진단검사의학 개론 (I) 및 장비응용

건국대학교 충주병원 진단검사의학과

이창훈

 

진단검사의학 ( 구 임상병리학 ) ?

정의 ;

환자의 검체를 대상으로 적절한 방법을 이용 , 검사하여 조기진단 및 진단 , 예후 판정에 도움주는 검사의학

  일반목표 학생은 진단검사의 선택 , 검체의 채취 및 보관 , 검사과정 , 결과보고 등 진단검사의 흐름을 이해하여 검사를 효율적으로 이용할 수 있도록 하여야 한다 .

구체적 학습목표

1. 학생은 진단검사의 종류를 이해하여야 한다 .      2. 학생은 검사에 필요한 검체의 종류를 알아 야 한다 .     3. 학생은 필요한 검체를 채취하고 운반하는 원칙을 알아야 한다 .     4. 학생은 검사에 사용되는 측정원리를 알아야 한다 .     5. 학생은 검사결과의 단위표기에 익숙하여야 한다 .     6. 학생은 검사결과를 환자의 진단 및 치료에 응용할 수 있어야 한다 .

분야

1. 임상화학 (clinical chemistry)2. 진단혈액학 (diagnostic hematology)3. 임상미생물학 (clinical microbiology)4. 면역혈액학 (immunohematology)

* 수혈의학 (transfusion medicine)

5. 진단면역학 (diagnostic immunology)6. 진단유전학 (diagnostic genetics)7. 검사정보학 (laboratory informatics)

  1. 진단검사의 종류

1) 검사의 성격에 따라서 임상화학검사 , 임상미생물검사 , 진단혈액학검사 , 진단 면역학검사 , 수혈의학 ( 혈액은행 ) 검사 , 유전질환검사 등 . 2) 검사의 목적 또는 대상에 따라서 간질환검사 , 신장질환검사 , 심맥관계 질환검사 , 전해질 및 산염기평형검사 , 지질검사 , 호르몬검사 , 당대사 및 당뇨검사 , 요검사 , 혈중약물검사 , 암표지 검사 , 종합혈 구검사 (CBC), 지혈검사 , 세균검사 , 바이러스검사 , 체액 검사 , 혈청검사 , 면역기능검사 , 수혈검사 , 생식능검사등 .

3) 검사 실시단게에 따라서

* 선별검사 (screening test) ; 특정질환의 유무에 대해 배제 (rule out) 하기 위한 검사로 예민하고 신속하며 가능한한 저렴한 것이 좋다 .     * 확정검사 (definitive test) ; 특정질환에 대해 확실한 진단을 내리는데 필요 한 검사를 말하며 특이도가 높아야 한다 .

4) 묶음검사 (panel test, battery test, profile test)

    검사의 효율적인 이용이나 특정질환의 선별을 위해 유용하게 쓰일 수 있는 몇 개의 검사를 동시에 실시하는 경우 . (1) 입원종합검사 (admission battery)        CBC, Ca, glu, BUN, Cr, T.bil, T.G, T. chol, T.pro, alb, AST(GOT),        ALT(GPT), gamma-GT, ALP (2) 지질종합검사 (lipid battery)        T. chol, T.G, HDL-chol    (3) 신장종합검사 (renal battery)        BUN, Cr, T.pro, alb, CCr, 24 hr U. pro, Na, K, Cl, CO2 content    (4) 간종합검사 (liver battery)        T. pro, alb, bil(T.b/D.b), AST, ALT, gamma-GT, ALP, prothrombin        time (PT)    (5) Cardiac injury battery        LDH, CK, AST, CK-MB  

5) 건강진단을 위한 검사

주로 암 , 뇌졸중 , 당뇨병 , 심장질환 등의 성인병을 예방하기위한 종합 적인 검사로 여러 가지 진단검사가 큰 비중을 차지한다 .

