit des Messvorgangs, der
geringe Substratbedarf und der minimale Energieaufwand. 47 Der Messvorgang der ISE ist im
Vergleich zur konventionellen Flammenphotometrie kurz und bleibt unbeeinflusst von der
Konzentration des Plasmawassers, der CO2-Konzentration oder des pHs. 6,7,21,31,34
2. 2. Ausrüstung und Gerätebeschreibung
Mittelpunkt des Phylax Ion Analyser bildet seine Messzelle. Diese besteht aus zwei spezifischen
Sensoren für Na + und K + und einem unspezifischen Referenzsystem (1 Mol KCl, gesättigt mit
AgCl). Die Probe wird in einen kapillären Schlauch pipettiert, gelangt in den Durchflusskanal und
kommt so mit den ionenspezifischen Membranen der Elektroden in Kontakt.
Messbereich für Na + ist 100-180 mMol und für K + 1 - 10 mMol.

Material und Methode Seite 8
Die Messzelle kann zur Wartung oder zum Austausch der Elektroden aus dem Gerät
herausgenommen werden.
Abb. Phylax Ion Analyser:
1 Tester
2 Natriumabgleichtaste
3 Kaliumabgleichtaste
4 Umschalttaste
5 Kunststoffkapillare
6 Messeinheit / Durchflusssystem
7 Seruminjektionsort
8 Solarzellen
Bedienungselemente am Gerät selbst sind der sog. Tester, Abgleichtasten für Natrium und
Kalium und eine Umschalttaste.
Durch Drücken des Testers wird das Gerät eingeschaltet. Zum Ablesen von Messwerten auf der
Skala bleibt der Tester gedrückt, bis die Nadel sich nicht mehr bewegt (sog. Einstellzeit). Die
Einstellzeiten sind bei steigender Ionenkonzentration kürzer als bei fallender. Diese liegen
allgemein zwischen 30 Sekunden und 2 Minuten. 40
Die beiden Abgleichtasten werden zur Eichung des Geräts benötigt, zwischen Messung für
Natrium und Kalium wird mit der Umschalttaste gewechselt.

Material und Methode Seite 9
Die für den Messvorgang benötigte Energie wird von der Sonne gewonnen (Photovoltaik-
Technik). Integrierte Solarzellen wandeln das Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um, der
wiederum in einem NiCd-Akku gespeichert wird. Laut Angabe des Herstellers ist eine direkte
Sonneneinstrahlung nicht nötig, es genügt ein heller Arbeitsplatz oder ein gut beleuchteter
Raum. Die Lebensdauer des Akkus beträgt je nach Anwendungshäufigkeit etwa 5 Jahre, da der
Lade- bzw Entladevorgang durch eine elektronische Schaltung überwacht wird.
Im Falle eines leeren Akkus ergeben sich drei Möglichkeiten, um den Akku wieder aufzuladen:
1. direkte Sonneneinstrahlung für Minuten bis Stunden
2. Aufladen unter einer normalen Lampe (z. B. 60W-Glühbirne, nach 10min Ladezeit etwa 3
min Betriebszeit)
3. sofortige Betriebsbereitschaft durch Aufladen über die Ladebuchse
Zur zusätzlichen Ausrüstung gehört eine wässrige Lösung, die sog. Abgleichlösung/Kalibrier-
lösung, zur Eichung auf 142 mmol/l für Natrium bzw. 4,2 mmol/l für Kalium, fakultativ ein
Proteinremover zur Reinigung des Durchflusssystems und eine Pipette inklusive Einweg-
Pipettenspitzen, damit die Probe bzw. Eichlösung in den Durchflusskanal gelangt.
2.3. Durchführung
2.3.1. Durchführung unter Standardbedingungen
Natrium und Kalium wurde in Serumproben aus dem Labor der Missionsärztlichen Klinik
Würzburg bestimmt und die Messergebnisse mit denen des klinikeigenen Hitachi, der auch mit
der Methode der ISE arbeitet, verglichen. Die Proben wurden nach keinem bestimmten Prinzip
ausgewählt, so dass physiologische und pathologische Elektrolytwerte zufällig verteilt waren.
Die Serumproben waren nicht älter als 36 Stunden 53 und wurden bis zum Versuch im
Kühlschrank gelagert. Vollblutproben standen aus organisatorischen Gründen nicht zur
Verfügung.
Der Phylax Ion Analyser stand im ApproTech Lehrlabor des Missionsärztlichen Instituts, einem
hell ausgeleuchteten Arbeitsplatz bei konstanter Umgebungstemperatur von 20° Celsius ohne
direkte Sonneneinstrahlung. Bei Nichtverwendung des Geräts befand sich nur Luft in der
Messzelle.
Je 50µl jeder Probe wurden zweimal hintereinander gemessen, dazwischen wurde das
Durchflusssystem mit der wässrigen Abgleichlösung (Zusammensetzung siehe Anhang) gespült
(je 100µl) und die Kalibrierung überprüft. Zusätzlich wurden vor jeder Messung die Flüssigkeiten
durch eine Luftblase im Durchflusssystem getrennt. Für jeden Messvorgang wurde eine frische
Pipettenspitze verwendet. Bei der Messung wurde darauf geachtet Luftblaseneinschlüsse zu

Material und Methode Seite 10
vermeiden, da sonst das Messergebnis verfälscht sein könnte. Gegebenenfalls wurde die
Messung wiederholt.
Der Messwert wurde abgelesen, sobald die Nadel sich nicht mehr bewegte. Die Anzahl der
gemessenen Serumproben betrug zwischen 30 bis 50 am Tag, was der vom Hersteller
angegebenen Leistungsmenge entsprach.
Um eine Verunreinigung der Abgleichlösung durch zuvor verwendete Proben zu vermeiden,
wurde auch hier eine eigene Pipettenspitze benutzt. Die Lösung wurde nur zu den
Messvorgängen geöffnet.
Zusätzlich wurden Standardseren gemessen, hierfür wurden Precinorm ® und Precipath ® U der
Firma Boehringer Mannheim und das Bio-Cal ® Kalibrationsserum von Biocon ® verwendet. In der
Zeit, in der die Seren nicht genutzt wurden, lagerten sie im Kühlschrank.
2.3.2. Durchführung im Feldversuch
Der Feldversuch fand im Labor des Tintswalo Hospital in Acornhoek, Republik Südafrika statt,
einem Krankenhaus vor allem für die schwarze Bevölkerung in dieser Gegend mit rund 150
Betten. Ein eigenes Labor mit der Möglichkeit der Elektrolytbestimmung durch ISE zur
Referenzbestimmung sollte laut vorheriger Absprache vorhanden sein.
Es wurden zwei Phylax Ion Analyser mitgeführt, außerdem vier Messeinheiten.
Um die Benennung zu erleichtern, wurden die beiden Phylax Ion Analyser mit römischen Ziffern
gekennzeichnet (Phylax I und II). Aufgrund bereits durchgeführter Messungen mit anderen
Messeinheiten wurden in diesem Fall die Messeinheiten mit arabischen Ziffern von 7 bis 10
nummeriert.
Der Messvorgang wurde wie oben beschrieben durchgeführt, jedoch war die Abgleichlösung in
mehrere 30ml PE-Enghalsflaschen abgefüllt und wurde am Ende einer Messreihe in den
Kühlschrank gestellt.
Um eine eventuelle Kontamination der durch keinen speziellen antibakteriellen Zusatz
stabilisierten Abgleichlösung abzuschätzen, wurde eine PE-Flasche vom ersten Tag an offen
aufgestellt, vier Flaschen wurden bis auf einen kleinen Rest während des Feldversuchs
verbraucht und eine ungeöffnete Flasche wurde die ganze Zeit im Kühlschrank gelagert. Am
Ende des Versuchs wurden alle Lösungen auf einen Agar ausgestrichen, bebrütet und auf
mögliche Kulturen untersucht. Aufgetretene Kulturen wurden mittels eines biochemischen
Nachweisverfahrens von bioMerieux ® (api 20E) klassifiziert. Des Weiteren wurden die Lösungen
anhand des Phylax in ihrer Natrium- und Kaliumkonzentration verglichen.

Material und Methode Seite 11
Kennnummmer Abgleichlösung und Art der Verwendung
1 Lösung in offener PE-Flasche, im Labor stehend, ungekühlt, für insgesamt
4 Wochen
2 Erste für Messungen benutzte Lösung
3 Zweite für Messungen benutzte Lösung
4 Dritte für Messungen benutzte Lösung
5 Vierte für Messungen benutzte Lösung
6 Kontrolle: Lösung wurde die gesamte Zeit ungeöffnet im Kühlschrank
aufbewahrt
Tab. 2: Auflistung und Beschriftung der PE-Flaschen mit Abgleichlösung
Zur zusätzlichen Überprüfung der Kalibrierung wurde ein Kalibrationsserum (Bio-Cal ® ) und ein
Kontrollserum (Contronorm ® von Biocon ® ) verwendet.
Besonderes Augenmerk wurde auf eventuelle Schwachstellen des Geräts gelegt. Die
Aufmerksamkeit galt hierbei besonders der Messeinheit, den Elektroden, dem Referenzsystem,
dem zuführenden Schlauch, den Tasten auf dem Gerät und der Energieversorgung.
Außerdem wurde der Phylax Ion Analyser einem Labormitarbeiter vorgestellt. Nach einer kurzen
Einführung (siehe Anhang) führte er eine Messreihe von Serumproben und eine Bio-Cal ®
Messreihe allein durch. Diese Ergebnisse wurden dann mit den eigenen Messungen verglichen,
um die Reproduzierbarkeit der Messwerte bei verschiedenen Gerätebenutzern zu prüfen.
Zusätzlich wurde später der Phylax Ion Analyser an das klinische Labor des KCMC Hospitals in
Moshi, Tansania geschickt und von Herrn Klokke, Leiter der Abteilung Biochemie, getestet. Die
Anleitung war schriftlich erfolgt und Nachfragen waren nur über Fax und E-mail möglich. Dort
wurden die Messergebnisse des Phylax mit denen des Chiron 644 ISE verglichen, welches
ebenfalls die Methode der Ionenselektiven Elektroden verwendet.
Unabhängig von den Messungen der Serumproben wurden die Ärzte vor Ort befragt:
Wären ihnen die Messwerte von Nutzen? Würde die Möglichkeit, Natrium und Kalium messen
zu können, effektiv genutzt? Wie ist die Zusammenarbeit zwischen Klinikern und dem
Laborpersonal? Welche Konsequenzen hätten die Ergebnisse für das weitere Vorgehen? Wie
steht es mit dem wirtschaftlichen Aspekt in der Anschaffung und Wartung, v. a. auch im Hinblick
auf die späteren Kosten, wenn erneut Pipettenspitzen, Abgleichlösung, Proteinremover und
eventuell Kontrollseren benötigt würden?

Ergebnisse Seite 12
3. Ergebnisse
3.1. Ergebnisse unter Standardbedingungen
Der Phylax Ion Analyser musste im Durchschnitt bei einer Benutzungshäufigkeit von etwa 40
Proben pro Tag (ergibt mind. 160 Messungen: zwei pro Probe und dazwischen jeweils die
Überprüfung der Kalibrierung) alle 4 Tage über Nacht am Netz aufgeladen werden.
Das Energiedefizit konnte am Springen oder der fehlenden Reaktion der Messnadel erkannt
werden.
Aufgetretene Schwierigkeiten und eventuelle Fehlerquellen
Einstellzeiten, d. h. bis die Messnadel ihren letztendlichen Standpunkt erreicht hat, variierten
zwischen 10 und 60 Sekunden. Nicht immer waren die Gründe hierfür in extremen
Ionenkonzentrationen zu finden.
Es konnte festgestellt werden, dass die Einstellung während der Kalibrierung zwischen den
einzelnen Messungen umso länger dauerte, je pathologischer die Serumkonzentration des zuvor
bestimmten Messwertes war.
Wurde vorschnell der Kalibrierungsschalter gedrückt, erhielt man im Vergleich zu den
Referenzwerten falsche, erhöhte bzw. erniedrigte Werte, d. h. das subjektive Verhalten kann zu
objektiv falschen Resultaten führen. Da keine objektive Endpunktmessung stattfindet, kann das
subjektive Ablesen eine erneute Fehlerquelle darstellen.
Ein ungelöstes Problem war das Driften der Nadel, welches unregelmäßig auftrat und dessen
genaue Ursache nicht zu eruieren war.
Häufig war das Durchflusssystem verstopft, wobei nicht immer erkennbar war, ob das Problem
am Kapillarschlauch, der das zu messende Medium in die Messeinheit weiterleitet, oder in der
Messeinheit selbst lag. In den meisten Fällen half eine Spülung mit Proteinremover, manchmal
aber nur noch der Versuch, das Durchflusssystem mit einer 500µl-Pipette „durchzupusten“.
Eine weitere Fehlerquelle war die Möglichkeit, dass Flüssigkeit zwischen die herausnehmbare
Messeinheit und den Kontakt am Phylax Ion Analyser gelangen konnte und dort zu fehlerhaften
Messwerten führte.
3.1.1. Messung der Patientenseren
In Abbildung 1 und 2 werden getrennt alle Natrium- und Kaliumkonzentrationen, die unter
Standardbedingungen in den Patientenseren der Missionsärztlichen Klinik gemessen wurden,
chronologisch dargestellt

Ergebnisse Seite 13
Natrium in mmol/l
170,0
160,0
150,0
140,0
130,0
120,0
Vergleich der Natriummesswerte Labor (Hitachi) mit Phylax
110,0
1 26 51 76 101 126 151 176 201 226 251 276 301 326 351 376 401 426 451
Messwerte
Na - Missio
MW Phylax
Abb 1: Chronologische Darstellung aller gemessenen Natriumwerte der Patientenseren im Vergleich zu den Werten des Hitachi im Labor der Missionsärztlichen Klinik

Ergebnisse Seite 14
Kalium in mmol/l
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
Vergleich der Kaliummessung Labor (Hitachi) mit Phylax
0,00
1 26 51 76 101 126 151 176 201 226 251 276 301 326 351 376 401 426 451
Messungen
K - Missio
MW Phylax
Abb 2: Chronologische Darstellung aller gemessenen Kaliumwerte der Patientenseren im Vergleich zu den Werten des Hitachi im Labor der Missionsärztlichen Klinik.

