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질산 (Nitric Acid) 증기흡입에의한급성호흡곤란증후군 1 예 가톨릭대학교의과대학내과학교실김대성, 윤혜은, 이승재, 김용현, 송소향, 김치홍, 문화식, 송정섭, 박성학 A Case of Acute Respiratory Distress Syndrome Caused by Nitric Acid Inhalation Dae Sung Kim, M.D., Hye Eun Yoon, M.D., Seung Jae Lee, M.D., Yong Hyun Kim, M.D., So Hyang Song, M.D., Chi Hong Kim, M.D., Hwa Sik Moon, M.D., Jeong Sup Song, M.D., Sung Hak Park, M.D. Department of Internal Medicine, College of Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea Nitric acid is an oxidizing agent used in metal refining and cleaning, electroplating, and other industrial applications. Its accidental spillage generates oxides of nitrogen, including nitric oxide (NO) and nitrogen dioxide (NO 2), which cause chemical pneumonitis when inhaled. The clinical presentation of a nitric acid inhalation injury depends on the duration and intensity of exposure. In mild cases, there may be no symptoms during the first few hours after exposure, or the typical symptoms of pulmonary edema can appear within 3-24 hours. However, in cases of prolonged exposure, progressive pulmonary edema develops instantaneously and patients may not survive for more than 24 hours. We report a case of a 44-year-old male who was presented with acute respiratory distress syndrome after nitric acid inhalation. He complained of cough and dyspnea of a sudden onset after inhaling nitric acid fumes at his workplace over a four-hour period. He required endotracheal intubation and mechanical ventilation due to fulminant respiratory failure. He was managed successfully with mechanical ventilation using positive end expiratory pressure and systemic corticosteroids, and recovered fully without any deterioration in his pulmonary function. (Tuberc Respir Dis 2005; 59: 690-695) Key words : Nitric acid, Chemical pneumonitis, Acute respiratory distress syndrome, Mechanical ventilation 서 론 증 례 질산은금속의정련, 도금, 세척등에쓰이는강산으로주로산업현장에서쓰이는데, 질산증기상태는질소산화물을생성하여폐에손상을주는것으로알려져있다. 