임상병리와정도관리 : 제 23 권제 1 호 2001 J. Clin, Pathol. & Quality Control 2001:23:239-246 239 요시험지판독기를이용한요검사의비교분석 박혜란 정보경 박노원 국립의료원임상병리과 Comparative Evaluation of Dipstick Urinalysis by Dipstick Readers Hea Ran Park, Bo Kyung Jeong, and No Won Park Department of Clinical Pathology, National Medical Center, Seoul, Korea Background:Routine urinalysis using dipstick reader is one of the most fundamental and informative tests in the clinical laboratory. So, we evaluated the efficiency of two semiautomated dipstick readers and their strips by comparing urinalysis results. Methods:Dipstick urinalysis was carried out by Uriscan Pro using strips and Clinitek 500 using strips. Within-run and between-run precisions, and accuracy were determined by using commercial control materials, Uritrol Level I, II, III and Check-stix negative, positive. The correlation study, and the sensitivity and specificity for occult blood and leukocytes were evaluated from 445 patients' samples. The simultaneous microscopic urinalysis was performed. Results:Within-run and between-run precision of Uriscan Pro were 40 to %, 60 to % respectively; Clinitek 500 were 60 to %, 50 to % respectively. Accuracy of Uriscan Pro and Clinitek 500 were 60 to %, % respectively. A good agreement was obtained in most items of both dipsticks except nitrite. The sensitivity and specificity for occult blood, and the specificity for leukocytes were good in both dipsticks ; however, the sensitivity for leukocytes was low in both dipsticks. Conclusions:These two dipstick readers and their strips may lead to a clinically acceptable urinalysis. But further study on cases of discrepant nitrite analysis (negative for ; positive for ) is needed. Dipstick testing for leukocytes is not satisfactory as a screening urinalysis, so simultaneous microscopic sediment urinalysis is necessary ; however, recently developed automated urinary sediment analyzer will improve efficiency of urinalysis in the near future. Key Words:Dipstick urinalysis, Dipstick reader, Uriscan Pro, Clinitek 500, strip, strip 서 요검사는신장및요로계의질환을비롯많은질환에대해유용한정보를제공하고, 저렴한비용으로환자에게고통없이쉽게시행할수있어임상검사실에서일상적으로 교신저자 : 박혜란우 ) -196 서울시중구을지로 6 가 18-79 국립의료원임상병리과전화 :02-2260-7345, FAX:02-2260-7353 론 가장많이실시되고있는검사이다. 현재는다양한요시험지와함께요시험지판독기의사용이보편화되어 2000 년도의대한임상검사정도관리협회에등록된기관중이장비의보유율은 78% 에이르고있어 [1] 많은정보와함께검사시간과인력이절약되게되었다. 이에근래에개발되고, 또한검사실에서비교적많이사용되고있는두종류의요시험지판독기와전용요시험지를선택하여시행한검사성적을비교검토하면서임상검사실에서의유용성에대하여평가해보고자하였다.