Ergebnisse Seite 15
Bei Betrachtung der Natriummesswerte ist zu bemerken, dass die Kurve des Phylax Ion
Analyser oft oberhalb der des Hitachi Geräts verläuft und bei pathologischen Werten eher zu
einem mittleren Wert tendiert, also überwiegend physiologische, jedoch falsche Werte anzeigt,
wenn auch dann entsprechend im grenzwertigen Bereich.
Die Grafik der Kaliumkonzentration dagegen lässt auf weite Strecken nur eine Kurve erkennen,
da die Messwerte einander eher entsprechen oder sehr nahe beeinander liegen. Aber auch in
dieser Abbildung misst der Hitachi meistens extremere pathologische Werte.
Ein Auseinanderdriften der Messkurven über einen längeren Benutzungszeitraum ist nicht zu
erkennen.
In den folgenden Abbildungen ist die Verteilung der Abweichungen zwischen Phylax und Hitachi
dargestellt. Zu beachten ist das Intervall um den Nullpunkt, das fast doppelt so groß ist im
Vergleich zu den anderen Intervallen.
Summe der Abweichungen
-7,9 bis
-7,0
-6,9 bis
-6,0
-5,9 bis
-5,0
Verteilung der Abweichung des Natriumwertes (Hitachi - Phylax)
-4,9 bis
-4,0
-3,9 bis
- 3,0
-2,9 bis
-2,0
-1,9 bis
-1,0
120
100
80
60
40
20
0
-0,9 bis
0,9
1,0 bis
1,9
2,0 bis
2,9
Abweichungsintervall in mmol/l
Abb 3: Verteilung der Abweichungen des Natriumwertes von den Werten des Hitachi. Die Y-Achse schneidet die X-
Achse im Nullpunkt. Die Differenz ergibt sich aus dem Mittelwert der beiden Einzelmessungen des Phylax abzüglich
des Referenzwertes ermittelt durch Hitachi.
Die obige Verteilung zeigt eine Häufung der Differenzen im Intervall 2,0 bis 2,9. Hier finden sich
3,0 bis
3,9
4,0 bis
4,9
ähnlich viele Differenzwerte wie im größeren Intervall um den Nullpunkt.
Im Intervall von –0,9 bis 0,9 befinden sich 21% der Summe der Abweichungen, im Intervall 2,0
bis 2,9 sind es 23%. Das Intervall dazwischen beinhaltet 17%. Addiert man diese Intervalle, so
liegen 66% der Abweichungen zwischen –0,9 und 2,9, d. h. der größere Teil der Abweichungen
5,0 bis
5,9
6,0 bis
6,9
7,0 bis
7,9
8,0 bis
8,9
9,0 bis
9,0

Ergebnisse Seite 16
liegt deutlich im positiven Bereich, was bedeutet, dass der Phylax im Vergleich zur
Referenzmethode in der Mehrzahl zu höheren Konzentrationswerten tendiert.
Die untere Darstellung zeigt die Abweichungen des Kaliumwertes und entspricht einer
Normalverteilung: 58% der Werte liegen im Intervall um den Nullpunkt, jeweils etwa 15% in den
angrenzenden Intervallen und unter 10% in den nächsten. Betrachtet man die Intervalle von –
0,19 bis 0,19, so liegen knapp 90% in diesem Bereich.
Summe der Abweichungen
-0,59 bis -
0,5
-0,49 bis -
0,4
Verteilung der Abweichungen des Kaliumwertes (Hitachi - Phylax)
-0,39 bis -
0,3
-0,29 bis -
0,2
-0,19 bis -
0,1
300
250
200
150
100
50
0
-0,09 bis
0,09
Abweichungsintervall in mmol/l
0,1 bis 0,19 0,2 bis 0,29 0,3 bis 0,39 0,4 bis 0,49 0,5 bis 0,59
Abb 4: Verteilung der Abweichungen des Kaliumwertes von den Werten des Hitachi. Die Y-Achse schneidet die X-
Achse im Nullpunkt. Die Differenz ergibt sich aus dem Mittelwert der beiden Einzelmessungen des Phylax abzüglich
des Referenzwertes ermittelt durch Hitachi.
In den folgenden Abbildungen werden die absoluten Werte der Abweichungen in Abhängigkeit
von ihrer Konzentration dargestellt. Es zeigt sich, dass die absolute Differenz zwischen den
Werten im Durchschnitt umso größer wird, je pathologischer die Elektrolytkonzentration ist.
Besonders gut wird dieses Phänomen in der Abbildung der Kaliumabweichungen demonstriert.
Es findet sich eine wannenförmige Verteilung der absoluten Abweichungen.
Im physiologischen Bereich der Natriumkonzentration von 135,0 bis 145,0 mmol/l sind 47,8%
der Abweichungen (n= 404) bis zu plus/minus 2,0 mmol/l vom Referenzwert entfernt. Betrachtet
man die Summe der pathologischen Werte (n= 62), so liegen hier 37% der Messwerte in einem
Intervall von plus/minus 2,0 mmol/l um den Referenzwert. Der Mittelwert aller absoluten
Abweichungen beträgt 2,4 bei einer Standardabweichung von 1,8, der Median (häufigste Wert)
2,2. Auch die unten folgende Grafik lässt erkennen, dass die größeren Differenzen im
pathologischen Konzentrationsbereich zu finden sind.

Ergebnisse Seite 17
Abweichung (absolut)
Verteilung der Abweichungen in Bezug auf Natriumkonzentration
12,0
10,0
8,0
6,0
4,0
2,0
120,0 130,0
0,0
140,0 150,0 160,0 170,0
Natriumkonz. in mmol/l
Abb 5: Verteilung der absoluten Abweichungen bezogen auf die Natriumserumkonzentration. Die Y-Achse schneidet
die X-Achse bei 140 mmol/l. Der physiologische Bereich liegt zwischen 135 mmol/l und 145 mmol/l.
Der Mittelwert der absoluten Differenzen bei Vergleich der Kaliummesswerte beträgt 0,1 bei
einer Standardabweichung von 0,11 und bei einem Median von 0,08. Es verteilen sich bei
diesen Messungen fast 69% der physiologischen Werte (n= 399) bis plus/minus 0,1 mmol/l um
den Referenzwert. Im pathologischen Bereich sind dies nur 22,4% bei einer Summe von 67
Werten.

Ergebnisse Seite 18
Absolute Abweichung
Abweichung der Kaliumwerte in Abhängigkeit ihrer Konzentration
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 5,50 6,00
Kalium in mmol/l
Abb 6: Verteilung der absoluten Abweichungen bezogen auf die Kaliumserumkonzentration. Die Y-Achse schneidet die
X-Achse bei 4,25 mmol/l. Der physiologische Bereich liegt zwischen 3,5 mmol/l und 5,0 mmol/l.
3.1.2. Ergebnisse der Precinorm ® - und Precipath ® -Kontrollseren
Bei Precinorm ® war die Kalibrierung zwischen den einzelnen Messungen aufgrund unerklärlicher
Fehler, erneuter Kalibrierung und erneut notwendiger Kontrolle besonders aufwendig. Der
Messvorgang dauerte deshalb bei einer Reihe von 21 Proben insgesamt 75 Minuten, zusätzlich
war der Durchflusskanal verlegt und musste gereinigt werden.
Der Natriummesswert stellte sich bei den Precipath ® Messungen nur sehr langsam ein. Bei der
Kalibrierung wurde der korrekte Kaliumwert allein durch häufiges Spülen des

Ergebnisse Seite 19
Durchflusssystems erreicht, Korrigieren des Wertes durch Drücken der Abgleichtaste führte zu
deutlich erniedrigten und damit falschen Werten. Der vorgegebene Natriumwert von 92.9 mmol/l
wurde durch Zugabe von Natriumchlorid erhöht, da dieser Wert außerhalb des messbaren
Bereichs des Phylax liegt. Folglich konnte das Messergebnis für Natrium bei Precipath ® nur mit
denen des Hitachi verglichen werden. Die Messungen von Precinorm ® ergaben einen Mittelwert
für Natrium von 124,9 mmol/l bei einer Standardabweichung von 0,94 und einen Mittelwert für
Kalium von 4,96 mmol/l bei einer Standardabweichung von 0,08. Die folgende Tabelle vergleicht
diese Ergebnisse mit denen des Hitachi.
Precinorm ® Natrium Kalium
Vorgegebener Wert
In mmol/l
Vorgegebene
Standardabweichung
Mittelwert in mmol/l gemessen
am Phylax
128
(120-136)
3,63
2,56 0,1
124,9 4,96
(3,34-3,92)
Standardabweichung – Phylax 0,94 0,085
Mittelwert in mmol/l gemessen
am Hitachi
119,6 5,03
Standardabweichung - Hitachi 0,52 0,023
Tab.3: Vergleich der Precinorm ® Messungen des Phylax mit vorgegebenen Werten und den Messungen des Hitachi
Bei den Messungen des veränderten Precipaths ® ergaben sich für Natrium und Kalium
Mittelwerte von 170,9 bzw. 6,05 mmol/l bei Standardabweichungen von 0,84 und 0,085
respektive. Der für Natrium ermittelte Wert durch den Hitachi des Kliniklabors ist um vieles
höher und liegt außerhalb des Messbereichs des Phylax Ion Analyser.
Precipath ® Natrium Kalium
Vorgegebener Wert
In mmol/l
Vorgegebene
Standardabweichung
Mittelwert in mmol/l gemessen
am Phylax
Nicht verwendbar, da durch
NaCl-Zugabe verändert
6,8
- 0,18
170,9 6,05
(6,26-7,34)
Standardabweichung – Phylax 0,84 0,085
Mittelwert in mmol/l gemessen
am Hitachi
198,4 6,79
Standardabweichung - Hitachi 1,05 0,038
Tab.4: Vergleich der Precipath ® Messungen des Phylax mit vorgegebenen Werten und den Messungen des Hitachi

Ergebnisse Seite 20
3.1.3. Ergebnisse des Bio-Cal ® Kalibrationsserums
Der Sollwert für Bio-Cal ® beträgt 134 mmol/l für Natrium und 3.9 mmol/l für Kalium. Bei einer
Messreihe von 21 Proben derselben Bio-Cal ® Lösung fand sich ein Mittelwert von 133,05 mmol/l
für Natrium bei einer Standardabweichung von 1,32 und ein Mittelwert von 3,94 mmo/l für
Kalium bei einer Standardabweichung von 0,058.
Bio-Cal ® Serum Natrium Kalium
Sollwert in mmol/l 134 3,9
Mittelwert (n=21) in mmol/l 133,05 3,94
Standardabweichung 1,32 0,058
Tab.5: Vergleich der Bio-Cal ® Messungen des Phylax mit vorgegebenen Sollwerten
Diese Ergebnisse entsprechen den vorgegebenen Sollwerten mit einer minimalen Abweichung
für Natrium von etwa 1 mmol/l.
Die folgenden Grafiken belegen, dass die gemessenen Werte keinen Drift aufweisen. Der zuerst
gemessene Wert ist zu niedrig, bleibt aber eine Ausnahme verglichen zu den anderen 20
Werten.
Konz. in mmol/l
Konz. in mmol/l
140
135
130
125
120
4,05
4,00
3,95
3,90
3,85
3,80
3,75
Bio-Cal Messung
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Bio-Cal Messungen
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Abb 7: Verlauf der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentrationsmessung von Bio-Cal ®

Ergebnisse Seite 21
3.2. Ergebnisse im Feldversuch
Tintswalo Hospital, Republik Südafrika
In der Feldstudie ergaben sich eine ganze Reihe von Schwierigkeiten. Anders als zuvor
vereinbart, war es nicht möglich, Referenzwerte aus dem Kliniklabor zu erhalten, da seit
wenigen Wochen die Möglichkeit der Elektrolytbestimmung im Tintswalo Hospital in Südafrika
fehlte. Aufgrund fehlender Reagenzien und ausbleibender Nachlieferung war ein Einsatz der
Maschine zur Bestimmung der klinischen Chemie nicht möglich, weshalb die Ärzte vor Ort zu
der Zeit auf die Anforderung von Serumuntersuchungen generell verzichteten. In der Hoffnung
auf Eintreffen der benötigten Reagenzien innerhalb meines Aufenthalts bemühte ich mich selbst
um Serumproben und erhielt mit Hilfe des Pflegepersonals Blutproben aus der Ambulanz und
von stationären Patienten. Bei dem Versuch, heparinisierte Vollblutproben zu gewinnen, um
diese gegebenenfalls mit Messwerten von Serumproben zu vergleichen, standen mir nur
Standardmonovetten von Becton-Dickinson, New Jersey, mit Natriumheparin zur Verfügung und
waren daher für die Untersuchung nicht zu gebrauchen.
Letztendlich gelang es, etwa 150 Serumproben zu sammeln. Als abzusehen war, dass in der
Zeit des Feldeinsatzes der Einsatz des Klinikgerätes nicht mehr möglich sein würde, wurden
mehrere Versuche unternommen, in den umgebenden Kliniken nach Ersatz für die
Referenzmethode zu suchen. Diese scheiterten allerdings an nicht vorhandenen
Transportmöglichkeiten aufgrund von Überschwemmungen oder an technischen Defekten der
Maschinen der anderen Häuser.

Ergebnisse Seite 22
So konnten die von den beiden Phylax Ion Analyser gemessenen Werte nicht mit Werten
anderer Elektrolytmessgeräte verglichen werden, statt dessen beschränkte sich die
Untersuchung auf die wiederholten Messungen von Bio-Cal ® und Contronorm ® .
Schon von Beginn an gab es Probleme bei den Messungen. Zunächst reagierte der Apparat
Phylax II nicht auf die Proben und der Kaliumwert musste bei jeder Überprüfung der Kalibrierung
korrigiert werden. Phylax I musste ebenfalls nach jeder Messung kalibriert werden. Außerdem
zeigte sich ein Driften der Nadel bei der Kalibrierung des Kaliumwertes bei Phylax I an allen
Versuchstagen.
Nach vier Wochen mussten die Messungen mit Phylax I bis zum Ende des Versuchs ganz
unterbrochen werden, da die Nadel im Display auf und ab sprang.
Einige Male unterschieden sich die Messwerte derselben Probe nach Reinigung mit dem
Proteinremover erheblich voneinander.
Nach vier Tagen war der Durchgangskanal der Messeinheit 9 so verstopft, dass auch der
Proteinremover die Durchgängigkeit nicht wieder herstellen konnte, und sie ausgetauscht
werden musste. Später stellte sich heraus, dass der Klebstoff (Zusammensetzung siehe
Anhang), der den Schlauch an der Injektionsstelle festhielt, die Öffnung verschloss. Die Stelle
konnte durch Resezieren eines kleinen Schlauchstückes entfernt werden und wurde wieder mit
dem gleichen Haftstoff befestigt. Nach einer Woche jedoch war der Schlauch erneut verstopft.
Bei einer anderen Messeinheit (7) löste sich besagter Schlauch von der Injektionsstelle,
nachdem er mit Proteinremover durchgespült worden war.
3.2.1. Ergebnisse des Bio-Cal ® Kalibrationsserums
3.2.1.1. Messung des normalen Bio-Cal ® - Serums
Der Verlauf der Grafik lässt starke Schwankungen der Messwerte erkennen. Für Phylax I gilt,
dass zu Beginn der Messungen die Schwankungen größer waren und sich dann etwa ab Probe
Nr. 19 bei Natrium - und etwas früher bei Kalium - ein konstanter Wert einpendelte. In diesem
Zusammenhang ist zu erwähnen, dass ab Probe 19 eine neu zubereitete Bio-Cal ® Lösung
verwendet wurde.
Bei den Messungen mit Phylax II verhält es sich dagegen umgekehrt: der zunächst stabile Wert
für Natrium fällt bei Probe Nr. 26 um ganze 6 mol/l, um dann erst gegen Ende der Messreihe
wieder leicht anzusteigen. Die Messergebnisse für Kalium sinken zunächst ab Probe Nr. 26
leicht ab, weisen dann aber zwei Spitzen in der Grafik mit Werten um 5,3 und 4,9 mmol/l auf.
Auch hier fiel auf, dass die starke Veränderung in den Messwerten nach Spülen des
Durchflusssystems mit einer Reinigungsflüssigkeit (Proteinremover) auftrat. Anschließend
musste der Kaliumwert ständig kalibriert werden, da während der Messungen ein starker Drift
auftrat.

