소변 검사
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1. 개요
소변 검사는 기원전부터 진단적 가치를 인정받아온 검사법으로, 신장에서 혈액을 여과하여 생성된 소변의 성분, 색깔, 냄새 등을 분석하여 신체 상태를 파악한다. 고대부터 중세 시대를 거쳐 19세기 화학적 방법 발전, 20세기 딥스틱 개발을 통해 간편하고 정확한 검사가 가능해졌다. 현재는 육안 검사, 요시험지 검사, 현미경 검사 등을 통해 소변의 다양한 요소들을 확인하며, 요로 감염, 신장 질환, 당뇨병, 임신 여부 등 다양한 질병을 진단하는 데 활용된다.
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배뇨는 비뇨기계를 통해 신장에서 생성된 소변을 몸 밖으로 배출하는 생리 현상으로, 요의를 느끼고 뇌의 제어를 받아 이루어지며, 사회문화적 측면과 관련될 뿐 아니라 배뇨 관련 질병 및 장애도 존재한다. - 오줌 - 야뇨증
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| 소변 검사 | |
|---|---|
| 요약 | |
| 이름 | 소변검사 |
| 목적 | 소변의 일상적인 물리적, 화학적, 현미경 검사 |
| 상세 정보 | |
| 진단 | 요검사 |
| 메쉬 ID | D016482 |
| 메들라인플러스 | 003579 |
2. 역사적 배경
소변 검사는 기원전 4000년경 수메르와 바빌로니아에서 시행되었을 정도로 오랜 역사를 지니고 있다. 히포크라테스, 켈수스, 갈레노스 등 고대 의학자들은 소변의 특성과 건강 상태를 연결하는 연구를 발표했다. 중세 시대에는 소변의 육안 검사인 요검사가 널리 퍼졌으며, 테오필루스 프로토스파타리우스는 소변 검사에 대한 최초의 출판물을 저술했다.[32]
이삭 유다에우스, 자윤 알딘 고르가니, 질 드 코르베유, 조안네스 악투아리우스 등 많은 학자들이 소변 검사에 대한 연구를 이어갔다. 요하네스 데 케탐의 책은 일반인들에게 인기를 얻어 자가 진단에 사용되기도 했다.[32][33]
16세기 파라켈수스는 연금술 원리를 소변 연구에 적용하여 생화학적 요분석 방법의 선구자로 여겨진다. 그러나 중세 후기와 르네상스 시대에는 요검사가 남용되면서 비판을 받기도 했다. 1637년 토마스 브라이언은 요검사를 맹신하는 사람들을 비난하는 책을 출판하기도 했다.[35]
19세기에는 화학적 소변 분석 방법이 발전했지만, 노동 집약적이고 비실용적이었다. 1850년 Edme-Jules Maumené|에듬쥘 모메네프랑스어는 소변 검사 스트립과 유사한 초기 방법을 고안했다. 1956년 헬렌 머레이 프리 부부는 최초의 딥-앤드-리드 검사인 Clinistix를 개발하여 소변 검사의 획기적인 발전을 이루었다.[39] 이후 다양한 물질을 검사할 수 있는 딥스틱 검사가 개발되었고, 1980년대에는 자동화된 검사 스트립 리더가 출시되었다.
2. 1. 고대와 중세
소변의 진단적 가치는 고대부터 인정받아 왔다. 소변 검사는 기원전 4000년경 수메르와 바빌로니아에서 시행되었으며, 고대 고대 그리스와 산스크리트어 문헌에 묘사되어 있다.[32] 히포크라테스, 켈수스, 갈레노스는 소변의 특성과 환자의 건강을 연관시키는 중요한 연구를 발표했다. 중세 시대에는 소변의 육안 검사, 즉 요검사가 널리 보급되었다. 비잔틴 의사 테오필루스 프로토스파타리우스의 7세기 필사본 ''De Urinis''는 소변 검사에만 전념한 최초의 출판물로 여겨진다. 프로토스파타리우스는 특히 열을 사용하여 소변에서 단백질을 침전시키는 방법을 설명했다.[32]소변 검사에 대한 많은 영향력 있는 연구가 이어졌다. 이삭 유다에우스의 출판물은 프로토스파타리우스의 연구를 기반으로 했고, 11세기 페르시아 의사인 자윤 알딘 고르가니는 표본 수집 지침을 발표하여 소변 표본이 노화와 열, 빛에 노출되면 영향을 받는다고 언급했다. 다른 중세 작가로는 질 드 코르베유가 있는데, 그는 요검사에 관한 대중적인 기억술 시를 발표하고 소변 검사에 사용되는 둥근 플라스크인 마툴라를 소개했다. 조안네스 악투아리우스는 7권의 요검사 관련 책을 저술했다. 요하네스 데 케탐이 출판한 1491년 책 ''Fasciculus Medicinae''는 일반인들에게 인기를 얻어 자가 진단에 사용되었다.[32][33] 마툴라는 일반적으로 의학 실천을 상징하게 되었다.
고대 의사들은 질병 상태와의 연관성을 나열한 원형 차트를 사용하여 소변의 색상을 해석했다. 소변 특성과 질병의 관계는 사액설에 근거했다. 마툴라 플라스크의 다른 영역은 인체의 다른 기관과 부위를 나타내는 것으로 여겨졌다.[34] 16세기에는 파라켈수스가 연금술의 원리를 소변 연구에 적용했다. 그는 소변의 증류 및 침전으로 얻은 물질이 진단 정보를 제공할 수 있다고 믿었다. 이러한 점에서 그는 요분석의 생화학적 방법의 선구자로 여겨질 수 있다.