240 박혜란 정보경 박노원 재료및방법 1. 재료요시험지판독기및요시험지는 Uriscan Pro ( 영동제약, 한국 ) 와동사의전용요시험지인 Gen S ( 영동제약, 한국 ), Clinitek 500 (Bayer Co., USA) 과동사의전용요시험지인 (Bayer Co., USA) 를사용하였고, 두종류요시험지의각검사항목에따른농도의등급과범위는표로비교하였다 (Table 1). 정밀도와정확도검사를위해서는정도관리물질인영동 제약의 Uritrol Level Ⅰ (LotNo.US9), Ⅱ (LotNo. UL2010), Ⅲ (LotNo.US3006) 와 Bayer 사의 Check-stix (LotNo. C981040E) negative, positive 를제품안내서에따라사용하였다. 상관성및잠혈과백혈구검사에대한민감도와특이도를위해서는 2000 년 11월에국립의료원임상병리과에통상요검사가의뢰된환자검체를이용하였다. 2. 방법요시험지와기기의평가는교과서에서제시한방법을따 Table 1. Grading of and 10SG reagent strips Test Grade Blood (RBC/uL) - ±(5) 1+(10) 2+(50) 3+(250) - ±* 1+(25) 2+(80) 3+(200) Bilirubin ( mg /dl) - 1+(0.5) 2+(1.0) 3+(3.0) - 1+ 2+ 3+ Urobilinogen (EU/dL) ±(0.1) 1+(1) 2+(4) 3+(8) 4+(12) 0.2 1 2 4 8 Ketones ( mg /dl) - ±(5) 1+(10) 2+(50) 3+() - ±(5) 1+(15) 2+(40) 3+(80) Protein ( mg /dl) - ±(10) 1+(30) 2+() 3+(300) 4+(1,000) - ± 1+(30) 2+() 3+( 300) Nitrite Negative Positive Negative Positive Glucose ( mg /dl) - ±() 1+(250) 2+(500) 3+(1,000) 4+(2,000) - ±() 1+(250) 2+(500)3+( 1,000) ph 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 Specific gravity 1.005 1.010 1.015 1.020 1.025 1.030 1.005 1.010 1.015 1.020 1.025 1.030 Leukocytes (WBC/uL) - ±(10) 1+(25) 2+(75) 3+(500) - ±(15) 1+(70) 2+(125) 3+(500) * Trace-lysed, Trace-intact
요시험지판독기를이용한요검사의비교분석 241 랐다 [2,3]. 그러나요시험지검사법은분석치가등급으로표시되며정량적으로나타나지않기때문에정밀도와정확도평가에서어떤등급의값이몇회씩나오는가를분포표로나타내는방식을취하였다. 상관성을구하는데있어서도분석치의등급이서로일치하지않고같은등급이라도농도를다르게설정하였기때문에등급별로서로일치하는율을구하였다. 1) 정밀도 Uriscan Pro 기기와동사의 요시험지를이용하여 Uritrol Level Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ를검체로사용하였고, Clinitek 500 기기와동사의 요시험지를이용하여 Check-stix negative 와 positive 를검체로사용하였다. 검사내정밀도평가는각검체를각각 30분간격으로 10회측정하였고, 동일한검사결과를보이는예의백분율로각각의검사내정밀도를구하였다. 검사간정밀도는각검체를이용하여연속 10일간검사를시행하였는데각회마다 5회씩반복측정하여가장빈도가높은결과를대표값으로취하였다. 2) 정확도 Uriscan Pro 와동사의 요시험지를이용하여 Uritrol Level Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ를검체로사용하였고, Clinitek 500 과동사의 요시험지를이용하여 Check-stix negative 와 positive 를검체로사용하였는데, 각검체를각각 10회씩측정하였다. 판정은총검사횟수에대하여주어진값의범위에속하는결과를보인검사횟수를백분율로나타내었다. 3) 상관성 431 명의요검체로써 Uriscan Pro 에 요시험지로검사한결과와 Clinitek 500 에 10 SG 요시험지로검사한결과와의일치하는율을구하였다. 4) 잠혈및백혈구검사의민감도와특이도 445 명의요검체로써 Uriscan Pro 와동사의 Gen 10 SGL 요시험지, Clinitek 500 과동사의 10 SG 요시험지를이용하여잠혈과백혈구검사를시행하였는데, 검사결과 -등급은음성, ± 등급이상은모두양성으로판정하였다. 동시에같은검체로표준확인법인 [4] 요침사경검을 1996 년도요검사워크샵에서제시한방법 [5] 에따라시행한후, 고배율 (400 ) 의광학현미경하에서적혈구혹은백혈구의수가 4개이하는음성으로, 그이상은양성으로판정하였다. 요침사경검결과를기준으로하여요시험지의잠혈및백혈구검사에대한민감도와특이도를구하였다. 결과 1. 정밀도검사내정밀도는 Gen 10SGL 을 Uritrol Level Ⅱ검체로측정시 blood, glucose, ph, specific gravity 에서낮은재현성을보였으나한단계의차이를보이는결과까지포함하면 blood 의 60% 인것만제외하고는세항목모두 % 였다. 시험지에서도일부항목이외에는재현성이모두 % 였다 (Table 2). 검사간정밀도는두시험지모두한단계의차이를보이는결과까지포함하면모든항목에서 % 의재현성을보였다 (Table 3). Table 2. Within-run precision analyzed by Uriscan Pro using strip and Clinitek 500 using 10 SG strip (%, N=10) Strip Test Blood Bilirubin Urobilinogen Ketones Protein Nitrite Glucose ph Specific gravity Leukocytes Uritrol Level Ⅰ * (±) (negative) (5.0) (1.025) Uritrol Level Ⅱ 40 (±) (positive) 80 50 (7.5) 70 (1.015) Uritrol Level Ⅲ Check stix Negative (0.2) (4+) (negative) (6.5) 90 (1.010) Check stix Positive * Result of the most frequently detected. (2.0) 90 (positive) 80 60 (8.5) 90 (1.010)
