ORIGINAL ARTICLE ISSN (Print) 2005-3673 ISSN (Online) 2093-758X 대한간호학회지제 44 권제 2 호, 2014 년 4 월 J Korean Acad Nurs Vol.44 No.2, 149-158 기관내흡인유형이인공호흡기대상자의폐기능과저산소혈증에미치는효과 이은영 1 김수현 2 1 영남대학교의료원, 2 경북대학교간호대학 Effects of Open or Closed Suctioning on Lung Dynamics and Hypoxemia in Mechanically Ventilated Patients Lee, Eun Young 1 Kim, Su Hyun 2 1 Youngnam Medical Center, Daegu 2 College of Nursing, Kyungpook National University, Daegu, Korea Purpose: This study was conducted to compare effects of open and closed suctioning methods on lung dynamics (dynamic compliance, tidal volume, and airway resistance) and hypoxemia (oxygen saturation and heart rate) in mechanically ventilated patients. Methods: This study was a cross-over repeated design. Participants were 21 adult patients being treated with endotracheal intubation using a pressurecontrolled ventilator below Fraction of Inspired Oxygen (FiO2) 60% and PEEP 8 cmh2o. Data were collected at baseline and 1, 2, 3, 4, 5, and 10 minutes after suctioning. Data were analyzed using two-factor ANOVA with repeated measures on time and suctioning type. Results: Effects of the interaction between suction type and time were significant for oxygen saturation and heart rate but not significant for dynamic compliance, tidal volume, or airway resistance. Prior to performance of suctioning, tidal volume and oxygen saturation were significantly lower, but airway pressure and heart rate were significantly higher using the closed suctioning method as compared with the open suctioning method. Conclusion: For patients on ventilator therapy below FiO2 60% and PEEP 8cmH2O, open suctioning performed after delivery of 100% FiO2 using a mechanical ventilator may not have as much negative impact on lung dynamics and hypoxemia as closed suctioning. Key words: Airway resistance, Anoxia, Suction, Lung compliances 서론 1. 연구의필요성기관내흡인은기관내로흡인카테터를삽입하여기관내에축적된분비물을음압을이용하여무균적으로제거하는과정으로 [1], 인공호흡기치료를받는환자의기도개방성을유지하고객담정체로인한저산소증과무기폐를예방하는중요한간호행위이다 [2]. 그러나기관내흡인은저산소혈증과심부정맥, 인공호흡기관련폐렴등의부작용을흔히초래하는것으로알려져있다 [3]. 