검사과정은 크게 검사 전 단계, 검사 단계, 검사 후 단계의 세 단계로 구분할 수 있다[1]. 이 과정에서 발생하는 오류를 줄이는 것은 의료보건의 질과 직접적으로 연관되어 있을 뿐만 아니라 환자안전 문제와도 연관되어 있기 때문에 이를 줄이기 위한 노력이 필요하다[2]. 이를 위해 변화치 검색(delta check), 분석적 측정 가능범위(analytical measurement range, AMR), 경고치(critical value), 참고구간(reference interval), 및 검사소요시간(turnaround time, TAT) 등을 검사 후 단계에서 검증하게 된다[1,3,4]. 최근에 검사정보시스템(laboratory information system, LIS)의 도입이 보편화됨에 따라 대부분의 검사실에서 LIS를 통해 검사결과를 보고하고 있다. 장비에서 측정된 결과가 오류가 없는 보고 가능한 적절한 결과인가를 수동으로 검사자가 검증하거나 LIS의 자동검증(autoverification)을 거치게 되는데, 이 중 자동분석기로부터 실시간으로 결과를 컴퓨터로 전송받아 자동으로 보고하는 자동검증방식은 임상화학분야에서 보편적으로 사용하고 있다[2,3]. 검사결과의 자동검증과정은 다양한 규칙을 적용한 알고리즘을 기반으로 하는 검사실 결과 승인 지원 미들웨어 시스템으로 LIS를 사용하여 수행되는 것이 일반적이다[5-7]. 자동검증시스템은 정해진 규칙을 바탕으로 검사결과의 정확성 여부를 판단하며, 검사자의 개입 없이 결과를 검증하기 때문에 TAT 및 소요되는 인력의 양을 줄일 수 있다. 또한 LIS가 인터페이스를 통해 기기를 직접 제어할 수 있으므로 사무적 오류를 줄이고 신속한 결과 보고가 가능하다[2].

전혈구계산(complete blood count, CBC)은 널리 시행되는 일반혈액검사 중 하나이다. 혈액검사의 경우 한 검사 안에 포함된 세부항목의 종류가 많을 뿐만 아니라 항목별로 적용되는 성별 및 나이별 참고치가 다르며, 숫자로 보고되는 결과 외에 형태학적으로 평가되는 변수도 포함하기 때문에, 비정상 자동 백혈구 감별계산의 결과나 비정상 세포의 존재를 확인하기 위해서는 추가적인 과정으로 말초혈액도말(peripheral blood smear, PBS) 관찰이 필요하다. 이러한 이유로 진단혈액 영역에서는 임상화학, 진단면역과 같은 진단검사의학과의 다른 영역에 비해 자동검증 적용이 어려운 한계점을 가지고 있다[6,8]. PBS 검증의 표준화된 지침 또한 존재하나[9,10], 검사실에 따라 적용되는 PBS 시행, 자동검증 통과기준이 달라 자동검증되는 비율은 검사실마다 차이가 있다. 자동검증 조건에 따라 자동검증되는 비율이 달라지며, 자동검증 비율이 증가할수록 TAT가 감소하고 검사자의 피로도 또한 감소하게 된다[11,12].

본 연구에서는 국내 한 3차의료기관의 진단검사의학과에서 일반혈액검사 결과, 자동검증을 위한 미들웨어(LimasVfy; Hwasan System, Daegu, Korea)의 적합성을 평가하고자 하였으며, 설계된 알고리즘의 유효성을 검증하기 위하여 자동검증시스템이 도입되기 전과 후를 기준으로 TAT 정보 및 자동검증되지 않는 경우의 원인을 분석하였다. 또한 알고리즘에 관여되는 항목의 변경 시 자동검증률이 개선되는지 분석하였다.

