황화수소로인한화학성폐렴 2 예 고려대학교 1 안산병원호흡기내과, 2 구로병원호흡기내과, 3 안암병원호흡기내과학교실 김정하 1, 이경주 2, 정진용 2, 이은주 3, 정기환 1, 강은해 3, 이승룡 2, 이상엽 3, 김제형 1, 신철 1, 심재정 2, 인광호 3, 강경호 2, 유세화 3 Two Cases of Chemical Pneumonitis Caused by Hydrogen Sulfide Jung Ha Kim, M.D. 1, Kyung Joo Lee, M.D. 2, Jin Yong Jung, M.D. 2, Eun Joo Lee, M.D. 3, Ki Hwan Jung, M.D. 1, Eun Hae Kang, M.D. 3, Sung Yong Lee, M.D. 2, Sang Yeub Lee, M.D. 3, Je Hyeong Kim, M.D. 1, Chol Shin, M.D. 1, Jae Jeong Shim, M.D. 2, Kwang Ho In, M.D. 3, Kyung Ho Kang, M.D. 2, Se Hwa Yoo, M.D. 3 Division of Respiratory and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, 1 Korea University Ansan Hospital, Ansan, 2 Korea University Guro Hospital, Seoul, 3 Korea University Anam Hospital, Seoul, Korea Chemical pneumonitis is an occupational lung disease that's caused by the inhalation of chemical substances. Its severity depends on the characteristics of the substances, the exposure time and the susceptibility of the patients. Hydrogen sulfide is not only emitted naturally, but it also frequently found in industrial settings where it is either used as a reactant or it is a by-product of manufacturing or industrial processes. Inhalation of hydrogen sulfide causes various respiratory reactions from cough to acute respiratory failure, depending on the severity. Two pharmaceutical factory workers were admitted after being rescued from a waste water disposal site that contained hydrogen sulfide. In spite that they recovered their consciousness, they had excessive cough and mild dyspnea. The simple chest radiographs and high resolution computed tomography showed diffuse interstitial infiltrates, and hypoxemia was present. They were diagnosed as suffering from chemical pneumonitis caused by hydrogen sulfide. After conservative management that included oxygen therapy, their symptoms, hypoxemia and radiographic abnormalities were improved. (Tuberc Respir Dis 2008;64:210-214) Key Words: Hydrogen sulfide, Chemical pneumonitis, Occupational lung disease 서 대표적인직업성폐질환의하나인화학성폐렴은유기성혹은무기성독성화학물질을흡인또는흡입하여발생하는폐의염증성손상반응이다. 화학성폐렴의임상양상은원인물질의수용성, 산도및화학적활성도등의차이에따라임상양상이나타날수있다 1. 황화수소 (hydrogen sulfide, H 2 S) 는석유정제, 약품제조과정등에서흔하게발생하는기체로, 달걀이썩는듯한고약한냄새를가지고있다. 