대한치과마취과학회지 :2002; 2: 1~6 종설 Nitrous Oxide 를이용한흡입진정 단국대학교치과대학마취과학교실 윤형배 Abstract Inhalation Sedation with Nitrous Oxide in Dental Treatment Hyung Bae Yoon, M.D. Department of Anesthesiology, College of Dentistry, Dankook University The usage of nitrous oxide is increased for the anxious patient to dental treatment. There are two methods to induce the sedation during dental treatment. One is sedation with drugs the other no need of drugs. We discussed here about sedation with drugs. The methods of drug administration are oral, intramuscular, intravenous, inhalation. The method of oral administration of drugs are convenient to patient and doctor but poor controllability. Intramuscular method is a parenteral technique that maintains several advantages over the enteral technique. However its pales in comparison to other parenteral technique. Intravenous method represents most effective method of ensuring predictable and adequate sedation in all patients. But it has inability to reverse the action of drugs after they have been injected except some drugs (e.g., narcotics and benzodiazepine). A variety of gaseous agents may be administered by inhalation to produce sedation. In dental practice, the inhalation administration of gas means use of nitrous oxide. There are many advantages of nitrous oxide administration. First, very short latent period and rapid onset of drug action which lead to possible titration of drug concentration. With nitrous oxide, clinical effects may become noticeable as quickly as 15 to 30 seconds after inhalation. Recovery from inhalation sedation is also quite rapid. In out patient dental practice rapid recovery is very important because it permit to discharge the patient without escort and the patient return to their ordinary life without limit. To success the conscious sedation with nitrous oxide, the administrator should be keep the mind that always titration of nitrous oxide concentration during induction and treatment. Careful observation need during treatment to prevent oversedation because the adequate nitrous oxide concentration to patients changed by environmental stress. Always begins with 100% oxygen and ends with 100% oxygen to prevent diffusion hypoxia which rare in clinical practice. (JKDSA 2002; 2: 1~6) 서 론 책임저자 : 윤형배, 충남천안시안서동산 29 단국대학교치과대학마취과학교실우편번호 : 330-714 Tel: 041-550-1996 E-mail: yhb@anseo.dankook.ac.kr 치과라하면대부분의사람들은두려움과동통을연상하게된다. 