급성 저산소성 호흡 부전: 원인, 증상, 진단, 치료

급성 저산소증 호흡부전은 산소 치료에 반응하지 않는 심각한 동맥 저산소증입니다.

폐내 혈액 단락으로 인해 발생합니다. 호흡곤란과 빈맥이 관찰됩니다. 동맥혈 가스 분석과 흉부 X선 촬영 결과를 통해 진단이 내려집니다. 이러한 경우 인공호흡이 가장 효과적인 치료 방법입니다.

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급성 저산소증 호흡부전의 원인

가장 흔한 원인은 폐부종, 중증 폐렴, 급성 호흡곤란 증후군(ARDS)입니다. 폐부종은 모세혈관 정수압이 상승(좌심실 부전 또는 과혈량증)하거나 모세혈관 투과성이 증가(급성 폐손상)할 때 발생합니다. 폐 손상의 기전은 직접적(폐렴, 산성 내용물 흡인)이거나 간접적(패혈증, 췌장염, 대량 수혈)일 수 있습니다. 모든 형태의 급성 폐 손상에서 폐포는 단백질을 함유한 체액으로 채워지고, 표면활성제 합성 장애는 폐포 허탈, 폐 환기 면적 감소, 폐내 단락 증가를 초래합니다.

막관류 가스 전달 장애로 인해 이러한 폐포를 관류하는 혈액은 흡기 혼합물의 FiO2 값과 관계없이 혼합 정맥 상태를 유지합니다. 이로 인해 산소가 제거된 혈액이 폐정맥으로 지속적으로 흐르게 되어 동맥 저산소증을 유발합니다. 급성 저산소성 호흡 부전과 달리, 환기-관류 불일치(천식/만성 폐쇄성 폐질환)로 인한 저산소증은 흡기 공기의 산소 농도를 증가시킴으로써 잘 교정됩니다.

급성 저산소증 호흡부전의 원인

확산성 폐 손상

• 심장성(정수압 또는 고압) 부종
• 좌심실 기능 부전(관상동맥 심장 질환, 심근병, 판막 손상)
• 체액 과부하(특히 신장 및 심장 질환이 동반된 경우)
• 저혈압을 배경으로 모세혈관 투과성 증가로 인한 부종(ARDS)

가장 흔한

• 패혈증 및 전신성 염증 반응 증후군
• 산성 위 내용물의 흡인
• 저혈량성 쇼크 시 다중 수혈

덜 흔한 원인

• 익사
• 췌장염
• 공기 또는 지방 색전증
• 심폐 단락술
• 약물 반응 또는 과다 복용
• 백혈구 응집
• 흡입 손상
• 생물학적으로 활성한 물질(예: 인터루킨-2) 주입
• 특정되지 않거나 혼합된 원인의 부종
• 무기폐를 교정한 후
• 신경성, 발작 후
• 자궁 근육 이완을 목표로 한 치료와 관련됨
• 고층 건물
• 폐포 출혈
• 결합 조직 질환
• 혈소판 감소증
• 골수 이식
• 면역결핍증에서의 감염
• 국소성 폐 병변
• 엽상 폐렴
• 폐 타박상
• 폐엽 무기폐
• ARDS - 급성 호흡곤란증후군.

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급성 저산소증 호흡부전의 증상

급성 저산소증은 호흡곤란, 불안, 초조함을 유발할 수 있습니다. 의식 저하, 청색증, 빈호흡, 빈맥, 발한 증가가 관찰될 수 있습니다. 심박수 및 중추신경 기능 장애(혼수)가 발생할 수 있습니다. 청진 시, 특히 폐 하부에서 미만성 수포음이 들립니다. 심한 심실 부전에서는 경정맥 확장이 관찰됩니다.

저산소혈증을 진단하는 가장 간단한 방법 중 하나는 맥박 산소 측정법입니다. 산소 포화도가 낮은 환자는 동맥혈 가스 검사와 흉부 X-레이 검사를 받습니다. 검사 결과가 나올 때까지 산소 공급을 유지해야 합니다.

산소 보충으로 90% 이상의 포화도가 나오지 않으면 우좌 단락이 원인일 수 있습니다. 그러나 흉부 방사선 사진에서 폐 침윤이 있는 경우, 저산소증의 가장 가능성 있는 원인은 폐포 부종입니다.

