환기 장애

환기 장애는 신체의 힘으로 더 이상 호흡 기능을 제공할 수 없을 때 PaCO2 ₍ 과탄산혈증) 가 증가하는 것을 말합니다.

가장 흔한 원인은 천식과 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)의 악화입니다. 호흡곤란, 빈호흡, 불안 등의 증상이 나타나며, 사망 원인이 될 수도 있습니다. 진단은 임상 자료와 동맥혈 가스 분석을 기반으로 하며, 흉부 X선 촬영과 임상 검사가 이 질환의 원인을 규명하는 데 도움이 됩니다. 치료는 구체적인 임상 상황에 따라 달라지며, 종종 인공호흡이 필요합니다.

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환기 문제의 원인은 무엇입니까?

고탄산혈증은 폐포 환기가 감소하거나 환기가 증가된 CO2 생성을 보상할 수 없을 때 발생합니다.

폐포 환기 감소는 분당 환기 감소 또는 사강 환기 증가의 결과입니다.

호흡기 계통의 부하가 신체가 충분한 환기를 제공할 수 있는 능력에 맞지 않으면 분당 환기량이 감소합니다.

생리적 사강은 가스 교환에 참여하지 않는 호흡기의 일부입니다. 해부학적 사강(구인두, 기관)과 폐포 사강(환기는 되지만 관류는 되지 않는 폐포의 용적)을 포함합니다. 생리적 사강은 일반적으로 총 일회 호흡량의 30~40%를 차지하지만, 기관내 삽관 시 50%까지 증가할 수 있으며, 중증 폐색전증, 중증 폐기종, 천식 상태의 경우 70% 이상으로 증가할 수 있습니다. 일정한 분당 환기를 유지하는 경우, 사강의 증가는 이산화탄소 방출을 감소시킵니다.

고탄산혈증은 환기 장애로 인해 발생합니다. 이산화탄소 생성 증가는 발열, 패혈증, 외상, 갑상선기능항진증, 악성 고열, 호흡 스트레스 증가와 함께 발생할 수 있습니다.

고탄산혈증은 동맥혈 pH 감소(호흡성 산증)를 유발합니다. 중증 산증(pH < 7.2)은 폐 세동맥 수축, 전신 혈관 확장, 심근 수축력 감소, 고칼륨혈증, 저혈압, 심근 흥분성 증가를 유발하여 심각한 부정맥 발생 가능성을 높입니다. 급성 고탄산혈증은 뇌혈관 확장과 두개내압 상승을 유발합니다. 산증은 혈액 및 소변 완충계에 의해 교정됩니다. 그러나 Pa-CO2의 증가는 보상 기전(무호흡 시 PaCO2는 3~6mmHg의 속도로 증가)의 반응보다 빠르게 발생합니다.

환기 문제의 증상

환기 장애의 주요 증상은 호흡곤란 입니다. 빈호흡, 빈맥, 호흡 시 다른 근육의 관여, 발한 증가, 초조, 총 호흡량 감소, 불규칙적인 얕은 호흡, 복벽의 역설적인 움직임이 관찰될 수 있습니다.

중추신경계 장애는 경미한 것부터 의식 저하 및 혼수 상태를 동반하는 중증까지 다양합니다. 만성 고탄산혈증은 급성 고탄산혈증보다 잘 견딥니다.

환기 장애 진단

호흡곤란증후군, 호흡 감소, 청색증, 의식 장애, 그리고 신경근육 약화를 유발하는 병리학적 소견이 있는 환자에서 환기 기능 장애가 의심될 수 있습니다. 빈호흡(분당 호흡수 28-30회 초과)은 특히 고령자의 경우 오래 지속되지 않을 수 있습니다.

이 경우 긴급하게 동맥혈 가스 검사를 시행하고, 맥박산소측정을 계속하며, 흉부 X선 촬영을 실시해야 합니다. 호흡성 산증(예: pH < 7.35 및 PCO2 > 50)이 있으면 진단이 확진됩니다. 만성 환기 장애가 있는 환자에서는 PCO2가 증가(60-90mmHg)하고, pH는 보상적으로 중등도로 감소하므로, 이러한 환자에서 pH 감소 정도는 급성 저환기의 중요한 징후가 아닙니다.

기능 검사를 통해 환기 장애의 초기 증상을 조기에 진단할 수 있으며, 특히 신경근육 약화 환자에서 전구 증상 없이 환기 장애가 발생할 수 있습니다. 폐활량이 10~15ml/kg이고 최대 흡기 진공도가 15cmH2O이면 위험한 상태를 의심할 수 있습니다.