(1) 기본검사 요검사 ; glu, protein, blood , CBC( 혈색소 , 백혈구 수 ) & ESR        화학검사 ; ALT, chol, glu, BUN, gamma-GT, uric acid, T.pro/alb       B 형간염 항원검사 매독혈청검사 , 에이즈검사 분변잠혈검사 (40 세 이상 )       흉부 X- 선 검사 자궁경부세포진검사

(2) 기본신체진찰 및 검사 기왕력 ,  증상 ,       신체관찰 ; 혈압 , 시력 , 청력 , 복부촉진 , 치과적 관찰 , 복부 초음파

(3) 우선순위별 검사 요검사 ; pH, urobilinogen, ketone body, nitrite, WBC. SG      CBC ; Hct, 적혈구 수 , 적혈구지수 , 백혈구 감별계수 , 혈소판 수

화학검사 ; bil, TG, AST, LDH, ALP, Cr, HDL-chol      B 형간염 항체검사 심전도 암진단검사 ; CEA, a-FP, polyamine

(4) 추가진찰 흉부청진 , 유방암검진 ( 촉진 및 유방촬영 ), 위내시경검사 , 안저검사 ,      각종 MRI, CT, U/S( 초음파검사 ) 등 .

진단검사의 목적

확실한 진단을 얻기 위하여 임상적으로 의심되는 진단을 확인하기 위하여 감별진단을 위하여 건강 검진과 숨은 질병을 찾아내기 위하여 의료상의 법적 뒷받침을 위하여 질병의 경중 (severity) 을 판단하기 위해 질병의 시기 (stage) 를 정하기 위해 치료 방침 수립 , 치료 효과 판정 , 치료 약제 선택 및 혈중 약물농도 판정을 위해 환자의 추적관찰

검사의 선택 및 일반원칙

환자의 진료와 관련있는 검사

간질환검사 , 신질환검사 , 심맥관계 질환검사 , 전해질 및 산염기평형검사 , 지질검사 ,

    호르몬검사 , 당대사 및 당뇨검사 , 요검사 , 혈중약물검사(TDM), 암표지자검사 ,

종합혈구검사 (CBC), 지혈검사 , 세균검사 , 바이러스

검사 , 체액검사 , 혈청검사 ,  면역기능검사 , 수혈검사 , 생식능 검사 등

양질의 검사란 ? 정확도 (accuracy)

환자가 가지고 있는 정상 또는 병적 상태를 정확히 반영할 수 있는 참값 (true value) 에 가장 가까운 결과를 측정해낼 수 있는 검사능력 .

정밀도 (precision) 동일 검체를 반복 검사했을 경우에도 가장 작은 오차로 늘 같은

결과를 얻을 수 있는 검사능력 . 예민도 (sensitivity) 특이도 (specificity): analytical specificity, diagnostic

specificity 신속성 (speed) 경제성 (economy) 양성예측치 , 음성예측치 : 유병율의 영향의 받음

검체의 채취 , 운반 처리 및 보관

혈액 (blood) 채취 부위1. 대 부 분 의 검 사 는 정 맥 피 로 시 행 되고

혈액가스분석은 동맥피로 시행2. 모 세 혈 관 피 는 정 맥 혈 관 이 좋 지 않을

경우나 소아에서 사용3. 환자가 수액을 맞고 있는 쪽은 피하여

채취

* 용혈방지

* 혈청분리 방법 항응고제가 들지 않은 용기 (plain tube) 의 혈액을 실온에 20-30 분 세워 놓은 후 , 1500rpm 에서 10 분간 원심분리 용기의 상층에 모아진 혈청을 혈청분리관으로 조심스럽게 회수

* 적절한 항응고제가 들어있는 용기 사용

항응고제 검사항목

전 혈 (whole blood)

EDTA CBC

Heparin Blood gas analysis

혈청 (serum) no ChemistrySerology tests

혈장 (plasma) Sodium citrate

coagulation tests

소변 (urine)

일상적 검사 ; 아침 첫 소변의 중간 요 (10 mL)

요도입구 세척후 채뇨 ( 질 분비물 오염 예방 )  

24 시간 소변 ; 지정된 시간 ( 예 ; 오전 7 시 ) 의 소변 버리고 그 이후부터 다음날 지정된 시각까지 모음

특수화학 검사 ; 지정된 보존제를 넣고 냉장보관하며 채뇨함

객담 (sputum)

일반세균 배양 ; 기침을 깊게하여 배출된 객담 (1-3 mL)

결핵균 도말 및 배양 ; 아침 첫 단일 객담(24 시간 객담은 부적당 )

              치료전 3-5 일간 반복검사 시행

객담 배출이 어려운 경우 ; 10% 식염수를 섭씨 45도로 데워 포말흡입 후 약 10-15 분에

객담배출

골수천자 및 생검

경험있는 전담팀이 좋음

추가검사 ; 염색체 검사 ( 헤파린 튜브 ), DNA, marker study, 바이러스 배양검사 (EDTA  tube)