1. 연구대상

본 연구는 2019년 6월부터 2020년 1월까지 수기검증으로 결과가 보고된 CBC, 2020년 2월 LimasVfy 적용 이후 2020년 2월부터 2021년 9월까지 자동검증 및 수기검증으로 결과가 보고된 CBC검사를 대상으로 하였다. 본 검사실은 1,180병상 규모를 가지는 3차의료기관의 진단혈액검사실로, 일 평균 CBC 1,100건을 시행하고 있다. CBC의 12.6%–14.6%는 혈액종양내과에서 처방하고 있다.

2. 검사결과 수집

본원 기관생명윤리심의위원회(institutional review board)의 승인을 받은 후 2019년 6월부터 2021년 9월까지 부산대학교병원 진단검사의학과에 의뢰된 CBC검사 관련 정보를 수집하였다. 시행된 총 CBC 건수와 자동검증된 CBC 건수 및 변화치와 경고치 검색에 걸린 CBC 건수에 대한 정보는 모두 전자의무기록시스템(electronic medical record, EMR)과 LimasVfy 프로그램에서 얻었다. 본 연구에서 TAT는 검체가 검사실에 접수된 시각부터 LIS에 검사결과가 입력된 시각까지로 정하였다. 자동검증한 CBC와 PBS 검경으로 검증한 CBC의 TAT에 대한 정보 또한 모두 본원 EMR과 LimasVfy 프로그램을 통해 월별 중앙값을 사용하였으며, 결과는 Microsoft office Excel 2016 (Microsoft Corp., Redmond, WA, USA)을 사용하여 분석하였다.

3. 전혈구계산

CBC는 자동혈구분석기인 Sysmex XN-10, XN-20 (Sysmex Corp., Kobe, Japan) 및 자동 슬라이드 염색기인 SP-10으로 구성된 XN-9100과 자동혈구분석기만으로 구성된 XN-3000을 이용하여 분석하였다. CBC검사는 백혈구 감별 계산값을 함께 보고하는 CBC1과 백혈구 감별 계산값을 포함하지 않는 CBC3로 구분되었다. CBC의 일반검사 TAT는 240분이며, 응급검사 TAT는 60분이다.

4. 자동검증 과정

자동검증을 위해 LimasVfy 미들웨어를 사용하였으며, 검사결과가 인터페이스에서 미리 정해진 기준을 만족하는 경우, 추가적인 검사자의 개입 없이 자동으로 LIS로 전달 및 최종 보고되었다.

CBC에 적용하기 위한 기본적인 알고리즘은 CLSI AUTO-10 및 검사실 현재 프로세스를 기반으로 AMR, 변화치, 경고치 등의 검색기준을 설정하였다[13]. 결과는 자동혈구분석기에서 LimasVfy 미들웨어로 전송되고, 설정된 알고리즘을 위반하지 않는 결과는 병원정보시스템에 연결되어 있는 LIS로 전송되는 즉시 최종결과로 보고하였다(Fig. 1).

Figure 1. Applied autoverification algorithm of complete blood cell count in this study. Abbreviations: PBS, peripheral blood smear; Abn, abnormal; RBC, red blood cells; PLT, platelets.

진료과별로 경고치 및 변화치 검색의 적용규칙을 차별화하여 설정하였다. 주로 혈액종양내과 또는 소아청소년과 환자를 대상으로 적용규칙을 차별화하였으며, 절대호중구 수의 경우 경고치 설정은 일반 환자의 경우 기준일 30일에 1.0×10⁹/L 미만인데, 혈액종양내과 환자의 경우 기준일 7일에 0.5×10⁹/L 미만으로 설정하였다. 기준일 7일은 7일 이내의 검사결과에서 같은 변화치가 검색되거나 경고치가 발생했을 때 해당 규칙을 무시하고 결과를 자동검증할 수 있음으로 정의되었다. 변화치의 경우, 비정형 림프구의 존재와 혈소판 수에 대해 외래와 입원 환자 및 응급실 환자를 대상으로 기준일을 각각 30일, 7일, 2일로 다르게 설정하였다.