242 박혜란 정보경 박노원 Table 3. Between-run precision analyzed by Uriscan Pro using strip and Clinitek 500 using strip (%, N=10) Test Strip Uritrol Level Ⅰ * Blood Bilirubin Urobilino- gen (±) Ketones Protein Nitrite Glucose ph (negative) (5.0) Specific gravity Leukocytes 60 (1.025) Uritrol Level Ⅱ (±) (positive) 80 (7.5) 60 (1.015) Uritrol Level Ⅲ 90 (4+) Check stix Negative (0.2) (negative) 50 (7.0) 70 (1.010) Check stix Positive (2.0) (positive) 70 ( 9.0) (1.010) * Result of the most frequently detected. Table 4. Accuracy analyzed by Uriscan Pro using strip and Clinitek 500 using strip (%, N=10) Strip Test Blood Bilirbuin Urobilinogen Ketones Protein Nitrite Glucose ph Specific gravity Leukocytes Uritrol Level Ⅰ Uritrol Level Ⅱ 60 90 Uritrol Level Ⅲ Check stix Negative Check stix Positive 2. 정확도 에서 blood, specific gravity 가각각 60%, 90% 의정확도를보인점이외에는두시험지모두모든검사항목에서주어진값의범위에속하는 % 의정확도를보였다 (Table 4). 3. 상관성 과 시험지로검사한결과를비교하였다. 완전일치율은 glucose 가 81%, protein 이 86%, ph가 39%, specific gravity가 34%, leukocytes 가 82% 이었고, 한단계이내의허용범위내일치율은각각 99%, 99%, 91%, 81%, 97% 이었다. Nitrite 는완전일치율이 81% 인데, 특히 에서음성이고 에서는양성인예가총 431 예중 83예로서 19% 의불일치율을보였다. 나머지항목들의완전일치율은 90% 이상이었다 (Table 5-1~5-10). 4. 잠혈및백혈구검사의민감도와특이도잠혈및백혈구검사에대한요시험지의민감도와특이도를 Table 6에나타내었는데백혈구검사의민감도가두시험지에서모두 80% 이하였다. 고찰요시험지로검사를시행시다수의검체처리및객관적인판독을위해서요시험지판독기가널리사용되고있다. 그러
요시험지판독기를이용한요검사의비교분석 243 Table 5-1. Comparison of blood results in two urine strips (grade, N=431) - ± 1+ 2+ 3+ - 264 3 1 ± intact 9 7 1 ± lysed 14 12 4 1+ 4 9 16 13 2+ 1 6 21 9 3+ 6 31 Table 5-5. Comparison of protein results in two urine strips (grade, N=431) - ± 1+ 2+ 3+ 4+ - 313 25 1 ± 5 12 10 2 1+ 5 11 6 2+ 3 22 3+ 3 12 1 Table 5-2. Comparison of bilirubin results in two urine strips (grade, N=431) - 1+ 2+ 3+ - 385 2 1+ 28 2 1 2+ 2 4 1 1 3+ 2 1 2 Table 5-3. Comparison of urobilinogen results in two urine strips (EU/dL, N=431) 0.1 1 4 8 12 0.2 407 1 15 3 2 1 2 4 1 2 8 Table 5-4. Comparison of ketones results in two urine strips (grade, N=431) - ± 1+ 2+ 3+ - 376 12 ± 11 12 7 1+ 1 6 1 2+ 1 3 3+ 1 나이장비로시행하는요검사의문제점으로는기기마다판독방법이달라각회사의장비는자사의요시험지로검사를시행할수밖에없는점이다. 요검사의결과치도정량적으 Table 5-6. Comparison of nitrite results in two urine strips (N=431) Negative Positive Negative 337 1 Positive 83 10 Table 5-7. Comparison of glucose results in two urine strips (grade, N=431) - ± 1+ 2+ 3+ 4+ - 359 4 2 ± 3 13 1+ 3 7 2 3 2+ 1 2 1 6 3+ 1 24 Table 5-8. Comparison of ph results in two urine strips (N=431) 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 5.0 1 5.5 66 6 6.0 33 69 42 3 6.5 1 25 40 1 7.0 1 23 35 24 1 7.5 1 32 8 8.0 1 7 8.5 6 4 9.0 1