저자들은보호장구없이질산을취급한후에급성으로발생한호흡곤란과기침을주소로내원하여급성호흡곤란증후군으로진행한환자에서기계환기와기관지확장제및스테로이드치료로후유증없이완전히회복된경험하였기에문헌고찰과함께보고하고자한다. Address for correspondence : Chi Hong Kim, M.D., Department of Internal Medicine, St. Vincent's Hospital, College of Medicine, The Catholic University of Korea, 93-6 Ji-dong, Paldal-gu, Sowon 442-723, Korea Phone : 031-249-7361 Fax : 031-253-8898 E-mail : chihongk@yahoo.co.kr Received : Sep. 13. 2005 Accepted : Oct. 13. 2005 환자 : 곽〇〇, 남자, 44세주소 : 내원하루전부터시작된기침을동반한호흡곤란현병력 : 평소건강했으며 3개월전부터하루 30분정도화학약품으로기계의얼룩을제거하는작업을해오던남자가내원하루전밀폐된금속탱크안에서보호장구없이 4시간가량질산을이용한세척작업을한후에기침과호흡곤란이발생하여타병원에서기도삽관후에본원응급실에방문하였다. 과거력 : 특이사항없음. 사회력 : 특이사항없음. 가족력 : 특이사항없음. 진찰소견 : 내원시혈압 80/50 mmhg, 맥박분당 140회, 호흡수분당 26회, 체온은 36.5 이었다. 청색증을동반한급성병색소견이었고, 의식은혼미하였으며, 기관내삽관을시행한채이송된상태였다. 경부림프절종대는없었으며, 결막창백이나공막황달 690

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 59. No. 6, Dec. 2005 (A) (B) Figure 1. Chest X-ray in a 44-year-old man who inhaled nitric acid fumes. A. The initial chest radiograph shows extensive bilateral consolidation without cardiomegaly or pleural effusion. B. Two days later, chest X-ray shows slight improvement of the consolidation. C. Eight days later, chest X-ray shows nearly normalized findings. (C) Table 1. Changes of arterial blood gas analysis findings. HD* #1 (Ambu bagging) HD #1 (CMV, 350cc, FiO 2=100%) HD #3 (CMV 350cc, FiO 2=55%, PEEP=15cmH 2O) HD #8 (Mask O 2 8L/min) HD #10 (O 2 free) ph 7.255 7.122 7.31 7.478 7.489 PaCO 2(mmHg) 49.2 66.2 52.3 43.5 35.3 PaO 2(mmHg) 31.1 69.7 62 92.2 77.7 HCO 3(mEq/L) 21.3 21.7 25.7 31.7 26.5 SaO 2(%) 54.2 89.1 89.4 97.6 96.8 HD*: hospital day 소견은관찰되지않았고, 흉부청진에서양측폐전체에서호흡음이감소되었고수포음이들렸다. 복부진찰에서는이상소견이없었다. 검사실소견 : 내원당시말초혈액검사에서백혈구는 23,340/mm 3 ( 호중구 84.9%, 림프구 5.9%, 단핵구 4.0%, 호산구 0.1%, 호염구 0.1%), 혈색소는 16.0 g/dl, 헤마토크리트 45.2%, 혈소판 209,000/mm 3 이었다. Ambu bagging을하면서시행한내원당시의동맥혈검사는 ph 7.26, PaCO 2 49.2 mmhg, PaO 2 31.1 mmhg, HCO 3 21.3 mmhg, SaO 2 54.2% 이었다. 즉시기계환기를시작하여일회호흡량 350 ml, 분당호흡수 20회, 흡입산소농도 100%, 호기말양압 (PEEP) 5 cmh 2 O, 용적통제강제환기법 (CMV, controlled mandatory ventilation) 으로기계호흡을한 20분후시행한동맥혈검사는 ph 7.12, PaCO 2 57.3 mmhg, PaO 2 66.2 mmhg, HCO 3 21.1 mmhg, SaO 2 89.1% 이었으며, 동맥혈산소분압과흡입산소농도의비 (PaO 2 / FiO 2 ) 는 66.2 mmhg 이었다. 