왜 다양한 포인트 캘리브레이션을 사용하는가? <Point Calibration>

1포인트, 2포인트, 3포인트 캘리브레이션등 은 다양한 분석 장비와 검사 방법에서 중요한 역할을 합니다.
진단검사의학과에서는 주로 정확한 진단과 환자 관리를 위해 분석 장비의 정확도가 매우 중요하기 때문에, 각 캘리브레이션 방식이 실험의 신뢰성을 높이는 데 사용됩니다. 여기서 각 캘리브레이션 방식이 검사실에서 어떻게 적용되는지 설명해 드리겠습니다.

1포인트 캘리브레이션 (1-Point Calibration)

1포인트 캘리브레이션은 단순한 검사나 장비에 적용됩니다.
이는 하나의 참조값을 기준으로 기기의 전체 범위를 선형적으로 보정하는 방식입니다.

임상화학에서의 적용 예시

혈당 측정기(Glucose Meter)는 일반적으로 하나의 포도당 표준 샘플을 사용하여 보정됩니다. 이 표준은 주로 정상 혈당 범위(예: 100 mg/dL)를 기준으로 보정됩니다. 만약 혈당 측정기가 한 범위에서 일관되게 작동한다면, 1포인트 캘리브레이션이 적합합니다.

 
 
 
1포인트는 비선형적인 검사나 복잡한 분석에서는 부적합합니다.
전체 범위에서 정확도를 보장하지 못하므로, 정밀한 검사를 위해 더 많은 참조값이 필요할 수 있습니다.
 
 
중간 값(50)에서만 보정된 경우, 저농도(0)와 고농도(100)에서의 측정값이 벗어날 수 있습니다. 이는 장비가 하나의 참조값만으로는 전체 범위에서 정확한 값을 제공하지 못할 가능성을 나타냅니다.
 
 
 
 

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2포인트 캘리브레이션 (2-Point Calibration)

2포인트 캘리브레이션은 장비의 정확도를 두 개의 참조값으로 보정하는 방법입니다.
이는 고/저 농도 범위에서의 정확도를 높이는 데 사용됩니다.

임상화학에서의 적용 예시

pH 분석기에서 pH 4와 pH 7의 표준용액을 사용하여, 두 가지 값을 기준으로 보정합니다.
이를 통해 산성 및 중성 구간 모두에서 정확한 pH 측정이 가능합니다.
 

 
 
장점으로는 1포인트 캘리브레이션보다는 정확도가 향상됩니다. 특히 검사 결과의 상/하한 구간에서 정확한 값을 제공할 수 있습니다. 중간 값에서의 오차를 줄일 수 있으며, 검사 결과가 넓은 범위에서 일관되게 유지됩니다.
 
저농도(0)와 고농도(100)에서 두 개의 참조값을 사용하여 보정하면, 저점과 고점에서의 측정값이 정확하지만 중간 값(50)에서는 오차가 발생할 수 있습니다. 이 방식은 선형성을 보장하는 데 도움이 되지만, 중간 범위에서는 완벽하지 않을 수 있습니다.
 
 
 
 

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3포인트 캘리브레이션 (3-Point Calibration)

3포인트 캘리브레이션이상 에서는 비선형적인 특성을 가진 장비나 복잡한 분석에서 사용하는 방식입니다.
저점, 중간점, 고점을 사용해 전체 범위에서 정확도를 보장할 수 있습니다.

임상화학에서의 적용 예시

분광광도계(Spectrophotometer)에서 다양한 화학 물질의 농도를 측정할 때, 장비의 측정값이 비선형적으로 변하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 중간 농도에서 반응 속도가 다를 수 있으므로 3개의 참조값(예: 저농도, 중농도, 고농도)을 사용하여 장비를 보정합니다.
 

 
 
 
 
저점, 중간점, 고점(0, 50, 100)에서 모두 보정된 경우, 장비는 모든 구간에서 정확한 값을 제공합니다. 특히 비선형적인 특성을 가진 장비에서 중요한 방식입니다. full point로 갈수록 장비의 보정값이 더 좋은 이유입니다.
공식과수식은 더복잡해지죠.
 
 
 
 
 

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2포인트와 3포인트 캘리브레이션의 경우, 이론적으로는 두 가지 방법이 차이를 보이는 상황에서, 그래프에선 큰 차이가 없게 그려진 이유는 제가 설정한 측정값들이 2포인트와 3포인트에서 모두 선형적으로 정확한 값을 보여주도록 설정되었기 때문입니다.

실제 장비에서의 차이는 비선형성에 의해 나타납니다. 2포인트 캘리브레이션은 두 지점(저점과 고점) 사이에서만 정확한 값을 보장하지만, 중간 값에서는 정확도가 떨어질 수 있습니다. 3포인트 캘리브레이션은 중간 값도 보정하므로, 비선형적일 때 차이가 더 명확하게 나타납니다. 비선형성에 대해 익숙하지 않을텐데요. 보통 직선성이라고 하죠.
 
그렇다면 우리는 분광광도계(Spectrophotometer), 질량분석기(Mass Spectrometer), 크로마토그래피(Chromatography) 등 복잡한 장비는 왜 비선형 장비에서 더 많은 포인트가 필요한가?로 직결하게됩니다. 복잡한 물리적 반응때문이죠. 비선형적인 장비들은 물리적 또는 화학적 반응이 일정하지 않기 때문에, 특정 구간에서 반응 속도가 달라질 수 있습니다. 이러한 반응을 정확하게 측정하려면 더 많은 값을 이용해 각 구간을 보정해야 합니다. 구간별로 반응속도도다른데 광범위한 측정 범위도 문제가됩니다. 예를 들어, 고농도, 고압, 고온 상태에서는 장비가 다르게 반응할 수 있습니다. 때문에 횡문근융해증에서의 CK CRR설정, 각 항목의 AMR이 존재합니다.
 
 
결국 정밀한 측정의 필요성때문에 여러 포인트 캘리브레이션을 통해 전 구간에서 정확한 측정을 보장해야 합니다.
 

Calibration Type 이해하기 *Linear,Nonlinear,Piecewise