중세 후기와 르네상스 시대에는 평판이 좋지 않은 개인들이 요검사를 남용하기 시작하면서 비판을 받았다. 의학적 훈련을 받지 않은 "요술사"는 질병을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 임신을 감지하고 아기의 성별을 결정하며 심지어 대상의 소변으로 미래를 예측할 수 있다고 주장했다. 1637년 영국 의사 토마스 브라이언은 ''The Pisse-Prophet, or, Certaine Pisse-Pot Lectures''를 출판하여 환자를 검사하지 않고 요검사로 질병을 진단할 수 있다고 주장하는 사람들을 맹렬히 비난했다.[35]
2. 2. 르네상스와 근대
중세 시대에는 소변의 육안 검사인 요검사가 널리 보급되었다. 비잔틴 의사 테오필루스 프로토스파타리우스의 7세기 필사본 ''De Urinis''는 소변 검사에만 전념한 최초의 출판물로 여겨진다. 프로토스파타리우스는 특히 열을 사용하여 소변에서 단백질을 침전시키는 방법을 설명했다.[32]이삭 유다에우스의 출판물은 프로토스파타리우스의 연구를 기반으로 했고, 11세기 페르시아 의사인 자윤 알딘 고르가니는 표본 수집 지침을 발표하여 소변 표본이 노화와 열, 빛에 노출되면 영향을 받는다고 언급했다. 다른 중세 작가로는 질 드 코르베유가 있는데, 그는 요검사에 관한 대중적인 기억술 시를 발표하고 소변 검사에 사용되는 둥근 플라스크인 마툴라를 소개했다. 조안네스 악투아리우스는 7권의 요검사 관련 책을 저술했다. 요하네스 데 케탐이 출판한 1491년 책 ''Fasciculus Medicinae''는 일반인들에게 인기를 얻어 자가 진단에 사용되었다.[32][33] 마툴라는 일반적으로 의학 실천을 상징하게 되었다.
고대 의사들은 질병 상태와의 연관성을 나열한 원형 차트를 사용하여 소변의 색상을 해석했다. 소변 특성과 질병의 관계는 사액설에 근거했다. 마툴라 플라스크의 다른 영역은 인체의 다른 기관과 부위를 나타내는 것으로 여겨졌다.[34] 16세기에는 파라켈수스가 연금술의 원리를 소변 연구에 적용했다. 그는 소변의 증류 및 침전으로 얻은 물질이 진단 정보를 제공할 수 있다고 믿었다. 이러한 점에서 그는 요분석의 생화학적 방법의 선구자로 여겨질 수 있다.
중세 후기와 르네상스 시대에는 평판이 좋지 않은 개인들이 요검사를 남용하기 시작하면서 비판을 받았다. 의학적 훈련을 받지 않은 "요술사"는 질병을 진단할 수 있을 뿐만 아니라 임신을 감지하고 아기의 성별을 결정하며 심지어 대상의 소변으로 미래를 예측할 수 있다고 주장했다. 1637년 영국 의사 토마스 브라이언은 ''The Pisse-Prophet, or, Certaine Pisse-Pot Lectures''를 출판하여 환자를 검사하지 않고 요검사로 질병을 진단할 수 있다고 주장하는 사람들을 맹렬히 비난했다.[35]
19세기에는 소변 분석을 위한 화학적 방법이 급증했지만, 이러한 기술은 노동 집약적이고 비실용적이었다. 한 시대의 사설에서 한 의사는 질산 (알부민 검출에 사용)을 주머니에 넣고 다니는 위험에 대해 불평했다.[38][36] 더 편리한 기술을 찾기 위한 노력이 이어졌다. 소변 검사 스트립과 유사한 초기 방법은 1850년 프랑스 화학자 Edme-Jules Maumené|에듬쥘 모메네프랑스어에 의해 고안되었다. 모메네는 염화 주석(II)으로 양모 조각을 함침시키고 소변 한 방울을 떨어뜨린 후 불꽃에 노출시켰다. 소변에 포도당이 있으면 양모가 검게 변했다. 1880년대에 윌리엄 페이비는 요분석을 위한 분말 시약을 개발했고, 조지 올리버는 알부민과 포도당을 위한 "소변 검사지"를 도입했는데, 이는 상업적으로 성공하여 독일뿐만 아니라 영국에서도 판매되었다.[38][37] 1900년 이후 요분석을 위한 상업용 시약 키트가 급증했다.[38] 1920년대부터 화학자 프리츠 파이글은 여과지에 대한 고도로 민감한 스폿 테스트 방법을 개발하여 현대 소변 검사 스트립의 길을 열었다. 파이글은 또한 지시약의 단백질 오차를 이용한 단백질 검출 방법을 도입했는데, 이는 오늘날에도 여전히 사용되고 있다.[38][37]
1956년 헬렌 머레이 프리와 그녀의 남편은 당뇨병 환자를 위한 소변 내 포도당 검사를 위한 최초의 딥-앤드-리드 검사인 Clinistix (일명 Clinistrip)를 개발했다.[39] 이 획기적인 발명으로 다른 물질에 대한 추가 딥-앤드-리드 검사가 이루어졌다.[40] 이 발명은 2010년 5월 미국 화학 학회에 의해 국립 역사 화학 랜드마크로 지정되었다.[41] Albustix라는 소변 단백질용 딥스틱 검사는 1957년 마일스 연구소에서 도입되었고, 최초의 다중 검사 딥스틱은 1959년에 출시되었다. 자동화된 검사 스트립 리더는 1980년대에 시장에 출시되었다.
2. 3. 현대
정상적인 소변은 주로 유로크롬이라는 색소 때문에 옅은 노란색을 띤다. 소변 색깔은 개인의 수분 섭취 상태에 따라 옅은 노란색에서 호박색까지 다양하다. 소변은 다양한 비정상적인 색을 나타낼 수 있으며, 이는 질병을 시사하기도 한다. 색이 전혀 없는 소변은 과도한 수분 섭취, 요붕증, 당뇨병 등에 의해 발생할 수 있다. 짙은 노란색-갈색에서 녹색 소변은 빌리루빈 농도가 높다는 것을 의미하며, 빌리루빈뇨라고 한다. 붉은색 소변은 적혈구나 헤모글로빈의 존재를 나타내지만, 일부 약물이나 비트와 같이 붉은 색소를 함유한 식품 섭취로 인해 발생할 수도 있다.[5] 근육 손상의 산물인 미오글로빈은 소변을 붉은색에서 붉은 갈색으로 만들 수 있다. 짙은 갈색 또는 검은색 소변은 알캅톤뇨증이라는 유전 질환과 흑색종 환자에게서 나타날 수 있다. 보라색 소변은 보라색 소변 백 증후군에서 발생한다.
