일반화학분석기용 BD Lab 시약에 대한 평가
김영식1․이혜경1․김수영1․서은주2․민기옥2․권희정1
가톨릭대학교 의과대학 진단검사의학과1, 병리과2
Evaluation of BD Lab Reagents for Chemistry Analyzers
Yeong Sic Kim1, Hae Kyung Lee1, Soo-Young Kim1, Eun Joo Seo2, Ki Ouk Min2, and Hi Jeong Kwon1
Department of Laboratory Medicine
1, Pathology
2, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea
Background: Many modern chemistry analyzers are open systems and they can use reagents other than those supplied by the manufacturer of the analyzer. There are many generic reagents for use in open systems. The objective of this study was to evaluate the analytical performance of the BD Lab reagents (BD Lab co., Korea) which were generic reagents.
Methods: Sixteen kinds of reagents of total protein, albumin, blood urea nitrogen (BUN), creatinine, glucose, uric acid, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), total bilirubin, alkaline phosphatase (ALP), lactate dehydrogenase (LD), gamma glutamyl transferase (GGT), calcium, inorganic phosphorus, total cholesterol, triglycerides were tested for precision, linearity and correlation according to the NCCLS guidelines (EP5-A, EP6-A, EP9-A2).
Toshiba 200-FR Neo (Toshiba Medical Systems Co., Japan) was used in this evaluation.
Results: All reagents showed acceptable precision with total coefficients of variation less than 7%. Comparison of BD Lab reagents with the current reagents by regression analysis resulted in slopes ranging from 0.86 to 1.06 and correlation coefficients more than 0.975. Fifteen of sixteen reagents showed good linearity in broad range.
Conclusions: BD Lab reagents showed good precision, linearity, and correlation. Therefore, we conclude that the BD Lab reagents can be an alternative of currently used reagents in chemistry analyzers.
Key Words：BD Lab reagents, Precision, Linearity, Correlation
교신저자：권희정
우) 130-709 서울특별시 동대문구 전농동 620-56 전화：02)958-2394, FAX：02)996-2120
E-mail：[email protected]
서 론
병원에서 사용되는 일반화학분석기는 이용되는 시약의 성격에 따라 개방형 시스템(open system)과 폐쇄형 시스템 (closed system), 부분 폐쇄형 시스템(partially closed system)으로 구분된다[1]. 개방형 시스템의 일반화학분석기 는 특정 시약만을 굳이 사용할 필요가 없기 때문에 검사 비 용을 줄일 수 있어 국내 병원에서 많이 이용되고 있다. 최 근 국내 여러 시약회사들이 개방형 시스템의 일반화학분석 기용 시약을 개발하여 판매하고 있다[2-3]. 이는 검사자에게
시약 선택의 폭을 넓게 해주고 검사실이 추구하는 질의 수 준에 따라 적당한 시약을 선택하게 하여 검사실이 좀 더 효 율적으로 운영되는데 도움을 준다.
최근 ㈜BD Lab (Suwon, Korea)은 개방형 시스템의 일반화학분석기용 시약을 개발하였다. 이에 본원에서 사용 중인 Toshiba 200FR Neo (Toshiba Medical Systems Co., Tokyo, Japan)을 이용하여 BD Lab 시약의 유용성 을 평가해보고자 하였다.