CBC의 자동검증률을 높이기 위해, 2020년 8월 3일부터 혈소판 수의 변화치 및 경고치 검색기준을 변경하여 적용하였다. 혈소판 수의 변화치 검색기준은 기존의 일괄 적용되던 ±20%(기준일 7일)에서 외래 환자에서 ±50%(기준일 30일), 입원 환자에서 ±30%(기준일 7일), 응급실 환자에서 ±30%(기준일 2일)로 변경하였으며, 경고치 기준은 80×10⁹/L 미만 또는 500×10⁹/L 이상이던 것을 50×10⁹/L 미만 또는 800×10⁹/L 이상으로 변경하였다. 혈액종양내과 환자인 경우, 모세포 1개 이상, 기준일 90일을 경고치로 설정하여 최근 90일 이내 검사결과에서 모세포가 확인되었던 경우 PBS검사에서 모세포가 보이더라도 LIS에 “C (critical)”을 표시하되 임상의에게 별도로 경고치를 보고하는 과정은 없었다.

자동혈구분석기의 자체 규칙에 벗어나는 결과가 나오면 장비에서 다양한 플래그(flags)가 나타난다. LimasVfy의 알고리즘에서 IG_Present, Blast?, Blast/Abn_Lympho?, Left_Shift?, PLT_Clumps?, WBC_Abn_Scattergram, Atypical_Lympho?, RBC_Agglutination?과 같은 플래그가 나타나는 경우 해당 검사결과가 자동검증되지 않도록 설계하였다. 기간 및 장비별로 자동검증되지 않은 플래그의 종류 및 빈도를 분석할 수 있도록 설계하였다. 특정 플래그의 검출빈도를 낮추어 자동검증률을 높일 필요가 있다고 판단되는 경우에는 해당 플래그의 검출한계를 높이는 조정이 가능하도록 하였다.

본 검사실에서는 ‘Blast?’, ‘Blast/Abn Lympho?’, ‘RBC agglutination?’의 플래그가 관찰되는 경우, 장비에서 백혈구 감별계산이 되지 않는 경우, 이전 검사에서 모세포가 관찰되었던 경우, PLT clumping (+) 플래그가 표시되면서 혈소판 수치가 참고치보다 낮은 경우, 혈소판 수의 변화치가 2×10¹⁰/L 이상이고 혈소판 수치가 panic value로 설정된 1×10¹¹/L 이하인 경우에 PBS 검경을 실시하였다. 또한 병원에 처음 방문해서 시행한 검사인지 추적검사인지의 여부, 추적검사일 경우 이전 검사결과 소견과 비교, 이전 검사일로부터 경과일 등 임상정보에 따라 PBS 검경을 시행하는 기준을 세분화하였다. 말라리아 또는 병원성 원충이 관찰되는 경우, 모세포가 처음 관찰되는 경우, 모세포가 20% 이상 관찰되는 경우, 모세포가 입원기간 내 마지막 검사 30일 이후 또는 마지막 외래 방문 90일 이후에 발견되는 경우 경고치 보고를 시행하는 것으로 하였고, 다만 혈액종양내과 환자의 경우 최근 90일 이내 검사결과에서 모세포가 확인되었던 경우에는 모세포가 다시 발견되더라도 경고치 보고를 시행하지 않았다. 본 검사실에서는 백혈구 감별계산이 포함되지 않은 CBC3의 경우 PBS 검경을 수행하지 않았다.

1. CBC검사의 자동검증률

2019년 6월부터 2021년 9월까지 시행한 CBC1의 검사건수는 551,869건이었고 CBC3의 검사건수는 329,678건이었다. 2020년 2월 자동검증시스템이 도입된 이후 2020년 2월부터 2021년 9월까지 시행된 CBC는 총 593,800건(CBC1: 369,881건, CBC3: 223,919건)이었다. 이 중 자동검증된 CBC 검사건수는 총 383,459건(64.6%)을 차지하였다.