생화학검사에서 BUN 12.4 mg/dl, Creatinine 0.8 mg/dl, 총빌리루빈 0.8 mg/dl, AST 29 IU/L, ALT 30 IU/L, Alkaline phosphatase 217 IU/L, ɤ-GTP 86 IU/L, LDH 611 IU/L, CPK 88 IU/L, Na 141 meq/l, K 3.9 meq/l, Cl 10 6 meq/l 였다. 요검사및혈액응고검사는정상소견이었다. 방사선소견 : 내원당시의단순흉부방사선검사에서양측폐야전체에걸쳐폐포성경화와미만성폐침윤의소견이보였으며심비대나흉수소견은보이지않았다 (Figure 1. A). 치료및경과 : 환자는중환자실에입원하여서도혈압및산소포화도가낮아혈관수축제를사용하고호기말양압을이용한기계환기및항생제, 기관지확장제, 스테로이드를사용하면서보존적인치료를하였다. 스테로이드는제2병일부터 3일간메틸프레드니솔론 125 mg을 6시간마다정주하였고, 그후이틀간격으로감량하여제 14병일부터프레드니솔론으로경구투여하였으며, 점차감량하여임상경과의호전 691

DS Kim et al. : Radiologic Findings of Bronchial Asthma (A) Figure 2. High resolution CT(HRCT) in a 44-year-old man who inhaled nitric acid fumes. A. HRCT taken two days after admission shows extensive air space consolidation, ground glass opacities, intralobular interstitial thickenings, and centrilobular nodular opacities. Intralobular interstitial thickenings and centrilobular nodular opacities are findings that suggest bronchiolitis. B. Eight days after admission, follow up HRCT shows that the previous extensive air space consolidation, ground glass opacities, and intralobular interstitial thickenings have been cleared. Some diffuse centrilobular nodular and branching linear opacities and ground glass opacities are still noted. (B) Table 2. Changes of pulmonary function test results. HD #9 HD #15 FVC Liters(%) 2.58(60%) 3.36(79%) FEV1 Liters(%) 2.08(63%) 3.05(92%) FEV1/FVC % 81 91 DLCO ml/mmhg/min 13.1(61%) 16.5(77%) 에따라 4주후에중단하였다. 입원 2일째부터의식이회복되면서혈압및산소포화도가회복되기시작하여혈관수축제및기계환기의흡입산소농도를줄이기시작하였다. 분당호흡수 20회, 흡입산소농도 55%, 호기말양압 15 cmh 2 O, CMV mode에서의동맥혈검사는 ph 7.38, PaCO 2 54.3 mmhg, PaO 2 69.5 mmhg, HCO 3 31.5 mmhg, SaO 2 94.2% 이었다. 단순흉부방사선검사에서경화와폐실질침윤의소견이양측폐전체에서보였으나내원당시보다호전된양상이었다 (Fig. 1. B). 고해상전산화단층촬영에서는양측폐야전체에경화및간유리음영이관찰되었으며, 종격동이나폐문림프절종대는없었다 (Figure 2. A). 입원 8일째기계환기를중단하고마스크로산소 8L/min 를투여하며시행한동맥혈검사에서 ph 7.48, PaCO 2 43.5 mmhg, PaO 2 92.2 mmhg, HCO 3 31.7 mmhg, SaO 2 97.6% 로호전된소견을보였다 (Table 1). 입원 9일째산소 5L/min 투여에도산소포화도가잘유지되어일반병실로옮겼으며, 입원 10일째산소 투여없이시행한동맥혈검사에서저산소증의소견은없었다. 이당시시행한단순흉부방사선검사에서는침윤이거의소실된상태였다 (Figure 1. C). 흉부청진에서도약간의수포음만있었다. 