이로인해환자들은병원을바꾸거나자가치료로통증을조절할수없을때까지병원을안가게되어발치를하고보철을하여야하는경우가생긴다. 사람들이치과에서느끼는두려움의 1
2 대한치과마취과학회지 : 제 2 권제 1 호 2002 종류는여러가지가있으나치과치료자체도두려워하지만이외에도의사가자기입안을들여다보고웃는다든지국소마취제를주입하기전주사기를들고있는것도무섭다는보고가있는것을볼때환자가느끼는두려움의종류는다양하다 (Gale, 1972). 이런두려움을무시하고치료를하는경우건강한사람이라도 stress의증가로인한여러증상이나타날수있다 (syncope, hyperventilation syndrome). 심장질환같은전신적질환을수반한환자에게이와같은 stress 를부가하는경우질병이악화되어생명이위험할수있다. 최근치과치료에대해두려움에대한치과의사들의인식의변화와환자들이좀더아프지않고두려움이없는치료를받기원하기때문에치과영역에서 nitrous oxide를사용한흡입진정의사용이증가되고있다. 치과환자의진정방법에는여러가지가있다. 약물을사용한방법과약물을사용하지않고진정상태를유발하는방법으로대별된다. 약물을사용하지않는방법에는의원성진정 (Iatrosedation), 최면술, 침술 (Santamaria, 1990) 등의방법이있지만의원성진정방법을제외한다른방법들은항상일정하게모든환자에게적용되지않는단점이있다. 여기서는약물을이용한진정요법에대해언급하고자한다. 치과의사에게좀더친숙하고숙달된약물투여방법에는경구투여, 근육투여, 정맥투여, 흡입투여방법등이있다. 이방법들은서로장, 단점을지니고있으나이중에서도투여하기가간편하고비교적안전한방법인 nitrous oxide를사용한흡입투여방법에대해언급하고자한다. 본론치과치료에대한걱정과불안공포를덜어주기위한약물을사용한진정방법에는다음과같은방법이있다. 아래열거한방법중어느방법을선택하든치과치료시안전을위해서는환자의중추신경억제가심하지않아환자스스로가기도유지를할수있어야하고구두명령에반응을나타내어야한다 ( 의식하진정 ). 이방법들에대해서간단히언급하면다음과같다. 1. 경구투여방법 : 환자에게가장간편하게사용할수있고, 약물투여량과관계가있지만약물의부작 용이나중추신경계억제작용이다른방법에비해약하게나타난다는장점이있으나약리작용발현이늦고, 흡수가일정하지않아 titration을할수없어의사가진정효과를조절할수가없다. 즉진정이충분히안된경우추가용량을투여할수없고, 과진정이된경우약물을회수할수가없다는단점이있다. 처음투여할때정확한양을투여해야한다. 일반적으로투여된약물의효과가치과치료에적합한시간보다더오래중추신경억제작용이지속되므로치료후지속적인관찰이필요하다. 2. 근육투여방법 : 경구투여에비해약리작용이빨리나타나지만경구투여와같이진정효과의조절작용이불가능하다. 3. 정맥투여방법 : 다른방법에비해투여자에의해진정효과를조절할수있으나, 진정깊이가깊은경우는일부약제 (benzodiazepine, morphine) 를제외하고는낮추기힘들다. 4. 흡입투여방법 : 진정효과를투여자마음대로조절할수있고, 투여를중지하면중추신경억제효과가즉시없어지므로치과치료가끝난후안심하고귀가시킬수있다. Nitrous oxide를사용한흡입진정장점 : 일부논문에서는창자내의박테리아에의해 in vitro에서 N 2 로대사가된다하지만 (Hong, 1980), Nitrous oxide는다른전신마취제와는달리체내에서대사가안되므로인체에해로운대사산물이발생하지않는다. 임상적으로안전하게사용되기위해서는적어도 20.9% 이상의산소와함께투여되어야한다. 실제로 Nitrous oxide 투여시함께공급되는산소의농도는 50-60% 이상이다. 따라서심장질환을수반한환자에게흡인진정을시행하는경우는매우높은농도의산소가함께투여되므로심장의부담을덜어준다. 마취유도와각성이매우빠르므로치과진료가끝난후곧바로귀가하여도문제가없다. Nitrous oxide 의혈액 / 가스분배계수가 0.47로폐포에서분압의증가가매우빠르므로혈액이풍부한뇌에서 nitrous oxide의분압이빠른속도로증가되어원하는효과를빨리나타나게하며각성시도흡입되는 nitrous oxide의농도를영으로하면빠른속도로뇌에서분압이감소하여각성이빨리된다.