기관내흡인과정에서폐내공기가함께흡인되면서폐포가허탈되어저산소혈증이발생할수있으며, 이는심박동수증가나심부정맥발생위험 주요어 : 기도저항, 저산소혈증, 흡인, 폐유순도 * 이논문은제 1 저자이은영의석사학위논문을수정하여작성한것임. *This manuscript is a revision of the first author s master s thesis from Kyungpook National University. Address reprint requests to : Kim, Su Hyun College of Nursing, Kyungpook National University, 101 Dongin-2ga, Jung-gu, Daegu 700-422, Korea Tel: + 82-53-420-4928 Fax: + 82-53-421-2758 E-mail: suhyun_kim@knu.ac.kr Received: December 16, 2013 Revised: December 30, 2013 Accepted: February 18, 2014 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution NoDerivs License. (http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0) If the original work is properly cited and retained without any modification or reproduction, it can be used and re-distributed in any format and medium. 2014 Korean Society of Nursing Science
150 이은영 김수현 을증가시키고 [4], 기도가오염될경우인공호흡기관련폐렴을초래하고기관지분비물로인해병원환경을오염시킬수있다 [5]. 인공호흡기치료를받는환자들에게는개방형또는폐쇄형방법중선택하여기관내흡인을시행하게된다. 대상자로부터인공호흡기를분리한후기도를흡인하는개방형방법은폐쇄형방법에비해분비물을더많이제거할수있는반면 [6], 폐유순도, 일회호흡량및산소포화도를감소시키는단점이있다 [7]. 최근실무가이드라인에서는이러한개방형흡인의부작용을줄이기위하여고농도산소나높은호기말양압을적용하도록하고있으며, 폐포모집해제 (derecruitment) 의위험이높은환자에게는인공호흡기를분리하지않는폐쇄형흡인을권장하고있지만 [8], 아직이에대한근거가불충분하고최근이와상반되는연구들이제시되고있어서추가연구가필요한상황이다 [9]. 개방형과폐쇄형흡인과관련한선행연구를보면, 개방형또는폐쇄형흡인에따른저산소혈증과심혈관계불안정의부작용을비교하는연구가대부분이었다 [3,6,10-12]. 주로선행연구에서는폐쇄형흡인이개방형흡인에비해산소포화도와심박동수의변화에대한부정적영향이적었으며, 이에따라인공호흡기를사용하는환자에게폐쇄형흡인법을사용하도록권고하고있다 [3,11]. 그러나이연구들에서는기관내흡인을시행하기전에과산소화를시행하지않거나엠부백을이용하여과산소화를시행하였기때문에 [13], 인공호흡기를이용하여과산소화를시행하도록권고한최근기관내흡인가이드라인 [8] 과는다소차이를보이고있다. 한편, 최근국외연구에서는기관내흡인으로인한저산소혈증이외에도동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항등폐기능에미치는영향에대해관심을기울여야한다고제시하고있다 [7,14,15]. 기관내흡인을하는동안폐포허탈이발생되면동적폐유순도의감소로이어지게되는데, 이는폐와흉벽의탄력성의감소를의미하는것으로서반복적인발생은무기폐의위험을증가시킬수있다 [15,16]. 아직까지국내외적으로인공호흡기대상자에서개방형과폐쇄형흡인술이폐기능에미치는영향에관한연구는매우미비하며, 최근기관내흡인가이드라인에따라흡인술을시행한후저산소혈증및폐기능에대한영향을비교한연구도찾아보기어려운상황이다. 특히, 최근에는폐보호전략으로압력조절인공호흡기를많이적용하고있으나 [17], 기관내흡인에대한선행연구에서는대부분용적조절인공호흡기사용환자를대상으로이루어졌다 [3,6,10,12,18]. 압력조절인공호흡기는기도내분비물이정체되면기도저항의증가나일회호흡량의감소가특징적으로발생할수있으며, 일반적으로흡인후일회호흡량이증가하고기도저항이감소할것으로기대되고있다 [8]. 그러나압력조절인공호흡기대상자에관한선행연구를보면, 개방형과폐쇄형기관내흡인이후폐유순도 는모두감소하였지만산소포화도는유의하게감소되지않았다는일부연구결과 [7,14] 와개방형기관내흡인은폐쇄형보다폐유순도와산소포화도, 1회호흡량이더많이감소하였다는연구결과 [18,19] 등이불일치하는것으로나타나개방형과폐쇄형기관내흡인에관한더많은연구가필요한실정이다. 