추적고해상전산화단층촬영에서는폐전체의침윤이거의소실되어혈관및기관지의구분이확실해졌다 (Figure 2. B). 이당시폐기능검사에서노력성폐활량 2.58 L ( 예측치의 60%), 1초간노력성호기량 2.08 L( 예측치의 63%), 1초간노력성호기량의노력성폐활량에대한비 81%, DL CO 13.1 ml/mmhg/min( 예측치의 61%) 이었다. 입원 15일째시행한추적폐기능검사에서는노력성폐활량 3.36 L( 예측치의 79%), 1초간노력성호기량 3.05 L( 예측치의 92%), 1초간노력성호기량의노력성폐활량에대한비 91%, DL CO 16.5 ml/mmhg/min( 예측치의 77%) 로호전된소견보였다 (Table 2). 입원 16일째퇴원하여현재별다른후유증없이정상생활을하고있으며외래경과관찰중이다. 692

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 59. No. 6, Dec. 2005 고찰화학성폐렴은독성화학물질을흡인하여발생하는것으로, 흔하지않지만직업성폐질환의중요한원인이다. 화학성폐렴을유발하는물질은크게유기화합물과무기화합물로나눌수있다. 무기화합물에는금속류인카드뮴, 수은, 니켈, 바나듐 (vanadium) 등과, 가스종류인암모니아 (ammonia), 염소 (chlorine), 황화수소 (hydrogen sulfide), 포스겐 (phosgene), 이산화유황 (sulfur dioxide), 그리고본증례의질소산화물 (nitrogen oxides) 이있다 1. 흡인된독성물질은기도점막을직접적으로자극하여염증반응을일으키는데, 암모니아같은용해도가높은가스는폐포에도달하기전에상기도점막을자극하여하기도의손상은거의없는것이특징이다. 그러나고농도가흡인될경우에는폐부종을일으키기도한다. 반면에질소산화물같이용해도가낮은가스는원위기도에도달하여즉각적으로또는지연성으로폐부종을일으킨다. 독성물질은기도뿐만아니라위장관, 점막또는피부를통해서도흡수되고, 흡수된물질은직접적으로또는대사산물을통해서폐에영향을미친다. 고농도의독성물질은기도로부터산소를제거하여질식을유발하기도한다 1. 질산은금속을순화, 세척, 전기도금하는데사용되는강력한산화제로서염료, 화학비료, 셀룰로이드, 옻등의제조공장에서일하는사람, 식품표백을하는사람, 소방수등이직업적으로질산노출의위험이있다 2. 질산은공기중의산소또는금속과반응하여일산화질소 (nitric oxide) 를생성하고, 일산화질소는다시공기중의산소와결합하여이산화질소 (nitric dioxide) 를생성한다. 일산화질소와이산화질소두가지증기는물에용해되지않기때문에눈의결막이나구강, 인두에는자극적이지않아서, 노출초기에는환자가인식을하지못한다. 두증기는기도점막을자극하고하기도의염증반응을일으키며, 유리산소기를생산하여폐의지질을과산화시킨다. 이산화질소의경우폐의계면활성제의활동을저해하고콜라겐을분해한다 2,3. 도시지역이나실내의공기중에존재하는저농도의이산화질소는천식등의폐질환을악화 시킨다 4. 5 ppm 이상의이산화질소를흡입시킨동물에서는기도의상피세포탈락과제 2형상피세포의증식과염증, 폐부종이발생한다 5. 고농도의일산화질소와이산화질소를흡인하였을경우매우진행이빠르고치명적인폐부종이발생하는데, 이는폐포와모세혈관사이의막이손상되어미세혈관의투과성이증가하기때문으로 6, 질산가스흡입후급격하게진행된폐부종으로사망한세사람을부검한증례보고에서는전자현미경사진에서폐포모세혈관내에괴사된내피세포와호중구가많이포함되어있었다 7. 이호중구에서분비된효소와유리산소기, 누출된혈장성분내의매개물질들이활성화되어이산화질소가유발한미세혈관의손상을증폭시키거나진행시킨다. 부종액에는혈장의알부민과 IgG, IgM, 섬유소원등이들어있는데이는모세혈관의투과성이증가되었음을의미한다. IgM과섬유소원은주로폐포관에, IgG와알부민은주로부종액에분포하고있다 7. 질산증기흡입후나타나는임상양상은노출된기간과강도에따라다르다. 질산에급성으로노출된경우, 일산화질소는 25 ppm, 이산화질소는 5 ppm에서독성을나타내며 100-150 ppm에서는 30-60분내에, 200-700 ppm에서는노출직후에치명적인독성을나타낸다 8. 전형적인임상양상은 3기로나눌수있다. 처음에는질산증기가상기도에경한자극을일으키고, 이어수시간내에증상이발생하기시작하나경한환자에서는증상이없을수있다. 3-24시간의잠복기이후에는폐부종의증상이발생하는데, 심하게노출된경우에는급격하게폐부종이진행하여 24 시간내에사망하기도한다 8. 기도의자극후에나타나는반응은네가지양상을나타낸다. 질식또는기관지경련에의한급사, 다량노출된경우에수시간의잠복기이후의폐포손상과급성폐부종이나타나는경우, 급성노출에서완전히회복되고수주뒤에열, 오한, 기침, 호흡곤란등의증상이발생하고부신피질호르몬으로치료하여증상이완화되는가역적인폐쇄성세기관지염이나타나는경우, 그리고기관지확장제나부신피질호르몬치료에반응이없거나미약한비가역적인폐쇄성세기관지염이나타나는경우이다 1. 본증례는질산증기흡입에의한화학성폐 693