약물 섭취로 인해 다양한 비정상적인 소변 색이 나타날 수 있다. 비타민 B 보충제를 섭취하면 유난히 밝은 노란색이 나타날 수 있으며, 요로 관련 통증 치료에 사용되는 페나조피리딘은 소변을 주황색으로 만들 수 있다. 메틸렌 블루는 소변을 파란색에서 청록색으로 바꿀 수 있다. 페놀프탈레인은 Ex-Lax에서 발견된 자극성 변비약으로,[6] 빨간색에서 보라색에 이르기까지 다양한 색상을 생성할 수 있으며, 파킨슨병 치료에 사용되는 레보도파는 "콜라색" 소변을 유발할 수 있다.
소변 검사 중에는 소변의 선명도도 기록된다. 소변은 일반적으로 맑지만, 결정체, 세포, 박테리아 및 점액과 같은 물질은 흐린 외관을 부여할 수 있다. 우유빛 외관은 백혈구 또는 지방의 농도가 매우 높거나, 유미뇨(소변 내 림프액의 존재)에 의해 발생할 수 있다. 보존되지 않은 소변은 시간이 지남에 따라 더 흐려진다.
19세기에는 소변 분석을 위한 화학적 방법이 급증했지만, 이러한 기술은 노동 집약적이고 비실용적이었다. 더 편리한 기술을 찾기 위한 노력이 이어졌다. 소변 검사 스트립과 유사한 초기 방법은 1850년 프랑스 화학자 Edme-Jules Maumené|에듬-쥘 모메네프랑스어에 의해 고안되었다. 1956년 헬렌 머레이 프리와 그녀의 남편은 당뇨병 환자를 위한 소변 내 포도당 검사를 위한 최초의 딥-앤드-리드 검사인 Clinistix (일명 Clinistrip)를 개발했다.[39] 이 획기적인 발명으로 다른 물질에 대한 추가 딥-앤드-리드 검사가 이루어졌다. Albustix라는 소변 단백질용 딥스틱 검사는 1957년 마일스 연구소에서 도입되었고, 최초의 다중 검사 딥스틱은 1959년에 출시되었다. 자동화된 검사 스트립 리더는 1980년대에 시장에 출시되었다.
3. 소변 생성 과정
소변은 신장(콩팥)에서 혈액을 여과하여 생성된다. 소변 생성은 네프론이라고 불리는 미세 구조에서 일어나며, 정상적인 사람의 신장에는 약 100만 개의 네프론이 있다. 혈액은 신동맥을 통해 신장으로 들어가 신장의 혈관을 통과하여 사구체로 흐른다. 사구체는 보먼 주머니에 둘러싸인 모세 혈관의 얽힌 덩어리이다. 사구체와 보먼 주머니는 함께 신소체를 형성한다. 건강한 사구체는 혈액 내 많은 용질이 통과하도록 허용하지만, 세포 또는 대부분의 단백질과 같은 고분자량 물질의 통과는 허용하지 않는다. 사구체에서 나온 여과액은 캡슐로 들어가 신세뇨관으로 이동하며, 신세뇨관은 여과액에서 물과 용질을 재흡수하여 순환계로 보내고, 혈액에서 물질을 소변으로 분비하여 항상성을 유지한다.[7]
첫 번째 목적지는 근위 세뇨관이다. 여과액은 헨레 고리로 들어가 원위 세뇨관을 거쳐 집합관으로 흐른다. 집합관은 궁극적으로 신배로 배출되며, 신배는 신우와 요관으로 이어진다. 소변은 요관을 통해 방광으로 흐르고 요도를 통해 몸 밖으로 배출된다.[7]
소변 생성 과정은 노폐물을 배출하는 것 외에도 신체의 체액 균형, 전해질 균형, 산-염기 항상성을 유지하는 데 도움이 된다. 소변의 구성은 신장의 기능뿐만 아니라 신체의 여러 다른 조절 과정의 측면을 반영한다.[7]
4. 검사 방법
소변 검사 방법에는 주로 종합 검사, 화학적 평가 및 현미경 검사가 있다. 육안 검사는 부피, 색상, 투명도, 냄새, 비중 등 눈으로 보거나 다른 감각으로 측정 가능한 항목들을 대상으로 한다.[42]
소변 검사는 요 검사 스트립을 이용한 화학 분석과 현미경 검사를 포함한다.[42] 요로 감염을 진단하고[42] 요실금과 같은 비뇨기계 문제를 조사하는 데 자주 사용된다.[42] 또한, 신장 질환, 간 질환, 당뇨병과 같은 질환의 존재를 시사할 수 있다.[42]
소변의 농도를 측정하는 비중의 정상 범위는 1.003에서 1.035 사이이며, 낮은 값은 묽은 소변, 높은 값은 농축된 소변을 의미한다. 소변 비중이 지속적으로 1.010 근처인 경우(등장뇨) 신장 손상을 나타낼 수 있다.[42]
4. 1. 육안 검사
정상적인 소변은 주로 유로크롬이라는 색소 때문에 옅은 노란색을 띤다. 색상은 개인의 수분 섭취 상태에 따라 옅은 노란색에서 호박색까지 다양하다. 소변은 다양한 비정상적인 색을 나타낼 수 있으며, 이는 경우에 따라 질병을 시사할 수 있다. 색상이 전혀 없는 것은 소변이 매우 묽다는 것을 나타내며, 이는 과도한 수분 섭취, 요붕증, 또는 당뇨병에 의해 발생할 수 있다. 짙은 노란색-갈색에서 녹색 소변은 빌리루빈의 농도가 높다는 것을 시사할 수 있으며, 이는 빌리루빈뇨라고 알려진 상태이다.[5] 붉은색 소변은 종종 적혈구 또는 헤모글로빈의 존재를 나타내지만, 일부 약물과 비트와 같이 붉은 색소를 함유한 식품의 섭취로 인해 발생할 수도 있다.[5] 근육 손상의 산물인 미오글로빈은 소변을 붉은색에서 붉은 갈색으로 만들 수 있다.[5] 짙은 갈색 또는 검은색 소변은 알캅톤뇨증이라는 유전 질환과 흑색종 환자에게 발생할 수 있다.[5] 보라색 소변은 보라색 소변 백 증후군에서 발생한다.[5]약물 섭취로 인해 일련의 비정상적인 색상이 나타날 수 있다. 비타민 B 보충제를 섭취한 후에는 유난히 밝은 노란색이 나타날 수 있으며, 요로 관련 통증을 치료하는 데 사용되는 페나조피리딘은 소변을 주황색으로 만들 수 있다. 메틸렌 블루는 소변을 파란색에서 청록색으로 바꿀 수 있다.[5] 페놀프탈레인은 이전에 Ex-Lax에서 발견된 자극성 변비약으로,[6] 빨간색에서 보라색에 이르기까지 다양한 색상을 생성할 수 있으며, 파킨슨병 치료에 사용되는 레보도파는 "콜라색" 소변을 유발할 수 있다.[5]