체액검사

pleural fluid, ascitic fluid, joint fluid 등 .              채취 후 응고되기 쉬움 . cell count 및

세포감별계산은 EDTA tube, 화학검사는  plain tube 사용

뇌척수액 (CSF)

     세 시험관에 각각 2-4 mL      제 1 번 시험관 ; 버림

제 2 번 시험관 ; 세포수 , 화학검사 제 3 번 시험관 ; 세균검사

세균배양 검사

항생제 투여 전 채취 , 멸균용기 , 수송배지 사용

기 타

검사의 변동원인

측정전 오차 (preanalytical errors) 환자상태 : 식사 , 술 , 운동 , 약물 , 체위 검체상태

1. 검체채취 시간 , 용기 , 부위2. 검체의 뒤바뀜 3. 용혈된 혈청 , 황달성의 혈청 , 지질성의 혈청

심한운동 ALT, AST, Cr, FFA 증가 T.bil, T.chol 감소

누워서 채혈 Alb, lipid, ALT, amylase, ALP 감소

검사의 변동원인 측정전 오차 (preanalytical errors)

식사 혈당 , 철 , 총지질 , ALP 증가 고단백 섭취 : 요소 , 인 , 요산 증가

12 시간 지속 흡연 , 음주 , 커피 , 약물 모세혈관혈액

혈당이 높음 ( 정맥혈 보다 ) 빌리루빈 , 칼슘 낮음 (5%)

용혈의 영향 분석오차 (analytical errors)

진단검사의 해석 참고치 (reference value)

일정한 집단에서 측정한 수치를 통해 건강한 상태로 인정되는 개인들의 검사결과치의 세트

참 고범위 (reference range) = 평 균 치 (average) ± 2SD (95% 신뢰도 )

참고치에 영향을 미치는 인자1. 유전적 인자2. 내인성 인자 : 나이 , 성별 , 주간리듬 (diurnal rhythm),

임신 등3. 각자의 외인성 인자 : 영양상태 , 신체 및 정신상태

비정상 ("abnormal") 명확한 구별은 불가능 ±2SD∼±3SD 를 "경계치 (borderline value)“ ±3SD 를 벗어나면 "생물학적으로 의미있는 수치 (biologically

significant value)" 로 간주

진단검사의 해석 결정치 (Cutoff value)

질병 상태를 판정하는 데 환자가 양성 또는 비정상임을 구분하는 수치

당뇨병의 혈당 예민도 , 특이도 , 예측치 및 효율이 가장 높은 기준치로

선정 ROC curve 결 정 치 를 높 게 할 수 록 진 단 의 특 이 도 는 높 아 지 고

민감도는 감소함

정도관리 (Quality control)

정의 분석 및 분석 전후의 모든 과정과 그에 관여하는 인

력 , 장비 , 환경 등의 요소들을 잘 관리 오류의 원인을 조기감지 , 예방하며 오류가 검사결과에 미치는 영향을 최소화 신뢰성 있는 자료를 만들고자 하는 모든 노력

분류1. 관리시료를 사용한 내부 정도관리2. 환자 검체를 사용한 내부 정도관리3. 외부 정도관리 (extralaboratory Q.C.)

정도관리 (Quality control) 분류1. 관리시료를 사용한 내부 정도관리

정도관리 물질 계통적 오차를 찾는데 효과

2. 환자 검체를 사용한 내부 정도관리 Delta check

3. 외부 정도관리 (extralaboratory Q.C.) 표준편차지수법 (SDI)

참여기관의 검사성적을 표본집단으로 하여 기계 , 검사 방법 등에 따라 분류하고 참여기관의 평균치 및 SD 를 구하여 자기 검사실의 결과가 참여기관의 평균치에서 몇 SD 만큼 떨어져 있는가를 보는 기법

1이하이면 양호 , 1.5 이상이면 non-acceptable

변동지수 점수법 (VIS)

정도관리 (Quality control)

분석오차 Random error

분석기의 불안정성 , 시약의 불안정성 , 사무적 실수 , 검사자의 우연한 실수

Systemic error Proportional SE

검체의 분주 , 자동 파이펫의 노후 Constant SE

검체의 혼탁도

정도관리 (Quality control)