윤형배 :Nitrous Oxide 를이용한흡입진정 3 Nitrous oxide 투여에의한흡입진정시가장중요한장점은환자의진정효과를투여자마음대로조절할수있다는것이다. 또한뇌에서의분압이빨리증가되므로농도변화에대한효과도빨리나타난다. 단점 : 처음흡입진정기를설치할때비용이필요하다는단점이있고, nitrous oxide는 MAC (Minimum Alveolar Concentration) 이높아임상적으로사용가능한농도에서는충분한진통작용이없다. Nitrous oxide를사용한진정시환자 monitoring 모든진정치료는중추신경계를억제하므로진정치료전반드시 Vital Sign ( 혈압, 맥박수, 체온, 호흡수 ) 을측정하여진정치료중이나퇴원시기준이되어야한다. 진정치료중환자 monitoring은의식하진정을시행하는경우중추신경계감시는환자와대화를통해서알수있으므로반드시필요하지는않지만진정깊이가깊어지는경우를대비하여말초산소포화도를측정할수있는장치가추천된다. 그러나의식이없는깊은진정을시행하는경우는반드시이장치가있어야한다. 의식하진정의적응증 : 20.9% 의산소를함께공급한다면치과치료에두려움을느끼는모든환자에게적용할수있다. 의식하진정의부적응증 : 절대적부적응증은없으나다음과같은경우는의식하진정을시행할수없다. 1. 폐쇄공포증환자 : 안면마스크나 nasal mask 사용에견딜수없다. 2. 행동장애가심한소아환자 : nasal mask 적용을거부하므로 nitrous oxide를투여할수없다. 3. 정박아, 뇌성마비환자 : nasal mask 적용이힘들거나본인의의사와는달리근육이움직이는경우 nitrous oxide를투여할수없다. 4. 구호흡이심한경우 : 습관적으로구호흡을하거나해부학적이상으로구호흡을하는경우는비강을통하여투여되는 nitrous oxide의양이감소하여정확한농도를투여할수없게된다. Nitrous oxide 투여방법 Nitrous oxide에의한흡입진정방법은최소한의교육으로환자에게비교적안전하게투여할수있다. 여러안전장치가현재사용되는흡입진정기에부착되어있고투여시항상 20.9% 이상의산소가함 께투여되기때문에안전하다. 그러나교육을받지않은사람이투여하는경우합병증발생시대처할능력이없으므로투여를삼가야한다. Nitrous oxide 를이용한흡입진정시가장중요한사항은반드시 100% 의산소로흡입진정을시작하고치과치료종료할때도 100% 의산소를투여해야한다는것과가장효과적인진정수준에도달하는데는정해진농도가없다즉같은사람에서도주의환경에따라농도가변하므로진정치료를시행할때마다농도를변화시켜적용해야한다. 1. 가장적절한 Nitrous oxide 투여시기 : 환자에게미리설명을하지않고치료당일 nasal mask를적용하게되면환자는치과치료에대한두려움에다가스마취라는생소한치료방법에대한불안감이더해져우리가원하는진정효과를얻기힘들다. 따라서치료당일보다는치료전방문시즉치과치료에대한공포가없는상태에서 nitrous oxide를흡입하게되면환자의진정효과는극대화된다. 이를시행함으로얻는다른효과는환자에게투여하게되는총가스공급양을미리예측할수있고환자의적정진정농도를미리짐작할수있다. 치료전방문때적절한진정농도를경험한환자는다음치과치료하는날 nitrous oxide를점진적으로농도증가시켜적절한농도에도달하면환자가적절한표현을하여의사에게알리게된다. 2. 치료당일 a. vital sign 측정 : 혈압, 맥박수, 호흡수측정 b. 환자의병력검사 : 치료전방문시시행하는것이좋다. c. 장비준비및검사 : 산소통과 nitrous oxide 통을열고, 진정기나가스전달장치에서가스가새는지검사한다. 이검사에는환자에게연결되는 nasal mask 부분을막고호흡낭을세게짜보아찢어진부분이있는지를검사한다. 미세누출은호흡낭을제거하고호흡낭이연결되었던부위에아네로이드혈압계를연결하고진정기의산소유량계를열어서아네로이드혈압계가 30 mmhg가되도록한후 30초간관찰하여압력이 3 mmhg 이상감소하지않으면미세누출이없다고볼수있다 (Whitcher, 1978). 가스누출이있는경우수술실이나진료실의 nitrous oxide에의한오염으로치료자에게해로운효과가나타날수있으므로주의를하여야한다.