소변 검사 중에는 소변의 선명도도 기록된다. 소변은 일반적으로 맑지만, 결정체, 세포, 박테리아 및 점액과 같은 물질은 흐린 외관을 부여할 수 있다.[5] 우유빛 외관은 백혈구 또는 지방의 농도가 매우 높거나, 유미뇨(소변 내 림프액의 존재)에 의해 발생할 수 있다.[5] 보존되지 않은 소변은 시간이 지남에 따라 더 흐려진다.[5]
4. 2. 요 시험지 검사 (Dipstick Test)
요시험지 또는 "딥스틱"은 소변의 다양한 성분과 물질을 빠르게 측정할 수 있게 해주는 검사 도구이다. 시험지를 소변 검체에 담근 후, 정해진 시간 뒤에 시약 패드의 색깔 변화를 눈으로 보거나 자동화된 기기를 사용하여 판독한다.[42] 딥스틱 종류에 따라 포함된 검사 항목은 다르지만, 일반적으로 포도당, 케톤, 빌리루빈, 유로빌리노겐, 혈액, 백혈구 (백혈구 에스테라아제), 단백질, 아질산염, pH, 비중 등을 검사한다.[42] 아질산염은 양성 또는 음성으로 보고되며,[42] 다른 요소는 척도로 점수를 매기거나 색상 변화의 강도에 따라 대략적인 농도로 보고될 수 있다.[42]
하지만 위양성 및 위음성 결과가 나타날 수 있다. 흔히 발생하는 오류의 원인은 다음과 같다.
- 비정상적으로 착색된 소변: 색상 변화 해석을 방해[42]
- 높은 수준의 아스코르브산 (비타민 C): 혈액, 빌리루빈, 포도당 및 아질산염에 대한 위음성 결과 유발[42]
- 검체의 농도 변화[11]
혈액 시약 패드는 헴 그룹이 존재할 때 색상이 변하는데, 이는 시험 스트립의 색상 지표와 과산화 수소의 반응을 촉매작용을 통해 돕는다. 헴 그룹은 헤모글로빈뿐만 아니라 미오글로빈(근육 파괴 산물)에서도 발견된다. 따라서 혈액에 대한 양성 결과는 적혈구(혈뇨), 유리 헤모글로빈(헤모글로빈뇨), 또는 미오글로빈(미오글로빈뇨)의 존재를 나타낼 수 있다.[8] 적혈구는 때때로 유리 헤모글로빈이나 미오글로빈과 구별될 수 있는데, 전자는 시험 패드에 얼룩진 패턴을 유발하는 반면 후자는 균일한 색상 변화를 유발한다.[42]
아질산염 검사는 요로 감염을 일으키는 일부 세균이 소변의 질산염을 아질산염으로 환원시키는 원리를 이용한다. 아질산염은 시약 스트립 패드에서 분홍색을 띄게 하므로 요로 감염의 지표로 작용한다.[8] 아질산염 검사는 특이적으로, 양성일 경우 요로 감염이 있을 가능성이 높지만 민감하지는 않다. 음성 결과는 대상자가 요로 감염에 걸리지 않았음을 확실하게 나타내지 않는다.[9][10] 요로 감염을 일으키는 모든 세균이 아질산염을 생성하는 것은 아니며, 화학 반응이 일어나는데 시간이 걸리기 때문에, 하룻밤 동안 방광에 있었던 소변으로 검사하는 것이 가장 좋다.[42] 채소가 부족한 식단은 소변의 질산염 수치를 낮춰 아질산염 생성을 방해할 수 있다.[11] 오염되거나 부적절하게 보관된 검체에서는 세균이 증식하여 위양성 결과가 발생할 수 있다.[42]
소변 검사 스트립은 단백질이 pH 지시약에 간섭하는 능력을 이용하여 소변 단백질 수준을 추정한다. 시약 패드는 단백질이 존재할 때 노란색에서 녹색으로 변하는 pH 3으로 완충된 지시약을 포함한다.[42] 소변 내 미량의 단백질은 정상일 수 있지만,[42] 높은 수준의 단백질(단백뇨)은 신장 질환을 나타낼 수 있다.[42] 단백뇨의 대부분은 알부민 수치 증가로 인해 발생하며,[42] 검사 스트립으로 비교적 잘 감지할 수 있다. 그러나 Bence-Jones 단백질과 같은 다른 단백질에는 현저히 덜 민감하며,[12] 이는 다발성 골수종에서 발생할 수 있다.[42] 검사 패드 반응은 pH에 따라 달라지므로, 소변이 고알칼리성인 경우 위양성 결과가 발생할 수 있다.[42][12] 기존 검사 스트립은 소변 알부민 수치가 약간 상승하는 상태인 미세 알부민뇨를 안정적으로 감지할 만큼 민감하지 않지만, 이를 위한 특수 스틱이 존재한다.[12]