인체의점막에서는약산으로변하여심한자극을일으키며, 고농도를흡입하였을경우에는폐 Address for correspondence: Je Hyeong Kim, M.D. Division of Respiratory and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Korea University Ansan Hospital, 516, Gojan 1-dong, Danwon-gu, Ansan 425-707, Korea Phone: 82-31-412-5950, Fax: 82-31-413-5950 E-mail: chepraxis@korea.ac.kr Received: Jan. 10, 2008 Accepted: Feb. 5, 2008 론 손상을발생시킬수있다. 저자들은황화수소를포함한폐수를처리하는제약회사폐수처리장에서작업하다가의식을잃고쓰러졌던, 두명의근로자에서발생한화학성폐렴을경험하였기에보고하는바이다. 증례증례 1 환자 : 김, 남자 50세주소 : 기침및경도의호흡곤란현병력 : 제약회사폐수처리장에서보호장구없이도관을수리하던중, 정신을잃고쓰러진후, 구조되어의식은회복되었으나, 심한기침을동반한경도의호흡곤란과오심및구토가발생하여응급실로내원하였다. 과거력 : 특이병력없음가족력 : 특이사항없음사회력 : 담배하루 1/4갑씩 25년이학적소견 : 입원당시혈압은 140/90 mmhg, 맥박수 210
Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 64. No. 3, Mar. 2008 분당 64회, 호흡수분당 20회, 체온은 37.8 o C였다. 급성병색을보였으나, 의식은명료하였다. 흉부청진시심음은규칙적이었고, 이상호흡음은없었다. 복부및신경학적검사에서이상소견은관찰되지않았다. 검사소견 : 내원시산소를투여하지않은상태에서시행한동맥혈검사는 ph 7.389, Pa CO2 42.6 mmhg, Pa O2 65.4 mmhg, HCO 3 25.2 meq/l, Sa O2 92.3% 이었고, 이후비캐뉼라로산소 4 L/min를투여한후에도 ph 7.386, Pa CO2 45.9 mmhg, Pa O2 61.5 mmhg, HCO 3 25.8 meq/l, Sa O2 90.4% 로저산소혈증이지속되었다. 말초혈액검사는백혈구 7,100/μl ( 호중구 55.9%, 림프구 35.7%, 단핵구 4.2%, 호산구 2.1%, 호염기구 0.5%), 혈색소 13.9 g/dl, 혈소판 322,000/μl 이었고, 간기능검사는 AST/ALT 47/40 IU/L, 총빌리루빈 0.8 mg/dl, BUN/Cr 14/0.9 mg/dl이었으며, 전해질검사는정상이었다. CO-Hb은총헤모글로빈의 1.6%, Met Hb은총헤모글로빈의 0.5% 였다. 방사선소견 : 내원당시단순흉부방사선검사에서는양하폐야에경도의폐침윤만이관찰되었으나 (Figure 1A), 고해상도전산화단층촬영에서는양폐하부에젖빛유리 음영을동반한광범위한폐침윤이관찰되었다 (Figure 1B). 입원 2일째에는침윤의정도및범위가급격히증가하는소견을보였다 (Figure 1C). 치료및임상경과 : 작업장관계자로부터, 처리작업과정중의폐수가대략메탄 70%, 황화수소 30% 로구성되어있다는사실을확인하고, 문헌고찰을통해메탄의경우는기도나폐손상을일으키지않는것으로확인하여, 황화수소로인한화학성폐렴의진단하에보존적치료를시행하였다. 저산소혈증에대해서비캐뉼라로 4 L/min 의산소를투여한후, 입원 2일째비록흉부방사선소견은악화되었지만, Pa O2 는 83 mmhg 로회복되었다. 입원 5일째부터는 1 L/min의산소에서도 PaO 2 71 mmhg 정도로유지되었고, 7일째부터는운동시에도호흡곤란을호소하지않아, 입원 9일째에퇴원하였다. 사고발생 15일후외래에서시행한흉부방사선검사에서는폐실질의침윤은거의관찰되지않았으며 (Figure 1D), 같은날시행한폐기능검사에서는 FVC 2.91 L (73% of predicted value), FEV 1 2.42 L (82%), FEV 1 /FVC 85%, DL CO 19.7 ml/mmhg/min (91%), VC 3.08 L (77%) 및 TLC 4.19 L (78%) 로경도의 Figure 1. Chest X-ray on admission (A) showed mild infiltrates on both lower lung zone and diffuse ground-glass opacities were observed at both lower lung fields on high resolution computed tomography (B). At second day infiltrations of both lower lung zone worsened (C), but these infiltration resolved with improvement of clinical symptoms after conservative managements (D). 211