Ergebnisse Seite 23
a) Vergleich Phylax I und II mit Messeinheit 8
Konz. in mmol/l
Konz.in mmol/l
145
140
135
130
125
5,50
5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 8
Natrium Phylax I
Natrium Phylax II
1 6 11 16 21 26 31 36
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 8
Kalium Phylax I
Kalium Phylax II
1 6 11 16 21 26 31 36
Abb 8: Vergleich der Messungen der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen den Phylax Ion
Analysern I und II bei Bestimmung durch Messeinheit 8
Im Vergleich zu den Sollwerten des Bio-Cal ® - Serums fanden sich folgende in der Tabelle
dargestellte Werte.
Messeinheit 8 Natrium Kalium
vorgegebener Sollwert
in mmol/l
gemessener Wert
Phylax I (mmol/l)
gemessener Wert
Phylax II (mmol/l)
134 3,9
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
138,2
2,25
135,2
3,26
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Tab.6: Vergleich der gemessenen Natrium- und Kaliumwerte von Phylax I und II mit den Sollwerten
4,45
0,186
4,24
0,274
Im Durchschnitt entsprechen die Messergebnisse von Phylax II bei Messungen mit Einheit 8
eher den vorgegebenen Sollwerten.

Ergebnisse Seite 24
Konz. in mmol/l
Konz. in mmol/l
b) Vergleich Phylax I und II mit Messeinheit 7
150
145
140
135
130
125
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II
Natrium Phylax I
Natrium Phylax II
120
1 6 11 16 21
4,30
4,20
4,10
4,00
3,90
3,80
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II
Kalium Phylax I
Kalium Phylax II
3,70
1 6 11 16 21
Abb 9: Vergleich der Messungen der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen den Phylax Ion Analyser I und
II bei Bestimmung durch Messeinheit 7
In den Abbildungen lässt sich erkennen, dass die Werte des Phylax I für Natrium und Kalium
konstanter sind als die des Phylax II. Der Natriumwert, gemessen mit der Messeinheit 7 im
Phylax II, durchläuft vom niedrigsten bis zum höchsten Messwert derselben Lösung
Schwankungen von 12 mmol/l, der Kaliumwert 0,4 mmol/l.
Die folgende Tabelle vergleicht Mittelwerte mit Sollwert bei Benutzung der Messeinheit 7.
Messeinheit 7 Natrium Kalium
vorgegebener
Sollwert in mmol/l
gemessener Wert
Phylax I (mmol/l)
gemessener Wert
Phylax II (mmol/l)
134 3,9
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
136,5
0,58
137,7
4,23
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Tab.7: Vergleich der gemessenen Natrium- und Kaliumwerte von Phylax I und II mit den Sollwerten
4,10
0,037
4,02
0,101
Die Standardabweichung für Natrium bei Phylax II beweist die starke Streuung der Messwerte,
die schon in der Grafik zu sehen war, obwohl der Natriummittelwert bei beiden Apparaten
ähnlich ist. Und obwohl der Kaliummittelwert bei Phylax II näher am Sollwert ist, ist auch hier die
Standardabweichung größer als bei Phylax I und folglich die Konstanz der Messwerte geringer.

Ergebnisse Seite 25
Bei Phylax II war während der Messung häufiges Kalibrieren für beide Elektrolyte notwendig.
Nach Spülen des Schlauches mit Proteinremover löste sich bei Phylax II der Durchflussschlauch
von der Messeinheit.
3.2.1.2. Messung des konzentriertes Bio-Cal ® - Serums
Konz. in mmol/l
Konz. in mmol/l
155
150
145
140
135
Vergleich Messwerte Phylax I und II mit Messeinheit 8
Natrium Phylax I
Natrium Phylax II
130
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
5,0
4,5
4,0
Vergleich Messwerte Phylax I und II mit Messeinheit 8
Kalium Phylax I
Kalium Phylax II
3,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Abb 10: Vergleich der Messungen der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen den Phylax Ion Analyser I
und II bei Bestimmung durch Messeinheit 8
Im chronologischen Verlauf der Messwerte stellt sich in der Grafik der Natriumwerte sowohl für
Phylax I als auch Phylax II ein deutlicher Drift dar. Die Werte steigen langsam an. Bei den
Kaliumwerten zeigt sich in der Kurve von Phylax I ein leichter Aufwärtstrend, die Werte von
Phylax II variieren in einem Bereich von 0,8 mmol/l. Dieses Ergebnis spiegelt sich auch in der
Standardabweichung wider, die doppelt so gross ist wie von Phylax I.
Messeinheit 8 Natrium Kalium
Phylax I Mittelwert 146,9
Standardabweichung 1,98
Phylax II Mittelwert 144,8
Standardabweichung 4,44
Tab.8: Vergleich der gemessenen Natrium- und Kaliumwerten Phylax I und II
Mittelwert 4,50
Standardabweichung 0,100
Mittelwert 4,30
Standardabweichung 0,213

Ergebnisse Seite 26
Da keine Referenzwerte zu diesem Bio-Cal ® Serum mit erhöhten Werten vorliegen, können hier
nur die von Phylax I und II ermittelten Werte verglichen werden, ohne auf ihre Richtigkeit
eingehen zu können. Die Standardabweichungen unterscheiden sich erheblich und dürften für
die Messreihe von Phylax II zu groß sein, um in einer realen Situation verlässliche Werte zu
liefern. Die Mittelwerte dagegen liegen nahe beieinander. So ergibt sich bei hoher Streuung eine
gute Präzision.
3.2.2 Ergebnisse des Contronorm ® -Kontrollserums
3.2.2.1 Vergleich Messeinheit 7 mit Messeinheit 8
Konz. in mmol/l
a) an Phylax I
Konz. in mmol/l
4,50
4,25
4,00
3,75
3,50
145
140
135
130
125
Vergleich der Messwerte zweier Messeinheiten bei gleichem Phylax
Messeinheit 7 Natrium Phylax I
Messeinheit 8 Natrium Phylax I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Vergleich der Messwerte zweier Messeinheiten bei gleichem Phylax
Messeinheit 7 Kalium Phylax I
Messeinheit 8 Kalium Phylax I
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Abb 11: Vergleich der Messungen der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen den Messeinheiten 7 und 8
bei gleichem Phylax Ion Analyser.
In der obigen Abbildung zeigt sich in der Natriummessung durch Messeinheit 8 ein Drift. Der
Kaliumwert gemessen durch die Messeinheit 8 ist generell höher als der gemessen von der
Messeinheit 7. Die Schwankungsbreite beträgt für die Messeinheit 8 im Durchschnitt 0,5 mmol/l,
für die Messeinheit 7 0,3 mmol/l.

Ergebnisse Seite 27
Die vergleichenden Mittelwerte sind in der folgenden Tabelle aufgelistet.
Phylax I Natrium Kalium
vorgegebene Werte in mmol/l
für Contronorm ®
Mittelwert
Messeinheit 7 Mittelwert
Messeinheit 8 Mittelwert
Standardabweichung
Standardabweichung
Standardabweichung
126
3,0
134,4
0,97
137,8
1,94
Tab.9: Vergleich der Elektrolytmessung von Messeinheit 7 und 8 in Phylax I
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
3,18
0,08
3,9
0,096
4,19
0,135
Der zulässige Bereich für Messwerte des Kontrollserums ermittelt sich aus dem angegebenen
Mittelwert plus/minus jeweils drei Standardabweichungen. Daraus ergibt sich in diesem Fall ein
Bereich für Natrium von 117 bis 135 mmol/l und für Kalium von 2,94 bis 3,42 mmol/l. Die Werte
der Messeinheit 7 für Natrium liegen grenzwertig in dem Richtigkeitsbereich des Kontrollserums
Contronorm ® , aber der Mittelwert für Kalium ist zu hoch.
Die Werte der Messeinheit 8 liegen außerhalb des zulässigen Bereichs und dürfen ebenso wie
der schon erwähnte Kaliummittelwert als nicht richtig angesehen werden.
b) an Phylax II
In der Abbildung lässt sich erkennen, dass die Messeinheit 7 bei Natrium größere
Schwankungen in der Serumkonzentration misst als Messeinheit 8, insgesamt liegen die beiden
Kurven rund 5 mmol/l auseinander. Für die Messung von Kalium gilt, dass von beiden
Messeinheiten etwa die gleiche Konzentration erfasst wurde, wie auch in der unten stehenden
Tabelle zu lesen ist.
Konz. in mmol/l
140
136
132
128
124
120
Vergleich der Messwerte zweier Messeinheiten bei gleichem Phylax
Messeinheit 7 Natrium Phylax II
Messeinheit 8 Natrium Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ergebnisse Seite 28
Konz. in mmol/l
3,80
3,70
3,60
3,50
3,40
3,30
3,20
Vergleich der Messwerte zweier Messeinheiten bei gleichem Phylax
Messeinheit 7 Kalium Phylax II
Messeinheit 8 Kalium Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Abb 12: Vergleich der Messungen der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen den Messeinheiten 7 und 8
bei gleichem Phylax Ion Analyser
Phylax II Natrium Kalium
vorgegebene Werte in
mmol/l für
Contronorm ®
Mittelwert
Messeinheit 7 Mittelwert
Messeinheit 8 Mittelwert
Standardabweichung
Standardabweichung
Standardabweichung
126
3,0
133,5
2,84
128,9
1,11
Tab. 10: Vergleich der Elektrolytmessung von Messeinheit 7 und 8 in Phylax II
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
3,18
0,08
3,48
0,072
3,54
0,076
Verglichen mit den vorgegebenen Werten fallen alle Natriumwerte in den zugelassenen Bereich.
Der Mittelwert der Messreihe von Messeinheit 8 kommt dem genauen Mittelwert des
Contronorm ® näher als der von Messeinheit 7, die Standardabweichungen sind kleiner als die
von BioCon ® ermittelten. Die Kaliumwerte ähneln sich in Größe und Standardabweichung, sind
aber zu hoch im Vergleich mit den vorgegebenen Werten.
3.2.2.2. Vergleich Phylax I mit Phylax II
a) an Messeinheit 7
Betrachtet man die Messwerte für Natrium, so ist eine größere Schwankungsbreite für Phylax II
zu erkennen. Auch könnte man einen Aufwärtsdrift vermuten, lässt man den hohen Wert zu
Anfang der Kurve außer Acht. Die Natriummesskurven unterscheiden sich im Durchschnitt um
0,4 mmol/l und auch hier kann man gegen Ende einen Aufwärtstrend der Werte sehen.

Ergebnisse Seite 29
Konz.in mmol/l
Konz. in mmol/l
140
136
132
128
124
4,0
3,8
3,6
3,4
3,2
3,0
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 7 für Natrium
Messeinheit 7 Natrium Phylax I
Messeinheit 7 Natrium Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 7 für Kalium
Phylax I
Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Abb 13: Vergleich der (oben ) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen Phylax I und II bei gleicher Messeinheit
Die folgenden Tabelle stellt nochmals die Ergebnisse der Messung gegenüber.
Messeinheit 7 Natrium Kalium
vorgegebene Werte in
mmol/l für
Contronorm ®
Phylax I
(mmol/l)
Phylax II
(mmol/l)
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
126
3,0
134,5
1,04
133,5
2,84
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Tab.11: Vergleich der Elektrolytmessung von Messeinheit 7 zwischen Phylax I und II
Standardabweichung
3,18
0,08
3,9
0,092
3,48
0,072
Obwohl die Standardabweichung der Natriummessungen bei Phylax II mehr als doppelt so groß
ist, unterscheiden sich die Mittelwerte nur um 1 mmol/l. Wieder befinden sich nur die
Natriumwerte innerhalb des Richtigkeitsbereichs, wenn auch grenzwertig, alle Kaliumwerte sind
dagegen zu hoch.
b) an Messeinheit 8
Die Kurven der Werte gemessen mit dem Phylax Ion Analyser I zeigen einen deutlichen
Aufwärtsdrift bei Natrium und einen erkennbaren auch bei Kalium. Die Messergebnisse von

Ergebnisse Seite 30
Phylax I und II unterscheiden sich drastisch, bei Natrium durchschnittlich um 9 mmol/l und bei
Kalium um 0,5 mmol/l.
Konz. in mmol/l
Konz. in mmol/l
145
140
135
130
125
120
4,6
4,2
3,8
3,4
3
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 8 für Natrium
Phylax I
Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Vergleich der Messwerte von Phylax I und II mit Messeinheit 8 für Kalium
Phylax I
Phylax II
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Abb 14: Vergleich der (oben ) Natrium- und Kaliumkonzentration zwischen Phylax I und II bei gleicher Messeinheit
Die Konzentrationsmessungen von Phylax II mit der Messeinheit 8 zeigen einen konstanten
Verlauf ohne große Schwankungen.
Mittelwerte und Standardabweichungen sind auch hier in einer Tabelle zusammengefasst.
Messeinheit 8 Natrium Kalium
vorgegebene Werte in
mmol/l für Contronorm®
Phylax I
(mmol/l)
Phylax II
(mmol/l)
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
126
3,0
137,8
1,94
128,9
0,94
Tab.12: Vergleich der Elektrolytmessung von Messeinheit 8 zwischen Phylax I und II
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
Mittelwert
Standardabweichung
3,18
0,08
4,19
0,135
3,53
0,062
Die Konzentrationswerte, die der Phylax Ion Analyser I ermittelt hat, sind außerhalb des
angegebenen Bereichs und somit fehlerhaft. Die Werte des Phylax II in Verbindung mit der
Messeinheit 8 sind für Natrium weit innerhalb der vorgegebenen Konzentrationen des
Contronorm ® Serums bei kleinerer Standardabweichung, gleichbedeutend mit einer geringeren
Schwankung der Messwerte um den Mittelwert. Jedoch ist auch hier der Mittelwert der
Kaliummessung wieder zu hoch.