244 박혜란 정보경 박노원 Table 5-9. Comparison of specific gravity results in two urine strips (N=431) 1.005 1.010 1.015 1.020 1.025 1.030 1.005 6 14 1 1.010 5 31 23 5 1.015 1 23 32 23 4 1.020 7 31 60 11 1.025 2 69 9 1.030 56 18 로나타나지않고등급으로표시되기때문에기기및요시험지의정밀도, 정확도및직선성등의평가에어려움이있다. 본연구결과정밀도평가에서는두시험지모두검사내정밀도및검사간정밀도에서 glucose, ph, specific gravity 의재현성이낮게나왔지만이세항목모두한단계이내의것으로서임상적으로문제되지는않을것으로생각되었다. 나머지항목에서도 blood 만제외하고는 90~ % 의우수한재현성을보였다 (Table 2, 3). 검사내정밀도평가에서 Uritrol Ⅱ 검체로써 시험지를검사한결과, blood 가 40% 로매우낮은재현성을보인이유는 10회를측정하는동안 blood 의등급이점점낮아진점으로미루어볼때 Uritrol Ⅱ 검체자체가불안정하여결과에영향을주었을것이라고생각되며이점에관해서는앞으로정도관리물질및기기를점검해볼필요가있을것으로생각되었다. 정확도평가에서도 Uritrol Ⅱ 검체로써시행한 blood 와 specific gravity 만제외하고는, 두시험지모두우수한결과를보였다 (Table 4). 두시험지의상관성분석에서는 (Table 5-1~5-10), ph와 specific gravity 의완전일치율이 39%, 34% 로매우낮았으나한단계이내의허용범위내일치율은 80% 이상으로향상되어임상적으로크게문제되지는않을것으로생각되었고나머지항목들의일치율도대체로높은편이었 Table 5-10. Comparison of leukocytes results in two urine strips (grade, N=431) - ± 1+ 2+ 3+ - 333 24 4 1 1 ± 4 9 10 3 1+ 1 4 3 11 4 2+ 9 3+ 10 다. 그러나유독 nitrite 검사에서는두시험지간의불일치율이 19% 나되었는데, 이는 nitrite 검사결과가음성과양성으로만판정되기때문에임상적으로더욱혼동을일으킬수있을것으로추정되었다. 이에본연구에서는요시험지의 nitrite 검사와요경검상백혈구검사와의결과를검토하여보았다. Nitrite 검사가불일치되는 84예중대다수인 83예가 에서음성, 에서양성인경우로서이중 18예 (22%) 에서요경검상백혈구가양성이었다. 반대로 에서양성, 에서음성인경우는 1예뿐으로서, 요경검상백혈구는음성이었다. Nitrite 가두시험지에서모두양성인경우는 10예가있었는데, 이중 5예 (50%) 에서요경검상백혈구가양성이었다. 이로미루어볼때, 요시험지의 nitrite 검사결과와요경검상백혈구검사결과와의관련성을유추하기는어려웠다. Nitrite 검사의민감도에대해서는강등 [6] 이 87.5%, 62.5%, Bolann 등 [7] 이 38%, 40% 라고보고한바가있고, 특이도에대해서는강등 [6] 이 50.0%, 66.7%, Bolann 등 [7] 이 97%, 98% 라고한보고가있다. Langlois 등 [8] 은최근개발된요자동분석기로분석한결과요시험지의 nitrite 검사와세균수, 세균수와백혈구수가서로상관이높았다고보고하였다. 그러므로이항목의민감도와특이도평가를위하여는앞으로반드시 gram 염색과요배양등을시행함과동시에최근개발된요자동분 Table 6. The results of urine strip and microscopic sediment method for blood and leukocytes (N=445) Blood Leukocytes Microscopy* + finding Negative Positive Negative Positive Negative Positive Negative Positive Negative 296 72 271 97 340 46 260 26 Positive 1 76 1 76 13 46 17 42 Sensitivity(%) 98.7 98.7 78.0 71.2 Specificity(%) 80.4 73.6 88.1 93.3 *negative:0 to 4 cells/high power field, positive:more than 5 cells/high power field + negative:- grade, positive:more than ±grade