급성 저산소성 호흡부전의 원인을 규명한 후에는 폐 및 폐외 원인일 수 있는 원인을 규명해야 합니다. 고혈압을 배경으로 한 폐부종은 제3심음, 경정맥 충만, 말초 부종, 그리고 방사선 사진상 폐 조직의 미만성 침윤, 심비대, 그리고 혈관 다발의 확장을 특징으로 합니다. 급성 호흡곤란 증후군(ARDS)은 폐 말초 부위의 미만성 침윤을 특징으로 합니다. 국소성 침윤은 대엽성 폐렴, 무기폐, 폐 좌상의 특징적인 소견입니다. 진단을 명확히 하기 위해 심초음파 또는 폐동맥 카테터 삽입술이 시행되는 경우가 있습니다.

급성 저산소증 호흡부전 치료

급성 저산소성 호흡부전 치료는 70~100% 산소를 함유한 고유량 공기를 안면 마스크를 통해 주입하는 것으로 시작합니다. 산소 포화도가 90% 이상 증가하지 않으면 인공호흡의 필요성을 고려합니다. 치료의 세부 사항은 실제 임상 상황에 따라 달라집니다.

심인성 폐부종에서의 기계적 환기. 기계적 환기는 여러 가지 이유로 좌심실 부전에 긍정적인 영향을 미칩니다. 양압은 전부하와 후부하를 감소시키고 호흡근의 부하를 줄여 호흡 시 에너지 소비를 줄입니다. 호흡 비용이 감소함에 따라, 심박출량은 활동적인 호흡근에서 중요한 장기(뇌, 장, 신장)로 재분배됩니다. EPAP 또는 PEEP은 폐 내 체액을 재분배하고 허탈된 폐포의 개방을 촉진합니다.

NIPPV는 약물 치료로 빠른 호전을 기대할 수 있기 때문에 일부 환자에게 기관내 삽관을 피할 수 있도록 합니다. 일반적으로 IPAP는 10~15cmH2O, EPAP는 5~8cmH2O로 설정하며, 이 중 H2O 수치가 가장 낮아 동맥 내 산소 포화도를 90% 이상으로 유지할 수 있습니다.

여러 가지 환기 방식을 사용할 수 있습니다. 급성 상황에서 가장 흔히 사용되는 환기 방식은 A/C이며, 그 다음으로 용적 조절 환기가 사용됩니다. 초기 설정은 다음과 같습니다. 일회 호흡량 6ml/kg 이상 체중(453페이지 참조), 호흡수 25회/분, FiO2 = 1.0, 양압(PEEP) 5~8cmH2O. 이후 양압을 2.5cm씩 점진적으로 증가시키고, 안전한 수준까지 용적을 점진적으로 감소시킬 수 있습니다. 또 다른 환기 방식으로는 PSV(동일한 양압)가 있습니다. 초기 압력은 호흡 근육을 완전히 배제하기에 충분해야 합니다. 이를 위해서는 일반적으로 원하는 양압보다 10~20cmH2O 높은 지지 압력이 필요합니다.

ARDS에서의 기계적 환기. 거의 모든 ARDS 환자는 기계적 환기가 필요합니다. 기계적 환기는 산소 공급을 개선할 뿐만 아니라 호흡 근육의 활동을 감소시켜 산소 필요량을 감소시킵니다. 이 경우 기계적 환기의 주요 조건은 압력 평탄부(pressure plateau)를 30cmH₂O 미만으로 유지하고 일회 호흡량을 추정 체중 kg당 6ml로 유지하는 것입니다. 이러한 조건은 폐포의 과도한 신장으로 인한 폐 조직의 추가 손상을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 산소의 독성 효과를 피하려면 과산화수소(HO) 농도를 0.7 미만으로 유지해야 합니다.

일부 급성호흡곤란증후군(ARDS) 환자에게는 비침습적 인공호흡(NIPPV)이 사용될 수 있습니다. 그러나 심장 질환 환자와 달리, 이 환자들은 더 높은 EPAP(8~12cmH2O)와 흡기압(18~20cmH2O 이상)을 필요로 하는 경우가 많습니다. 이러한 조건들을 충족시키지 못하면 환자는 불편함을 느끼고, 마스크의 밀착력을 유지하지 못하며, 가스 누출을 차단하지 못하게 됩니다. 피부에 강한 압력을 가해야 하기 때문에 괴사가 발생할 수 있으며, 호흡 혼합물이 필연적으로 위장으로 유입됩니다. 상태가 악화되면 이러한 환자는 기관내 삽관과 인공호흡으로의 전환이 필요합니다. 기관내 삽관 중 심각한 저산소증이 발생할 수 있습니다. 따라서 이러한 호흡 지원법을 시행하려면 신중한 환자 선택, 모니터링, 그리고 지속적인 면밀한 관찰이 필요합니다(위 참조).