JH Kim et al: Two cases of hydrogen sulfide-induced chemical pneumonitis 제한성환기장애소견을보였다. 증례 2 환자 : 안, 남자 37세주소 : 기침과경도의호흡곤란현병력 : 증례 1 환자의회사동료로, 함께제약회사폐수처리장에서보호장구없이도관을수리하던중에, 정신을잃고쓰러진후부터심한경도의호흡곤란을동반한기침이지속되어응급실로내원하였다. 과거력 : 특이병력없음가족력 : 특이사항없음사회력 : 담배하루 1갑씩 15년이학적소견 : 입원당시혈압은 130/90 mmhg, 맥박수분당 100회, 호흡수분당 22회, 체온은 36.1 o C였다. 급성병색을띠고있었으나, 의식은명료하였다. 흉부청진시심음은규칙적이었고, 이상호흡음은들리지않았다. 복부검사와신경학적검사에서는이상소견은관찰되지않 았다. 검사소견 : 내원시산소를투여하지않은상태에서시행한동맥혈검사는 ph 7.417, Pa CO2 39.2 mmhg, Pa O2 82.8 mmhg, HCO 3 24.7 meq/l, SaO2 96.3% 로정상이었으나, 입원 2일째에비캐뉼라로산소 2 L/min으로투여하면서시행한검사에서는 ph 7.400, Pa CO2 37.5 mmhg, Pa O2 68.5 mmhg, HCO 3 22.7 meq/l, Sa O2 93.3% 로저산소혈증이관찰되었다. 말초혈액검사는백혈구 6,720/ μl ( 호중구 70.4%, 림프구 18.7%, 단핵구 3.1%, 호산구 6.2%, 호염기구 0.2%), 혈색소 14.1 g/dl, 혈소판 127,000/ μl 이었고, AST/ALT 23/17 IU/L, 총빌리루빈 0.9 mg/dl, BUN/Cr 20/1.0 mg/dl이었으며, 전해질검사는정상이었다. CO-Hb 은총헤모글로빈의 2.6%, Met Hb은총헤모글로빈의 0.5% 였다. 방사선소견 : 내원당시흉부방사선검사에서는좌중폐야에경도의폐침윤이있었으며 (Figure 2A), 고해상도전산화단층촬영에서는주로좌상엽에서미만성의젖빛 Figure 2. Chest X-ray on admission (A) showed mild infiltrates on left mid lung zone and diffuse groundglass opacities were observed at left upper lobe on high resolution computed tomography (B). At second day the infiltration was aggravated (C), but these infiltration resolved after conservative managements (D). 212
Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 64. No. 3, Mar. 2008 유리음영이관찰되었다 (Figure 2B). 이환자에서도입원 2일째에좌폐야의침윤의정도와범위가증가되는소견을보였다 (Figure 2C). 치료및임상경과 : 증례 1의환자와함께폐수처리장에서작업을했고, 유독한냄새를맡고의식이소실되었다고하여, 동일한원인으로인한화학성폐렴이발생한것으로진단하였다. 내원당시검사에서저산소혈증은없었으나고해상도전산화단층촬영에서폐실질의침윤이관찰되고, 경도의호흡곤란을호소하여비캐뉼라로 2 L/min의산소를투여하였다. 입원 2일째방사선학적소견의악화와함께 Pa O2 가 63 mmhg까지감소하였으나, 입원 3일째부터는 Pa O2 136 mmhg까지상승하는등의호전소견이관찰되어, 7일째에퇴원하였다. 3주뒤에외래에서시행한방사선검사는정상에가깝게회복되었고 (Figure 2D), 폐기능검사에서도 FVC 3.50 L (84% of predicted value), FEV 1 3.24 L (97%), FEV 1 /FVC 92%, DLco 20.9 ml/mmhg/ min (93%), VC 3.66 L (88%), TLC 4.83 L (91%) 로정상소견을보였다. 고찰유독한화학가스나혹은증기등을흡입하거나, 액체를흡인하여발생하는화학성폐렴은원인물질의종류및노출시간, 노출강도, 흡입한사람의감수성에따라서다양한임상양상을나타낸다 1. 원인이되는화학물질은유기물과무기물로나눌수있으며, 유기물에는유기인산염, 파라콰트, 폴리염화비닐등이있고, 무기물에는카드뮴, 수은, 니켈등을포함한금속과황화수소, 암모니아, 질산등이있다. 수용성의정도에따라서병변의양상이달라, 암모니아, 이산화황등과같은수용성물질일수록상기도나결막등의장기에염증을잘일으키고, 질소산화물, 오존등과같은불용성물질들은하기도및폐포에염증및부종을일으킨다 2. 또한 ph, 화학적성질및물리적성질에따라서염증반응이나부종등의급성반응을일으키거나, 섬유화혹은육아종형성등과같은만성반응을일으킬수있다 1. 화학성폐렴의진단에있어서는노출력에대한정확한파악이중요하다. 본증례의환자들은황화수소 30%, 메탄 70% 로구성된약품폐수처리장에서, 보호장구없이작업을하다가의식소실및화학성폐렴이발생하였다. 황화수소는썩은달걀과같은자극적인냄새가나고, 산성의무색화학물질로단백질등의유기물질이부패할때 혹은화산, 유정 ( 油井 ) 등에서자연적으로발생하기도하지만, 석유를정제하거나피혁, 펄프, 의약품등을제조할때도흔히발생한다. 수분이있는상태에서약산으로변화하여점막을쉽게자극하는데, 50 ppm 미만의저농도에서는결막, 코및인두등에눈부심, 안구통, 결막부종, 콧물, 재채기및인후건조등의증상들을유발한다. 