따라서, 본연구에서는압력조절인공호흡기를사용하는성인환자를대상으로개방형과폐쇄형기관내흡인이폐기능과저산소혈증에미치는영향을비교하고자하였다. 2. 연구목적본연구의구체적인목적은다음과같다. 첫째, 개방형기관내흡인과폐쇄형기관내흡인간에흡인후폐기능, 즉동적폐유순도, 일회호흡량및기도저항의변화량의변화를비교한다. 둘째, 개방형기관내흡인과폐쇄형기관내흡인간에흡인후저산소혈증, 즉산소포화도, 심박동수의변화를비교한다. 3. 용어정의 1) 동적폐유순도 (Dynamic compliance) 공기의흐름이있을때 1cmH 2O의압력변화시나타나는폐용적의변화로기도저항상태를포함한폐와흉벽탄력의적절성을의미한다 [17]. 본연구에서조작적정의는대상자의폐와흉벽에대해 Evita 4 edition (Draeger, Lubeck, Germany) 인공호흡기모니터에서 ml/ cmh 2O 단위로제시된값이다. 2) 일회호흡량 (Tidal volume) 일회호흡에의해서흡기되거나호기되는공기의양이다 [16]. 본연구에서조작적정의는대상자의일회호흡에의해호기되는공기의양에대해 Evita 4 edition 인공호흡기모니터에서 ml 단위로제시된값이다. 3) 기도저항 (Airway resistance) 흡기동안에기도를통과하는공기의흐름에대한저항 (Rinsp) 을말한다 [16]. 본연구에서조작적정의는흡기시공기흐름에대한저항에대해 Evita 4 edition 인공호흡기모니터에서 cmh 2O/L/sec 단위로제시된값이다. 4) 산소포화도 (Oxygen saturation) 혈색소와실제로결합한산소의양 (%) 으로, 일반성인의정상수
기관내흡인유형이인공호흡기대상자의폐기능과저산소혈증에미치는효과 151 치는 97-100% 이다 [16]. 본연구에서조작적정의는 Philips IntelliVue MP20 (Philips, Böblingen, Germany) 의맥박산소계측기를이용하여동맥혈헤모글로빈의기능적산소포화도를 % 로측정한값이다 [16]. 5) 심박동수 (Heart rate) 심장의수축과이완에따라심전도상의 P wave나 R wave의간격으로측정되는분당횟수로서, 본연구에서조작적정의는 Philips IntelliVue MP20 모니터를이용하여측정한값을말한다. 간호협회 (American Association for Respiratory Care) 의최신흡인프로토콜 [8] 에따라시행하였으며, 흡인전후에인공호흡기의흡인용고농도산소단추를눌러 30초간고농도산소를제공하였고, 10-15 초동안 150 mmhg 이하의흡인압을적용하여무균적방법으로 1 회흡인을시행하였다. 본연구중재는대상자의인공호흡기모드조절이없는시간인오후 5시이후전후에시행하였다. 3. 연구대상 6) 압력조절인공호흡기 (Pressure - controlled mechanical ventilator) 특정한양압을전달하도록장치되어있어서미리정해진기도압력에도달할때까지폐에공기가전달되고, 미리정해진압력에도달하면호기가시작되도록구조화된인공호흡기이다 [20]. 연구방법 1. 연구설계본연구설계는개방형과폐쇄형기관내흡인이동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항, 산소포화도및심박동수에미치는영향을규명하기위한교차반복실험설계 (Cross-Over Repeated Design) 이다 (Figure 1). 2. 연구중재무작위순번교체법 (counter balancing) 을이용하여입원순서대로번호를매겨홀수번 (A군 ) 은개방형흡인술을, 짝수번 (B군) 은폐쇄형흡인술을먼저시행하였다. 처치로인한이월효과 (Carry over effect) 를배제하기위해개방형흡인과폐쇄형흡인간에 1시간의유실기 (washout period) 를두었다. 기관내흡인을시행함에있어서, 시행 5분전부터대상자에게어떠한외부의자극도주지않았으며, 기관내흡인을시행하기직전에대상자의동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항, 산소포화도및심박동수를측정하여기록하였다. 기관내흡인은미국호흡기계 본연구의대상자는 D시에소재한일개대학병원의내과계중환자실에입실하여기관내삽관을통해인공호흡기치료를받고있는환자로다음조건을만족한자였다. 