심화 1. 기계환기
이론과 하이라이트 히스토리를 확인 할 수 있어요.
: Mechanical ventilation
매우 다양한 임상 상황에 의해 호흡부전이 발생할 때 양압을 발생시키는 기계환기를 시행하게 된다. 학생 수준에서는 대략적으로 어떤 상황에서 기계환기를 적용해야 하는지에 대해서만 알아도 충분하지만, 최근 임종평에서 인공호흡기(ventilator) 화면과 기계환기와 관련된 수치들을 제시하는 문제가 출제된 적이 있다. 물론 기계환기의 세부에 대해 잘 모르더라도 풀 수 있는 문제였으며 앞으로도 본 단원의 전체를 모르더라도 국시에서 단 한 문제도 손해보지 않을 가능성이 매우 높지만, 유사한 문제가 전혀 출제되지 않으리라는 보장은 없게 되었다. 국시 만점을 진지하게 목표로 하고 있거나 바이탈 과를 지망하는 것이 아니라면 본 단원을 건너뛰어도 무방하다. 본 단원은 endotracheal intubation 이후 시행하는 침습적 기계환기에 대해 주로 다루고 있으나, 일부 내용은 비침습적 환기에도 적용되는 내용이기도 하다.
1. 개요
1) 기계환기 관련 용어 정리
(1) 일회호흡량(tidal volume, VT): 1회의 호흡 동안 폐에 들어갔다 나오는 공기의 부피
(2) 분당호흡량(minute ventilation, VE): 1분 동안 호흡하는 공기의 부피 (= VT × RR)
(3) 기도압력(airway pressure, PAW): Ventilator 회로(circuit) 및 기도에 작용하는 공기의 압력
* 회로압력(circuit pressure, Pcir)이라고도 한다.
(4) 최고압력(peak pressure, Ppeak): 1회의 호흡 동안의 PAW의 최대치
(5) 고원압력(plateau pressure, Pplat): 흡기 종료 직전 더 이상의 inflow가 없을 때의 PAW
(6) 호기말양압(positive end-expiratory pressure, PEEP): 호기가 종료될 때 폐포 허탈을 방지하기 위해 인공적으로 걸어주는 약한 양압
(7) I:E ratio: 1회의 호흡 동안 흡기와 호기의 지속시간의 비
(8) Volume-control: 미리 정해진 VT를 매 호흡마다 일정하게 공급하는 기계환기 방법
• 이 경우 PAW는 환자의 기도 저항, 폐 유순도(compliance)에 따라 달라지게 됨
* Flow-controlled라고도 부른다. Flow는 volume을 시간으로 나눈 단위이다.
(9) Pressure-control: 미리 정해진 PAW를 매 호흡마다 일정하게 공급하는 기계환기 방법
• 이 경우 VT는 환자의 기도 저항, 폐 유순도에 따라 달라지게 됨
2) 기계환기에 보조적으로 사용되는 약물
(1) 진정제(sedative)
① 기관내 삽관 및 양압환기 자체가 매우 불편하므로 투여를 고려해야 함
② 단, 장기간 사용시 기계환기 기간을 불필요하게 늘릴 수 있음
ex) Etomidate, ketamine, propofol, dexmedetomidine, midazolam 등
(2) 신경근차단제(neuromuscular blockade)
① 호흡근의 O2 demand가 너무 클 경우 이를 완전히 제거하기 위해 투여 고려
② 단, 장기간 사용시 호흡근을 약화시킬 수 있으며, 단기간 사용하더라도 반드시 진정제와 같이 투여해야 함
ex) Succinylcholine, vecuronium, rocuronium, cisatracurium 등
2. 기계환기의 모드(mode)
1) Continuous mandatory ventilation (CMV)
(1) 정해진 RR에 따라 환자의 자발호흡 유무와 관계없이 공기를 폐로 주입하는 모드
(2) 적응증: 환자의 자발호흡이 전혀 없을 때 (신경근차단제 투여 후 등)
(3) 장점: 환자의 호흡의 모든 부분을 의사가 조절할 수 있음