pH 지시약은 검체의 pH를 측정하는 데 사용된다. 소변 pH는 식단에 따라 다르며 건강한 사람에게서 광범위한 값이 나타나지만, 일반적으로는 약간 산성이다. 신장은 산-염기 균형 조절에 관여하기 때문에, 소변은 대사성 또는 호흡성 산증 환자에게서 산성이고 알칼리증 환자에게서는 알칼리성을 띤다. 그러나 신세뇨관 산증에서는 혈액은 산성이지만 소변 pH는 알칼리성을 유지한다.[42][42] 요로 감염 시 세균 대사 과정의 노폐물로 인해 소변이 알칼리성이 될 수 있다.[42] 소변 pH는 신장 결석 형성을 예방하거나, 고용량 메토트렉세이트 치료와 같이 소변이 산성일 경우 신장 손상을 일으키는 결정을 형성할 수 있는 일부 약물의 부작용을 피하기 위해 모니터링될 수 있다.[13] 현미경 검사를 수행하는 경우, 검체의 pH를 알면 존재할 수 있는 결정을 식별하는 데 도움이 된다.[42]
소변 검사 스트립은 소변 내 이온의 농도를 사용하여 비중을 추정한다. 검사 패드는 샘플 내 이온 농도에 비례하여 수소 이온을 방출하는 폴리전해질을 포함한다. 결과적인 pH 변화는 pH 지시약을 사용하여 측정된다. 굴절계와 달리 시약 스트립에서 얻은 판독값은 포도당, 요소 및 조영제와 같은 물질의 영향을 받지 않는다. 알칼리성 소변에서는 거짓으로 낮은 판독값이 발생할 수 있다.[42][42]
포도당 검사 스트립에는 효소인 글루코스 산화 효소가 들어있으며, 이 효소는 포도당을 분해하여 부산물로 과산화 수소를 생성한다. 과산화 효소가 존재하면, 과산화 수소는 발색단과 반응하여 색상 변화를 유도한다.[8] 소변 내 포도당의 존재는 당뇨라고 알려져 있다. 정상 혈당 수치를 가진 사람의 경우, 소변 내 포도당의 양은 신장에서 재흡수되므로 무시할 수 있어야 한다.[42] 높은 혈당 수치 (고혈당증)는 과도한 포도당이 소변으로 넘쳐나 양성 반응을 일으킨다. 이는 당뇨병[42]에서 특징적으로 나타나지만, 공식적인 진단 기준은 아니다.[42] 당뇨는 임신 중이거나 신세뇨관 기능 부전(신성 당뇨)으로 인해 정상 혈당 수치를 가진 사람에게서 발생할 수 있다.[42]
케톤체는 지방 분해의 산물이다. 신체가 주된 에너지원으로 탄수화물 대신 지방에 의존할 때, 혈액과 소변에서 케톤 수치가 증가한다. 소변에서 검출 가능한 수준의 케톤이 존재하는 것을 케톤뇨증이라고 한다. 케톤은 베타-하이드록시부티르산(BHB), 아세톤, 아세토아세트산의 세 가지 형태로 존재한다. 검사 스트립은 니트로프루시드나트륨을 사용하여 아세토아세트산을 검출하며, 글리신 첨가제를 사용하면 아세톤을 검출할 수 있다. 그러나 BHB는 검출하지 못한다. 알칼리성 매질에서 케톤이 니트로프루시드나트륨과 반응하면 검사 패드가 보라색으로 변한다.[42]
케톤뇨증은 조절되지 않는 제1형 당뇨병과 당뇨병성 케톤산증에서 발생한다.[42] 또한 신체의 탄수화물 요구량이 식이 섭취량을 초과할 때 발생할 수 있는데, 예를 들어 케톤 생성 식이요법을 따르는 사람, 심한 구토 또는 설사를 경험하는 사람, 그리고 기아 상태[42] 또는 격렬한 운동 후에도 발생할 수 있다. 경미한 케톤뇨증은 임신 중에는 정상일 수 있다.[42] 레보도파 또는 메틸도파와 같은 일부 약물은 위양성 결과를 초래할 수 있다.[42]
빌리루빈은 헤모글로빈 분해로 생성되는 노폐물이다. 단핵 식세포 계통의 세포는 노화된 적혈구를 소화하여 비결합 빌리루빈을 혈류로 방출하며, 이는 간에서 수용성인 결합 빌리루빈으로 전환된다. 결합 빌리루빈은 일반적으로 담낭에 담즙의 구성 성분으로 저장되며 장을 통해 배설된다. 소변에서는 검출 가능한 수준으로 나타나지 않는다.[42]
소변에서 빌리루빈이 검출되는 현상(빌리루빈뇨증)은 간 질환 또는 폐쇄성 황달 시 혈중 결합 빌리루빈 수치가 높을 때 발생한다. 빌리루빈은 색깔 복합체를 형성하는 디아조늄 염과의 반응으로 검출된다. 빛에 장시간 노출되면 빌리루빈은 빌리베르딘으로 전환되어 시약 스트립으로 검출할 수 없게 된다.[42]
유로빌리노겐은 장내 세균총에 의해 빌리루빈으로부터 생성되는 화합물 그룹을 말한다. 정상적인 조건에서 생성된 대부분의 유로빌리노겐은 혈류로 흡수되어 간에서 담즙으로 분비되거나, 대변으로 스테르코빌린 및 기타 화합물로 배설된다. 소량은 소변으로 배설된다.[42]
소변 유로빌리노겐은 간 질환 및 용혈성 황달 (적혈구 파괴 증가로 인한 황달)에서 증가하며, 후자의 경우 소변 빌리루빈은 일반적으로 음성이다. 담관 폐쇄의 경우, 소변 빌리루빈은 증가하지만 유로빌리노겐은 정상 또는 감소하는데, 이는 빌리루빈이 유로빌리노겐으로 전환되기 위해 장에 도달할 수 없기 때문이다.[42] 검사 방법은 유로빌리노겐과 에를리히 시약의 ''파라''-디메틸아미노벤즈알데히드 반응, 또는 착색 생성물을 생성하기 위한 디아조늄 화합물과의 상호 작용을 기반으로 한다. 에를리히 시약을 사용하는 검사 스트립은 포르포빌리노겐 및 수많은 약물이 존재할 경우 위양성 결과를 나타낼 수 있다.[42] 감소된 유로빌리노겐 수치는 소변 검사 스틱 방법으로는 감지할 수 없다. 빌리루빈과 마찬가지로 유로빌리노겐은 빛에 민감하다.[42]
| 검사 결과 참고 기준치 | |||
|---|---|---|---|
| 측정 항목 | 하한값 | 상한값 | 단위 |
| 소변 비중 | 1.003[42][43] | 1.030[42][43] | g/mL |