정확도 (accuracy) 참값에 근접하는 정도 Reference sample 값을 재현하는 능력

정밀도 (Precision) 검사의 재현성 표준편차 (SD) 변이계수 (coefficient of variation, CV)

진단검사의학 개론 II

6. 임상병리과 주요 장비

1) 현미경 및 원심분리기 (Microscope & Centrifuge) 2) 자동 생화학 분석기 (Automated Chemical Analyzer) 3) 자동 혈구 분석기 (Automated Hematologic Analyzer) 4) 전해질 분석기 (Electrolyte Analyzer) 5) 혈액 개스 분석기 (Blood Gas Analyzer) 6) 자동 효소면역 장비 (Automated Immuno Assay) 7) 혈중 약물 측정기 (Therapeutic Drug Monitering) 8) 유세포 분석기 (Flow Cytometry) 9) 요분석기 (Urine Analyzer) 10) 전기 영동 장치 (Electrophoresis) 11) 방사선 동위원소기 (Radio Immuno Assay) 12) 자동 혈액 배양기 (Automated Blood Culture System)

13) 기타 혈액보관 냉장고 및 냉동기등 .-

* 여러 가지 측정 원리

Spectrophotometry   Flame photometry

Fluorometry    Nephelometry   

 Precipitation, Agglutination    Immunoassay (EIA, RIA, FIA, etc)   

 Electrophoresis    Chemiluminescence    Chromatography  

검사방법

4 basic disciplines within the field of analytical chemistry

1. Spectrophotometry2. Luminescence3. Electroanalytical methods4. Chromatography

POCT (Point of Care Test)

Spectrophotometry 원리

Beer’s Law Concentration of a substance

Directly proportional light absorbed

Inversely proportional to the logarithm of the transmitted light

Unknown concentrations Determined from a calibration curve that plots

absorbance at a specific wavelength versus concentration for standards of known concentration

Hitachi 7170

Hitachi 7170

Fluorometry

Measure the concentrations of solutions that contain fluorescing molecules

Fluorometry

Increase specificity by selecting the optimal wavelength for both absorption and fluorescence, rather than just the absorption wavelength, as with spectrophotometry

Disadvantage Sensitive to environmental changes pH, temperature,contaminating

chemicals, change of solvents Quenching

Electrochemistry

Ion-Selective Electrode (ISE) Potentiometric methods Indicator electrode, reference

electrode

Ion selective electrode

특정 이온만을 투과시키는 막에 의해 형성되는 전위차를 이용하여 검체 내의 이온 농도를 측정 On the voltmeter, 59.16 is read as 1 pH unit change 10도 to 60도에서 정확함 Sodium ISE Calcium ISE: Ca2+ exchange Potassium-selective liquid membranes: antibiotic valinomycin

Turbidity and nephelometry

For macromolecules whose size is close to or larger than the wavelength of incident light, sensitivity is increased by measuring forward light scatter

Gas-sensing electrode

Amperometric principle 측정하려는 전극에 일정한 전압을 주었을 때 흐르는 전류의 양을 측정 Current flowing PO2, glucose, peroxidase Current passes through the cell and is proportional to the PO2 in the test

sample

Electrophoresis

Rate of mobility of the molecule ()

•Electroendosmosis•Cellulose acetate: negative charge from adsorption of hydroxyl ions•Free positive ions move toward the cathode(-)•Molecules that are nearly neutral: move cathode with the solvent•Agarose and acrylamide gel: neutral, eliminating electroendosmosis

Electrophoresisnormal Monoclonal increase

A1-antitrypsin deficiency Nephrotic syndrome

Inflammation Cirrhosis

High-Performance Liquid

Chromatography

• 물질이 두개의 서로 다른 위상 , 고정상 (stationary phase) 와 이동상 (mobile phase) 사이에서 다르게 분포되는 것을 이용하여 물질 분리• 아미노산 , catcholamine, 탄수화물 , hemoglobin 측정에 이용

Point-of-care testing

•Glucose•Electrolyte•Arterial blood gases•Cardiac markers•Antibodies and specific DNA sequences

• Hormones, drugs, Chlamydia, tuberculosis, HIV)

<TLA (Total Laboratory Automation )>

원심분리 마개열기 온라인분주

검체투입

마개닫기바코드부착 자검체분류 검체수납

오프라인분주

진단검사의학과 운영전략