(4) 단점: 환자가 자발호흡이 있으면 심한 부조화(patient-ventilator dyssynchrony)가 발생
2) Assist-control ventilation (AC): m/c
(1) 정해진 RR(control) 또는 환자의 자발호흡(assist)에 따라 공기를 폐로 주입하는 모드
(2) 적응증: 환자의 자발호흡이 없거나 약할 때 (주로 기계환기 적용 초기)
(3) Volume assist-control ventilation(VACV): 공기 주입 시 정해진 VT만큼의 공기만 주입함
① 장점: 최소한의 VT를 보장함
② 단점: 폐 유순도가 낮으면 Ppeak, Pplat이 증가해 barotrauma를 일으킬 수 있음
(4) Pressure assist-control ventilation(PACV): 공기 주입 시 정해진 PAW를 유지하며 공기를 주입함
① 장점: Barotrauma가 적음(자발호흡이 없거나 약할 때)
② 단점: 기도 저항이 높거나 폐 유순도가 낮으면 VT가 충분히 확보되지 않을 수 있음
* 또한, 환자가 자발호흡을 적극적으로 할 경우 흡기 시 PAW가 낮아지게 되는데, PACV mode는 자발호흡을 감지하지 못하고 PAW를 유지하기 위해 더 많은 공기를 주입하게 된다. 이러할 경우 오히려 지나치게 큰 VT가 확보되어 폐 손상이 발생할 수 있다.
3) Pressure-support ventilation (PSV): m/c
(1) 환자가 자발호흡을 시작하려는 것이 감지되는 순간 정해진 PAW를 유지하며 공기를 주입하는 모드
* 위의 PACV와 유사하나, 환자가 자발호흡을 시도해야만 ventilator가 작동한다는 점에서 차이가 있다.
(2) 적응증: 환자의 자발호흡이 뚜렷이 있을 때 (주로 기계환기 중단을 검토할 때)
(3) 장점: Patient-ventilator synchrony 증진
① 흡기의 시작에 환자가 관여: 자발호흡이 시작될 때 PAW가 순간적으로 낮아지는데, 이를 감지해 ventilator가 공기를 주입하기 시작함
② 흡기의 종료에 환자가 관여: 자발호흡이 종료될 때 air flow가 점점 낮아지는데, 일정 flow 이하로 감소하는 것이 감지되면 ventilator가 공기 주입을 중단함
(4) 단점: 자발호흡이 없거나 드물면 ventilator가 작동하지 않아 그대로 무호흡/저호흡(apnea/hypopnea) 발생
4) Synchronized intermittent mandatory ventilation (SIMV)
(1) 환자가 자발호흡이 없으면 CMV, 자발호흡이 있으면 PSV로 작동하는 모드
(2) 장점: PSV의 장점을 취하면서 apnea/hypopnea는 예방할 수 있음
(3) 단점: Ventilator 의존성 및 유지 기간을 연장시킨다는 연구 결과
5) Pressure-regulated volume control (PRVC)
(1) PACV와 유사하나, 정해진 PAW를 주입하지 않고 희망하는 VT에 따라 PAW를 조절하는 모드
ex) 희망하는 VT가 400 mL일 때, 직전 호흡에서 PAW 20 cmH2O를 적용한 결과가 VT 360 mL였다면, 이번 호흡에서는 PAW 23 cmH2O를 적용해 VT 400 mL를 맞추려고 함
(2) 장점: VACV와 PACV의 장점을 고루 취함
(3) 단점: 환자 상태에 따라 과도한 VT가 확보되어 폐 손상이 발생할 수 있음
6) Adaptive support ventilation (ASV)
• PACV와 유사하나, minute ventilation만 입력하면 ventilator가 기도 저항 등을 계산해 폐에 최소한의 부하가 걸리는 VT와 RR을 조절하는 모드
3. 기계환기 중 발생하는 호흡곤란의 원인
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