| 삼투압 | 400 | n/a | mOsm/kg |
| 우로빌리노겐 | 0.2[43] | 1.0[43] | Ehrlich units or mg/dL |
| 적혈구（RBCs） / erythrocytes | 0[43][44] | 2[43] - 3[44] | per 고배율 시야 （HPF） |
| 적혈구 원주 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 백혈구（WBCs） / leukocytes | 0[43] | 2[43] / negative[43] | |
| pH | 5[43] | 7[43] | （unitless） |
| 단백질 | 0 | trace amounts[43] | |
| 당 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 케톤류 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 빌리루빈 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 혈액 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 아질산 | n/a | 0 / negative[43] | |
| 나트륨（Na） - per day | 150 | 300 | mmol / 24hours |
| 칼륨（K） - per day | 40 | 90 | mmol / 24hours |
| 칼슘（Ca） - per day | 2.5 | 8.0 | mmol / 24hours |
| 인산（P） - per day | n/a | 38 | mmol / 24hours |
| 크레아티닌 - per day | 4.8 | 19 | mmol / 24hours |
| 유리카테콜아민, 도파민 - per day | 90[46] | 420 [46] | μg/d |
4. 3. 현미경 검사
소변의 현미경 검사를 통해 세포와 소변 원주와 같은 구성 요소를 식별하고 계수할 수 있으며, 이를 통해 많은 정보를 얻을 수 있고 특정 진단을 시사할 수 있다.[14] 현미경 검사는 초기 검사에서 이상 결과가 있거나 유아와 같은 특정 환자 집단에서 채취한 샘플에 대해 예약될 수 있다. 일반적으로 현미경 검사가 필요한 결과에는 비정상적인 색상 또는 투명도와 혈액, 백혈구, 아질산염 또는 단백질에 대한 딥스틱 검사 양성 결과가 포함된다.현미경 검사가 필요한 경우, 고체 구성 요소를 농축하여 더 쉽게 볼 수 있도록 소변을 원심 분리할 수 있다. 이 경우 농축된 샘플 한 방울을 커버슬립 아래에 놓고 일반적으로 100배 및 400배 배율로 검사한다. 소변의 현미경 구성 요소는 저배율(저출력 필드, /lpf) 및 고배율(/hpf, 고출력 필드)에서 현미경의 시야에 존재하는 양에 따라 보고된다. 결정이나 세균과 같은 일부 요소는 일반적으로 "소수" 또는 "다수" 또는 1+에서 4+까지의 등급과 같은 용어를 사용하여 정성적 형식으로 보고된다. 세포나 원주와 같은 다른 요소는 수치 범위로 보고된다. 샘플 내 세포 또는 원주의 정확한 수를 결정해야 하는 경우, 농축되지 않은 소변을 혈구계라고 하는 계수 챔버에 넣을 수 있다. 이 경우 결과는 마이크로리터(/μL)당으로 보고된다. 소변은 전통적으로 광학 현미경으로 검사하지만 일부 실험실에서는 위상차 현미경을 사용하여 소변 원주와 점액과 같은 구성 요소의 시각화를 개선한다. 소변은 또한 성분을 더 쉽게 식별할 수 있도록 분석 전에 생체 내 염색될 수 있다.
농축되지 않은 소변에서 현미경적 요소를 식별하기 위해 유세포 분석 기술 또는 패턴 인식을 사용하는 자동 현미경 시스템이 있다.[15] 자동화된 기기는 의료 실험실의 작업량을 줄이고 가장 일반적인 소변 요소를 정확하게 식별할 수 있지만 이행 세포 및 신장 상피 세포, 비정상적인 원주 및 희귀 결정과 같은 특이한 발견에 대해서는 제대로 수행되지 않는다.[16]
현미경 검사에서 관찰할 수 있는 요소는 다음과 같다.
- 적혈구: 정상적인 적혈구(RBC)는 작고 오목한 원반 모양으로 나타난다. 그 수는 고배율 시야당 보고된다. 농축된 소변에서는 수축하여 가시 모양을 띠는데, 이를 ''crenation''이라고 하며, 묽은 소변에서는 부풀어 헤모글로빈을 잃어 ''유령 세포''라고 알려진 희미한 윤곽을 만들 수 있다. 소변에 소량의 적혈구가 있는 것은 정상으로 간주된다. 적혈구의 증가된 수준을 혈뇨라고 하며, 병리학적 원인은 다양하다.[17]
- 백혈구: 일반적으로 소변 내 대부분의 백혈구는 호중구이다. 호중구는 둥글고 적혈구보다 크며, 세포핵을 가지고 있으며 과립 모양을 띤다. 소수의 백혈구는 건강한 개인의 소변에서 정상적으로 발견될 수 있으며, 여성은 남성보다 약간 더 많은 경향이 있다. 백혈구 수가 증가하는 것을 농뇨 또는 백혈구뇨라고 하며, 요로 감염 또는 염증과 관련이 있다.