Ergebnisse Seite 31
3.2.3. Bakterielle Untersuchung der Abgleichlösung
Nach Identifizierung durch das biochemische Nachweisverfahren fanden sich folgende Erreger:
Die Lösung, die von Beginn an offen war, war durch Staphylococcus epidermidis kontaminiert
und die Lösungen, die während der Messungen genutzt wurde, waren der Reihe nach mit einem
Pilz, Enterobacter spp., S. epidermidis und Pseudomans spp. verseucht. Als Kontrolle diente die
verschlossene Flasche (Nr. 6), die den Versuch über ununterbrochen im Kühlschrank lagerte.
Im Agarausstrich konnte kein Bakterien- oder Pilzwachstum nachgewiesen werden. Bei der
vergleichenden Messung der Flüssigkeiten mit dem Phylax Ion Analyser ergaben sich trotz des
Befalls keine Unterschiede in der Natrium- und Kaliumkonzentration.
Kennummern Erregerart
1 Staphylococcus epidermidis
2 Pilz
3 Enterobacter spp.
4 Staph epidermidis
5 Pseudomonas spp.
6 Kein Erregernachweis
Tab.13: Ergebnis des Erregernachweises der Abgleichlösungen

Ergebnisse Seite 32
3.2.4. Messungen durch einen am Phylax unerfahrenen Untersucher
3.2.4.1. Im Labor des Tintswalo Hospital, Republik Südafrika
Der in die Technik des Phylax mit Hilfe der Anleitung (siehe Anhang) eingewiesene Mitarbeiter
des Labors, Mandla Magagula, erklärte sich bereit, den Phylax Ion Analyser zu testen. Er führte
eine Reihe von Bio-Cal ® Messungen (n=21) durch und eine Serummessreihe (n=14), die zuvor
schon von mir gemessen wurde, so dass ein direkter Vergleich möglich war. Der Messvorgang
selbst entsprach der Beschreibung in 3.3.1.
Der Sollwert für BioCal ® - Serum ist für Natrium 134 mmol/l und für Kalium 3.9 mmol/l.
Bei der Messreihe von 21 Messungen ergab sich ein Mittelwert für Natrium von 134,05 mmol/l
(134) und eine Standardabweichung von 2.09.
Für die Kaliumwerte errechnete sich ein Mittelwert von 4.38 mmol/l bei einer
Standardabweichung von 0.26.
Damit entsprach der Natriumwert genau dem Sollwert, jedoch wich der Kaliumwert um fast
0.5 mmol/l vom Sollwert ab.
Bio-Cal ® Natrium in mmol/l Kalium in mmol/l
Sollwert 134 3,9
Phylax Ion Analyser
Mittelwert von n=21
Differenz zwischen Sollwert
und Wert des Phylax
Standardabweichung der
Messreihe
134,05 4,38
0,05 0,48
2,09 0,26
Tab.14: Vergleich der Bio-Cal Messungen einer Testperson mit den vorgegebenen Sollwerten
Die gleiche Messreihe (n=21) wurde auch von mir durchgeführt:
Mit einem Mittelwert von 135 mmol/l für Natrium und 4.19 mmol/l für Kalium und
entsprechenden Standardabweichungen von 0,94 und 0,075 zeigt sich, dass die Mittelwerte -
und damit auch die Differenz mit dem Sollwert für BioCal ® - sich zwar nicht sehr unterscheiden,
aber die kleineren Standardabweichungen für eine engere Verteilung um den Mittelwert
sprechen.
Bio-Cal ® M. Magagula E.-M. Speth
Natrium in mmol/l Mittelwert
Standardabw.
Kalium in mmol/l Mittelwert
Standardabw.
134,05
2,09
4,38
0,26
Tab.15: Vergleich einer Messreihe ausgeführt durch zwei Personen
Mittelwert
Standardabw.
Mittelwert
Standardabw.
135,33
0,94
4,19
0,075

Ergebnisse Seite 33
In den folgenden Diagrammen sind die Ergebnisse grafisch dargestellt:
Konz in mmol/l
Konz in mmol/l
142
140
138
136
134
132
Vergleich der Bio-Cal Messungen zwischen zwei Untersuchern (Natrium)
Mandla Phylax II Natrium
Eva Natrium
130
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
5,4
5,0
4,6
4,2
Vergleich der Bio-Cal Messungen zwischen zwei Untersuchern (Kalium)
Mandla Phylax II
Kalium
Eva Kalium
3,8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Abb 15: Vergleich der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentrationen von Bio-Cal ® Messungen zwischen Mandla
Magagula und Eva-Maria Speth
In der vergleichenden Messreihe von Serumproben fanden sich die unten dargestellten
Ergebnisse.
Anhand der Grafik ist zu sehen, dass sich die Messwerte der Natriumkonzentration eher
entsprechen als die der Kaliumkonzentration.
Die durchschnittliche Differenz zwischen den beiden Bedienern des Phylax Ion Analyser beträgt
für Natrium 2,8 mmol/l bei einer Standardabweichung von 2,76 und für Kalium 0,34 mmol/l bei
einer Standardabweichung von 0,224.
Natrium in mmol/l
160
150
140
130
Vergleich der Serumnatriumwerte bei Messungen zweier Untersucher
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Probennummer
Verlaufsgrafik Na-Mandla
Verlaufsgrafik Na-Eva

Ergebnisse Seite 34
Kalium in mmol/l
5,6
5,4
5,2
5,0
4,8
4,6
4,4
4,2
4,0
Vergleich der Serumkaliumwerte bei Messungen zweier Untersucher
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Probennummer
Verlaufsgrafik K-Mandla
Verlaufsgrafik K-Eva
Abb 16: Vergleich der (oben) Natrium- und Kaliumkonzentrationen von Patientenseren bei Messung von M. Magagula
und E.-M. Speth
3.2.4.2. In Moshi, Tansania
In Moshi wurde von Herrn Klokke eine Serummessreihe von 26 Proben durchgeführt. Im
Vergleich zu den Elektrolytkonzentrationen, die vor Ort vom Chiron 644 ISE gemessen wurden,
errechnete sich eine durchschnittliche Differenz der Messwerte für Natrium von 4,65 mmol/l bei
einer Standardabweichung von 3,08. Die Differenz der Kaliumwerte betrug im Durchschnitt 0,37
bei einer Standardabweichung von 0,32.
Serummessung (n=26) Natrium Kalium
Mittlere Differenz zwischen
Phylax- und
Chironmesswerten in mmol/l
4,65 0,37
Standardabweichung 3,08 0,32
Tab.16: Mittelwerte der Differenz zwischen den Messwerten von Phylax und Chiron bei Messung von 26
Patientenseren
Natrium in mmol/l
160
140
120
Vergleich der Natriumwerte Phylax-Chiron
100
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Probennummer
Phylax
Chiron 644

Ergebnisse Seite 35
Kalium in mmol/l
6
5
4
3
Vergleich der Kaliumwerte Phylax-Chiron
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Probennummer
Abb 17: Vergleich der Serummessungen von Natrium (oben) bzw. Kalium durch Herrn Klokke mit Phylax Ion Analyser
und Chiron 644 ISE
Die größte Schwierigkeit, die Herr Klokke mit dem Phylax Ion Analyser hatte, war das Driften der
Messnadel und die damit verbundene Notwendigkeit, häufig zu kalibrieren. Er war besorgt über
die Empfindlichkeit des Geräts und äußerte Bedenken bezüglich der Widerstandsfähigkeit bei
Anwendung durch ungeschultes Personal. In seinen Augen müsse man die Prinzipien der
Messung ganz genau verstehen, um mit dem Phylax richtig umgehen zu können. Zudem hielt er
die Wartung und den damit verbundenen Wechsel der Elektroden in entlegenen Gegenden für
eine großes Problem.
Zuletzt würde er sich ein für den physiologischen Bereich erweitertes Display wünschen, um die
Werte leichter ablesen zu können, und seiner Meinung nach sollte der Konzentrationsbereich für
Natrium auf 115 bis 165 mmol/l auf der Anzeige beschränkt werden, da Werte jenseits dieser
Grenzen keine Rolle mehr spielen würden.
3.2.5. Meinung der Ärzte vor Ort
Bei der Befragung der Ärzte im Tintswalo Hospital war es trotz aller Freundlichkeit schwierig,
ihre Zeit in Anspruch zu nehmen, denn die Jungärzte sind sich dort größtenteils selbst
überlassen und stehen unter großem Druck. Da die hauseigene Maschine für klinische Chemie
schon seit längerem ausgefallen war, hatten die Ärzte gelernt, völlig auf diese Untersuchungen
zu verzichten. Sie meinten, auch in Notfällen darauf verzichten zu können, solange sie in diesen
Fällen an größere Krankenhäuser überweisen könnten.
Trotzdem würden sie die Möglichkeit, wieder Elektrolytwerte abfragen zu können, sehr
begrüßen. Außer Kalium und Natrium wären auch Bikarbonat und der BlutpH von großem
Interesse, falls möglich auch Calcium und Magnesium. Der größte Anspruch an ein neues Gerät
wäre Zuverlässigkeit, Belastbarkeit und einfache Reparatur, womöglich sogar vor Ort. Im Fall
eines Geräts mit begrenzter Probenzahl pro Tag sollte es wenigstens in Notfallsituationen, in
Phylax
Chiron
denen keine Zeit zur Überweisung bleibt, zur Verfügung stehen.

Ergebnisse Seite 36
Mit einem kurzen Fragebogen (siehe Anhang) wurde theoretisch erfasst, dass die Ärzte, wenn
sie die Möglichkeit hätten - bei durchschnittlich 14% - im Minimum 9,5% ihrer stationären
Patienten nach Kalium- und Natriumserumwerten fragen würden. Bei etwa einem Zehntel ihrer
Patienten erachteten es die Kliniker als absolut notwendig, den Elektrolytwert für Natrium und
Kalium zu erfahren.
Bezüglich der ambulanten Patienten verhielt es sich ähnlich: bei freier Verfügung würden die
Ärzte in 19% der Fälle nach den Serumwerten fragen, als Minimum gaben sie 11% an.
Elektrolytanforderungen der
Ärzte
Bei stationären Patienten Bei ambulanten Patienten
Durchschnitt 14% 19%
Minimum 9.5% 11%
Tab.17: Elektrolytanforderungen nach Meinung der Ärzte im Durchschnitt und das absolute Minimum in Prozent
bezogen auf die Summe der zu behandelnden Patienten
Auf die Frage nach den häufigsten Indikationsstellungen stand an erster Stelle Kwashiokor,
gefolgt von Gastroenteritis, einhergehend mit Diarrhoe, Erbrechen und Dehydratation. Den
dritten Rang teilten sich Diabetes und OP-Abklärung, dann folgten Dehydratation aus
unterschiedlichsten Gründen und auf Platz fünf Malaria.
In persönlichen Gesprächen stellte sich heraus, dass die Zusammenarbeit zwischen
Laborpersonal und Ärzteschaft mangelhaft war. Viele Anforderungen würden gar nicht oder erst
sehr spät bearbeitet und die Ärzte hatten nur wenig Vertrauen in die Qualifikation der
Labormitarbeiter. Ein mobiles Gerät, das schnell Ergebnisse liefern und sogar von ihnen selbst
bedient werden könnte, wäre eine Möglichkeit, aber generell wäre dafür im Klinikalltag kaum
Zeit. Auch fänden sie die Idee nicht schlecht, ein solches Gerät zum Einsatz in die umliegenden
Dörfer mitzunehmen jedoch müssten das Gerät und die benötigten Reagenzien gegen Hitze und
Staub unempfindlich sein.

Ergebnisse Seite 37
3.3. Kosten für Anschaffung
Laut Angaben von Herrn Riemann wäre bei Kauf eines Phylax Ion Analyser mit Kosten von
1000.- € zu rechnen. Dazu gehört auch die Ausrüstung, bestehend aus einem Satz
Ersatzelektroden und der Kalibrierlösung.
Eine andere Möglichkeit wäre, das Gerät als solches kostenlos dem Labor zu überlassen, aber
die sogenannten Verbrauchsmaterialien, also Elektroden, Messeinheit und Kalibrierlösung, zu
berechnen.
Zur Durchführung der Messung werden noch eine Transferpipette und Pipettenspitzen benötigt,
außerdem ein Proteinremover, zur Beseitigung von Eiweiß, das den Durchflusskanal blockieren
kann.
Die Kosten für eine Pipette betragen zwischen 100 bis 300 €, 1000 Pipettenspitzen kosten
ungefähr 9,90 €. Proteinremover in Form von einprozentiger Natriumhypochloridlösung ist sehr
kostengünstig (etwa 1€/500ml) und könnte vielleicht sogar vor Ort hergestelt werden. Diese
Werte ermitteln sich aus Durchschnittsberechnungen verschiedener Preise aus mehreren
Katalogen für Laborausrüstung und beinhalten keine Lieferkosten.

Diskussion Seite 38
4. Diskussion
4.1. Methode der Ionenselektiven Elektrodenmessung:
Die Methode der ISE bietet im Vergleich zur konventionellen Flammenphotometrie zahlreiche
Vorteile. Eine Probenvorbereitung bzw. -verdünnung ist nicht unbedingt notwendig, da ISE auch
Elektrolyte im Vollblut korrekt messen kann. 19,22,23,32,39 Das Messergebnis ist unabhängig von
pH, CO2-Konzentration und Proteinämie. 7,33 Im Gegensatz zur schon oft wissenschaftlich
beschriebenen Pseudohyponatriämie oder –normonatriämie in der Flammenphotometrie,
werden auch bei Hyperproteinämie bzw. –lipidämie mit ISE korrekte Werte gemessen. 4,6,21,31,33
Prinzipiell ist der Messvorgang einfach und die Geräte sind problemlos zu transportieren. 23,47
Man benötigt nur ein geringes Probevolumen und bekommt innerhalb von Minuten das
Ergebnis. 34,47 Eine mögliche Fehlerquelle liegt in der Einstellzeit, die je nach zu messender
Konzentration variiert. 34,40 Das Ablesen des Messwerts ist untersucherabhängig und könnte zu
fehlerhaften Ergebnissen führen
Je nach Benutzungshäufigkeit und Umgebungstemperatur ist von Zeit zu Zeit die
Referenzlösung aufzufüllen. 34,47 Diese muss regelmäßig kontrolliert und gegebenenfalls ersetzt
werden, bevor eine Messung unmöglich wird. Dies setzt erstens ein sorgfältiges Arbeiten voraus
und zweitens die Möglichkeit, Referenzlösung zu beziehen bzw. selbst korrekt herzustellen. Dr.
Rao und Mr Carbonari, Vizepräsident bzw. Präsident der Bio-Chem Laboratory Systems Inc. in
Lakewood, New Jersey beschrieben 1998 im American Clinical Laboratory sogenannt "solid-
state"-Elektroden, die keine Refernzlösung benötigen, und sich durch höhere Stabilität und
"Lebensdauer" als die herkömmlichen flüssigkeits- oder gelgefüllten Elektroden auszeichnen. 45
Dies wäre sicherlich eine mögliche Verbesserung, wobei ungeklärt bleibt, ob sich die Kosten
dadurch so vergrößern, dass die Anschaffungskosten für Entwicklungsländer nicht mehr zu
bewältigen sind.
4.2. Ergebnisse unter Standardbedingungen
Die Aspekte, die unter Standardbedingungen untersucht wurden, waren die Richtigkeit der
Messwerte, die Leistungsfähigkeit der Ausstattung und der Umgang mit dem Phylax Ion
Analyser.

