Kosin Medical Journal 2015;30: KMJ Original Article Percutaneous Cardiopulmonary Support Experience of

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남현 증
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1 KMJ Original Article Percutaneous Cardiopulmonary Support Experience of a National University Hospital in Busan Dong Hun Shin 1, Min Jin Lee 1, Hae Jung Na 1, Sun Mi Jang 1, Jun-Hyok Oh 2 1 Department of Internal Medicine, College of Medicine, Pusan National University, Busan, Korea 2 Department of Cardiology, Medical Research Institute, Pusan National University Hospital, Busan, Korea 부산지역한국립대병원에서의경피적심폐체외순환치료경험 신동훈 1, 이민진 1, 나해정 1, 장선미 1, 오준혁 2 1 부산대학교의과대학내과학교실 2 부산대학교병원순환기내과 Objectives: Cardiopulmonary support has been used to treat the patients with refractory cardiogenic shock since 1950s. In advent of portable system its use has been widened considerably. In this retrospective study, we report our single center experience concerning possible indications, complications and outcomes of percutanous cardiopulmonary support (PCPS) Methods: From January 2013 to March 2014, we searched the patients who were supported by PCPS system by reviewing the medical records in cardiology department at our Hospital. Infectious organism was limited to what was identified within 2 weeks after weaning of PCPS. Results: A total of 9 patients were supported by PCPS with CAPIOX CX system (Terumo inc., Tokyo, Japan) initially for ST-segment elevation myocardial infarction/non ST-segment elevation myocardial infarction in 4 patients, myocarditis in 3 patients, valvular heart disease in 1 patient, and acute respiratory distress syndrome in 1 patient. The mean duration of PCPS support was 79.1±76.6 hours and 5 of them were recovered and discharged alive. All the patients needed transfusions of various forms of blood products. And there was one major stroke and one hyperbilirubinemia in related to PCPS treatment. Conclusions: PCPS treatment was a valuable means to treat the patients with cardiovascular collapse, but not without costs. Efforts to reduce its associated complications should be made to improve outcomes. Key Word: Percutanous cardiopulmonary support Corresponding Author:Jun-Hyok Oh, Department Cardiclogy, Medical Research Institute, Pusan National University Hospital, 305, Gudeok-ro Seo-gu, Busan, Korea TEL: FAX: jhoh724@hanmail.net Received:Apr. 17, 2014 Revised:Jal. 14, 2014 Accepted:Aug 5,