재료 및 방법
1. 검사 장비 및 평가 시약
평가에 이용된 검사 장비는 가톨릭대학교 성바오로병원
진단검사의학과에 설치된 Toshiba 200FR Neo을 이용하
였다. 평가 시약 종목은 BD Lab 시약 중 total protein,
Table 1. Within-run and total precision of BD Lab reagents
Analyte (unit) Mean Within-run
CV (%)
Total CV (%)
Precision goal (CLIA’88 ｘ 1/4) Decision level Acceptable (%)
Total protein 5.94 1.34 1.63 7.0 g/dL 2.5
(g/dL) 7.57 1.08 1.32
Albumin 3.78 1.42 1.75 3.5 g/dL 2.5
(g/dL) 4.74 1.77 1.75
BUN 13.29 1.48 1.54 27.0 mg/dL 2.25
(mg/dL) 44.16 0.61 0.92
Creatinine 1.50 2.35 3.69 1.0 mg/dL 8
(mg/dL) 4.40 2.38 3.73 3.0 mg/dL 3.75
Glucose 102.78 0.71 0.71 126 mg/dL 2.5
(mg/dL) 230.01 0.48 0.48 200 mg/dL 2.5
Uric acid 4.36 1.87 1.92 6.0 mg/dL 4.25
(mg/dL) 9.42 1.41 1.51
AST 38.38 3.22 3.39 30 U/L 5
(IU/L) 188.63 1.53 1.62
ALT 42.46 2.99 3.21 50 U/L 5
(IU/L) 190.81 1.40 1.72
Total bilirubin 0.73 5.09 6.67 1.0 mg/dL 10
(mg/dL) 3.74 1.96 2.83 20 mg/dL 5
ALP 134.53 1.74 1.84 150 U/L 7.5
(IU/L) 334.36 1.09 1.19
LD 221.50 2.03 2.06 300 U/L 5
(IU/L) 742.68 1.36 1.42
GGT 38.78 3.08 3.16 N/A N/A
(IU/L) 235.35 2.30 2.43
Calcium 7.45 2.14 2.26 7.0 mg/dL 3.6
(mg/dL) 10.90 1.74 2.00 10.8 mg/dL 2.3
Phosphorus 4.12 3.62 4.31 N/A N/A
(mg/dL) 7.56 2.45 4.16
Cholesterol 121.11 1.26 1.92 200 mg/dL 2.5
(mg/dL) 246.44 1.42 1.69
Triglycerides 97.06 4.17 4.02 160 mg/dL 6.3
(mg/dL) 175.06 1.84 1.76
Abbreviations: BUN, blood urea nitrogen; AST, aspartate aminotransferase; ALT, alanine aminotransferase; ALP, alkaline phosphatase; LD, lactate dehydrogenase; GGT, gamma glutamyl transferase; N/A, data not available.
albumin, blood urea nitrogen (BUN), creatinine, glucose, uric acid, aspartate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), total bilirubin, alkaline phosphatase (ALP), lactate dehydrogenase (LD), gamma glutamyl transferase (GGT), calcium, inorganic phosphorus, total cholesterol, triglycerides 등 16 종목이었다. 비교 기준 이 되는 시약으로는 현재 본 검사실에서 사용하고 있는 AutoLab 시약(IVD Co., Suwon, Korea)과 Daichii 시 약(Daichii Co., Tokyo, Japan), Hisense 시약(HBI Co., Anyang, Korea) 등이었다. AutoLab 시약은
inorganic phosphorus, BUN, triglyceride이었고, Daichii 시약은 total protein, albumin, creatinine, uric acid, glucose, GGT이었으며, Hisense 시약은 AST, ALT, Calcium, total bilirubin, LD, ALP, total cholesterol이었다. 평가기간은 2007년 8월 18일부터 2007년 10월 17일까지 2개월이었다.