1 11 ppm 정도의낮은농도에서는만성적으로노출되어도폐기능에미치는영향은없으나, 천식환자들에서는낮은농도에대한짧은시간의노출로인해기도저항이증가할수도있다 3. 고농도에노출될경우에는급성호흡부전및의식소실등이발생할수있고, 이로인해사망에까지이를수있다. 기도점막의염증및부종을발생시키는것이외에, 황화수소가폐손상을일으키는병리기전은제1형폐포상피세포에흡수되어미토콘드리아의 cytochrome oxidase 의기능을억제함으로써세포의저산소혈증을일으키는것이다. 황화수소는장, 소변, 호흡기등으로배출되기때문에체내축적으로인한해로운효과는없다. 메탄은산업현장에서대표적인질식가스 (asphyxiating gas) 중의하나로, 특히밀폐된공간에서흡입시산소결핍으로인한두통, 어지러움, 실신, 호흡정지및의식소실에까지이를수있게한다. 하지만피부나점막을자극하지않으며, 기도나폐에손상을일으키지않는다. 따라서본증례의환자들의경우, 황화수소와메탄의혼합가스에노출된후, 메탄에의해의식소실이발생하고, 황화수소의흡입및의식소실로인한노출시간의연장으로인하여, 화학성폐렴이발생한것으로판단할수있다. 다만사고발생이후작업환경에대한평가를통해노출된유해가스의성분을직접측정하려하였으나, 회사측의거부로인해시행하지못했고, 작업장관계자로부터평소작업장에서처리되는폐수의구성성분분석에의한정보를통해간접적으로확인할수밖에없었던제한점을가진다. 화학성폐렴에서보이는방사선학적소견은흡입한물질의종류, 농도에따라서다양하게나타날수있다 2. 저농도에서는기관지염, 세기관지염의소견을보일수있고, 보다농도에상대적으로장기간노출되는경우에는폐부종의양상으로나타날수있으며, 첫 48시간동안에는방사선학적이상소견이관찰되지않을수있다 2,4. 화학성폐렴의치료에있어서가장중요한것은저산소혈증을교정하는것으로, 비캐뉼라혹은마스크를통해교정이되지않으면기관내삽관을통한양압환기가고려되어야한다 5. 스테로이드는염증반응을감소시키기때문에폐부종이나폐쇄성세기관지염이발생했을때도움이될수있다는 213
JH Kim et al: Two cases of hydrogen sulfide-induced chemical pneumonitis 보고가있지만, 치료결과및예후에대해서는아직증명된바없다 6. 환자가화농성객담및발열을호소하거나검사상백혈구증가증이있는경우에는경험적항생제의투여를고려할수있다 7. 본증례의환자들의경우는비캐뉼라로산소를공급하면서, 입원 3일째부터는방사선학적호전과함께저산소혈증이교정되었으며, 퇴원이후추적관찰한방사선검사에서페침윤이소실되어, 보존적치료에의해완쾌된것으로판단하였다. 요약화학성폐렴은유독한화학물질의흡입혹은흡인으로발생한다. 황화수소는자연적으로발생하기도하지만, 석유정제, 약품제조과정등에서발생하여, 고농도로노출될경우화학성폐렴을일으킨다. 두명의근로자가제약회사의폐수처리장에서작업하던중황화수소가포함된혼합가스에노출된후의식을잃었다가, 구조된이후에의식은회복되었으나, 호흡곤란과기침을호소하며내원하였다. 단순흉부방사선검사및고해상도전산화단층촬영에서폐침윤이관찰되어, 화학성폐렴으로진단하였고, 동맥혈가스분석에서저산소혈증을보여산소공급및보존적치 료후임상및방사선학적으로회복되었다. 참고문헌 1. Kim KI, Kim CW, Lee MK, Lee KS, Park CK, Choi SJ, et al. Imaging of occupational lung disease. Radiographics 2001;21:1371-91. 2. Kim JS, Lynch DA. Imaging of nonmalignant occupational lung disease. J Thorac Imaging 2002;17:238-60. 3. Jappinen P, Vilkka V, Marttila O, Haahtela T. Exposure to hydrogen sulphide and respiratory function. Br J Ind Med 1990;47:824-8. 4. Wittram C, Kenny JB. The admission chest radiograph after acute inhalation injury and burns. Br J Radiol 1994;67:751-4. 5. Ha JW, Lee SS, Eom KS, Bahn JW, Jang SH, Kim DG, et al. A case of chemical pneumonitis caused by nitric acid fume inhalation. Tuberc Respir Dis 2004;56:670-6. 6. Sheridan R. Specific therapies for inhalation injury. Crit Care Med 2002;30:718-9. 7. Jung KH, Hur GY, Jeong HC, Lee SY, Lee SY, Kim JH, et al. A case of chemical pneumonitis after occupational nitric acid inhalation. Korean J Med 2006; 71:562-6. 214