대상자선정기준은 1) Evita 4 edition 인공호흡기를적용하고있는만 20세이상성인, 2) 인공호흡기의모드가압력조절인공호흡기 (PCV+Assist) 인자, 3) 인공기도의내관이 7.5 mm 또는 8.0 mm를사용중인자, 4) 활력징후가안정적인자, 5) Midazolam 또는 Propofol 과 Remifentanyl 을투여받고있는자, 6) Ramsay sedation score가 2-3점으로지속적인진정상태이고자발호흡이거의없는자였다. 대상자제외기준은 1) 인공호흡기설정이호기말양압 (PEEP) 이 8 cmh 2O 이상이거나흡입산소농도 (FiO 2) 60% 초과인경우인공호흡기분리시폐포허탈의위험을고려하여 [21] 윤리적측면에서대상자보호를위하여제외하였으며, 2) 1시간이내에흡인을여러번필요로하는대상자도제외하였다. 본연구대상자수는 G*power 프로그램을이용하였을때반복요인이 2개 ( 처치, 시점 ) 인반복측정분산분석 (Repeated measures ANOVA) 에서처치수준이 2개, 시점이 6회이고유의수준 α=.05, power=.80이며, 개방형과폐쇄형흡인간산소포화도변화에대한효과크기를선행연구 [11] 에근거하여 0.11, 시점간상관관계를 0.1 로설정하였을때, 최소 18명으로산정되었다. 본연구에서는대상자의탈락률을고려하여 21명을대상으로연구를시행하였으며, 최종 21명이모두분석에포함되었다. 4. 연구도구본연구에서폐기능, 즉동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항은 Order Baseline Treatment After suction Wash-out period Baseline Treatment After suction Group A O1 OS O2, O3, O4 O5, O6, O7 1 hour O8 CS O9, O10, O11 O12, O13,O14 Group B O1 CS O2, O3, O4 O5, O6, O7 1 hour O8 OS O9, O10, O11 O12, O13,O14 OS=Open suction; CS=Closed suction; O1, O8=Baseline; O2, O9=1 min; O3, O10=2 min; O4, O11=3 min; O5, O12,=4 min; O6, O13=5 min; O7, O14=10 min. Figure 1. Research design.
152 이은영 김수현 Evita 4 edition 인공호흡기모니터로측정하였고 [22], 저산소혈증, 즉산소포화도, 심박동수는 Philips IntelliVue MP20 모니터로측정하였다 [23]. 대상자에게인공호흡기를연결하기전에모두 calibration 을시행하였다. 동적폐유순도는대상자의폐와흉벽의탄력성에대해 ml/ cmh 2O 단위로제시한값으로측정하였으며, 정상범위는 35-50 ml/ cmh 2O이다 [24]. 일회호흡량은대상자의일회호흡에의해호기되는공기의양을 ml 단위로측정하였으며, 정상인에서는 6-8 ml/kg 정도가정상수준이다. 일회호흡량에대한 Evita 4 인공호흡기의정확도는설정값 ±25 ml로보고되었다 [22]. 기도저항은흡기시공기기류에대한저항 (Rinsp) 을나타낸다. 선행연구에서폐질환이없고기관내삽관이되어있는환자의기도저항은대략 4-6 cmh 2O/L/sec 가량이며, 인공호흡기를적용하는경우에는공기기류 (flow) 와압력 (pressure) 에의해기도저항값이높아질수있다고하였다 [16]. 본연구에서사용한 Evita 4 인공호흡기의정확도는자발호흡이있을경우측정값의 ±20% 로보고되었지만 [22], 본연구에서는자발호흡이거의없는환자들을대상으로하였기때문에정확도는이보다훨씬높을것으로판단되었다. 산소포화도는일반성인의정상범위가 97-100% 이다. Philips IntelliVue MP20 모니터의정확도는측정값 ±2.5%(70% to 100%) 였다 [23]. 심박동수는심전도그래프상의 RR간격이나 PP간격을파악하여측정한값으로, 본연구에서사용한 Philips IntelliVue MP20 모니터의정확도는측정값 ±1% 였다 [23]. 5. 자료수집방법본연구의자료수집은 2012년 6월 10일부터 2013 년 3월 25일까지대구소재대학병원의내과계중환자실에서이루어졌으며, 해당병원의연구윤리위원회의승인 (IRB No. YUH-12-0353-O24) 을받고보호자의서면동의를받은후실시하였다. 기관내흡인은중환자실에서 17년간근무하고중환자전문간호사자격을소지한연구책임자가시행하였다. 각시점별변수값을측정하기전에자료수집자 1인에게각기관내흡인방법에따른자료수집시점과자료수집방법에대한교육을시행하였다. 