2. 정밀도(precision) 평가
각 검사 항목마다 두 가지 농도 물질(참고범위 내에 있
는 농도와 참고범위를 벗어나는 농도)에 대해 20일 동안
연속해서 하루 4회씩 측정하였다. 하루 4회 검사는 오전 2
Table 2. The results of linearity of BD Lab reagents
Analyte (unit) Concentration range examined Linear range
Total protein (g/dL) 0 - 18 0 - 13.5
Albumin (g/dL) 0 - 9.9 0.495 - 7.425
BUN (mg/dL) 0 - 250 0 - 250
Creatinine (mg/dL) 0 - 45.6 0 - 22.8
Glucose (mg/dL) 0 - 720 0 - 720
Uric acid (mg/dL) 0 - 19.3 4.825 - 14.475
AST (IU/L) 0 - 2766 0 - 2766
ALT (IU/L) 0 - 3132.3 0 - 2349
Total bilirubin (mg/dL) 0 - 18.3 0 - 18.3
ALP (IU/L) 0 - 1647 0 - 1647
LD (IU/L) 0 - 2958 0 - 2958
GGT (IU/L) 0 - 1942 485.5 - 971
Calcium (mg/dL) 0 - 31.2 1.55 - 23.25
Phosphorus (mg/dL) 0 - 23.8 0 - 17.85
Cholesterol (mg/dL) 0 - 588 29.4 - 588
Triglycerides (mg/dL) 0 - 420.5 0 - 420.5
회, 오후 2회 실시했으며, 오전과 오후 사이 검사 간격은 2 시간 이상으로 하였고, 오전 내 및 오후 내 검사 간격은 2 시간 미만으로 하였다. 두 가지 농도 물질로는 Seiken Liquid Normal V Plus (Denka Seiken, Tokyo, Japan) Lot No. VNO 04508와 VAB 04508를 이용하 였다. 결과값에 대해 NCCLS EP5-A 기준에 준하여 검사 중 변이계수(within-run coefficient of variation)와 총 변이계수(total coefficient of variation)를 구하였다[4].
3. 직선성(linearity) 평가
NCCLS EP6-A에 준하여 평가하였는데, 고농도의 환자 검체(AST, ALT, ALP, GGT, LD, total bilirubin)와
㈜BD Lab의 고농도 관리물질(glucose, BUN, UA, Cr, total protein, albumin, calcium, inorganic phosphorus, total cholesterol, triglycerides)을 식염 수와 혼합하여 시약의 분석가능범위를 포함하는 6 가지 농 도의 검체로 만든 후 각각의 검체를 4회 반복 측정하여 평 균을 구한 후 기대값과 비교하였다. 측정된 값 중 직선을 나타내는 범위는 NCCLS guideline이 권고하는 데로 1차, 2차, 3차 방정식에 대한 다항회귀분석을 실시하고 DL (deviation from linearity)을 구하여 계산하였다. 6 가지 농도의 결과값에 대한 다항회귀분석상 비선형방정식이 유의 확률 5% 이하로 나타나면, DL의 기준치를 벗어나는 최저 농도 결과값이나 최고 농도 결과값을 순차적으로 대상에서 제외하고 남은 농도에 대해 다시 다항회귀분석을 실시하였 다. 다항회귀분석에서 비선형방정식이 통계적으로 유의하지 못하게 나타나고 선형방정식이 유의하게 나타나면 이 때 검 체의 농도 범위를 직선성을 만족하는 범위로 설정하였다.
16 종목에 대한 DL은 5%로 설정하였고 다항회귀분석은
MINITAB version 14 (Minitab Inc., State College, PA, USA)을 이용하였다[5].
4. 기존 시약과의 상관성(correlation) 평가
NCCLS EP9-A2에 준하여 평가하였는데, 참고치에 포함 된 농도와 참고치를 벗어난 농도가 모두 포함되도록 100 검 체를 선별하였고, 이 검체를 대상으로 성바오로병원에서 사 용하고 있는 일반화학 검사 시약과 BD Lab 시약을 중복 검 사하였다[6]. 선형회귀분석은 Microsoft Excel 2000 (Microsoft Inc., Redmond, WA, USA)를 이용하였다.
결 과
1. 정밀도 검정
각 검사 항목 중 총 변이계수 수치가 가장 높은 항목은 농도 0.73 mg/dL의 total bilirubin으로 그 값이 6.67%
였다(Table 1). 표 1에 나타난 정밀도 허용범위(precision goal)는 CLIA’88에서 규정한 총오차 허용범위(allowable total error)의 25%로 하였다. 0.73 mg/dL total bilirubin의 총 변이계수 수치는 6.67%로 CLIA’88의 기 준 10%를 만족하였다. 나머지 검사 항목들의 총 변이계수 는 모두 5% 미만이었다. 16 종목 중 14 종목은 CLIA’88 에 총오차 허용범위가 규정되어 있는데 이번 검사상 모두 허용범위 내에 있었다.