- 상피 세포: 요로를 구성하며, 소변에는 세 가지 유형이 있을 수 있다.
- 편평 상피 세포: 요도, 질, 그리고 피부의 바깥층을 덮고 있다. 매우 크고, 평평하며, 얇고, 불규칙한 경계와 작고 단일한 핵을 가지고 있다. 임상적으로 유의미하지 않은 것으로 간주되지만, 다량으로 관찰될 경우 검체 오염을 나타낼 수 있다.
- 이행 상피 세포: 요로 상피 세포라고도 하며, 신우에서 요관, 방광, 그리고 남성의 경우 요도의 상부(근위부)에 이르기까지 요로를 덮고 있다. 소량의 이 세포들은 정상 소변에서 발견된다.
- 신장 세뇨관 상피 세포(RTE): 집합관과 원위 및 근위 세뇨관의 신장을 덮고 있다. RTE의 다량 존재는 신장 세뇨관의 손상을 나타내므로 중요한 소견이다.
- 요(소변) 원주: 탐-호르스폴 단백질로 구성된 원통형 구조물이다. 유리질 원주는 단백질만 포함하며 건강한 사람에게서 소량 발견될 수 있다. 과립 원주는 변성된 세포 물질 또는 단백질 응집체를 포함한다. 납 원주는 크고 밀도가 높은 원주를 말한다.적혈구 원주는 온전한 적혈구를 포함하며, 정상적인 조건에서는 적혈구가 사구체를 통해 신세뇨관으로 통과할 수 없기 때문에 심각한 소견이다. 백혈구 원주는 신장과 관련된 감염 또는 염증을 나타낸다.
- 결정: 소변 내 다양한 화합물은 침전되어 결정을 형성할 수 있다. 정상적인 소변에서 발견될 수 있는 결정에는 요산, 요산 일나트륨, 인산 삼염기 (인산 암모늄 마그네슘), 수산 칼슘, 탄산 칼슘이 있다.
- 기타: 소변에서 관찰될 수 있는 미생물에는 세균, 효모 및 ''질편모충''이 있다. 점액은 소변에서 발생할 수 있으며, 현미경으로 보면 반투명한 물결 모양의 가닥으로 나타난다.
5. 검사 결과 해석
소변 검사 결과는 신체적, 화학적, 현미경적 검사 결과와 환자의 전반적인 상태를 고려하여 해석한다. 검사 결과는 검사를 수행한 실험실에서 제공하는 참고 범위 또는 검사 스트립/장치 제조업체에서 제공하는 정보를 사용하여 해석해야 한다.[26] 모든 비정상적인 결과가 질병을 의미하는 것은 아니며, 위양성 결과도 흔하게 나타난다. 따라서 일반 인구에 대한 선별 검사로 소변 검사 사용은 권장되지 않지만, 여전히 흔히 사용되는 방법이다.[26]
소변 검사는 요로 감염 진단에 일반적으로 사용되지만, 결과의 중요성은 임상 상황에 따라 달라진다.[27][28][29] 요로 감염 증상이 있는 경우, 아질산염 및 백혈구 에스테라제에 대한 양성 검사 결과는 요로 감염을 강하게 시사하지만, 의심이 높은 경우에는 음성 결과가 이를 배제하지 않는다. 스틱 검사 결과가 양성이면, 백혈구, 적혈구 및 박테리아를 확인하고 수를 세고, 오염 가능성(검체에서 편평 상피 세포의 수가 많은 것으로 나타냄)을 평가하기 위해 현미경 검사를 사용한다.[28] 요로 감염이 의심되는 경우, 특히 복잡한 경우 또는 소변 검사 결과가 결정적이지 않은 경우,[29] 미생물 존재를 확인하고, 집락수를 얻고, 항생제 감수성 검사를 수행하기 위해 소변 배양 검사를 수행할 수 있다. 집락수는 오염과 감염을 구별하는 데 도움이 된다.[29]
소변에 상당한 양의 박테리아가 존재하지만 요로 감염 증상이 없는 경우, 이 상태를 무증상 세균뇨라고 한다. 무증상 세균뇨는 노인 및 장기간 요로 카테터를 사용하는 사람들에게 흔하며, 대부분의 경우 치료가 필요하지 않다.[30] 예외는 임신부인데, 세균뇨는 임신 결과가 좋지 않은 것과 관련이 있으며,[3] 일부 침습적인 비뇨기과 시술을 받는 사람들이다.[30]
혈액에 대한 양성 스틱 검사 결과는 적혈구, 헤모글로빈 또는 미오글로빈의 존재를 의미할 수 있으므로, 확인을 위해 현미경 분석이 필요하다.[27][28][29] 온전한 적혈구는 희석되거나 알칼리성인 검체에서는 용혈될 수 있다.[28] 헤모글로빈뇨는 많은 양의 적혈구가 동반되지 않는 경우, 혈관 내 용혈 (체내 적혈구 파괴)을 의미할 수 있다.[29] 미오글로빈뇨는 횡문근 융해증 및 근육 조직의 파괴를 유발하는 기타 질환에서 발생한다.