Diskussion Seite 39
4.2.1. Allgemeine technische Probleme
Unter Standardbedingungen zeigte sich, dass sich der Akku innerhalb von etwa vier Tagen
entlud und es dann zu einem Aussetzen der Messleistung kam. Nach meiner Erfahrung dauert
es mindestens einige Stunden bis zu einer ganzen Nacht, um den Akku vollständig aufzuladen
und wieder unabhängig vom Elektrizitätsnetz arbeiten zu können.
Während der Zeit, in der der Phylax Ion Analyser im ApproTech Lehrlabor betrieben wurde, war
das Aufladen des Akkus nur am Netz möglich, weder direkte Sonneneinstrahlung noch
Kunstlicht durch eine 60W-Glühbirne lieferten verlässliche Ergebnisse, d. h. der Apparat war bei
Benutzung am nächsten Tag schon nach Messung einiger Serumproben wieder
funktionsuntüchtig.
Im Falle einer dringenden Anforderung einer Elektrolytbestimmung würde dieser Umstand, wenn
keine externe Energieversorgung vorhanden wäre, zu Problemen führen. Wie weiter unten noch
angeführt, war diese Versorgung bei der stärkeren Sonneneinstrahlung im Feldversuch in Afrika
besser gewährleistet, allerdings bestehen dort sicherlich häufiger Probleme mit einer externen
Stromversorgung. Hier sollte Abhilfe, z. B. in Form stärkerer Akkus (wie Lithium-Ionen Akkus)
oder durch die Mitnahme von Ersatzakkus erfolgen, wobei natürlich in Hinblick auf die
Kostensituation eine mögliche Lösung nicht zu teuer sein dürfte.
Das langsame Abweichen der Messnadel (drift) und die verlängerten Einstellzeiten, die oft ohne
sichtbare Veränderung der Messbedingungen oder der Elektrolytkonzentration auftraten, waren
zusätzliche Gründe für erschwertes Messen und inkorrekte Werte. Der Versuch, durch häufiges
Kalibrieren und sogar durch den Wechsel der Messelektroden eine Verbesserung
herbeizuführen, war nicht immer erfolgreich. So kam es häufig zu verzögerten Ergebnissen und
verlängerten Arbeitszeiten, die im Ernstfall gravierende Konsequenzen haben könnten, wenn
rasche Elektrolytbefunde gefordert sind.
Der Ablesezeitpunkt ist wegen fehlender objektiver Endpunktmessung eine weitere Fehlerquelle,
bei der das Ergebnis, wie oben geschildert besonders bei verlängerter Einstellzeit,
bedienerabhängig verfälscht sein kann. Ebenso wie bei zu frühem Kalibrieren (geschildert auf
Seite 11) subjektive Fehler zu falschen Resultaten führen können.
Diese Voraussetzungen und die wechselnden Bedingungen müssen erkannt werden und
erschweren somit den Umgang mit dem Phylax. Das stellt hohe Anforderungen an den
Untersucher und setzt eine gute Kenntnis des Apparats und der Messmethode voraus. 23,25 Eine
intensive Vorbereitung und sorgfältige Schulung im Umgang mit dem Gerät wäre sehr wichtig.
Ein eher mechanisches Problem ergab sich, wenn ausgefällte Proteine den Durchfluss des zu
messenden Serums behinderten. Meistens ließ sich die Durchgängigkeit durch Proteinentferner
wiederherstellen oder das Hindernis konnte mittels Druck bei Verwendung einer größeren
Pipette mit einer 500µl-Pipettenspitze beseitigt werden. Problematisch ist, dass diese Pipette

Diskussion Seite 40
nicht zur Standardausrüstung des Phylax Ion Analyser gehört und solche Probleme die
Messungen verzögern oder ganz verhindern können.
Da die Messeinheit aus dem Phylax Ion Analyser herausgenommen werden kann, ist die
Kontaktstelle ein Schwachpunkt. Sollte Flüssigkeit zwischen die Kontakte von Elektroden und
Apparat gelangen, werden die Messwerte verändert oder gestört. Veränderte Werte werden im
realen Fall nicht bemerkt, da kein Vergleich stattfindet, und die Störung, die sich durch Springen
der Messnadel oder Driften zeigt, muss erst gefunden werden, um sie zu beheben. Das führt
erneut zu falschen Werten und verlängerter Arbeitszeit für eine Messreihe, d. h. auch hier liegt in
der Ausbildung und der Sorgfalt der Untersucher eine große Aufgabe.
4.2.2. Patientenseren
Im Rahmen der durchgeführten Messreihen zeigte sich, dass bei den Natriummessungen fast
ein Viertel der Werte des Phylax zwischen 2,0 bis 2,9 mmol/l über den Werten des Kliniklabors
lagen, was sowohl rechnerisch als auch grafisch zu belegen war. Man könnte von einem
systematischen Fehler ausgehen, der entweder durch die Kalibrierung entstanden ist oder in der
ionenselektiven Elektrode liegt oder durch eine falsche Konzentration der Eichlösung ausgelöst
wird. Die Schwierigkeit besteht darin, die Eichlösung auf ihre Ionenkonzentrationen zu
kontrollieren, wofür man ein weiteres Elektrolytmessgerät benötigt.
21% der Werte befanden sich in einem Abweichungsintervall von plus/minus 0,9 mmol/l um die
Referenzwerte. Insgesamt lagen über 66% der Abweichungen zwischen –2,9 und +2,9 mmol/l,
d. h. für Notfallbestimmungen und den Großteil der Routinelaboranforderungen lag die
Abweichung bei Messungen mit dem Phylax Ion Analyser in einem tolerablen und vor Ort gut zu
verwendenden Intervall.
Dagegen präsentierte die Verteilung der Kaliumabweichungen eher eine Normalverteilung, mit
etwa 75% der Differenzen in einem Intervall von –0,19 bis +0,19 mmol/l um den Nullpunkt.
Überträgt man diese Ergebnisse in den klinischen Alltag, so kann man daraus schließen, dass
die Kaliummessung verlässliche Ergebnisse liefert.
Auffällig war eine Vergrößerung der Abweichungen bei hoch oder niedrig pathologischen Werten
für beide Elektrolyte. Für die tägliche Arbeit sehr wichtig und dringend verbesserungsbedürftig
ist die Tatsache, dass pathologische Werte noch als physiologisch gemessen wurden, wenn
auch die Tendenz zu grenzwertigen Werten ging.
So wird die Grenze zwischen gesund und krank lange verschleppt, da erst massive
Elektrolytstörungen als pathologische Werte angezeigt werden.
Vergleicht man die Abweichungen zwischen Hitachi und Phylax Ion Analyser, fällt auf, dass die
hohen Differenzen vor allem im pathologischen Bereich lagen, während kleinere Abweichungen
seltener wurden. Umgekehrt verhält es sich mit physiologischen Konzentrationen, wo nur
geringe Differenzen bestanden.

Diskussion Seite 41
Dieser Präzisionsfehler führt dazu, dass die Methode sich nicht zur Verlaufskontrolle bei
Elektrolytstörungen eignet. Auch lässt sich anhand des Messergebnisses nur feststellen, dass
der Patient keine starke Elektrolytverschiebung hat, aber leicht pathologische Konzentrationen
sind nicht auszuschliessen.
Möglicherweise wäre bei Verdacht auf niedrig oder hoch pathologische Werten eine Kalibrierung
in einem anderen Bereich, z. B. 3,5 und 130 mmol/l bei Hypokaliämie/Hyponatriämie
durchzuführen und somit ein genauerer Wert zu erhalten. Allerdings führt dies natürlich zu
erhöhtem Arbeits- und Materialaufwand, Doppeluntersuchungen und in der Folge zu gravierend
höheren Kosten. Insgesamt wäre eine Verbesserung des Geräts für pathologische Werte die
sinnvollere Lösung.
4.2.3. Kontrollseren
Die Messungen mit den Kontrollseren Precipath ® und Precinorm ® gestalteten sich schwierig, da
die Einstellzeiten aus unbekannten Gründen enorm verlängert waren und dadurch auch bei der
Kalibrierung ein zu frühes Einstellen zu nachfolgenden falschen Werten führte. Zusätzlich war
die vorgegebene pathologische Natriumkonzentration von Precipath ® nicht zu verwenden, da
der Wert nicht mehr im Bereich des Displays des Phylax Ion Analyser lag.
Diese Umstände könnten im täglichen Gebrauch zu Verzögerungen bzw. bei Bedienung durch
unerfahrenes Personal zu inkorrekten Werten führen. Handelsübliche Kontrollseren, die zur
allgemeinen Überprüfung der Messleistung des Phylax Ion Anayser hinzugezogen werden,
müssten vorher auf ihre Elektrolytwerte überprüft werden.
Für Natrium ergab sich, dass die vorgegebenen Sollwerte bzw. Bereiche für Precinorm ® nach
Auflösung des Trockenserums mit 5ml destilliertem Wasser vom Phylax Ion Analyser und
Hitachi erreicht wurden. Die Differenz zwischen dem Phylax Mittelwert und dem des Hitachi
betruge etwas mehr als 5 mmol/l. Der Sollwert für Precipath ® wie oben erwähnt entfiel. Nach
Zugabe von Natriumchloridlösung, um die vorgegebene Konzentration in den messbaren
Bereich zu heben, maß das Hitachi-Gerät des Kliniklabors einen viel höheren Wert als der
Phylax Ion Analyser. Zunächst wurden die Werte durch den Phylax bestimmt und die angezeigte
Konzentration befand sich noch im darstellbaren Bereich des Displays. Vergleicht man diese mit
der Konzentration, die der Hitachi der Missionsärztlichen Klinik maß, so war der Wert des
Hitachi diesmal um fast 30 mmol/l höher und somit wiederum außerhalb des Anzeigebereichs
des Phylax.
Die ermittelten Kaliumwerte des Phylax Ion Analyser waren für Precinorm ® zu hoch und für
Precipath ® zu niedrig, d. h. jeweils außerhalb des Sollbereichs. Die Messwerte des Hitachi
stimmten bei Precinorm ® mit denen des Phylax überein, bei Precipath ® jedoch mit den Vorgaben
des Herstellers.
Es stellt sich die Frage, ob das hier eingesetzte Precinorm ® - Serum in der Kaliumkonzentration
von vornherein verändert war, da beide Apparate einen Wert maßen, der mehr als 1 mmol/l

Diskussion Seite 42
über dem Sollbereich lag, das pathologische Serum hingegen, das in derselben Stunde vom
Hitachi gemessen wurde, korrekte Werte lieferte.
Die Kontrolle des Phylax Ion Analyser durch Standardseren von Boehringer Mannheim ® zeigt
erneut, dass die größere Messungenauigkeit im pathologischen Messbereich auftritt.
Bei der Messung des Kalibrationsserum Bio-Cal ® von Biocon ® Diagnostik verlief die Messung
ohne größere Verzögerung und Unterbrechungen. Der Phylax Ion Analyser lieferte
Messergebnisse ( Mittelwert von n=21) für Kalium und Natrium, die fast punktgenau denen des
Herstellers entsprachen. Im Verlauf der Messreihe lässt sich kein Abdriften und keine größere
Schwankungsbreite der einzelen Messwerte um den Mittelwert erkennen. Das belegen auch die
Standardabweichungen von 1,32 für Natrium und 0,058 für Kalium.
Dieser Messverlauf samt Ergebnis zeigt, dass der Phylax Ion Analyser bei optimaler Funktion im
physiologischen Bereich richtig geeicht ist und die Methode präzise arbeitet. Reproduzierbare
korrekte Messwerte sind möglich, jedoch sind eventuelle Störfaktoren zahlreich und der Apparat
dafür anfällig.
4.3. Ergebnisse im Feldversuch
4.3.1 Allgemeine Probleme
Trotz vorheriger Absprache war es nicht möglich, die Elektrolytbestimmung des
Krankenhauslabors als Referenzmethode heranzuziehen. Dies sind Unvorhersehbarkeiten, die
bei Feldversuchen in ärmeren Ländern auftreten können und so den Verlauf eines Versuchs
beeinflussen. Auch an weiteren Laboreinrichtungen in der erreichbaren näheren Umgebung
waren zu diesem Zeitpunkt die Geräte zur Elektrolytbestimmung ausgefallen. Weiter entfernte
Krankenhäuser waren zudem von den Zufahrtswegen abgeschnitten, da es durch starke
Regenfälle zu großflächigen Überschwemmungen gekommen war. Diese Situation, so
hinderlich sie für die Durchführung des Feldversuchs war, zeigt eindrücklich, wie wichtig es ist,
Technologie an die vorhandenen Bedingungen anzupassen. Seit Wochen bestellte Reagenzien
wurden nicht nachgeliefert, Mitarbeiter anderer Labore konnten sich den Fehler ihres Geräts,
der zum Funktionsausfall führte, erst gar nicht erklären. Speziell für diese Technologie
qualifiziertes Fachpersonal konnte sich das Labor bzw. das örtliche Krankenhaus nicht leisten.
Die Ausnahme bildete dabei ein Labor, das auf einem amerikanischen Armeestützpunkt geführt
wurde, aber auch hier musste man den Spezialisten erst von weit entfernt holen.
Da die Zeit der Versuchsdurchführung auf wenige Wochen beschränkt war, musste ich mit den
vorhandenen Mitteln und Möglichkeiten arbeiten.
Es folgte die Überlegung, Elektrolytmessungen in Vollblut- und Serumrpoben zu vergleichen.
Um diese Messungen durchführen zu können, wäre eine Antikoagulation der Vollblutproben
erforderlich gewesen. Da nur Monovetten mit Natriumheparin und sonst keine Alternative zur