DS Kim et al. : Radiologic Findings of Bronchial Asthma 렴으로, 위에서기술한네가지임상양상중급격한폐부종으로진행하는양상을보였으며, 고해상전산화단층촬영에서세기관지염의소견인소엽내간질비후와중심소엽혼탁소견이있었으나기관지확장제와부신피질호르몬치료로호전되었다. 화학성폐렴의진단에는직업력과이학적검사, 방사선검사가중요하다. 방사선검사에서단순흉부촬영이가장중요하고, 전산화단층촬영은폐실질의병변범위가확실하지않을경우도움이되며, 고해상전산화단층촬영은기관지확장증, 폐쇄성세기관지염등의합병증의평가에도움이된다 9. 폐기능검사에서는폐탄성의감소, 환기-관류비의불균형, 확산능의감소소견이나타난다. 최대중간호기유출속도 (Maximum mid-expiratory flow rate, MMFR) 의감소가많은환자에서관찰되며폐활량은비교적잘유지된다 10. 본증례에서는호흡성산혈증의소견을주로보였는데이는급성호흡곤란증후군으로인한사강의증가로고이산화탄소혈증이발생하였기때문이다. 한편, 이산화질소증기흡입에의해발생하는사일로충만가스병 (Silo-filler's disease) 에서는이산화질소가체액에용해되어질산및아질산을형성하고, 조직내의심한저산소증으로인하여이차적인젖산산증이동반되어대사성산혈증이관찰될수도있다 11,12. 또한본증례에서저혈압이발생한것은질산이온과아질산이온의혈관확장작용과 12 급성호흡곤란증후군초기에폐포모세혈관내피세포와폐포상피세포가손상되어체액이간질과폐포로이동하여축적됨에따라발생하는혈량저하증이동반되었기때문으로생각된다. 이는일반적인흡입성폐렴에서도나타나는저혈압의중요한기전중하나이다. 질산증기흡입에의한화학성폐렴의치료에있어서는동맥혈저산소증을교정하는것이중요하다. 미세혈관투과성이증가하여폐부종이발생한경우에는급성호흡곤란증후군에준하여기계환기과호기말양압, 역위비환기 (inverse ratio ventilation), 계면활성제의투여와체외순환 (extracorporeal membrane oxygenation) 등의방법을사용한다 2. 기관지경련이심한경우아미노필린과같은기관지확장제를사용 한다. 스테로이드의사용이생존률에미치는영향에대해서는다소논란이있으나급성기의폐부종이나후기의폐쇄성세기관지염이발생한경우에치료에도움이된다는보고가있다 13. 예방적항생제의사용이임상적회복에도움이된다는증거는아직없다. 오히려저항균주의출현을초래하므로항생제의예방적사용은자제되어야하고, 방사선학적으로새로운폐침윤, 발열, 백혈구증가증, 화농성객담등의감염을시사하는소견이있는경우에만사용되어야한다 14. 국내에서는질산증기흡입에의해발생한폐렴에서산소와항생제, 기관지확장제의사용만으로임상경과가호전된예를보고한바있다 15. 본증례는화학성폐렴이급성호흡곤란증후군으로진행하여기계환기와호기말양압치료를시행하였고, 고해상전산화단층촬영에서세기관지염을시사하는소견이있어서전신적스테로이드를병합투여한뒤임상적으로호전되었다. 요약질산은금속의순화, 세척, 전기도금에사용되는산화제로서공기나금속과반응하여발생하는증기를흡입하는경우화학성폐렴을유발할수있다. 44세남자가보호장구없이질산을이용하여기계얼룩제거작업을 4시간가량한후, 기침과호흡곤란이발생하여내원하였다. 내원당시혈압 80/50 mmhg, 맥박수분당 140회, 호흡수분당 26회, 체온은 36.5 이었다. 내원직후 Ambu bagging을하면서실시한동맥혈검사에서 ph 7.26, PaCO 2 49.2 mmhg, PaO 2 31.1 mmhg, HCO 3 21.3 mmhg, SaO 2 54.2% 로호흡성산증과저산소증이나타났으며, 흉부방사선검사에서양측폐야의폐포성경화와미만성폐침윤이관찰되어임상적으로급성호흡곤란증후군으로진단되었다. 환자는호기말양압을이용한기계환기및항생제, 기관지확장제, 전신적인스테로이드치료후완전히회복하였으며추적흉부방사선검사와고해상전산화단층촬영및폐기능검사에서도합병증없이모두호전되었기에이를보고하는바이다. 694

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