적혈구가 존재하는 경우, 소변이 육안으로 혈액이 보이는지(육안적 혈뇨) 또는 적혈구가 현미경으로만 보이는지(현미경적 혈뇨)를 고려하여 해석한다.[18] 월경이나 직장 출혈과 같이 소변 이외의 출처에서 혈액으로 검체가 오염된 경우 혈뇨를 모방할 수 있으며,[17] 건강한 사람에게서 운동 후 현미경적 혈뇨가 관찰되기도 한다. 현미경적 혈뇨의 다른 원인으로는 요로 감염, 신장 결석, 전립선 비대증, 요로 외상이 있다.[18][31] 사구체에 영향을 미치는 신장 질환은 현미경적 혈뇨를 유발할 수 있으며, 이 경우 사구체 혈뇨라고 한다.[31] 소변 현미경 검사에서 비정상적인 모양("이형성") 적혈구 및 적혈구 원주가 존재하면 사구체 혈뇨와 관련이 있다.[18] 혈뇨와 함께 단백뇨 및 상승된 혈액 크레아티닌은 신장 기능 부전을 시사한다.[18] 위험이 있는 사람의 경우, 지속적인 현미경적 혈뇨는 요로 암의 징후일 수 있으며, 요로 영상 검사 및 방광경 검사와 같은 추가 검사가 필요할 수 있다.[17][31] 때로는 원인을 확인할 수 없으며, 정기적인 모니터링으로 상태를 관리한다.[31] 육안적 혈뇨의 원인은 유사하지만, 외상이나 요로 감염과 같은 명백한 설명이 없는 경우 악성 종양과 더 강력하게 관련되어 있으며, 추가 조사가 필요하다.[18]
소변의 단백질 수치가 상승하는 것은 종종 신장 질환을 시사하지만, 다른 원인이 있을 수 있다. 단백뇨는 운동, 발열, 스트레스 또는 요로 감염의 결과로 일시적으로 발생할 수 있다. 기립성 단백뇨라고 하는 서 있는 동안에만 발생하는 단백뇨는 젊은 남성에게 비교적 흔하며 질병과 관련이 없다.[18] 다발성 골수종에서는 벤스 존스 단백질이 소변으로 분비될 수 있지만,[31] 이러한 유형의 단백뇨는 소변 검사 스틱으로 쉽게 감지되지 않는다.[12] 단백뇨가 스틱 검사로 지속적으로 감지되는 경우, 단백질 수치를 정확하게 측정하기 위해 24시간 소변 수집을 수행하거나, 단일 검체의 소변 단백질/크레아티닌 비율로 단백질 배설량을 추정할 수 있다. 소변의 단백질 양을 측정하면 단백뇨의 다양한 원인을 구별하는 데 도움이 된다.[18] 소변의 서로 다른 유형의 단백질의 비율을 식별하고 측정하는 소변 단백질 전기영동은 단백뇨의 원인을 조사하고[31] 벤스 존스 단백질을 감지하는 데 사용될 수 있다.[12] 임신 중에는, 단백뇨가 자간전증의 징후이므로 스틱 검사를 사용하여 단백뇨를 선별할 수 있다.[2]
다음은 소변 검사 결과의 참고 기준치 예시이다.
| 검사 결과 참고 기준치 | |||
|---|---|---|---|
| 측정 항목 | 하한값 | 상한값 | 단위 |
| 소변 비중 | 1.003[42][43] | 1.030[42][43] | g/mL |
| 삼투압 | 400 | 해당 없음 | mOsm/kg |
| 우로빌리노겐 | 0.2[43] | 1.0[43] | Ehrlich units or mg/dL |
| 적혈구（RBCs） / erythrocytes | 0[43][44] | 2[43] - 3[44] | per 고배율 시야 （HPF） |
| 적혈구 원주 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 백혈구（WBCs） / leukocytes | 0[43] | 2[43] / 음성[43] | |
| pH | 5[43] | 7[43] | (단위 없음) |
| 단백질 | 0 | 미량[43] | |
| 당 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 케톤류 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 빌리루빈 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 혈액 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 아질산 | 해당 없음 | 0 / 음성[43] | |
| 나트륨（Na） - 1일 | 150 | 300 | mmol / 24시간 |
| 칼륨（K） - 1일 | 40 | 90 | mmol / 24시간 |
| 칼슘（Ca） - 1일 | 2.5 | 8.0 | mmol / 24시간 |
| 인산（P） - 1일 | 해당 없음 | 38 | mmol / 24시간 |
| 크레아티닌 - 1일 | 4.8 | 19 | mmol / 24시간 |
| 유리카테콜아민, 도파민 - 1일 | 90[46] | 420 [46] | μg/d |
소변은 혈액 중의 불필요한 물질이나 유해 물질, 신진대사의 노폐물 등을 체외로 배출하기 위해 신장에서 여과되어 생산된다. 따라서 신체 상태를 반영하여 수소 이온 지수(pH)나 성분이 변화하는 것으로 알려져 있으며, 내과학 진단에서 주요 검사 대상이 된다.
혈액이나 림프액, 조직액, 세포액 등의 pH는 항상성에 의해 일반적으로 pH 7.4±0.05로 유지된다. 한편, 소변은 체액이 아니므로 pH는 어느 정도 범위 내에서 변동하며, 일반적으로 소변은 약산성이지만, 알칼리성 식품을 많이 섭취하는 등으로 알칼리성이 된 채로 낮아지지 않는 경우가 많다.
소변에 단백질이 포함된 경우(단백뇨)에는 신장 질환이나 요로계의 이상, 당의 경우 당뇨병, 혈액의 경우 요로계의 염증이나 결석이 의심된다. 다만, 이것들은 질환이 없더라도 피로에 의한 원인일 수도 있다. 우로빌리노겐의 양이나 소변의 비중도 장기의 질환을 시사한다. 바이러스, 세균이 섞이는 경우에는 비뇨기계의 감염증이 의심된다. 약물, 독물 등을 섭취했을 경우에는 고유의 대사산물이 검출된다. 임신한 여성에게서는 융모성 성선 자극 호르몬(HCG)이라는 특유의 호르몬이 검출된다.
간단한 소변 검사는 시약을 사용하여 색상의 변화나 침전 유무를 조사하는 것으로, 임신 검사라면 수 분 정도에 확인할 수 있다. 최근에는 질량 분석의 발전에 의해 매우 미량의 성분이라도 검출이 가능하게 되었으며, 스포츠 경기에서의 도핑 검사 등에 사용되고 있다.
아니사키스가 암 부위에 모이는 습성을 이용하여 Caenorhabditis elegans를 사용한 소변에 의한 암 검진을 가능하게 하는 연구가 진행되고 있다.[47][48]
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