Diskussion Seite 43
Verfügung standen, fiel diese Versuchsreihe aus. Bei Vollblutproben, die nicht innerhalb
kürzester Zeit der Messung zugeführt werden können, ist eine Antikoagulation mit
Lithiumheparin notwendig, um die Elektrolytkonzentrationen nicht iatrogen zu verändern. 35
Abgesehen davon präsentierten sich in der Arbeit mit dem Phylax Ion Analyser eine Reihe von
zusätzlichen Problemen.
Die Messschwierigkeiten, wie das Abdriften der Nadel, die ständige Notwendigkeit der
Kalibrierung und das plötzliche, unerklärte Springen der Nadel, die sich unter
Standardbedingungen nur manchmal gezeigt hatten, wurden jetzt zur täglichen Hürde und
machten die Messungen zeitweise unmöglich.
Erneut auftretendes Problem war die Verlegung des Durchflusskanals durch ausgefälltes
Eiweiß, welches sich nicht immer durch Proteinentferner beseitigen ließ und den Austausch der
Messeinheit nötig machte.
Bemerkenswert auch, dass sich die Messwerte derselben Probe nach Behandlung des
Durchflusssystems mit Proteinentferner erheblich unterschieden. Hatten sich Proteine auf die
Membran der ISE gesetzt und die Diffusionseigenschaft verändert?
Eine neue Erkenntnis war, dass der Klebstoff, der die Kunststoffkapillare an der Messeinheit
befestigt, selbst den Durchfluss behinderte und nur eine Resektion der verklebten
Schlauchstelle die Durchgängigkeit wiederherstellen konnte. Eine andere Variante war, dass
sich der Schlauch an der Stelle, an der er festgeklebt war, löste und auch so ein Injizieren der
Seren nicht mehr möglich war.
Diese Schwachstellen des Phylax Ion Analyser sind grundsätzlich schwierig unter
Feldbedingungen zu beherrschen. Wie viele austauschbare Messeinheiten müssen im Vorrat
vorhanden sein, um all diesen Hindernissen schnell und praktikabel zu begegnen? Wo sind in
einem einfachen Labor die Werkzeuge und Utensilien, die nötig sind, um Schläuche erneut
anzukleben oder verstopfte Passagen wieder durchgängig zu bekommen? Wie ist der richtige
Umgang mit starkem Abdriften oder Springen der Nadel bei gerade frisch eingesetzten ISE und
aufgeladenem Akku? Wieviel Training ist notwendig, um das ausreichende Know-how zu
erlangen?
Und wie lange werden sich ungeübte Laboranten mit diesen Schwierigkeiten befassen, bevor
sie das Gerät als „defekt“ deklarieren und auf Ersatz warten?
Somit bestätigt sich, dass in weniger technisierten Labors das Personal den entscheidenden
Qualitätsfaktor darstellt. Die Güte der Wartung, der Reparatur und des Umgangs mit dem Gerät
hängt von den Mitarbeitern und dem Training, das sie erfahren haben ab. Aber auch Schulung
kann nur bis zu einem gewissen Punkt sinnvoll durchgeführt werden. Wer aber ist zuständig,
wenn das Ausmaß der Reparatur diesen Wissensstand übersteigt?
Hier sind also noch einige Vorarbeiten zu leisten, bevor das Gerät als „tropentauglich“
einzustufen ist. Nochmals zu erwähnen ist die Bedeutung einer Endpunktmessung, um hier den
subjektiven Faktor Mensch gering zu halten.

Diskussion Seite 44
4.3.2. Standardseren
Standardseren haben neben einem vorgegebenen Konzentrationsmittelwert für Elektrolyte auch
eine angegebene Standardabweichung und einen dadurch errechneten Richtigkeitsbereich. Da
das Kalibrationsserum Bio-Cal® nur definierte Konzentrationswerte hat, kann man sich an den
Richtlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung in medizinischen Laboratorien
orientieren. Diese erlauben eine maximal zulässige prozentuale Messabweichung vom Sollwert
von 6% bei Natrium und von 8% bei Kalium. Das ergibt in diesem Fall einen Messbereich von
128-142 mmol/l für Natrium und 3,6-4.2 mmol/l für Kalium. Innerhalb dieser Grenzen befand
sich der Großteil der mit beiden Phylax Ion Analyser gemessenen Werte für Natrium und Kalium
und belegt damit die Richtigkeit dieser Methode im physiologischen Bereich.
Eine Ausnahme waren die Kaliummesswerte der Messeinheit 8. Die Mittelwerte der
gemessenen Kaliumkonzentrationen lagen, unabhängig vom jeweiligen Phylax Ion Analyser und
Serum immer außerhalb des erlaubten Bereichs. Eine mögliche Erklärung wäre eine defekte
Kaliumelektrode.
Das Kontrollserum Contronorm® liegt mit vorgegebenen Konzentrationswerten von 126 mmol/l
für Natrium bzw. 3,18 mmol/l für Kalium am unteren Ende des physiologischen Bereichs. Bei
Messungen durch den Phylax Ion Analyser lagen die Natriumwerte zwar noch innerhalb des
Richtigkeitsbereichs, waren aber tendenziell zu hoch. Die ermittelten Kaliummesswerte waren
durchweg zu hoch. Je weiter der zu messende Wert von den Kalibrationswerten 142 mmol/l für
Natrium bzw. 4,2 mmol/l für Kalium in beide Richtungen abwich, desto größer war die
Messabweichung des Phylax Ion Analyser und zeigte eine Tendenz zur physiologischen "Mitte".
Dieses Phämomen fiel auch unter Standardbedingungen auf, macht dadurch Verlaufskontrollen
bzw. die Feststellung von hochpathologischen Werten unmöglich und bedarf einer
Verbesserung. Eine zusätzliche Kalibrierung auch in pathologischen Bereichen könnte dieses
Problem beseitigen, aber diese Möglichkeit bietet das Gerät derzeit noch nicht, und erhöht
selbstverständlich den personellen, zeitlichen und apparativen Aufwand.
Bedenklich sind die aufgefallenen Drifts bei einigen Natriummessreihen vor allem bei Messung
des konzentrierten Bio-Cal® Serums, die nahe legen, dass die Methode außer Kontrolle geraten
war. Um all diese Probleme zu erkennen, müssten tägliche Kontrollen des Phylax Ion Analyser
mittels Standardseren durchgeführt werden. Das erfordert neben Zeit und kostenspieliger
Ausrüstung auch einen geschulten Anwender.

Diskussion Seite 45
4.3.3. Bakterielle Verunreinigung der Abgleichlösung
In der bakteriellen Untersuchung der Abgleichlösung fanden sich trotz sorgfältiger Arbeitsweise
Verschmutzungen durch verschiedene Erreger. Auch wenn sich bei Messung durch den Phylax
Ion Analyser zunächst keine veränderten Konzentrationen der Elektrolyte feststellen liessen, so
ist dies auf Dauer nicht auszuschliessen. Wichtig wäre in diesem Fall, auf einer Portionierung
der Abgleichflüssigkeit in kleinere Mengen zu bestehen und die restliche Lösung im Kühlschrank
aufzubewahren. Vielleicht wäre ein begrenzter Benutzungszeitraum nach erstmaligem Öffnen
der Lösungsbehälter sinnvoll, so dass nach einer gewissen Zeit die Lösung verworfen würde,
auch wenn sie länger nicht benutzt wurde, um einer Abgleichung mit einer durch Kontamination
veränderten Elektrolytkonzentration vorzubeugen. Sollte der Ion Analyser in Feldeinsätzen ohne
Möglichkeit einer Kühlung der Abgleichlösung für etliche Stunden genutzt werden, ist diese
Vorsichtsmaßnahme besonders zu beachten.
4.3.4. Anwendung durch am Phylax unerfahrene Untersucher
In der Untersuchung der Messvorgänge durch einen am Gerät unerfahrenen Mitarbeiter (Herrn
Mandla Magagula) zeigte sich bei der Bio-Cal ® Messung ein punktgenauer Natriummittelwert,
während der Kaliummittelwert knapp 0,5 mmol/l vom vorgegebenen Wert abwich. Im Vergleich
zu den Messungen, die von mir durchgeführt wurden, bei Verwendung von gleicher Lösung,
Messeinheit und Ion Analyser, waren die Standardabweichungen größer und der von mir
errechnete Kaliummittelwert näher am Sollwert. Dennoch unterschieden sich die Mittelwerte nur
um 1,3 mmol/l für Natrium und knapp 0,2 mmol/l für Kalium.
Die kleineren Standardabweichungen erklären sich vielleicht auch durch die größere Erfahrung
bei der Abgleichung, dem schnelleren Erkennen von Unregelmäßigkeiten und dem geübteren
Umgang mit dem Display beim Ablesen des Messwerts. So führt der vertraute Umgang mit den
Phylax Ion Analyser zu stabileren reproduzierbaren Messergebnissen.
Eventuell wäre also bei Benutzung vor Ort eine längere Erprobungsphase durch einen
Untersucher zu fordern und im Folgenden eine Durchführung der Laborbestimmungen durch
möglichst wenige Mitarbeiter. Dieser Umstand würde im Gegenzug die grundsätzliche Mobilität
des Geräts vermindern, denn das würde bedeuten, einer der wenigen erfahrenen Untersucher
müsste immer mit dabei sein. Fuchs et al. sehen durch den Einsatz von Mikroprozessoren in
Verbindung mit den Ionenselektiven Elektroden eine Möglichkeit, dem jeweiligen Benutzer bei
der Fehlersuche behilflich zu sein. 23 Alle für die Messung wichtigen Funktionen, vor allem die
Elektroden und die Stabilität der Messwerte, würden von dem eingebauten Mikroprozessor
überwacht. Aber wer kann helfen, wenn der Mikroprozessor ausfällt?
Die Messreihen der Patientenseren, die von beiden Untersuchern durchgeführt wurden, zeigen
grafisch für die Natriumkonzentrationen einen ähnlichen Verlauf und legen somit nahe, dass die
Werte reproduzierbar sind. Dem entspricht nicht das Ergebnis der Kaliummessung. Hier könnte
man annehmen, die gemessenen Werte seien benutzerabhängig.

Diskussion Seite 46
Nach Meinung von Herrn Mandla Magagula ist das Display sehr klein und gewöhnungsbedürftig,
er fände eine digitale Anzeige der Messwerte genauer. Außerdem gelange zu schnell Flüssigkeit
zwischen das Messsystem und die Kontaktelektroden und führe so zu ungenauen Messungen
und zum Abdriften der Messnadel. Das Gerät schien ihm nicht stabil genug für die
Anforderungen im Feld.
In Moshi, Tansania, wurden die Ergebnisse des Phylax Ion Analyser mit denen eines anderen
Laborgeräts (Chiron 644), das mit Ionenselektiven Elektroden arbeitet, verglichen. Durchgeführt
von Herrn Klokke, zeigt sich im grafischen Verlauf der Messreihe, dass die Messwerte
tendenziell korrespondieren. Die mittlere Differenz der Natriummesswerte zwischen Phylax und
Chiron betrug 4,6 mmol/l und für Kalium 0,37. Obwohl die Messergebnisse hoffnungsvoll
erscheinen, war ein häufiger Drift der Messnadel problematisch, welcher ständiges Kalibrieren
nötig machte. Auch Herr Klokke hält den Phylax Ion Analyser für empfindlich bei Benutzung
unter den rauen Bedingungen weniger priviligierter Laboratorien und in den Händen nicht
qualifizierter Mitarbeiter. Große Schwierigkeiten sieht er in der Wartung des Geräts und dem
Austausch der Elektroden, wenn der Ion Analyser in entlegenen Gebieten zum Einsatz kommen
sollte. Ähnlich wie Herrn Magagula würde Herr Klokke ein größeres Display bzw. eine digitale
Anzeige bevorzugen, außerdem hält er einen kleineren Konzentrationsbereich für ausreichend,
da extrem pathologische Werte keine klinische Rolle mehr spielen würden. Insgesamt würde er
aber die Verwendung eines derartigen, gut funktionierenden Gerätes sehr begrüßen.
4.3.5. Meinung der Ärzte vor Ort
Die Befragung der Ärzte im Tintswalo Hospital führte zu dem Schluss, dass eine
Elektrolytbestimmung von vielen als hilfreich bewertet wurde. Auch wenn sie seit einiger Zeit
ohne diese Laborwerte auskommen mussten, würden sie doch bei bestehender Möglichkeit bei
durchschnittlich 14% der stationären und 19% der ambulanten Patienten die
Elektrolytbestimmung anfordern.
Zuverlässige Ergebnisse, Belastbarkeit der Ausrüstung und einfache Wartung und Reparatur
waren die immer wiederkehrenden Ansprüche an das Gerät, da die Beschaffung von speziellen
Ersatzteilen in vielen Regionen Afrikas ein Problem darstellt. Der Phylax Ion Analyser konnte
diesen Forderungen während des Aufenthalts in Südafrika nicht nachkommen, besonders in
Bezug auf Belastbarkeit und Reparatur.
Da der Phylax Ion Analyser vom Hersteller nur für eine begrenzte Zahl an Proben vorgesehen
ist, halten die Ärzte eine Beschränkung auf Notfallsituationen, in denen schnell gehandelt
werden müsse, für sinnvoll. Wobei natürlich die Möglichkeit, mehr Proben zu untersuchen,
vorteilhafter wäre. Auch würden die Ärzte gerne das Spektrum der zu bestimmenden Elektrolyte
erweitern, neben Kalium und Natrium sind für sie noch Magnesium und Calcium, der Blut-pH
und Bikarbonat wichtig. Im Jahre 1997 haben Markova et al. ein Gerät für die ionenselektiven