요시험지판독기를이용한요검사의비교분석 245 석기로분석하는연구가진행되어야할것으로생각되었다. 잠혈이나백혈구검사는통상요시험지법으로시행되고검사결과에이상이있는경우에만요침사경검이시행되고있다. 본연구에서요시험지의잠혈검사에대한민감도는 과 시험지가동일하게 98.7% 로서매우우수하였고, 특이도는각각 80.4%, 73.6% 로서민감도에비해낮았는데이는요침사경검시검출되지않는용혈된혈색소가요시험지에서는검출되기때문이라고생각되었다. 잠혈검사에대한민감도는다른연구자의보고에서도높아강등 [6] 이 %, 97.5%, 정등 [9] 이 %, 93.3%, Shimada 등 [10] 이 73.9% 로보고한바있다. 본연구에서백혈구검사의민감도는 이 78.0%, 가 71.2% 로서낮았는데다른연구자의보고로는강등 [6] 이 90.9%, 정등 [9] 이 81.8%, 72.7%, Scheer [11] 가 89.4%, 88.8%, Shimada 등 [10] 이 47.2% 라고한보고가있다. 백혈구검사의특이도는 이 88.1%, 가 93.3% 로서높았고, 다른연구자의결과로는강등 [6] 이 78.3%, 76.1%, 정등 [9] 이 97.8%, Scheer [11] 가 90.4%, 92.4%, Shimada 등 [10] 이 94.7% 라고보고한바있다. 이상의결과로미루어볼때요시험지의백혈구검사가선별검사로서는만족스럽지못해요침사경검을시행해야한다는주장 [12] 과견해가같았지만업무량과다로인한어려움이제기되었다. 그러나최근요침사를분석할수있는자동요분석기가개발됨에따라이에대한연구가활발히진행되어왔는데, Langlois 등 [8] 은잠혈과백혈구검사를자동요분석기와요시험지로비교분석한결과서로좋은일치율을보인성적을얻어자동요분석기와요시험지법을같이병행하면요침사경검을해야하는검체수를감소시켜요분석의효율성을높일수있다고보고하였다. 현재는자동요분석기의경제성때문에어려운상태이지만앞으로는요침사의자동화가보편화될것으로기대되며이때요시험지법과병행한다면요검사의질향상과효율성이매우높아지리라고생각된다. 요약배경 : 두종류의요시험지판독기와전용요시험지로써시행한요검사결과를비교함으로써그효용성을평가하고자하였다. 방법 :Uriscan Pro 와동사의 요시험지, Clinitek 500 과동사의 요시험지를이용하여요검사를시행하였다. 정밀도, 정확도를평가하기위하여정도관리물질인 Uritrol Level Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ와 Check-stix negative, positive 를이용하였고, 상관성및 잠혈과백혈구검사의민감도와특이도를위해서는 445 명의환자검체를이용하였다. 동시에요침사경검도실시하였다. 결과 : 검사내정밀도와검사간정밀도는 Uriscan Pro 가각각 40~% 및 60~% 이었고, Clinitek 500 이각각 60~% 및 50~% 이었다. 정확도는 Uriscan Pro가 60~%, Clinitek 500이 % 이었다. 두요시험지의상관성검사결과에서는 nitrite 항목에서불일치율 19% 를보인점이외에는높은일치율을보였다. 잠혈검사에대한민감도와특이도는두요시험지모두우수하였다. 백혈구검사에대한민감도는 시험지가 78.0%, 시험지가 71.2% 로낮았고, 백혈구검사에대한특이도는두요시험지모두우수하였다. 결론 : 두기종및전용요시험지의효용성은비교적우수한것으로판단되나 nitrite 항목은 에서음성, 시험지에서양성을보이는예의검체를대상으로추가연구가필요하다고생각된다. 또한요시험지의백혈구검사가선별검사로서는만족스럽지못하므로요침사경검을병행할필요가있는데, 앞으로자동요분석기의사용이보편화되면요시험지법과함께시행하여요검사의효율성을높일수있으리라생각된다. 참고문헌 1. 김경동, 구선회, 김의종, 김정만, 김정호, 김진규등. 요검사신빙도조사결과보고 (2000). 임상병리와정도관리 2001;23:S71-90. 2. Cembrowski GS, Sullivan AM, Hofer TL. Quality control and statistics. In:Bishop ML, ed. Clinical chemistry. 4th ed. Philadelphia:Lippincott Williams & Wilkins, 2000:54-8. 3. Koch DD, Peters T, jr. Evaluation of methods-with an introduction to statistical techniques. In:Burtis CA, Ashwood ER, ed. Tietz fundamentals of clinical chemistry. 5th ed. Philadelphia:WB saunders, 2001:234-42. 4. Fuller CE, Threatte GA, Henry JB. Basic examination of urine. In:Henry JB, ed. Clinical diagnosis and management by laboratory methods. 20th. ed. Philadelphia:WB Saunders, 2001:388. 5. 대한임상검사정도관리협회임상경검학분과위원회. 1996년도제1차요검사워크샵교재, 요침사보고방법권장 ( 안 ) 1996;30-3. 6. 강정아, 한란희, 김한길, 송경은, 서창수, 이원길, 김재식. 2종의 strip을이용한요검사성적의비교. 임상병리와정도관리 1990;12:339-45. 7. Bolann BJ, Sandberg S, Digranes A. Implications of probability analysis for interpreting results of leukocyte esterase and nitrite test strips. Clin Chem 1989;35:1663-8.
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