이 질환이 확인되면 원인을 규명해야 합니다. 때로는 원인이 명확하고 특정 질환(예: 천식, 중증 근무력증 등)과 관련이 있을 수 있습니다. 그러나 수술 후 폐색전증, 신경계 또는 신경근육계 질환 등 다른 원인도 가능합니다. 신경근육계 상태는 기능 검사(흡기 및 호기 강도), 신경근 전도도 검사(근전도 및 신경 전도 검사), 그리고 패턴 약화 원인(독성학 검사, 수면 검사, 갑상선 기능 검사 등)을 통해 평가할 수 있습니다.

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환기 장애 치료

환기 장애 치료는 호흡기계의 부하와 예비력 사이의 불균형을 해소하는 데 중점을 두어야 합니다. 기관지 경련, 이물질, 점액성 기도 폐쇄 등 명백한 원인을 제거해야 합니다.

다른 두 가지 가장 흔한 원인은 천식 악화(천식지속상태(AS))와 만성폐쇄성폐질환(COPD)입니다. COPD에서 호흡 부전은 급성-만성 호흡 부전(ACRF)이라고 합니다.

천식 지속상태의 치료

환자는 중환자실에서 치료를 받아야 합니다.

NIPPV는 호흡 근육의 활동을 빠르게 줄여 일부 환자의 경우 삽관을 피하거나 약물 치료 효과를 얻을 시간을 확보할 수 있도록 합니다. 만성 폐쇄성 폐질환(COPD) 환자에게는 안면 마스크가 매우 효과적이지만, 기관지 천식 환자에게는 마스크가 공기 부족감을 악화시키므로 마스크 사용에 점진적으로 적응해야 합니다. 마스크의 장점을 설명한 후, 마스크를 얼굴에 대고 3~5cm H2O 정도의 약한 압력을 가합니다. 익숙해지면 마스크를 얼굴에 단단히 밀착시키고 환자가 편안함을 느끼고 호흡 근육의 활동이 감소할 때까지 압력을 높입니다. 최종 설정은 일반적으로 IPAP 10~15cm H2O, EPAP 5~8cm H2O입니다.

호흡 부전이 악화될 경우, 의식 저하, 단음절 언어, 그리고 얕은 호흡이 임상적으로 나타날 때 기관내 삽관이 필요합니다. 동맥혈 가스 농도가 증가하여 고탄산혈증이 나타나는 경우에도 기관내 삽관이 필요합니다. 그러나 혈액 가스 검사는 의무적인 것은 아니며 의학적 판단을 대체해서는 안 됩니다. 구강 기관내 삽관은 비강 삽관보다 더 큰 직경의 튜브를 사용할 수 있어 가스 흐름에 대한 저항을 줄여주기 때문에 더 바람직합니다.

천식 상태 환자의 삽관 후 저혈압과 기흉이 발생할 수 있습니다. 이러한 합병증의 발생률과 관련 사망률은 정상적인 폐포압(PCO2)을 유지하는 것보다 동적 폐 과팽창을 제한하는 기술의 도입으로 상당히 감소했습니다. 천식 상태에서 정상 pH를 촉진하는 환기는 일반적으로 심각한 폐 과팽창을 초래합니다. 이를 방지하기 위해 초기 인공호흡기 설정은 다음과 같습니다. 일회 호흡량은 5~7ml/kg, 호흡수는 분당 10~18회입니다. 가스 흐름은 구형파로 상당히 높을 수 있습니다(분당 120L). 이 기술은 분당 환기량을 줄이고 호기 시간을 증가시킵니다. 고원기압이 30~35cmH2O 미만이고 고유 호기말양압(PEEP)이 15cmH2O 미만인 경우 위험한 동적 폐 과팽창은 발생하지 않습니다. 고원기압은 35cmH2O 이상입니다. 조기 용적을 감소시키면(고압이 가슴이나 복벽의 낮은 탄성률로 인한 것이 아니라는 가정 하에) 교정할 수 있으며, 호흡 속도도 감소시키면 교정할 수 있습니다.

원칙적으로 최대 압력은 유속을 줄이거나 호흡 곡선을 하향으로 변경하여 낮출 수 있지만, 이는 바람직하지 않습니다. 낮은 기류는 호기 시간을 단축시키고 호기 말 폐의 잔여 용적을 증가시켜 내부 호기말양압(PEEP)을 높입니다.