Diskussion Seite 47
Elektrolytbestimmung von insgesamt sechs Parametern erfolgreich evaluiert. 35 Das Gerät nennt
sich Microlyte 6 und stammt von der Firma Kone Instruments in Finnland. So ist es prinzipiell
möglich, innerhalb weniger Minuten Kalium, Natrium, Chlorid, freies Calcium und Magnesium
sowie den pH in Vollblut, Serum und Plasma simultan zu bestimmen. Zu diskutieren wäre, dass
das Gerät unter optimalen Bedingungen getestet wurde und damit wenig Rückschlüsse auf die
Funktionstüchtigkeit unter Feldbedingungen erlaubt. Auch Größe und Preis des Geräts wurden
in vorliegender Arbeit nicht erwähnt.
Ein von den Kollegen vor Ort häufig angeführtes Beispiel für notwendige
Elektrolytbestimmungen war Kwashiokor, eine tropische Form der Eiweißmangeldystrophie,
hervorgerufen durch eiweißarme Nahrung, welche vor allem Kinder und Jugendliche in Afrika
betrifft. Diese Krankheit, verbunden mit einer zusätzlichen Resistenzschwäche, welche die
Patienten sehr infektanfällig macht 15,44 , bedarf sorgfältiger Überwachung und Therapie, da es
rasch zur Elektrolytentgleisung kommen kann. Des Weiteren würden die Ärzte eine genaue
Diagnostik bei Gastroenteritis mit Dehydratation, bei Diabetes, zur OP-Abklärung und nicht
zuletzt bei Malariaerkrankung für wünschenswert erachten.
Eine besonders große Hürde stellt die Zusammenarbeit zwischen Laborpersonal und Ärzten dar.
Oft kommt es zu verzögerten Ergebnissen oder die Anforderungen werden erst gar nicht
bearbeitet. Dieser Konflikt hat in Tintswalo Hospital auch einen politischen und kulturellen
Hintergrund, da das schwarzafrikanische Personal die Autorität der überwiegend jungen und
weißen Ärzte nicht anerkennt. Die Laboranten waren im Allgemeinen selten im Labor
anzutreffen. In Gesprächen wurde festgestellt, dass die Löhne der Angestellten so gering sind,
dass viele versuchen, in privaten Laboren zusätzlich etwas zu verdienen, nicht selten unter
Verwendung von Krankenhauseigentum.
Auch bezweifeln inzwischen die enttäuschten Ärzte die berufliche Qualifikation der Laboranten
und reduzieren die Laboranforderungen auf ein Minimum. So kann man der Aussage von
Akpede und Akenzua, dass das Ausmaß der Laborbestimmungen von der Verfügbarkeit,
Zuverlässigkeit, Erschwinglichkeit und Angemessenheit der Laboruntersuchungen abhinge 2 ,
noch das fehlende Vertrauen der Mediziner in die Untersucher hinzufügen.
Carter und Lema bemerkten in ihrem Artikel im East African Medical Journal 1999, dass weder
das medizinische Personal noch die Patienten den Einfluss der Laboruntersuchungen auf die
Verbesserung von Diagnosen zu schätzen wüssten. 10 Wenn ein Labor samt seinen Mitarbeitern
eher eine finanzielle Bürde als eine Hilfe für die klinische Arbeit darstellt, wie im Tintswalo
Hospital gesehen, ist diese Aussage zu verstehen.
Die Ärzte sind sogar gewillt, den Umgang mit einem einfach zu bedienenden und zuverlässigen
Gerät zu erlernen, um in dringenden Fällen selbst die Elektrolytkonzentrationen bestimmen zu
können. In diesem Fall wären die Untersucher größtenteils unerfahren und stellen damit einen
noch höheren Anspruch an die Widerstandsfähigkeit des Apparats und die Einfachheit bzw.
Stabilität des Messvorgangs. Auch finden sie den Einsatz mobiler Laborgeräte bei ihren
Besuchen in entlegene Dörfer von Vorteil, aber Hitze und Staub stellen dabei die größten
Hindernisse dar und es ist zu befürchten, dass der Phylax Ion Analyser wahrscheinlich solch
einen Einsatz nicht unbeschadet überstehen würde.

Diskussion Seite 48
4.3.6. Anschaffungskosten und -möglichkeiten
Die Anschaffungskosten von € 1000,- (6000 Rand, Stand 2/01) stellen für ein kleines Hospital
eine mittelgroße Investition dar. Die andere Möglichkeit, das Gerät kostenlos zur Verfügung zu
stellen, aber die Verbrauchsmaterialien zu berechnen, scheint günstiger, jedoch sind die Kosten
für Wartung und Ersatz (z. B. der Messeinheit bzw. Elektroden) schwer zu berechnen, da keine
Langzeituntersuchungen vorliegen. Zudem werden noch Pipettenspitzen und eine
Transferpipette benötigt, sowie der Proteinentferner, die Kalibirierlösung und Standardseren zur
Qualitätskontrolle. Bei Verlust stellt sich wiederum die Frage, wie schnell und zuverlässig Ersatz
zu bekommen ist und wer in diesem Fall die Kosten übernehmen würde.
Insgesamt benötigt man zum Betrieb des Phylax Ion Analyser etliche Einzelteile und der Ausfall
auch nur eines Teiles würde eine Untersuchung unmöglich machen. Da wenig selbst
herzustellen ist, wäre ein Import notwendig. Oft genug kann man den Fehler allein gar nicht
spezifizieren bzw. beheben, so dass ein Fachmann nötig ist. Das steigert wiederum die Kosten.
Letztendlich stellt sich die Frage, auf welches Gerät und welche Laborbestimmung man in
knappen Zeiten am ehesten verzichten würde, wenn aus finanziellen Gründen zwischen
Bestimmung von kleinem Blutbild, dicken Tropfen oder klinischer Chemie gewählen werden
müsste.

Diskussion Seite 49
4.4. Resumée und Perspektive
Diese Arbeit hat gezeigt, dass der Phylax Ion Analyser, konzipiert zur netzunabhängigen
Bestimmung von Natrium- und Kaliumkonzentrationen in Seren, ausreichend
Einsatzmöglichkeiten in den weniger gut ausgestatteten Krankenhauslaboratorien in Afrika
hätte. Krankheitsbilder, die mit Elektrolytverschiebung einhergehen und der Bedarf an
Elektrolytanforderungen, der den Ärzten in der täglichen Arbeit begegnet, würden die
Anschaffung eines solchen Laborgerätes auch in kleineren Krankenhäusern rechtfertigen. Ein
einfaches Screening von etwa fünfzig Blutproben täglich sind bei optimaler Funktion in kurzer
Zeit durchzuführen.
Die Messmethode erwies sich als semi-quantitativ oder auch qualitativ. Ein annähernder
Konzentrationswert kann bestimmt werden, aber die Methode eignet sich nicht zur detaillierten
Verlaufskontrolle.
Unter Standardbedingungen stimmten die physiologischen Messwerte in der Mehrzahl mit der
Referenzmethode überein, im pathologischen Bereich wurden die Abweichungen größer.
Messungen mit Kontrollseren schnitten insgesamt schlechter ab, Verbesserungen wären hier
noch notwendig.
Schwachstelle des Phylax Ion Analyser ist seine Empfindlichkeit. Verstopfte Schläuche,
springende Messnadeln, Abdriften oder Nichtreagieren der Messnadel behindern und verzögern
das reibungslose Arbeiten. Anhand der Felduntersuchung konnte festgestellt werden, dass
diese Schwierigkeiten unter einfachen Bedingungen öfter auftreten und so zu Unterbrechungen
und zur Verringerung der Messleistung führten. Häufig war der Grund der Störung nicht zu
eruieren, manchmal blieb die Störung unbemerkt und führte zu falschen Ergebnissen.
Austausch von Elektroden, Akku oder Messeinheit, um die Störung zu beseitigen, erhöhen die
Betriebskosten, zusätzliches Material ist schwer zu bekommen. Obwohl die Abgleichlösung
theoretisch selbst herzustellen wäre, müssen die entsprechenden Fachkenntnisse vorhanden
sein, oder die Lösung muss wiederum geliefert werden. Trotz der Möglichkeit des mobilen
Einsatzes sind Gerät und Abgleichlösung nicht der Hitze und dem Staub gewachsen.
Zusammenfassend muss man zu der Schlussfolgerung kommen, dass das Gerät in seiner
derzeitigen Form noch nicht optimal für die Verwendung unter einfachen Bedingungen und in
den Händen unerfahrener Benutzer geeignet ist, aber sicherlich ein Bedarf für ein gering
modifiziertes, in seinen Ergebnissen konstanteres und weniger für äußere Einflüsse anfälliges
Gerät in der Art des Phylax Ion Analyser besteht. Letztendlich geht es um die ausreichende
medizinische Versorgung der ansässigen Bevölkerung und, wie Steele et al. folgerten, wird die
Zusammenarbeit von klinischer Beobachtung und grundlegender Laboruntersuchungen
lebensbedrohliche Krankheiten auch als solche erkennen, wenn es gelingt, die Labormethoden
für die Entwicklungsländer in Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Kosten zu verbessern. 2,54

Zusammenfassung Seite 50
5. Zusammenfassung
Die Labormedizin hat in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen und die klinische
Arbeit ist ohne die Unterstützung von Laboruntersuchungen nicht mehr vorstellbar. Die für uns
selbstverständliche Labordiagnostik ist in ärmeren Ländern dieser Welt aufgrund vieler
Ursachen (Stromausfall, Temperaturschwankungen, fehlende Reparatur- und
Wartungsmöglichkeiten, Geldmangel etc.) nicht durchführbar. Sogenannte „High-Tech“-Geräte
sind empfindlich, in Wartung und Reparatur schwierig, oft kompliziert in ihrer Bedienung und der
Import ist teuer. Unterschiedliche Krankheitsprävalenzen zwischen Nord und Süd setzen andere
Schwerpunkte bezüglich der Laboruntersuchungen.
Der von der WHO geprägte Begriff ApproTech (Angepasste Technologie) soll diesem
Missverhältnis entgegentreten und bedeutet in diesem Fall die Anpassung der Labortechnologie
an örtliche Bedingungen, den jeweiligen Wissensstand und die personellen Fähigkeiten, zudem
wissenschaftlich fundiert, sozial akzeptabel und wirtschaftlich vertretbar.
Ziel dieser Arbeit war es, einen von Herrn Werner Riemann (Marburg) entwickelten mobilen
Handapparat, den Phylax Ion Analyser, unter Labor- und Feldbedingungen, im Sinne der
ApproTech, zu untersuchen. Dieser bestimmt netzunabhängig Natrium und Kalium im Serum
mit Hilfe der Methode der Ionenselektiven Elektroden.
In den zunächst in Deutschland von 460 Patientenseren durchgeführten Vergleichsmessreihen
zwischen dem Phylax Ion Analyser und einem Hitachi-Gerät (Labor der Missionsärztlichen
Klinik) zeigten sich im physiologischen Bereich zufriedenstellende Ergebnisse. Bei Messungen
im pathologischen Bereich ergab sich ein Trend der Abweichungen hin zur physiologischen
Mitte, d. h. trotz hoher pathologischer Werte lag der Messwert nur gering über den phy-
siologischen Grenzwerten. Das bedeutet, dass der Phylax Ion Analyser für Verlaufskontrollen
und Messungen in hochpathologischen Bereichen noch ungeeignet ist.
Im täglichen Gebrauch gab es häufig Probleme mit verstopften Durchflusskanälen und
unerklärbarem Abdriften oder Nichtreagieren der Messnadel, was sich im Feldversuch in
Südafrika noch verstärkte. Verschmutze Abgleichlösungen, mangelnde Nachlieferung von
Standardseren oder Ersatzteilen bei knappen Ressourcen kommen in Entwicklungsländer noch
hinzu. Unerfahrene Untersucher übersehen leicht sich einschleichende methodenabhängige
Fehler und können auf diese und technische Probleme nicht adäquat reagieren. Zusammen mit
den beschriebenen Abweichungen im pathologischen Bereich zeigen all diese Probleme, dass
ein hoher Anspruch an Ausbildung und Problembewusstsein der Anwender vor Ort gestellt
werden muss. Nur die in Deutschland nicht ausreichende Akkuleistung aufgrund fehlender
Solarenergie trat erwartungsgemäß in Afrika nicht auf.
Der Phylax Ion Analyser wäre nach Durchführung einiger Verbesserungen sicherlich eine
wertvolle und sinnvolle diagnostische Ergänzung für die Arbeit von Ärzten unter einfachen
Bedingungen.

Literaturverzeichnis Seite 51
6. Literaturverzeichnis
1. Acuna HR
Appropriate technology for health.
Bull Pan Am Health Organ 1980; 14(3):221-3
2. Akpede GO; Akenzua GI
Management of children with prolonged fever of unknown origin and difficulties in their
management of fever with unknown origin in children in developing countries.
Paediatr Drugs 2001; 3(4):247-62
3. Altura BT et al.
Characterization of a New Ion Selective Electrode for Ionized Magnesium in Whole
Blood, Plasma, Serum, and Aqueous Samples.
Scand J Clin Lab Invest 1994; 54, Suppl 217:21-36
4. Aw TC; Kiechle FL
Pseudohyponatremia
Am J Emerg Med 1985; 3:236-9
5. Buckley BM; Broughton PMG; Russell LJ; Carter TJN
New ways with old ions.
Ann Clin Biochem 1984; 21:75-7
6. Burn J; Gill GV
Pseudonormonatraemia.
Br Med J 1979; 2:1110-1
7. Burnett RW; Covington AK; Fogh-Andersen N; Kulpmann WR; Lewenstam A et al.
Recommendations for measurement of and conventions for reporting sodium and
potassium by ion-selective electrodes in undiluted serum, plasma and whole blood.
International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC). IFCC
Scientific Division Working Groug on Selective Electrodes.
Clin Chem Lab Med 2000 Oct; 38(10):1065-71
8. Burnett RW; Covington AK; Fogh-Andersen N; Kulpmann WR; et al.
International Federation of Clinical Chemistry (IFCC). Recommendation on mean molar
activity coefficients and single ion activity coefficients of solutions for calibration of ion-
selective electrodes for sodium, potassium and calcium determination.
Eur J Clin Chem Clin Biochem 1997 Apr; 35(4):345-9

Literaturverzeichnis Seite 52
9. Camman K
Das Arbeiten mit Ionenselektiven Elektroden.
Springer Verlag, Berlin 1977 2
10. Carter JY; Lema OE
Role of laboratory services in health care; the present status in eastern Africa and
recommendations for the future.
East Afr Med J 1999 May; 76(5):237-8
11. Cheesbrough M
Tropical Health Technology. District Laboratory Practice in Tropical Countries. Part 1.
The Bath Press, London 1998
12. Cheesbrough M
Tropical Health Technology. District Laboratory Practice in Tropical Countries. Part 2.
Cambridge University Press, London 2000
13. Classen M; Diehl V; Kochsiek K
Innere Medizin.
Urban und Schwarzenberg, München 1994 3
14. Cook GC
Appropriate technology for clinical medicine in the developing world.
Trop Doct 1984 Apr; 14(2):49-50
15. Cook GC
Manson's Tropical Diseases.
WB Saunders Company Ltd, London 1996 20
16. Crawford M; Galli C; Simopoulos A; Reifen R
Inequality of international public health.
Lancet 2002 Jan 19; 359(9302):258-9
17. Dewitte K; Stockl D; Thienpont LM
Measurement or serum sodium and potassium with direct ion-selective electrode
systems.
Clin Chim Acta 1999 Apr; 282(1-2):227-8