2 체외순환보조장치는중증심혈관질병이나심혈관수술시심장의기능을기계적으로보존하는장치로 1937 년에 Gibbon 등에의하여그개념이도입되었고이후 1953 년에임상적으로도입되어사용되게되었다. 1 이후관련분야의연구들이발전하면서그적용범위또한확대되었고, 1980 년대부터는대퇴동맥을이용한경피적인방법이상용화되었다. 체외막성산화기 (Extra-Corporeal Membrane Oxygenator) 는체외순환보조를장시간유지하기위해인공심폐기 (Cardio-Pulmonary Bypass) 를단순화한장치이며, 이중경피적으로삽관하여시행되는경우를 Percutanesous Cardiopulomnary Support (PCPS) 라고한다. 이런 PCPS system 의가장흔한적응증은심장절개술이후, 심장이식술이후심폐보조, 그리고심근병증, 심근염, 급성관상동맥증후군등에의한심각한심부전등이다. 급성호흡곤란증후군, 폐렴, 외상, 그리고폐이식이후발생하는호흡부전에서도적용이가능하겠다. 특히, 심각한심폐부전환자에게있어서빠르게응급상황에서적용할수있다. 본원순환기내과에서는 PCPS 장치중하나인 Capiox (Terumo inc., Tokyo, Japan) 시스템을보유하고있으며, 그사용빈도가증가하여순환기내과영역응급상황에서사용의적응대상및결과를분석하여향후 PCPS system 의적절한사용그리고합병증을줄이는노력을공유하기위해이연구를시행하게되었다. 대상과방법 이연구는부산대학교병원임상시험심사위원회승인을받고 2013 년 1월부터 2014 년 3월까지본원순환기내과에서시행된 PCPS 케이스를후향적으로조사하였다. 환자의의무기록을바탕으로기본적인인구학적자료와더불어, PCPS 을시행하게된이유, 시행된장소와시각, 사용된혈관및장비, 사용기간, 합병증, 수혈, PCPS 시행전심폐소생술시행유무및임상적인결과를조사하였다. 동정된균주는 PCPS 시작할날로부터 PCPS 제거후 2주이내의 기간을대상으로조사하였다. 자료들은연속변수는평균값 ± 표준편차로표시하였으며, 임상적인특징그리고결과들을표로정리하였다. 결과 2013 년 1월부터 2014 년 3월까지본원순환기내과에서총 9명의환자에게 PCPS 시술이시행되었다. 7명은남성, 2 명은여성이었으며평균나이는 63±17 세이었다 (Table 1). 총 9명의환자중 7명에서는심인성쇽으로가역적인원인치료이후회복을기대하며 PCPS 가시행되었으며, 이중 ST 분절상승심근경색증이 3명, 비 ST 분절상승심근경색증이 1명, 심근염이 3명, 중증승모판역류가 1명이었다. 나머지 1명은급성호흡곤란증후군으로 PCPS 을삽입하였다. ST 분절상승심근경색증혹은비 ST 분절상승심근경색증으로 PCPS 를시행한환자중 1번환자는 Left anterior descending artery (LAD) 의 proximal segment 에 subtotal occlusion 으로 3.0x28mm everolimuseluting stent (Xience Expedition, Abbott Vascular) 를사용하였으며 Left circumflex artery (LCX) 는 proximal segment 에 50% stenosis, Right coronary artery (RCA) 는 mid segment 에 50% stenosis 가동반되었다. Intra- Aortic balloon pump(iabp) 를사용하였으나심인성쇽으로 PCPS 를시행하게되었다. 정규심장초음파는시행되지못하였으며내원시 B type natriuretic peptide (BNP) 는 151 pg/ml 로측정되었다. 5번환자는내원 1개월전시행한심장초음파에서좌심실구혈율 34%, 관상동맥조영술시행하여 Left main coronary artery (LM) 및 LAD 에병변관찰되어관상동맥우회술을권유하였으나환자분거부하여경과관찰하던중응급실내원하게되었다. 당시 BNP 1242 pg/ml 이며 LM 의 distal segment 에서 bifurcation 부위로 99% stenosis 소견관찰되어 IABP 삽입이후 Plain old ballon angioplasty 시행하였으나심정지발생하여심폐소생술이후 PCPS 를시행하게되었다. 7번환자는내원 24

3 Percutaneous Cardiopulmonary Support Experience of a National University Hospital in Busan Table 1. Patient characteristics Patient No. Sex/Age (years) Diagnosis Risk factors Prior Stroke CPR Rhythm SBP before PCPS (mmhg) Clinical outcome 1 M/68 STEMI HTN, Sm - - NSR 40 Death (cardiogenic) 2 M/55 Severe MR - + AFL 80 Recovery 3 M/53 Myocarditis HTN, Sm - + IVR 70 Recovery 4 M/58 Myocarditis HTN - - CAVB 70 Recovery 5 M/81 STEMI HTN - + CAVB 0 Death (cardiogenic) 6 F/67 ARDS, severe MS + - Afib 92 Death (sepsis) 7 F/72 STEMI HTN, DM + + NSR 60 Death(cardiogenic) 8 M/23 Viral myocarditis - - NSR 70 Recovery 9 M/74 NSTEMI HTN, DM, Sm - + Afib 70 Recovery Afib = atrial fibrillation; AFL = atrial flutter; ARDS = acute respiratory distress syndrome; CAVB = complete AV block; CPR = cardiopulmonary resuscitation; DM = Diabetes mellitus; HTN = hypertension; IVR = idiopathic ventricular rhythm; MR = mitral valve regurgitation; MS = mitral valve stenosis; SBP = systolic blood pressure ; Sm = smoking; STEMI = ST-segement elevation myocardia infarction. 8년전본원에서 LCX 의 distal lesion 에스텐트삽입을하였던환자로타병원에서시행한관상동맥조영술에서 RCA 의 proximal segment 에 90% stenosis 와 LAD 의 proximal segment 에 99% stenosis 가관찰되어본원에내원하였으며내원당시심인성쇽으로 BNP 는 883 pg/ml 이었다. 본원내원이후심정지발생하여 IABP 와 PCPS 를적용하고관상동맥우회술이계획되었다. 9번환자는내원 1년전타병원에서심한석회화로경피적관상동맥성형술을시행하지못하고이후본원내원하여심장초음파에서좌심실구혈율 60% 로관상동맥우회술권유하였으나시행하지않고지내던분으로내원시 BNP 331 pg/ml 이며심인성쇽으로시행한관상동맥조영술에서 LM 을포함한 3 vessel disease 로 LAD 의 proximal segment 와 LCX 에심한석회화가같이관찰되어 PCPS 적용후 rotablation 을시행하고 LAD 의 proximal segement 와 LCX 에스텐트삽입술을시행하였다. 중증승모판역류환자는내원전타병원에서시행한심장초음파에서 chordal rupture 에의한이차적인중증승모판역류소견보여본원응급실내원하였으며본원순환기내과에서 PCPS 적용이후흉부외과에서수술이계획되었다. 9명중 4명의환자에서심폐소생술이 PCPS 시술전시행되었다. 2번, 3번, 5번, 7번환자에서시행되었으며그시간은각각 17 분, 6분, 24 분, 26 분이었다. 9번환자에서는 PCPS 적용이후응급실에서중환자실로이동과정중에심폐소생술이발생하였다. 시술전심장리듬은정상동율동이 3명, 심방조동 (atrial flutter) 이 1명, 심방세동 (atrial fibrillation) 이 2명, 완전방실차단 (complete AV block) 이 2명, 이소성심실맥 (idioventricular rhythm) 이 1명이었다. PCPS 치료후임상적인결과는 9명중 4명은사망 (cardiogenic 3명, sepsis 1명 ) 하였고 5명은회복되었다. 질환별로보면심근염 3명과비 ST 분절상승심근경색증 1명은회복되었으며 ST 분절상승심근경색증과급성호흡곤란증후군인경우는모두사망하였다. ST 분절상승심근경색증환자 3명은평균연령 74 세로상대적으로고령이었으며 PCPS 시행전수축기혈압도낮은상태였다. 심근염환자 3명은평균연령 45 세로상대적으로연령은낮은편이었다. 8명에서 VA (venoarterial) type 이시행되었고 1명에서 VV (veno-veno) type 이시행되었다 (Table 2). 카테터삽입에사용된혈관은 VA type 에서는대퇴동맥과대퇴 25

4 정맥을이용하였고 1명의 VV type 에서는우측내경정맥과우측대퇴정맥이이용되었다. 동맥카테터의크기는 16~18 Fr, 정맥카테터의크기는 18~25Fr 가사용되었다. 9명중 3명은일과시간에시술이시행되었으며나머지 6명은모두일과이후시간대에시행되었다. 8명의 VA type 에서는시작시 CAPIOX CX filter 로시작하였고이중 3 명에서 oxygenation failure 로인한 filter 교체가필요하였으며교체시까지걸린시간은평균 37.7±26.5 시간이었다. 모든 9명의환자에서 PCPS 로치료한평균시간은 79.1±76.6 시간이었다. 수혈을요하는주요출혈이 3명에서있었으며부위는소화기계와호흡기계, 카테터삽입부위출혈이었다. 3명중 2 명에서출혈의원인은파종혈관내응고로신선냉동혈장 (Fresh frozen plasma) 혹은 Freeze-dried concentrated human antithrombin III를투여하며치료하였다. 뇌경색이 1명발생하였고, 이환자는 PCPS weaning 과정중에 cardiogenic embolic infarction 으로 Left middle cerebral artery territory 에발생하였다. 6번환자에서는심부전에의한고빌리루빈혈증, 의인성기흉이발생하였다 (Table 3). 