급성호흡부전
Acute Respiratory Failure
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1. 개요 및 원인
급성호흡부전은 근본적인 병리적 원인으로, 혈액 산소화의 장애와(inadequate oxygenation) 환기부전(inadequate ventilation)에 의한 이산화탄소 제거장애로 나눌수 있다. '''산소화 장애'''의 경우 동맥혈산소분압을 의미하는 PaO2 가 60 mmHg 이하로 떨어지나, 빈맥호흡으로 인해 동맥혈산이산화탄소분압을 의미하는 PaCO2의 수치가 정상이거나 낮을수 있다[1]. 이 경우 환기관류비 환기혈류비 불균형분포(V/Q mismatch)나 폐내단락(intrapulmonary shunt)에 의한 저산소증이 원인이다. 이게 어려운말 같지만 쉽게 설명하자면, 신경/호흡기관엔 문제가 없기에 폐의 환기기능은 정상이나, 폐정맥-폐-폐동맥-심장-동맥 으로 빠지는 혈액순환에 장애가 생기거나, 폐포의 손상으로 인해 폐포 환기량에 장애가 생길 경우, 산소가 폐에서 혈액으로 전달되지 못해 호흡부전이 발생하는 경우이다.[2]. 이에 비해 '''환기부전'''의 경우 1분간 폐에 출입하는 기체량을 뜻하는 분당환기량(minute ventilation)이 줄거나 생리학적 죽은공간(physiologic dead space)의 증가로 인해 이산화탄소 제거에 장애가 생기고, 이산화탄소의 증가로 인해 저산소증이 발생하며 급성호흡부전이 발병하게 된다[3]
급성호흡부전의 기준으로, 동맥혈산소분압을 의미하는 PaO2 가 60 mmHg 이하, 동맥혈산이산화탄소분압을 의미하는 PaCO2의 수치가 50 mmHg 이상, 그리고 혈액pH 가 7.35 이하 일때 급성호흡부전으로 진단하게 된다.
생리학적으로 정상적인 호흡을 위해서 신체의 많은 시스템이 관련되어 있는데, 그중 하나라도 문제가 생길 경우 급성호흡부전으로 이어질수 있다. 호흡의 자동성을 관장하는 '''중추신경계'''[4]에 뇌졸중, 외상, 약물 과다복용 등으로 인해 문제가 생길 경우. '''신경근'''의 중증근무력증(myasthenia gravis), 소아마비(polio), 길랑 바레 증후군, 루게릭병 등으로 인한 손상. '''상기도(upper airway)'''의 협착(stenosis) 및 마비로 인한 환기부전. '''심혈관'''이 심부전, 심장판막증, 빈혈, 폐색전증 등으로 인해 관류(perfusion) 장애를 일으킬때. 또는 '''호흡계'''에 천식, 만성 폐쇄성 폐질환, 폐렴, 급성 호흡곤란 증후군 등으로 인한 환기부전 등 많은 원인들이 있다.
2. 증상 및 진단
가장 먼저 호흡곤란이 발생되거나, 빈맥(tachycardia), 빈호흡(tachypnea) 등의 증상이 보이며, 청색증(cyanosis) 및 의식 저하 등이 나타나게 된다. 환자의 상태와 원인을 파악하고, 급성호흡부전이 의심될 경우 빠른 진단과 치료가 동반되어야 한다. 가장 먼저 동맥혈가스분석(ABG)을 통해 환자의 핼액중 산소분압과 이산화탄소분압을 검사해야 한다. 만일 이산화탄소분압이 정상치일 경우, 폐포동맥간산소분압차(A-a gradient)의[5] 수치를 계산해야 되는데, 이때 분압차가 정상치 이상일 경우 '''산소화 장애'''로 인한 급성호흡부전으로 진단하게 된다. 여기서 더 나아가, 산소공급 후 혈액중 산소분압이 올라갈 경우 환기관류비 환기혈류비 불균형분포(V/Q mismatch)로 인한 호흡부전으로, 만일 산소공급후에도 산소분압에 차도가 없을경우 단락(shunt)에 의한 호흡부전으로 간주하게 된다. 동맥혈가스분석에 이산화탄소분압이 증가했을 경우, '''환기부전'''으로 인한 호흡부전으로 진단하며, 여기서 분압차 수치가 증가했을 경우, 환기부전과 산소화 장애의 동반적인 원인으로 파악할수 있게 되고, 분압차 수치가 정상일 경우 환기부전에 의한 호흡부전으로 간주하게 된다. 그 외에 흉부 X-ray및 CT를 통해 흉부영상을 확보하고, 혈액검사 외 여러가지 테스트를 거쳐 정확한 진단을 하게 된다.
3. 치료
원인이 어떻게 되었던, 가장 먼저 산소공급을 통해 환자의 호흡을 돕는게 가장 중요하다. 하지만 과하게 산소를 공급할 경우, 산소중독(oxygen toxicity)의 위험이 있기 때문에 가급적 낮은 흡입산소농도(FiO2)를 통해 동막산소분압(PaO2)을 60 mmHg 이상으로 올리게 된다. '''환기부전'''에 의한 호흡부전의 경우, 특히나 만성 폐쇄성 폐질환의 경우 과도한 산소공급으로 홀데인효과(Haldane effect)가 발생하게 되어, 오히려 호흡부전을 악화 시키게 되기에 신중히 치료해야 한다. 전체적으로, 비강캐뉼라(nasal cannula)나 재호흡방지마스크(nonrereathing mask)를 통해 산소공급을 시작하게 되나, 급한경우 바로 NPPV(CPAP, BIPAP)[6] 및 기관내삽관 과 기계 환기(mechanical ventilation)를 통해 환자의 호흡을 돕게 된다. 그 외 정확한 원인을 진단해 근본적인 치료를 하게 된다.
[1] 혹은 간질성 폐 질환 처럼 확산감손(diffusion impairment)이 원인일 경우도 이런 패턴이 발견된다[2] 폐렴, 폐부종 등 폐포 환기량(alveolar ventilation)의 장애 및 폐포손상으로 인한 단락(shunt), 폐색전증, 심장판막증 등으로 폐의 혈액순환 장애로 인한 경우[3] 주로 만성 폐쇄성 폐질환, 천식 등 가스교환장애의 문제이거나 , 신경근 장애, 중추신경장애 등으로 인한 호흡저하, 혹은 폐혈증, 당뇨성 케토산증 등으로 인한 이산화탄소의 과생산 등으로 인해 발생하게 된다.[4] 뇌, 척추[5] 분압차는 150mmHg - PaCO2/0.8 - PaO2의 공식을 대입해 계산할수 있다. 정상치는 환자의 나이/4 + 4 로 추정해 분압차와 정상치를 비교할수 있다.[6] 환자가 의식이 있을 경우에만 쓸수있다.