4 대한치과마취과학회지 : 제 2 권제 1 호 2002 d. 환자준비 : 치료전에화장실에갖다오게하여치료를지연시키지않게한다. 전신마취시는보통 8시간공복을하지만 nitrous oxide를사용한진정치료시는정상적인가벼운식사를해도된다. 의식하진정시오심과구토의발생빈도는아주낮다 (Houck, 1971). 구토가발생하여도의식이있는경우는방어반사가존재하므로흡인성폐염의위험은적다. 환자를진료의자에편안히눕히고흡입진정기는환자가안보이는곳에둔다. 3. 처음에는 6 L/min 정도로산소를공급하며환자가편안히호흡을할수있는가장적절한공급량을결정한다. 이때호흡낭의움직임이좋은지표가된다. 호흡낭이적절히부풀어있고환자가호흡을할때마다호흡낭이움직여야한다. 4. Nasal hood를견고하게환자코에적용한다. Nasal hood가밀착이안되는경우환자가흡입시공기가들어와투여되는 nitrous oxide가희석이되어원하는진정농도에도달하기어렵다. 이경우환자가호기시는밀착이안된부분을통해외부로배출되므로진료실을마취가스로오염시키게된다. 밀착이확실히안되는경우환자는호기시눈으로바람이분다고호소한다. 가장확실하게밀착시키는방법은환자자신에게 nasal mask를착용시키는것이다. 5. 환자에게총가스공급량 (nitrous oxide 투여량 + 산소투여량 ) 은 3) 번에서환자가가장편안하게호흡을할수있는양이다. 현재사용되는흡입진정기는 Continuous Flow type이며모두비재호흡계 (Non- Rebreathing System) 를사용하므로환자가호기한탄산가스재호흡을예방하려면분시호흡량의두배이상이되거나 (Mapleson, 1954) 100 ml/kg/min가되어야한다 (Bain, 1973). 따라서체중 60 kg인성인에서적절한총가스투여량은약 6 L/min가되며, 6 L/min 로진정을시작하여도환자가더많은산소량을필요로하면투여량을늘려야한다. 처음흡입진정을시행하는경우환자는불안하여필요이상의산소를요구하게된다. 이는물속에서스쿠버장치를휴대하고수영을하는경우초보자는산소소비량이증가하는현상과같다. 투여시반드시산소를먼저틀고 nasal mask를환자에게적용하여야한다. 역으로시행하는경우환자는질식과같은현상을경험하게되어불안이증가할수있다. 6. Nitrous oxide 농도를 20% 에서시작하여이상적인진정농도가될때까지분당 10% 씩증가한다. 이과정을생략하고고정된농도 ( 예 : 40%) 를처음부터환자에게투여시환자는불쾌감을느끼고의식하진정은실패하게된다. 투여농도를증가한후 1 분간환자를지속적으로관찰하여이상적인진정에도달했는지관찰한다. 이때에도진정이충분하지않은경우는다시 10% 를증가하고환자를관찰한다. 이같은행위를이상적인진정수준이될때까지반복한다. 7. Nitrous oxide 흡입시나타나는증상 : 20% 의 nitrous oxide 흡입시처음에는가벼운어지러움증상이나타나며이어서팔, 다리혹은구강내가저리는듯한증상이나타난다. 이때는 scaling이나 currettage같은연조직의진료는국소마취없이할수도있으나적절한진정수준은아니다. 이후에전신이따뜻해짐을느끼거나, 몸이뜨는듯하거나무거워짐을느끼게된다. 이때가이상적인진정수준이며진료를시작하면된다. 이때환자가더워하며땀을심하게흘리는경우는과진정이되는것이므로 nitrous oxide 농도를 5% 감소한후환자를관찰한다. 이런임상증상은사람마다다르므로지속적으로환자를관찰하여야한다. 진료를시작하기전에는적절한진정수준도통증을수반하는치료행위에서는낮은농도가된다. 이때는 nitrous oxide 농도를증가해야하며반대로통증을수반하는치료시농도로투여하다치료를중지하고재료를준비하는경우즉자극을안주는경우는과진정이될수있다. 따라서지속적인농도증감이필요하다. 8. 과진정증상 : 다음과같은과진정증상이나타나면투여되는 nitrous oxide 농도를과진정증상이없어질때까지 5% 씩감소하여야한다. 농도감소후 30초내에반응이나타나므로 nitrous oxide 투여를중지하면안된다. a. 환자가지속적으로입을다문다. b. 구호흡의증가 : 이는진정이깊어지면서환자는위험해진다는걱정이되어인위적으로구호흡을할수도있고, 진정이깊어져자신도모르게구호흡을할수있다. 구두명령으로비호흡을시도하고계속구두명령이필요하게되면농도를 5% 감소한다. c. 환자가오심을호소하거나불쾌감을호소한다. d. 환자에게말을시켜보면반응이느리고합리적