혈액투석치료가 1명에서필요하였고평균 9.2±9.3 (u) 신선냉동혈장, 10.2±7.0 (u) 농축적혈구 (packed red blood cell), 23.1±36.2 (u) 혈소판, 2.7±5.3 (u) 동결침전제제 (cryoprecipitate) 가필요하였다. 동정된균주는 4번환자의혈액배양에서 Staphylococcus epdermidis 가동정되었으며 clindamycin 과 erythromycin 에만내성을보였다. 9번환자의혈액배양에서는 Extended spectrum beta-lactamase (ESBL) negative Klebsiella pneumonia 와 penicillin 과 tetracycline 에내성인 Streptococcus mitis/oralis 가동정되었다. 고찰 체외순환보조장치는 1937 년에 Gibbon 등에의해중증의폐색전증치료를위해그개념이도입되었으며, 이후 1985 년에이동식으로적용할수있는장비로진화되어그적응 증또한넓어지면서일반적인치료에반응하지않는중증의심혈관계환자에서이용되고있다. 2 Jaski 등은치료에반응하지않는심혈관허탈 (cardiovascular collapse) 150 명의환자에서응급으로 PCPS 적응한결과를보고하였다. 이중 26.0% 의환자에서 30 일이상생존하였으며중앙값은 9.5 년이었다. 질환별로살펴보았을때심정지에서는 23.4%, 반응하지않는쇽 (refractory shock) 에서는 47.8% 에서장기생존을보였다. 우리연구에서도 1명은심정지 ( 케이스 6번 ) 로인해 PCPS 을적응하였으나사망하였으며, 그외 6명에서는쇽으로 ( 케이스 1, 2, 3, 4, 7, 9) PCPS 를적응하였으며이중 4명은회복되어심정지에서는보다나은결과를보여주었다. 3명은전격성심근염 (fulminant myocarditis) 환자였으며, 이질환에서는급성기에적극적인순환기적보조를하였을경우양호한장기생존율을보이는것으로보고되어있다. 3 이번연구에서도각각 12 개월, 7개월, 3개월째에생존하여있으나 1명 ( 케이스 4) 에서는 PCPS 이탈기에뇌경색이발생하여신경과적인치료가필요하였다. 현재본원에서는흉부외과와순환기내과에서 PCPS system 을사용가능한상태이며흉부외과에서는심장과폐수술을전후로한치료에있어서사용중이며순환기내과에서는심인성쇽에서가역적인원인 ( 예, 허혈성심장질환, 심근염, 경피적관상동맥성형술관련합병증, 심장판막질환 ) 이있을경우이를치료하는동안 PCPS system 을적용하고있다. 순환보조기사그리고흉부외과와긴밀한협의를통하여 PCPS 를관리하고있으며자체프로토콜을통하여파종혈관내응고발생을감시하고 cardiac index(ci) 1L/min/m2 에서적절한심폐기능이유지되는경우를이탈기준으로하고있다. 기존국내에서발표된자료에서살펴보면심인성쇽이발생한환자에서경피적관상동맥성형술시행전혈류역학적지지를위한 PCPS 를적용한사례들을모아적응증, 합병증등을분석하였다. 4,5 PCPS 사용적응에대해서는유사한내용을보여주었으며합병증에관한자료들은아직부족한실정이다. 몇몇합병증과관련하여보고된연구에서는하지허혈, 혈전색전증과출혈에관하여보고하였다. 6 본연구에서는파종혈관내응고에의한출혈과함께감염사례를같이 26

5 Percutaneous Cardiopulmonary Support Experience of a National University Hospital in Busan Table 2. PCPS characteristics Pt. No. Type Cannulation Arterial size, Cannulation Venous size, Initial filter Filter Change PCPS site, artery catheter Fr site, vein catheter Fr type change time duration Edward CAPIOX 1 VA RFA 16 RFV Edward 18 CAPIOX CX Fem-Flex CX 2 VA RFA 18 RFV Edward 20 - NA 30 3 VA RFA 18 RFV BioMedicus multi-stage 25 Quadrox VA LFA 18 RFV 25 Quadrox VA RFA 18 RFV 25 - NA 14 6 VV LFA 16 Medtronic DLP, RIJV, 17, BioMedicus RFV 21 multi-stage Quadrox - NA VA LFA 16 RFV BioMedicus multi-stage 25 CAPIOX CX - NA 6 8 VA LFA 16 LFV 25 - NA 93 9 VA LFA 16 LFV 25 - NA 38 Change time = Time from start of PCPS to change (hours); LFA = left femoral artery; NA = not applicable; PCPS = percutaneous cardiopulmonary support; PCPS duration = Duration of PCPS support (hrs); Pt. = patient; RFA = right femoral artery; RFV = right femoral vein; RIJV = right internal jugular vein; VA = venoarterial; VV = veno-veno. Table 3. Complications during PCPS Patient No. Comlications Renal replacement therapy FFP T/F(u) RBC T/F(u) PLT T/F(u) Cryorecipitate (u) Cultured organism (blood) 1 bleeding (GI, Resp) none 2 none none 3 bleeding (GI, access site) none 4 stroke S. epidermidis 5 None none 6 hyperbilirubinemia, pneumothorax none 7 None None 8 None None 9 Cannulation site bleeding K.pneumoniae S.mitis/oralis FFP = fresh frozen plasma; GI = gastrointestinal; K.pneumoniae = Klebsiella pneumonia; PLT = platelets; RBC = packed red blood cells; Resp = respiratory; S. epidermidis = staphylococcus epidermidis; S.mitis/oralis = Streptococcus mitis/oralis 27

6 보고하였으며취약한상황에서같이동반될수있는감염을분석하고정보를모을수있다는점에서의미가있을수있겠다. 이연구는후향적인의무기록분석으로시행되었으며, 그수가많지않다는제한점이있다. 따라서자료를해석하는데있어서충분하지않은결과를보여주었다. 하지만이런자료들이모아져서 PCPS 에대한안정성과효과가기존치료대비한효과를분석할수있을것이며, 추후전향적무작위대조시험까지이루어질수있길기대해본다. PCPS 치료기간중모든환자에서수혈이필요하였으며출혈과경색의두가지의상반된합병증을줄이기위한노력이추가적으로필요하겠다. 또한 9개중 6개의시술이일과시간이후인취약한시간대에이루어졌으며, 이를위해서는숙련된순환기내과, 흉부외과의사, 시술자, 간호사, 방사선사등의팀의구성이필요하겠다. 감사의글 본연구는 2013 년도부산대학교병원임상연구비지원으로이루어졌음 참고문헌 1. Gibbon JH, Jr. Application of a mechanical heart and lung apparatus to cardiac surgery. Minn Med. 1954;37: Jaski BE, Ortiz B, Alla KR, Smith SC, Glaser D, Walsh C, et al. A 20-year experience with urgent percutaneous cardiopulmonary bypass for salvage of potential survivors of refractory cardiovascular collapse. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010;139:753-7 e Aoyama N, Izumi T, Hiramori K, Isobe M, Kawana M, Hiroe M, et al. National survey of fulminant myocarditis in japan: Therapeutic guidelines and long-term prognosis of using percutaneous cardiopulmonary support for fulminant myocarditis (special report from a scientific committee). Circ J. 2002;66: Rhee Il, Gwon Hyeon-Cheol, Choi Jinho, Sung Kiick, Lee Young Tak, Kwon Sung-Uk, et al. Percutaneous Cardiopulmonary Support for Emergency In-Hospital Cardiac Arrest or Cardiogenic Shock. Korean Circulation J 2006;36: Cho Sung Soo, Oh Chang-Myung, Jang Ji-Yong, Yu Hee Tae, Bang Woo-Dae, Kim Jung-Sun, et al. Percutaneous Cardiopulmonary Support-Supported Percutaneous Coronary Intervention: A Single Center Experience. Korean Circ J 2011;41: Orime Y, Shiono M, Hata H, Yagi S, Tsukamoto S, Okumura H, et al. Clinical Experiences of Percutaneous Cardiopulmonary Support : Its Effectiveness and Limit. Artificial Organs 1998;22:

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