자동검증에서 최종 결과로 승인되지 못한 총 210,341건(35.4%)의 CBC 중 변화치 검색에 걸린 것이 97,689건(46.4%, 총 CBC 검사건수 중 16.4%)으로 가장 큰 비중을 차지하였고, panic value, 플래그, 경고치에 걸린 것이 각각 59,380건(28.2%, 총 CBC 검사건수 중 10.0%), 41,566건(19.8%, 총 CBC 검사건수 중 7.0%), 11,876건(5.6%, 총 CBC 검사건수 중 2.0%)을 차지하였다. 한 검체에서 자동검증 실패에 해당되는 원인이 중복되는 경우가 있었다(Fig. 2).

Figure 2. Summary of autoverification and manual verification rates and result distributions in manual verification cases. Abbreviation: CVR, critical value reporting.

2020년 8월 혈소판 수의 변화치 및 경고치 검색기준의 변경 이후, CBC 자동검증률은 2020년 8월 이전까지 63.9%, 2020년 8월 이후 64.8%로 소폭 증가하였다. 경고치 보고 시행 검체는 2020년 8월 이전 26.8%에서 이후 2.4%로 감소하였으며, 자동검증되지 못한 검사의 배제규칙 분석에서 74.3%에서 6.7%로 감소하여 경고치 규칙을 통과하는 자동검증검사가 증가하였음을 확인하였다.

2. CBC검사의 검사소요시간 비교

자동검증시스템이 도입되기 전 CBC검사 검체 접수에서 장비결과, 장비결과에서 최종보고까지 소요된 시간의 중앙값은 각각 9.6분, 35.1분이었다. 자동검증시스템이 도입된 후 CBC 결과가 PBS 검경 후 결과가 보고된 경우의 검체 접수에서 장비결과, 장비결과에서 최종검증까지의 시간의 중앙값은 각각 10.0분, 39.9분이었고, 자동검증이 적용된 경우에서 각각의 시간의 중앙값은 3.2분, 0분이었다.

자동검증이 적용된 경우와 PBS 검경 후 결과가 보고된 경우에서 건수 및 평균 TAT를 곱한 총 시간을 비교하였을 때, 모든 CBC 결과가 수기로 검증되고 저장되었던 2019년도에 비해 자동검증시스템이 적용된 2020년과 2021년도에 CBC 결과보고를 위한 총 시간이 월평균 350,000분에서 200,000분으로 감소했다(Fig. 3).

Figure 3. The number of autoverified and manually verified complete blood count results and total time multiplied by number of cases and average turnaround time per month from June 2019 to September 2021.

자동검증시스템 도입이 TAT 단축효과와 검사실 작업효율 증진에 영향이 있었는지를 분석하기 위해 LimasVfy 도입 후 PBS 검경이 시행될 수 있는 CBC1의 TAT 초과율을 도입 전과 비교하였을 때, 도입 전 8개월간 TAT 초과율은 0.065% (119건)였으며, 도입 후 20개월간 TAT 초과율은 0.045% (168건)로 감소했다.

3. CBC검사의 혈액종양내과 의뢰건수와 수기검증 비율 간 상관성 비교

자동검증이 도입된 2020년 2월부터 2021년 9월까지 본원에서 시행한 CBC검사 중 혈액종양내과가 차지하는 비율은 12.6%–14.6%을 차지하였으며, 이 기간에 PBS 검경을 통한 수기검증을 시행한 비율은 3.6%–5.5%을 차지하였다. 혈액종양내과의 검사 비중이 클수록 자동검증률이 낮아질 것으로 예상한 것과는 달리 위 기간에 혈액종양내과 환자의 비율과 PBS 검경을 통한 수기 검증을 시행하는 비율에 연관성은 없었다(Fig. 4).

Figure 4. The total number of complete blood count tests, the number and percentages of manually verified cases in samples obtained in overall and hemato-oncology department.