2. 시약 직선성 검정
16 종목 중 14 종목은 참고범위를 포함한 넓은 농도 범
위에서 직선성을 나타냈다. 나머지 2 종목, UA와 GGT의
경우 이번 연구에서 검증한 직선성의 범위는 매우 좁았다.
Fig. 1. The graphic results of comparison between BD Lab reagents and current reagents.
다항회귀분석상 분석대상이 되었던 6가지 농도 모두에 대해 선형을 나타내었던 종목은 7개였다. 나머지 9가지 종목은 분석대상 농도 중 1개 또는 2개에 대해 비선형을 나타냈다.
이 중 albumin과 uric acid, GGT, calcium, total
cholesterol은 저농도 검체에서 비선형을 나타냈고, total
protein과 albumin, creatinine, uric acid, ALT,
GGT, calcium, inorganic phosphorus는 고농도 검체에
서 비선형을 나타냈다(Table 2).
Fig. 1. (continued)
3. 기존 시약과의 상관성 검정
BD Lab 시약을 이용한 결과와 기존 시약을 이용한 결 과 간에 상관성은 상관계수가 각 검사 항목 모두 0.975 이 상으로 나타나 매우 밀접한 상관 관계를 갖는 것으로 나타 났다(Fig. 1).
고 찰
최근 들어 개방형 시스템의 일반화학분석기용 시약이 국
내에서 많이 개발되어 판매되고 있고, 또한 여러 병원에서
이용되고 있다. 이번 연구는 이런 형태의 시약인 BD Lab
Fig. 1. (continued)
시약의 유용성 평가였다.
미국 등 선진국에서는 분석기나 시약을 평가할 때 총오 차 허용범위(allowable total error) 개념을 적용하는 경 우가 많다[7-9]. 즉, 평가상 나타난 총오차가 평가 기준으 로 삼고 있는 총오차 허용범위 미만이라면 평가에 합격한 것으로 판단한다. 총오차는 계통오차(systemic error)와 우연오차(random error)의 합이다. 일반적으로 우연오차 는 검사 항목에 대한 총 변이계수의 배수로 계산한다. 검사 실이 추구하는 질 수준에 따라 총 변이계수의 3배수나 4배 수를 우연오차로 잡게 되는데 이번 평가에서는 엄격한 평가 를 위해 총 변이계수의 4배수를 우연오차로 설정했다. 계통 오차가 0일 때 우연오차는 총오차와 동일하게 됨으로 우연 오차의 최대 허용범위는 총오차 허용범위와 동일하다.
BD Lab 시약에 대한 정밀도 검사를 시행한 결과 총 변 이계수의 4배수가 CLIA’88에서 규정한 총오차 허용범위를 초과한 경우는 없었다. BD Lab 시약을 이용한 결과와 기 존 시약을 이용한 결과 간에 상관성은 상관계수가 각 검사 항목 모두 0.975 이상으로 나타나 매우 밀접한 상관 관계 를 갖는 것으로 나타났다. 모든 검사 항목들의 회귀방정식
은 직선으로 나타났고, 결정계수는 inorganic phospho- rus, calcium, uric acid 등 3 가지 검사 항목을 제외하 고 모두 0.99 이상이었다. 이는 검사 결과값의 99% 이상 이 회귀방정식의 직선과 일치함을 의미하므로 기기 calibration시 calibration curve를 조정해준다면 BD Lab 시약 결과값과 기존 시약 결과값 사이의 차이(계통오 차)가 제로에 가깝게 됨을 의미한다고 볼 수 있다. 결국 이 들 검사 항목의 총오차는 우연오차, 즉 정밀도의 총 변이계 수 정도에 따라 결정될 수밖에 없다. 이번 연구에서 검사한 16 종목 중 14 종목은 CLIA’88에 총오차 허용범위가 규 정되어 있는데 이번 검사상 모두 허용범위 내에 있었다.