Literaturverzeichnis Seite 53
18. Directive 98/76/EC of the European Parliament and of the Council of 27 October 1998
on In-Vitro Diagnostic Medical Devices.
Offic J Eur Commun 1998; L 331:1-37
19. Durst RA
Automated analyzer for the determination of potassium and sodium in whole blood.
Clin Acta 80, 225-234 (1977)
20. Faria SH
Assessing laboratory values: serum Na+, K+, and Ca+.
Home Care Provid 1998 Apr; 3(2):73-6
21. Frier BM; Steer CR, Baird JD, Bloomfield S
Misleading plasma electrolytes in diabetic children with severe hyperlipidaemia.
Arch Dis Child 1980; 55:771-5
22. Fuchs C; Dorn D; Mcintosh C; Scheler F
Comparative calcium ion determination in plasma and whole blood with a new calcium
ion analyzer.
Clin Chem Acta 67, 99-102 (1976)
23. Fuchs C; Dorn D; Armstrong VW
Erprobung eines microprocessorgesteuerten Analysengerätes für die potentiometrische
Bestimmung von Natrium und Kalium im Plasma, Serum und Vollblut.
Sonderdruck Laboratoriumsmedizin 1983; 7, Nr.6: 208-211, Verlag Kirchheim, Mainz
24. Gish O
Appropriate Choice in health technology.
Trop Doct 1982 Oct; 12(4 PT 2):223-7
25. Herold, Gerd (Hrsg)
Innere Medizin 2001, Köln
26. Heuck C; El-Nageh M
Quality specifications of clinical laboratory procedures: developing country needs.
Scand J Clin Lab Invest 1999 Nov; 59(7):559-62

Literaturverzeichnis Seite 54
27. Heuck C
WHOs laboratory programme
World Health forum 1998; 19(1):68-70
28. Johns WL; El-Nageh M
Selection of basic laboratory equipment for laboratories with limited resources.
WHO Regional Office for the Eastern Mediterranean 2000
29. Kennedy D
Health care costs and technologies.
West J Med 1994 Oct; 161(4):424-5
30. Koryta J
Ion-selective electrodes.
Cambridge Univ. Press, Cambridge 1983 2
31. Ladenson JH; Apple FS; Koch DD
Misleading hyponatremia due to hyperlipemia: a method-dependent error.
Ann Intern Med 1981; 95:707-8
32. Ladensohn JH
Direct potentiometric measurements of sodium and potassium in whole blood.
Clin Chem 23, 1912-1916 (1977)
33. Lang T; Prinsloo P; Broughtin AF; Lawson N; Marenah CB
Effect of low protein concentration on serum sodium measurement:
pseudohypernatriaemia and pseudonormonatriaemia!
Ann Clin Biochem 2002 Jan; 39(Pt 1):66-7
34. Levenstam A
Design and pitfall of ion selective electrodes.
Scand J Clin Lab Invest 1994; 54, Suppl 217:11-19
35. Markova V; Sirakova I; Tsvetkova T; Nikolov R
Evaluation of an ion-selective electrolyte analyzer: Microlyte 6.
Folia Med (Plovdiv) 1997; 39(1):34-8

Literaturverzeichnis Seite 55
36. Mayada DS; Inami K; Matsuyama G
Direct potentiometric determination of potassium and sodium in blood, plasma and
serum.
Clin Chem 17, 27-30 (1971)
37. Moody GJ; Thomas JD
Selective ion sensitive electrodes.
Merrow Verlag, Watford 1971
38. Morf WE
The principles of ion-selective electrodes and of membrane transport.
Elsevier Verlag, Amsterdam 1981
39. Neff GW
A discussion of the linearity between the measured voltages of ion-selective electrodes
and the ionic concentration in whole blood.
Clin Chem 16, 781-783 (1970)
40. Oehme F
Ionenselektive Elektroden.
Hüthig Verlag, Heidelberg 1991 2
41. Parsloc C
The introduction of technology in the Third World: problems and proposals.
J Clin Monit 1994 May; 10(3):147-52
42. Perry S; Marx ES
What technologies for health care in developing countries.
World Health Forum 1992; 13(4):356-62
43. Pichering LK; Snyder JD
Gastroenteritis. In: Behrman RE; Kliegman RM; Arvin AM; eds. Textbook of Pediatrics;
16th edition.
WB Saunders, Philadelphia, 2000; 765
44. Pschyrembel Klinisches Wörterbuch
247. Auflage, de Gruyter Verlag, Berlin, N.Y. 1994

Literaturverzeichnis Seite 56
45. Rao J; Carbonari L
Solid-state electrodes for the clinical laboratory.
Am clin Lab 1998 Jul; 17(6):28-9
46. Rick W
Klinische Chemie und Mikroskopie. Eine Einführung.
Springer Verlag, Berlin 1977
47. Riemann W
Methodik und Aufbau ionenselektiver und gassensitiver Elektroden.
Marburg 1994
48. Sachs D; Truchard A
Reference intervals for plasma electrolyte measurements: what is realistic and
acceptable in routine clinical diagnosis and therapy in 1983. In: Koch, editor.
Proceedings of the Workshop on Direct Potentiometric Measurements in Blood. National
Committee for Clinical Laboratory Standards and National Bureau of Standards,
Washington, 1985:182-4
49. Scaton B
Medical laboratory services in developing countries: necessity or status symbol?
Med Lab Sci 1984 Oct; 41(4):365-73
50. Schindler JG; Riemann W
Elektrochemische Multimesssysteme für Physiologie und Medizin.
Herausgeber Dr. E. Fresenius KG, Bad Hamburg, Marburg 1977
51. Schmidt RF; Thews G (Hrsg.)
Physiologie des Menschen.
Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1995 26
52. Schull CR
Common Medical Problems in the Tropics. A clear comprehensive guide.
The Macmillan Press LTD, London 1993
53. Sonderdruck aus DG Klinische Chemie Mitteilungen 1995
Maximum permissible transport and storage times for analytes in blood (serum,
plasma), urine and cerebrospinal fluid; 26: S. 207 – 224

Literaturverzeichnis Seite 57
54. Steele RW; Jones SM; Lowe BA; et al.
Usefulness of scanning procedures for diagnosis of fever of unknown origin in children.
J Pediatr 1991; 119:526-30
55. The World Health Report 1996, S. 1 - 3
56. The World Health Report 1999, S. 21, 98 - 112
57. Thienpont LM; Franzini C; Kratochvila J et al.
Analytical quality specifications for reference methods and operating specfications for
networks of reference laboratories.
Discussion paper from the members of the external quality assessment (EQA) Working
Group B on target values in EQAS.
Eur J Clin Chem Clin Biochem 1995; 33:949-57
58. Thomas Lothar
Labor und Diagnose.
TH-Books Verlagsgesellschaft, Frankfurt/M.1998 5
World Health Organization, Geneva. 1978.
Primary Health Care. Report of the International Conference on Primary Health Care,
Alma-Ata, USSR
59. Yilmaz K; Karabocuoglu M; Gao D; Bachas LG
Evaluation of laboratory tests in dehydrated children with acute gastroenteritis.
J Paediatr Child Health 2002 Jun; 38(3):226-8
60. Young DS
Appropriate Technology for developing countries.
Clin Chem 1991 Apr; 37(4):488-9
61. Zar HJ
Respiratory infections in children in developing countries.
Pediatr Ann 2002 Feb; 31(2):133-8

Anleitung zur Bedienung des Phylax Ion Analyser
1. Vorstellen des Apparats. Kurze Erklärung zu Ionenselektiven Elektroden und
Solarbetrieb.
2. Erklärung des Kalibriervorgangs: Mit der Transferpipette wird die wässrige
Abgleichlösung in den Kapillarschlauch, der zur Messeinheit führt, injiziert.
Mit Drücken der Taste die mit „Test“ bezeichnet ist, ergeben sich
entsprechend des Standes des Umschalters Werte für Kalium und Natrium.
Zur Kalibrierung muss noch zusätzlich, während die „Test“-Taste gedrückt
bleibt, auf die sogenannten Abgleichtasten , zwischen denen „Calibrate“
steht, nacheinander gedrückt werden.
3. Für den eigentlichen Messvorgang sollte vorher das Durchflusssystem der
Messeinheit mittels Luft geleert werden. Dazu wird einfach mit einer leeren
Pipettenspitze und der Pipette der Kapillarschlauch „durchgepustet“.
4. 50µl Serumprobe genügen, um den Durchflusskanal zu füllen und die Probe
mit den ionenselektiven Membranen in Kontakt zu bringen. Dann durch
Drücken der „Test“-Taste den jeweiligen Wert für Kalium und, nach
Betätigen des Umschalters, den Natriumwert ablesen. Für Werte, die
zwischen den Bezifferungen liegen, ist eine Abschätzung nötig.
5. Zur Überprüfung des Messvorgangs, und um eventuelle Messfehler durch
falsches Pipettieren auszuschließen, sollte jede Probe zweimal gemessen
werden.
6. Nach jeder Probenanalyse wird der Kanal wiederum geleert (s. 3.) und dann
mit der Eichlösung sowohl durchgespült wie auch die Kalibrierung überprüft.
7. Nach Beendigung der Messungen sollte der Kanal großzügig gespült werden
und danach mit leerem Schlauch bis zur Wiederbenutzung stehen bleiben
8. Wichtig ist ein heller Arbeitsplatz, sauberes Arbeiten, der sofortige
Verschluss der Flasche mit der Abgleichlösung bei Nichtgebrauch und die
Verwendung einer frischen Pipettenspitze bei jeder Probenmessung.
9. Es ist darauf zu achten, dass sich keine Lufteinschlüsse im Durchflussystem
bilden und dass keine Flüssigkeit zwischen die Messeinheit und den Ion
Analyser gelangt, da sonst die Messergebnisse verfälscht werden.

Name of doctor:__________________
PART I: ward patients
U&E - Questionnaire
1. Ward you work in at the moment: ________________
2. Number of ward-patients you see a day: ___________
3. Number of U&E-analyses you would ask for the patients you see in the ward
per day if you had full laboratory services in Tintswalo:__________
4. The minimum number of U&E-analyses you feel would be absolutely
necessary per day for your patients in your ward: ___________
PART II OPD patients
1. Number of OPD patients you see a day. _________
2. Number of U&E-analyses you would ask for the patients you see in OPD per
day if you had full laboratory services at Tintswalo: ____________
3. The minimum number of U&E-analyses you feel would be absolutely
necessary per day for the patients you see in OPD: ___________
Please list the five most common indications you would use for requesting
electrolytes at Tintswalo
1.
2.
3.
4.
5.
Thank you!!

Herstellung des Klebers für die Verklebung der Durchflusskapillare (PVC-
Schlauch)
lt. Hr. W. Riemann
1. Inhaltstoffe des Klebers:
35% PVC
2. Herstellung:
65% Sebacinsäure-bis-2-ethylhexylester [Dioctyl-Sebacat] (DOS)
- Unter Laborbedingungen (Abzug) Tetrahydrofuran (THF), DOS und PVC-Pulver in
ein Becherglas geben und mit Magnetrührer bis zur vollständigen Verdampfung des
THF rühren.
- Mit Schere und Pinzette kleine Menge des nun festen Gemisches zurechtschneiden,
in Eppendorfhütchen geben und mit Cyclohexanone wieder verflüssigen bis die
Konsistenz mit einem herkömmlichen Uhu-Alleskleber zu vergleichen ist. In diesem
Schritt wird statt THF Cyclohexanone verwendet, da der so hergestellte Kleber eine
gute Verarbeitungszeit (Siedepunkt, Dampfdruck) vorweist.

Cal.-Solution-Solar
korrigierte Fassung v. 4.2.2000; ohne Vorverdünnung
1. zur Herstellung von 1 Liter Abgleichlösung wird verwendet:
Salze Mol-Gew. mmol / Ltr. Einwaage (g)
NaCl 58,44 95,60 5,59
Na-Acetat*3 H2O 136,08 55,40 7,54
KCl 74,56 4,40 0,33
NaN3 65,01 1,54 0,10
TRIS-Base 121,14 49,53 6,00
2. daraus errechnete Ionen-Bilanz:
Na+ 151,00 mMol
K+ 4,40 mMol
Cl- 100,00 mMol
3. pH-Einstellung auf 7,40:
2,4ml Eisessig wird als Voreinstellung in Lösung gegeben
endgültige Einstellung des pH-Wertes mit Eisessig auf 7,40
Quelle: Herr W. Riemann

LEBENSLAUF
Name: Eva-Maria Speth
Geburtsdatum: 21. Mai 1973
Geburtsort: Stuttgart
Kinder: Paul Elias Speth, geb. 21. Februar 2001
Anschrift: Frankenstraße 174
97078 Würzburg
0931 - 23 32 9
e_speth@hotmail.com
Schulbildung: 09/79 – 07/83 Dr.-Konrad-Wiegand Schule, Klingenberg
09/83 – 07/90 Gymnasium der Englischen Fräulein
Maria-Ward-Schule, Aschaffenburg
09/90 – 11/92 United World College, Waterford Kamhlaba
Swasiland / Südliches Afrika
Abschluß: Diplome du Baccalaureate International
Studium: Psychologiestudium an der Julius-Maximillians-Universität Würzburg (11/93 - 04/94)
Medizinstudium an der Julius-Maximillians-Universität Würzburg (05/94 - 11/01)
Famulaturen: Innere Medizin/Onkologie Hufelandklinik, Bad Mergentheim (09/96)
Allgemeinmedizin Praxis Dr. Gerhardt, Miltenberg (10/96)
Orthopädie Kennedy Hospital, Bogota, Kolumbien (4/97)
Innere Medizin Missionsärztliche Klinik, Würzburg (10/97)
Pädiatrie/Innere Medizin Bugando Hospital, Mwanza, Tansania (3/98)
Urologie Praxis Dr. Theiss, Biedenkopf (09/98)
Anästhesiologie Missionsärztliche Klinik, Würzburg (10/98)
Chirurgie Missionsärztliche Klinik, Würzburg (3/99)

Praktisches Jahr: Gynäkologie und Geburtshilfe (04/00 – 08/00)
Kantonales Spital Altstätten / Schweiz
Chirurgie (08/00 - 11/00)
Missionsärztliche Klinik, Würzburg
Innere Medizin (12/00 - 03/01)
Missionsärztliche Klinik, Würzburg
Beruf: Ärztin im Praktikum in der Theresienklinik, Würzburg (03/02-08/02)
Würzburg, Juni 2004
Eva-Maria Speth
Ärztin i. P. in der Gynäkologie des Städt. Krankenhaus Wertheim (10/02-09/03)
Assistenzärztin in der Gynäkologie des Städt. Krankenhaus Wertheim (seit 10/03)