윤형배 :Nitrous Oxide 를이용한흡입진정 5 이아니다. e. 잠을잔다. f. 환자가구두명령에비협조적이된다. g. 환자가웃거나운다. h. 환자가예측하지못한행동을한다. 9. 진료가끝나면 nitrous oxide 투여를중지하고확산성저산소증을예방하기위해 100% 산소를 3-5 분간투여한다. 만일환자가어지러움을계속호소하거나중추신경억제현상이계속지속되는경우는더장기간산소를투여해야한다. 10. 환자의퇴원 : 퇴원기준은시술전측정한혈압, 맥박수, 호흡수를비교하여큰차이가없어야하며가장중요한것은환자스스로걸을수있어야하고시간과공간에대한감각에이상이없어야한다. Nitrous oxide에의한진정후나타나는합병증 1. 과도한발한 (excessive perspiration): Nitrous oxide 가말초혈관확장시키는효과로진정이되면서환자는발한을하게된다. 경한발한이이마나팔등에나타나는경우는별문제가안되나과도한경우 nitrous oxide 투여농도를 5%/min씩감소한다. 2. 오한 (Shivering): 오한이생기는경우항상진정치료가끝나고 100% 산소를투여하는경우에발생한다. 이는 Nitrous oxide의말초혈관확장효과에의해진정기간동안밀초혈관이확장되어말초로혈액순환양이증가되어체온이증가된다. 이현상은시간과관계있으며시간이지날수록중심체온은감소하게된다. 이후진정치료가끝나고 nitrous oxide 투여가중지되면말초혈관은수축을하게되며이때중심체온은내려가있는상태이므로이를상승하기위해근육이수축하여열을발생하려는현상이다. 이현상이나타난경우치료는증상처치로몸을따뜻하게해주면된다. 3. 오심과구토 (Nausea and vomiting) 오심 : 구토보다는더흔하게나타나며이를방치하는경우구토로이어지므로환자를잘관찰해야한다. 환자들은훕입진정을하는동안불편한점을의사에게말하기보다는참는것이보통이다. 따라서환자가창백하면서땀을흘린다든지배에손을대고문지른다든지하면환자에게어디가불편한지물어보아야한다. 처치는투여농도를 5%/min씩환자가편안해질때까지감소하여야한다. 오심을유발하는 인자에는진정기간보다는진정깊이가깊을수록증가된다 (Parkhouse, 1960). 유전적소인도있고 (Houck, 1971), 진정기간동안농도를너무자주변화시키는경우증가된다. 구토 : 치과치료를하는동안은환자가바로누운상태이므로구토가발생하는경우위험할수있다. 그러나의식이있는상태이므로전신마취도중보다는덜위험하다. 성인보다어린이에서더잘나타난다. 처치는 nitrous oxide 투여를중지하고 100% 산소를투여하고구토가시작되면 nasal mask를제거하고 rubber dam이나환자의구강내에있는모든것을제거하고환자의머리를옆으로하여구토물이폐로들어가는것을예방한다. 환자는다시구토가발생할까봐 nasal mask 적용을거부할수있다산소를투여한다고설명을하고 100% 산소를 3-5분투여한다. Nitrous oxide를이용한진정치료시문제점 Nitrous oxide를사용한진정치료시의사에게문제가되는것은진료실의오염이다. Tetanus 치료에 nitrous oxide를장기간투여한경우심한골수억제가나타났다는보고이후 (Lassen, 1956) 여러연구에서저농도 nitrous oxide에노출시나타나는문제점을보고하였다. 자연유산증가, 불임 (Rowland, 1992), 기형아출산증가 (Cohen, 1975) 등을보고하였으나치과의사에게가장문제가되는것은 methionine synthetase 불활성화로 vitmaine B12와 DNA 합성에지장을주어말초신경염을유발한다는것이다 (Layzer, 1978) (Brodsky, 1981). NIOSH (National Institute For Occupational Safty and Health) 에서는운동능력기능에지장을주는농도인 25 p.p.m 이하를권장하고 (NIOSH, 1977) 있고 ACGIH (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) 에서는 T.W.A (Time Weighted Average) 로 50 p.p.m을추천하고있으나 (ACGIH 1990) 여러연구결과 scavenging nasal mask를사용하여도 25 p.p.m 이하로유지하기는어렵다. NIOSH에서는진료실의 nitrous oxide 농도를줄이기위한준수사항을추천하고있다 (NIOSH, 1994). 가능한진료실의 nitrous oxide 농도를줄여야하며이를위해서는 scavenging nasal mask를사용하고부수적으로공기분산기사용, 주기적인환기등이필요하다.