고탄산혈증은 일회 호흡량이 낮을 때 발생할 수 있지만, 폐 과팽창에 비하면 덜 심각한 것으로 간주됩니다. 동맥혈 pH가 7.15 이상일 때는 일반적으로 잘 견디지만, 경우에 따라 고용량의 진정제와 오피오이드가 필요할 수 있습니다. 기관 삽관 후, 기관 삽관 전후 기간에는 근이완제 사용을 피해야 합니다. 글루코코르티코이드와 병용 투여할 경우, 특히 24시간 이상 사용할 경우 심각하고 때로는 회복 불가능한 근병증을 유발할 수 있습니다. 근이완제가 아닌 진정제를 사용하여 불안을 조절해야 합니다.

대부분의 환자는 2~5일 이내에 상태가 호전되며, 이때부터 인공호흡기 사용을 중단할 수 있습니다. 인공호흡기 사용 중단에 대한 자세한 내용은 456페이지를 참조하십시오.

급성 호흡곤란증후군 치료

급성 호흡부전 환자의 경우, 호흡 비용이 동반 폐 질환이 없는 환자보다 몇 배나 높으며, 호흡기계는 빠르게 기능 저하를 보입니다. 이러한 환자에서는 이러한 질환의 발생에 필요한 선행 요인을 신속하게 파악하고 제거해야 합니다. 신경근육 상태와 호흡기계 부담 사이의 균형을 회복하기 위해 기관지 확장제와 글루코코르티코이드를 사용하여 폐의 폐쇄와 동적 과팽창을 제거하고, 항생제를 사용하여 감염을 치료합니다. 저칼륨혈증, 저인산혈증, 저마그네슘혈증은 근력 약화를 심화시키고 회복 과정을 지연시킬 수 있습니다.

많은 ACF 환자에게 NIPPV(비강호흡보조)가 선호됩니다. NIPPV를 받는 환자의 약 75%는 기관내 삽관이 필요하지 않습니다. 이러한 유형의 인공호흡의 장점은 사용이 간편하고, 환자 상태가 호전되면 일시적으로 중단할 수 있으며, 자발적으로 호흡할 수 있다는 것입니다. 필요한 경우 NIPPV를 쉽게 재개할 수 있습니다.

일반적으로 IPAP는 10~15cm H2O, EPAP는 5~8cm H2O로 설정됩니다. 이후 임상 상황에 따라 매개변수를 조정합니다. 높은 IPAP가 폐에 미치는 잠재적 영향에 대한 견해는 앞서 제시된 내용과 동일합니다.

악화(기관 삽관 필요성)는 임상적으로 평가되며, 혈액 가스 측정은 오도될 수 있습니다. 일부 환자는 고농도의 고탄산혈증을 잘 견디지만, 다른 환자는 저농도에서도 기관 삽관이 필요합니다.

급성 호흡부전에서 기계 환기의 목표는 폐의 동적 과팽창을 최소화하고 과로한 호흡 근육의 부담을 완화하는 것입니다. 초기에는 일회 호흡량 5~7ml/kg, 호흡수 분당 20~24회의 인공호흡기를 사용하는 것이 권장됩니다. 일부 환자에서 높은 내재적 호기말양압(PEEP) 발생을 제한하기 위해 호흡수를 감소시켜야 합니다. 내재적 호기말양압과 달리, 인공호흡기는 내재적 호기말양압의 85% 미만(일반적으로 5~10cmH2O)의 PEEP 값으로 설정됩니다. 이는 호흡 노력을 줄이고 폐의 동적 과팽창을 거의 유발하지 않습니다.

대부분의 환자에서 인공호흡기 이탈은 자발 호흡으로 전환하기 24~48시간 전에 중단해야 합니다. 천식 상태 환자는 가벼운 진정이 필요한 자발 호흡과는 달리 일반적으로 심부 운동이 가능합니다. 그러나 충분한 이완이 이루어지지 않는 경우가 많습니다. 환자의 호흡근을 면밀히 모니터링해야 하며, 이는 흡기 시작 시 또는 흡기 중 기도압 저하, 인공호흡기 작동 실패, 높은 내재적 호기말양압(PEEP) 및/또는 호흡근 약화를 초래할 수 있습니다. 인공호흡기 설정은 호기 시간을 연장하여 이러한 현상을 최소화하도록 설정해야 합니다. 이탈 시도가 실패하면 호흡근 피로와 관련이 있는 경우가 많습니다. 피로로 인한 호흡근 약화와 근력 저하를 구분하는 것은 불가능합니다.