병원정보시스템을 구성하는 중요한 요소 중 하나인 LIS는 검사 처방부터 검사결과 조회에 이르기까지 검사 전 과정에 관련된 데이터를 처리한다. 또한 각종 정도관리 규칙을 접목하여 검사결과를 자동검증하여 업무의 사무적 오류는 줄이고 검사속도를 높여, TAT를 단축시켜 업무효율을 높인다. 임상화학분야의 경우 자동검증과정이 보편화되어 있어 90% 이상의 자동검증률을 보이는 반면, 국내의 많은 진단혈액검사실에서는 자동검증시스템을 도입하여 CBC 결과를 보고하고는 있으나[11], 일반화학분야의 실용적이고 간소화된 결과 보고방식과는 달리 적용해야 하는 형태학적 변수가 많은 특성으로 자동검증시스템의 적용이 제한적이어서 진단혈액검사의 자동검증률은 76%–85%밖에 되지 않는다[6,14].

병원에 방문하는 환자의 특징에 따라 자동검증률이 달라짐을 보고한 한 연구를 고려할 때[15], 본 검사실도 혈액종양내과 환자의 검사에서 자동검증되는 비율이 낮을 것으로 예상하여 혈액종양내과 환자의 변화치와 경고치 검색기준을 타과 환자와 구별하여 설정하였다. 또 다른 연구에서는 자동검증시스템 도입 이후 자동검증이 되지 않았던 5.9%의 경우가 임상적으로 중요한 결과가 아님을 보여주었으며, 보다 효율적인 검사실 운영을 위해 검증기준을 변경하여 자동검증률을 높인 결과 임상적으로 유의한 문제가 발생하지 않았다[16].

본 연구에서는 장비에서 Blast? 플래그를 띄우는 모세포의 검출한계치가 1.1–1.3 사이의 값을 가질 때, 해당 검체의 PBS 검경을 통해 1.3 미만의 값을 보이는 검체에서는 모세포가 관찰되지 않음을 확인하였다. 이를 바탕으로 PBS 검경건수를 줄이기 위해 2020년 2월 플래그 중의 모세포의 검출한계치를 1.1에서 1.3으로 높였다. 또한 2020년 8월경 혈소판 수의 변화치 및 경고치 기준을 변경하였다. 그 결과 CBC 자동검증률은 2020년 8월 이전 63.9%, 2020년 8월 이후 64.8%로 소폭 증가하였으나, 수기검증의 원인 중 경고치 보고 시행 검체의 비율이 2020년 8월 이전 26.8%에서 이후 2.4%로 크게 감소했다.

이전 연구에서 외래환자 대상 검사실의 자동검증률은 70%을 보였지만 복잡하고 어려운 사례의 환자가 많이 내원하는 센터에 위치한 검사실의 자동검증률은 10% 정도로 큰 차이가 있음을 보고한 바 있어[15], 검사실에 내원하는 환자의 특성에 따라 자동검증시스템의 도입 시 적용할 기준을 적절히 조절하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 자동검증시스템 도입 시 혈액종양내과 환자에 적용되는 경고치와 변화치를 일반 환자와 다르게 설정하였고 혈액종양내과의 검사비중이 클수록 자동검증률이 낮아질 것으로 예상한 것과는 달리 혈액종양내과 환자의 비율과 수기검증을 시행하는 비율 사이의 유의한 연관성을 보이지 않았다. 이는 환자의 특성에 따른 자동검증 기준의 차별화가 자동검증률의 일관성을 유지하는 데 도움을 줄 수 있음을 시사한다.

자동검증 도입 이후 TAT를 자동검증 도입 이전과 비교했을 때 이전 연구들과 같이 TAT 단축이 예상되었고[4,5,17], 본 연구결과 또한 자동검증이 적용된 이후 TAT가 단축됨을 확인할 수 있었다. 본원과 동일한 장비를 사용하여 시행한 다른 연구에서도 자동검증시스템 도입 후 TAT가 약 70분에서 약 19분으로 단축되었음을 보고한 바 있다[4].

결론적으로, 본 연구에서 LimasVfy를 이용한 자동검증시스템을 진단혈액검사실에 도입한 이후 CBC검사에서 이전과 비교하여 TAT가 단축되고 검사건수와 평균 TAT의 곱으로 계산된 총 업무 소요량이 감소됨을 확인하여, CBC검사에서 자동검증시스템이 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

This work was supported by clinical research grant from Pusan National University Hospital in 2020.