6 대한치과마취과학회지 : 제 2 권제 1 호 2002 결 흡입진정을성공적으로시행하기위해서는 nitrous oxide 투여시매번점진적농도증감을시행하여가장이상적인농도를결정하여야한다. 고정된 nitrous oxide 농도를사용하는것은실패의가장중요한요인이다. 진정기간동안환자의상태를계속관찰하여이상적인흡입진정수준을유지하여야한다. 진료실의오염을항상염두에두고진정기의주기적점검, 진정기간동안환자가말을줄여구호흡에의한호흡영역 (Breathing zone) 에서의 nitrous oxide 농도를감소시켜야한다. 론 참고문헌 ACGIH: Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agent and Biological Exposure Indices. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Cincinnati. 1990. Bain JA, Spoerel WE: Flow requirements for a modified Mapleson D system during controlled ventilation. Can Anaesth Soc J 1973; 20: 629. Brodsky JB, Cohen EN, Brown BW, et al: Exposure to nitrous oxide and neurologic disease among dental professionals. Anesth Analg 1981; 60: 297-301. Cohen EN, Brown BW Jr, Bruce DL: A survey of anesthetic health hazards among dentists. JADA 1975; 90(6): 1291-6. Gale E: Fears of dental situation. J Dent Res 1972; 51: 964. Mapleson WW: The elimination of rebreathing in various semiclosed anesthetic system. Br J Anaesth 1954; 26: 323. Hong K, Trudell JR, O'Nell JR, et al: Metabolism of nitrous oxide by human and rat intestinal contents. Anesthesiology 1980; 52: 16. Houck WR, Ripa LW: Vomiting frequencies in children administered nitrous oxide-oxygen in analgesic doses. J Dent Chilf 1971; 38: 404. Lassen HCA, Henriksen E, Neukirch F, et al: Treatment of tetanus Severe bone-marrow depression after prolonged nitrous-oxide anesthesia. Lancet 1956; 1: 527-30. Layzer RB, Fishman RA, Schafer JA: Neuropathy following abuse of nitrous oxide. Neurology 1978; 28(5): 504-6. National Institute For Occupational Safty and Health Occupational Exposure to waste anesthetic gases and vapors. United States department of Health Education and Welfare. DHEW publication no (NOISH). 1977; 77-140. NIOSH Warns: Nitrous oxide continues to threaten health care workers. DHNS (NIOSH). Publication No. 1994; 94-118. Parkhouse J, Henrie JR, Duncan GM: Nitrous oxide analgesia in relation to mental performance. J Pharmacol Exp Ther 1960; 128: 44. Rowland AS, Baird DD, Weinberg CR, et al: Reduced fertility among women employed as dental assistants exposed to high levels of nitrous oxide. N Eng J Med 1992; 327(14): 993-7. Santamaria LB: Nonpharmacologic techniques for treatment of post-operative pain. Minerva Anesthesiol 1990; 56(7-8): 359. Whitcher C, Zimmerman DC, Piziali RL: Control of occupational exposure to nitrous oxide in the oral surgery office. J Oral Surgery Jan 1978; 36(6): 431-40.