구체적으로, 개방형흡인은흡인이끝난후인공호흡기를연결한시점부터, 폐쇄형흡인은흡인이끝난후카테터의잠금장치를잠그는시점부터스톱워치를이용하여 1분, 2분, 3분, 4분, 5분, 10분이경과한시점에자료를수집하였다. 심전도모니터에나타나는변수값은해당시점에즉시자료수집용지에기록하였고, 인공호흡기모니터에나타나는변수값은각자료수집시점에사진을촬영하였고각대상자로부터자료수집이끝난후에자료수집용지에기록하였다. 6. 자료분석방법대상자의일반적특성, 질병관련특성은실수와백분율, 평균과표준편차를산출하였다. 먼저, 처치로인한이월효과존재여부를확인하기위하여개방형흡인술을먼저시행한후폐쇄형흡인술을시행한 A 그룹과폐쇄형흡인술을먼저한후개방형흡인술을시행한 B 그룹간에동일방법의흡인이전에변수값이동질함을 t- test로검증하였다 [25]. 처치로인한이월효과가없음을확인한후에, 개방형흡인또는폐쇄형흡인간흡인전기준시점에동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항, 산소포화도, 심박동수의동질성을대응 t-test로검증하였다 [25]. 개방형흡인술과폐쇄형흡인술에대해처치와시간에따른변화량을살펴보기위해반복요인이 2개 ( 처치, 시간 ) 인반복측정분산분석 (two-way ANOVA for repeated measures) 를실시하였다 [26]. 반복측정분산분석결과상호작용효과가유의하게나타난경우시점별로대응별비교를하였으며, 다중비교에대해 Bonferroni correction을하였다. 추가적으로, 개방형흡인술과폐쇄형흡인술이후각시점별로기준시점대비변화량 (%) 을대응 t-test와 Bonferroni correction 을이용하여분석하였다. 수집된자료는 SPSS 19.0 통계프로그램을이용해서분석하였다. 연구결과 1. 대상자의일반적특성본연구대상자는남자 14명 (66.7%), 여자 7명 (33.3%) 이었고, 평균연령은 63.14±17.67 세였다 (Table 1). 진단명은폐렴 14명 (66.7%), 만성폐쇄성폐질환 1명 (4.8%), 폐부종 2명 (9.5%), 급성약물중독 1명 (4.8%), 말초 T-세포림프종 1명 (4.8%), 용혈성요독증후군 1명 (4.8%), 일산화탄소중독 1명 (4.8%) 이었다. 흡입산소농도는 31-40% 가 10명 (47.6%) 으로가장많았고, 21-30% 가 5명 (23.8%), 41-50% 와 51-60% 가각각 3명 (14.3%) 이었다. 호기말양압수치는 0-4 cmh 2O가 7명 (33.3%), 5-8 cmh 2O는 14명 (66.7%) 이었다. 대상자의 APACHE Ⅱ점수는 10-14 점이 38.1% 로가장많았다. 2. 처치의이월효과및동질성검정교차설계에서처치로인한이월효과의존재여부를확인하기위하여 t-test를시행한결과 (Table 2), 모든결과변수에서이월효과는없었다. 또한, 개방형흡인술과폐쇄형흡인술적용전기준시점에서종속변수의동질성을대응 t-test로검증한결과 (Table 2), 개방형
기관내흡인유형이인공호흡기대상자의폐기능과저산소혈증에미치는효과 153 흡인과폐쇄형흡인간에동적폐유순도는유의한차이가없었으나 (t=1.51, p=.148), 일회호흡량, 기도저항, 산소포화도, 심박동수는유 의한차이가있는것으로나타났다 (t= -6.97~2.29, p<.05 for all). 3. 개방형또는폐쇄형흡인전후폐기능 흡인전후폐기능의변화는 Figure 2 와같다. 첫째, 개방형또는폐 쇄형흡인전후시간에따른동적폐유순도 (ml/cmh 2O) 를보면, 개 방형흡인술의경우, 흡인전에평균 35.11±14.31 에서흡인 1 분후 35.63±15.62 로약간증가하였다가점차감소하여 10 분후에는 34.22 ±14.21 로나타났다. 폐쇄형흡인술의경우, 흡인전에는 32.82± 15.62 였다가흡인 2 분후에 31.26±14.05 로감소하였으나점차재증 가하여 10 분후에는 34.37±17.48 이었다. 