이전에는 CMV가 급성호흡곤란증후군(ARDS) 환자의 ABGA 수치를 정상화하는 데 사용되었는데, 이는 기계적 폐 팽창의 부정적 영향을 고려하지 않은 채 이루어졌습니다. 이제 폐포 과팽창이 폐 손상을 유발한다는 것이 입증되었으며, 이러한 문제는 이전에 권장된 일회 호흡량(10-12ml/kg)에서 종종 발생합니다. 일부 폐포는 체액으로 채워져 환기되지 않기 때문에 호흡에 참여하는 나머지 자유 폐포가 과팽창되고 손상되어 폐 손상이 증가합니다. 일회 호흡량이 낮을수록 사망률이 감소합니다(이상 체중의 약 6ml/kg). 일회 호흡량이 감소하면 고탄산혈증을 완화하기 위해 호흡수를 증가시켜야 하며, 때로는 분당 최대 35회까지 증가시킬 수 있습니다. 이 기술은 기계적 환기와 관련된 폐 손상 가능성을 줄이고 환자가 잘 견딜 수 있지만 호흡성 산증을 유발할 수 있습니다. 높은 PCO2 농도에 대한 내성을 허용성 고탄산혈증이라고 합니다. 고탄산혈증은 호흡곤란과 인공호흡기 작동 불량을 유발할 수 있으므로 환자에게 진통제(모르핀)와 고용량의 진정제를 투여합니다(프로포폴은 5mcg/kg/분으로 시작하여 효과가 나타날 때까지 점진적으로 증량하거나 최대 50mcg/kg/분까지 증량합니다. 고중성지방혈증의 가능성이 있으므로 48시간마다 중성지방 수치를 모니터링해야 합니다). 이러한 환기 방식은 종종 근이완제를 사용해야 하는데, 이는 환자에게 편안함을 제공하지 못하며 장기간 사용하면 근력 약화를 초래할 수 있습니다.

양압기(PEEP)는 호흡 시 폐포 용적 증가로 인해 환기되는 폐 면적이 증가하여 산소 공급을 개선하고, HO₂를 감소시킵니다. 일부 연구자들은 산소 포화도와 폐 유순도를 기준으로 양압기를 선택했지만, 이는 독성 수준 이하의 HO₂ 농도에서 산소 포화도를 기준으로 하는 것보다 유리합니다. 일반적으로 8~15cmH₂O의 양압기(PEEP)가 사용되지만, 심한 경우에는 20cmH₂O 이상으로 높여야 할 수도 있습니다. 이러한 경우에는 산소 공급 및 소비를 최적화하는 다른 방법에 중점을 두어야 합니다.

폐포 과팽창의 가장 좋은 지표는 고원 압력 측정으로, 4시간마다 또는 PEEP과 일회 호흡량이 변할 때마다 시행해야 합니다. 목표는 고원 압력을 30cm H2O 미만으로 낮추는 것입니다. 압력이 이 값을 초과하는 경우 일회 호흡량을 0.5-1.0ml/kg에서 최소 4ml/kg으로 낮추고, 분당 호흡량을 보상하기 위해 호흡수를 늘리고, 완전한 호기를 위해 호흡 파형 곡선을 모니터링해야 합니다. 불완전 호기로 인해 폐에 공기가 갇힐 때까지 호흡수를 분당 35회로 늘릴 수 있습니다. 고원 압력이 25cm H2O 미만이고 일회 호흡량이 6ml/kg 미만인 경우 일회 호흡량을 6ml/kg으로 또는 고원 압력이 25cm H2O를 초과할 때까지 늘릴 수 있습니다. 일부 연구자들은 압력 조절 환기가 폐를 더 잘 보호한다고 제안하지만 이 관점을 뒷받침할 설득력 있는 증거는 없습니다.

ARDS 환자에게는 다음과 같은 기계적 환기 방법이 권장됩니다. 인공호흡은 일회 호흡량 6ml/kg(이상 체중), 호흡수 분당 25회, 유속 60L/분, FiO2 1.0, 호기말양압(PEEP) 15cmH2O로 시작합니다. 산소 포화도가 90%를 초과하면 FiO2를 무독성 수준(0.6)으로 낮춥니다. 이후 FiO2 0.6으로 산소 포화도를 90%로 유지할 수 있는 최소 PEEP 수준에 도달할 때까지 호기말양압을 2.5cmH2O씩 낮춥니다. pH를 7.15 이상으로 유지하기 위해 호흡수를 분당 35회로 증가시킵니다.