진단검사의학 영역에서는 정확성과 정밀도가 대단하게 중요합니다. 혈당 수준과 같은 환자 시료 내 물질을 측정하려면 검출 및 정량화를 위해 임계값이 잘 정의된 정교한 장비가 필요합니다. 이 두 가지 중요한 개념은 검출 한계(LOD)와 정량 한계(LOQ)입니다.
"화학의 LOD(검출 한계) 및 LOQ(정량화 한계) 이해"
limit of quantification 품질 관리의 정량 한계(LOQ)는 주어진 분석 방법을 사용하여 안정적으로 검출 및 정량화할 수 있는 물질의 최소량입니다. 즉, 어느 정도의 확신을 갖고 정확하게 측정할 수 있는
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이전 발행글을 바탕으로 혈당계를 사용한 혈당 측정의 예를 사용하여 LOD 및 LOQ의 중요성을 살펴보고 CLSI EP17-A에 설명된 원리를 기반으로 LOD 및 LOQ가 어떻게 계산되는지 살펴보겠습니다.
LOB , LOD, LOQ 이해 : 가정 Glucose 20~50↑mg/dL
-영점 한계(LOB)
LOB는 해당 물질이 있는지 없는지 확실하게 구별할 수 있는 물질의 최저 농도입니다.
환자의 혈당 수치가 20mg/dL 미만이면 혈당계의 LOB영역에 가까워지며, 이는 장치가 그렇게 낮은 수치에서 혈당의 존재를 안정적으로 감지할 수 없음을 의미합니다.
측정이 배경노이즈 또는 블랭크 측정과 구별할 수 없는 지점을 나타냅니다.
-검출 한계(LOD)
LOD는 정확하게 정량화할 수 없더라도 합리적인 신뢰도로 검출할 수 있는 물질의 최저 농도입니다.
혈당 수치가 20mg/dL에서 50mg/dL 사이인 경우 혈당계는 혈당(LOB 이상)의 존재를 감지할 수 있지만 이 범위 내에서 정확한 정량화를 제공할 수는 없습니다. 값이 LOD 내에 있지만 신뢰할 수 있는 정량화 범위 내에 있지 않습니다.
배경 노이즈와 확실하게 구별할 수 있고, 물질의 최소량으로 감지 가능한 수준과 감지 불가능한 수준의 경계를 표시합니다.
-정량한계(LOQ)
LOQ는 특정 수준의 정확도로 안정적으로 측정하고 정량화할 수 있는 물질의 최저 농도입니다.
혈당계는 50mg/dL 이상의 혈당 수치를 안정적으로 정량화할 수 있습니다.
즉, 이 수준 이상의 값을 장치의 정량화 범위 내에서 정확하게 측정할 수 있습니다.
이 농도는 측정값이 허용 가능한 정밀도 및 정확도 범위 내에서 검출 가능해질 뿐만 아니라 정량화가 가능한 지점입니다.
CLSI EP17를 사용한 LOD 및 LOQ 계산
1. 영점 한계(LoB) limit of blank (LoB)
LoB는 알고있는 가장 낮은 물질, Zero cal, negative sample, 환자 샘플 중 농도가 가장 낮은 샘플을 사용하여 계산됩니다.
(블랭크에 가장 가까운 = Zero point)
LoB = Mean blank + 1.645 × (SD blank).
이는 실제 분석 물질 신호가 떨어질 것으로 예상되는 수준을 정의합니다.
*자동화기기로 각종 장비와 서류에 정도관리랑 싸워보시는 분들은 다 아시겠지만 저기서 나오는 평균값과 표준편차도
기존 하루에 한 번씩 임시허용범위와 허용범위 20일 ↑ 찍는 루트랑 똑같습니다. << 이것 또한 CLSI 지침입니다.
2. 검출 한계(LoD) limit of detection
LoD는 환자 검체 중 농도가 가장 낮은 검체와 cal물질의 희석 검체를 사용합니다.
LoD = LoB + 1.645 × (SD low concentration sample)
최소한의 편향으로 분석물질을 안정적으로 검출할 수 있는 농도를 설정합니다.
3. 정량한계(LoQ):
LoQ = 10 × (SD blank) / (검량선의 기울기) 또는 3.33 x LOD
'SD'는 관심 농도에서 기기 반응의 표준 편차를 나타내며, '검량선의 기울기'는 농도와 기기 반응 사이의 선형 관계의 기울기를 나타냅니다.
SD가 작을수록 측정의 변동성이 적고 정밀도가 높다는 것을 나타냅니다.
교정 곡선은 알려진 분석물질 농도와 해당 기기 반응 사이의 관계를 그래픽으로 표현한 것입니다. 교정 곡선의 기울기는 단위 농도 변화에 대한 기기 반응의 변화 정도를 나타냅니다. 기울기가 가파르면 측정이 더 민감하다는 의미입니다.
LoQ가 낮을수록 더 낮은 농도를 정확하게 정량화할 수 있는 더 민감한 기기를 나타냅니다.
1.645?
CLSI EP17 표준과 LoB(공백 한계) 및 LoD(검출 한계) 계산의 맥락에서 값 1.645는 표준 정규 분포의 임계 값에 해당하며 종종 Z-스코어로 표시됩니다. 이 값은 계산의 특정 신뢰도 수준을 결정하는 데 사용됩니다.
표준정규분포는 통계학에서 일반적으로 사용되는 대칭 확률분포입니다. 평균은 0이고 표준편차는 1입니다.
임계값 1.645는 표준 정규 분포 곡선에서 곡선 아래 면적의 약 95%에 해당하는 지점에 해당합니다.
즉, 표준 정규 분포 곡선을 보면 데이터 포인트의 약 95%가 평균에서 ±1.645 표준 편차 내에 속하게 됩니다.
LoB 및 LoD 결정과 관련된 통계 계산을 수행할 때 이 값은 결과에 대한 신뢰 수준을 설정하는 데 사용됩니다.
1.645를 사용하면 기본적으로 95% 신뢰 수준에 해당하는 점을 계산하게 됩니다.
이는 분석 신호가 계산된 한계 내에 속한다는 높은 신뢰도를 가지고 분석물 신호를 고려하고 있음을 의미합니다.
요약하면 LoB 및 LoD 계산에서 값 1.645는 표준 정규 분포의 95% 신뢰 수준에 해당하는 임계 값입니다.
이는 이러한 분석 프로세스와 관련된 계산 및 해석에 대한 확실성 수준을 설정하는 데 도움이 됩니다.
의료 진단 분야에서 환자 샘플의 분석물질을 정확하게 측정하는 것은 환자 치료에 있어 매우 중요한 측면입니다. LOD 및 LOQ의 개념은 정확한 검출 및 정량화의 하한을 정의하는 데 도움이 되며 신뢰할 수 있는 데이터를 제공합니다. CLSI EP17-A와 같은 표준에 설명된 계산과 함께 이러한 개념을 이해하면 측정이 정밀하게 수행되어 전반적인 품질에 기여할 수 있습니다.
Roche에게 감사를
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