그러나동적폐유순도에대한개방형또는폐쇄형흡인유형과 시간의상호작용효과는유의한차이가없었고 (F=1.04, p =.443), 흡 인유형의주효과와시간의주효과모두통계적으로유의한차이가 Table 1. Characteristics of the Participants (N =21) Characteristics Categories n (%) or M±SD Gender Male Female 14 (66.7) 7 (33.3) Age (year) 63.14±17.67 Diagnosis Pneumonia Chronic obstructive pulmonary disease Pulmonary edema Non-pulmonary disease FiO2(%) 21-30 31-40 41-50 51-60 PEEP (cmh2o) 0-4 5-8 APACHE II score 5-9 10-14 15-19 20-24 FiO2=Fraction of inspired oxygen; PEEP=Positive end expiratory pressure; APACHE II=Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II. 14 (66.7) 1 (4.8) 2 (9.5) 4 (19.0) 5 (23.8) 10 (47.6) 3 (14.3) 3 (14.3) 7 (33.3) 14 (66.7) 1 (4.8) 8 (38.1) 7 (33.3) 5 (23.8) 없었다 (F=2.44, p =.134; F=1.15, p =.383, respectively). 추가적으로, 흡인전기준시점대비흡인후각시점별동적폐유순도변화량 (%) 을개방형과폐쇄형흡인간에비교한결과, 모든시점에서두방법간에통계적으로유의한차이가없었다 (t= -1.51~1.45, p>.05 for all). 둘째, 개방형또는폐쇄형흡인전후시간에따른일회호흡량 (ml) 을보면, 개방형흡인술의경우, 흡인전평균 450.81± 98.75에서흡인 1분후 453.81±105.38 로약간증가하였고, 이후소량의감소와증가가있었으나큰변화는없었으며 10분후에는 444.00±108.73 이었다. 폐쇄형흡인술의경우, 흡인전 411.52±86.70 에서흡인 1분후 412.38±83.52 로약간증가하였다가 2분후 396.29±83.58 로감소한후다시증가하여 10분후에는 430.00±113.53 로나타났다. 그러나일회호흡량에대한흡인유형과시간의상호작용효과는유의하지않았고 (F =1.05, p =.432), 시간의주효과도유의한차이가없었으나 (F= 0.89, p =.527), 흡인유형의주효과는통계적으로유의한차이가있었는데일회호흡량은개방형흡인에서폐쇄형흡인보다더높았다 (F=5.85, p =.025). 추가적으로, 흡인전기준시점대비흡인후각시점별일회호흡량의변화량 (%) 을개방형과폐쇄형흡인간에비교한결과, 모든시점에서두방법간에유의한차이가없었다 (t = -1.50~1.25, p>.05 for all). 셋째, 개방형또는폐쇄형흡인이후시간에따른기도저항 (cmh 2O/L/sec) 은개방형흡인술의경우흡인전 14.06±6.07 에서흡인 1분후에 13.41±5.62 로약간감소하였으나이후큰변화가없었다. 폐쇄형흡인술의경우, 흡인전 20.66±5.65에서흡인 1분후 20.20±5.62 로거의변화가없었고이후에도큰변화가없었다. 그러나기도저항에대한흡인유형과시간의상호작용효과는유의하지않았고 (F=1.84, p=.159), 시간의주효과도유의한차이가없었지만 (F=1.23, p =.296), 흡인유형의주효과는통계적으로유의하였고기도저항은개방형흡인에서폐쇄형흡인보다더낮았다 (F=52.07, p<.001). 또한, 흡인전기준시점대비흡인후각시점별기도저항변화량 (%) 을개방형과폐쇄형흡인간에비교한결과, 모든시점에서두방법간에유의한차이가없었다 (t= -1.60~-0.32, p>.05 for all). Table 2. Homogeneity Validation Between the Baselines of Open Suction and Closed Suction (N =21) Characteristics Open suction Closed suction Paired t-test Carry-over effect* M±SD M±SD t (p) t (p) Dynamic compliance 35.14±14.31 32.82± 15.62 1.51 (.148) -0.38 (.708) Tidal volume 450.81± 98.75 411.52± 86.70-6.97 (<.001) 0.12 (.904) Airway resistance 14.06± 6.07 20.66± 5.65 2.29 (.033) -0.14 (.891) Oxygen saturation 97.90± 2.01 97.43± 2.29 2.23 (.038) 0.28 (.783) Heart rate 77.52±15.38 80.33± 15.88-2.48 (.022) 0.11 (.915) *Carry-over effect from open or closed suction.