결정계수가 0.99 미만이었던 3 항목 중 calcium과 uric acid의 medical decision level에서 총오차는 10.15%
[100{(0.9577
×7) + 0.2186 - 7}/7 + 2.26
×4]와 9.5%[100{(1.0599
×6) - 0.2502 - 6}/6 + 1.92
×4]
로 계산되었다. 이는 CLIA’88에서 규정한 총오차 허용범위
내에 있는 값이다. 결정계수가 0.99 미만이었던 나머지 항
목 inorganic phosphorus는 Fraser 등이 보고한
biological variation 개념으로 판단해보았다[10-11]. 이
번 연구에서 검사했던 16 종목 중 두 종목, GGT와 inorganic phosphorus는 총오차 허용범위가 CLIA’88에 규정되어 있지 않다. Fraser 등은 biological variation 개념에 근거해서 GGT와 inorganic phosphorus의 허용 정밀도를 각각 6.9%, 4.3%로 보고하였다. 이번 연구에서 GGT와 inorganic phosphorus의 정밀도는 각각 6.9%와 4.3% 이내였다.
16 종목의 직선성 검사상 uric acid와 GGT, 2 종목에 서는 직선성 범위가 매우 좁게 나타났다. 이에 대한 이유로 는 시약 불량, 일반화학분석기 불량, 엄격한 허용 기준, 적 절하지 못한 검체 농도 등을 들 수 있다. Uric acid의 경 우는 엄격한 허용 기준 때문에 직선성 범위가 줄어든 것으 로 판단된다. 왜냐하면 CLIA’88에서 정한 uric acid의 총 오차 허용범위는 다른 검사 항목에 비해 높은 17%이기 때 문에 uric acid의 경우 DL (deviation from linearity) 의 허용 수치를 5%가 아닌 11%로 설정했다면 직선성 범 위는 0.193 - 14.475 mg/dL로 늘어났을 것이기 때문이 다. NCCLS guideline에서도 각 검사종목의 DL은 검사실 이 설정한 총오차 허용범위와 연관되어 설정되도록 권고하 고 있다. 그러나 GGT의 경우는 DL의 허용 수치를 20%로 증가해도 직선성의 범위가 늘어나지 않았다. 이에 대해서는 추후 연구가 필요할 것으로 사료된다.
이번 연구에서 평가한 16 종목 BD Lab 시약 중 15 종 목은 본 검사실이 설정한 허용 기준을 모두 만족하였다. 이 상의 결과를 종합하여볼 때, BD Lab 시약은 본원에서 이 용되고 있는 기존 일반화학분석기용 시약을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
요 약
배 경: 개방형 시스템의 일반화학분석기는 특정 시약만을 굳이 사용할 필요가 없기 때문에 검사 비용을 줄일 수 있어 국내 병원에서 많이 이용되고 있다. 최근 ㈜BD Lab은 개방 형 시스템의 일반화학분석기용 시약을 개발하였다. 이에 저 자들은 BD Lab 시약 16 종목에 대해 평가해보고자 하였다.
방 법: 2007년 8월부터 2007년 10월까지 2개월간 가톨릭 대학교 성바오로병원 진단검사의학과에 설치되어 가동중인 Toshiba 200-FR Neo를 가지고 total protein, albumin, blood urea nitrogen (BUN), creatinine, glucose, uric acid, aspartate aminotransferase (AST), alanine amino- transferase (ALT), total bilirubin, alkaline phosphatase (ALP), lactate dehydrogenase (LD), gamma glutamyl transferase (GGT), calcium, inorganic phosphorus, total cholesterol, triglycerides 등 총 16 종목에 대해 NCCLS 기 준(EP5-A, EP6-A, EP9-A2)에 준하여 정밀도와 직선성, 상 관성을 평가하였다.
결 과: 정밀도 검사상 16 종목 모두 허용 범위 내에 존재 했다. 직선성 검사상 16 종목 중 15 종목이 넓은 범위의 직 선성을 보였다. 기존 시약과의 상관성 검사상 검사 항목 모 두 상관계수가 0.975 이상으로 나타나 매우 밀접한 상관 관 계를 갖는 것으로 나타났다.
결 론: BD Lab 시약은 본원에서 이용되고 있는 기존 일 반화학분석기용 시약을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
참 고 문 헌
