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혈액 배양 검사(血液 培養 檢査, blood culture)는 혈액 내의 미생물을 배양하여 혈액 감염 여부를 확인하는 검사이다. 균혈증이나 진균혈증, 심각한 경우 패혈증이 의심되는 환자에 대해서 주로 실시한다. 혈액에서 배양을 시행하면 미생물을 동정하고 항생제에 대한 내성을 검사하여 임상의가 효율적인 치료를 하는 데에 도움이 된다.

검사를 수행하기 위해 미생물이 성장하기 쉬운 배지가 차 있는 용기들로 혈액을 뽑아낸다. 보통 한 번 혈액을 뽑아낼 때 용기 두 개를 채운다. 하나의 용기는 성장에 산소가 필요한 호기성 생물을, 다른 하나의 용기는 성장하는 데에 산소가 있으면 안되는 혐기성 생물을 위한 용기이다. 이 두 용기들을 혈액 배양의 '세트'라고 한다. 종종 서로 다른 두 채혈 부위에서 두 세트의 혈액 배양 표본을 얻는다. 만일 미생물이 두 세트 중 하나에서만 나타났다면 이 미생물은 실제로 혈액 내에 감염되어 있던 것이 아니라 피부에 정상적으로 존재하는 피부세균총에 의해 오염되었을 가능성이 더 높다. 환자가 검사 시행 이전에 항균제를 투여 받았거나 용기에 권장량만큼 혈액을 채우지 않았을 경우 위음성 결과가 나타날 수 있다. 일부 미생물은 혈액 배양에서 잘 자라지 못해 검출을 위해 특별한 기술이 필요하다.