154 이은영 김수현 4. 개방형또는폐쇄형흡인전후저산소혈증 개방형또는폐쇄형흡인이후시간에따른저산소혈증은 Figure 3과같다. 첫째, 평균산소포화도 (%) 는개방형흡인술의경우, 흡인전 97.90±2.61 에서흡인 1분후에 98.76±1.90 으로증가하였다가점차감소하기시작하여 10분후에는 97.67±2.67 이었다. 폐쇄형흡인술의경우, 흡인전에 97.43±2.29 였다가흡인 1분후에 99.48±1.37 로증가한후점차감소하기시작하여 10분후에는 97.52±2.29 였다. 산소포화도에대한흡인유형과시간의상호작용효과는통계적으로유의하였고 (F = 4.21, p =.011), 시간의주효과는유의하였으나 (F = 4.20, p =.011) 흡인유형의주효과는유의하지않았다 (F =1.84, p =.190). 각시점별두방법간대응별다중비교를한결과, 산소포 A. Dynamic compliance. B. Tidal volume. A. Oxygen saturation. C. Airway pressure. Figure 2. Lung dynamics after open or closed suction. B. Heart rate. Figure 3. Hypoxemia after open or closed suction.
기관내흡인유형이인공호흡기대상자의폐기능과저산소혈증에미치는효과 155 화도는흡인전시점에개방형흡인 (M= 97.91, SE=.57) 에서폐쇄형흡인 (M= 97.43, SE=.50) 보다유의하게더높았고 (F= 4.95, p=.038) 흡인 1분후시점에는개방형흡인 (M= 98.76, SE=.41) 에서폐쇄형흡인 (M= 99.48, SE=.30) 보다유의하게더낮았지만 (F=11.72, p =.003), 흡인 2분후부터는유의한차이가없었다. 또한, 흡인전기준시점대비각시점별산소포화도변화량 (%) 을개방형과폐쇄형흡인간에비교한결과, 흡인 10분후 (t = -1.06, p =.304) 를제외한모든시점에서폐쇄형흡인에서산소포화도변화량이유의하게더많았다 (t= - 3.78~-2.30, p<.05). 둘째, 개방형또는폐쇄형흡인이후시간에따른심박동수는개방형흡인술의경우, 대상자의평균심박동수 ( 회 / 분 ) 는흡인전 77.52±15.38 에서흡인 1분후 83.57±15.69 로증가하였다가점차감소하여 10분후에는 78.14±16.37 이었다. 폐쇄형흡인술의경우에도흡인전 80.33±15.88에서흡인 1분후 84.00±16.03으로증가한후점차감소하여 10분후에는 80.52±16.57이었다. 심박동수에대한흡인유형과시간의상호작용효과는통계적으로유의하였고 (F=3.39, p =.026), 시간의주효과 (F= 2.74, p=.053) 와흡인유형의주효과는통계적으로유의하지않았다 (F= 2.58, p=.124). 각시점별로두방법간대응별다중비교를한결과, 심박동수는흡인전시점에개방형흡인 (M = 77.53, SE =3.36) 에서폐쇄형흡인 (M = 80.33, SE=3.47) 보다유의하게더낮았지만 (F = 6.15, p =.022) 이후부터는유의한차이가없었다. 추가적으로, 흡인전측정값을기준으로흡인후각시점별로심박동수변화량을개방형과폐쇄형흡인간에비교한결과, 흡인 1분후시점 (t= 2.43, p=.025) 에는개방형흡인에서변화량이유의하게더컸으나, 그외에는유의한차이가없었다 (t= 0.48~1.80, p>.05 for all). 논의본연구는개방형또는폐쇄형흡인이인공호흡기치료를받는성인중환자의폐기능과저산소혈증에미치는영향을비교하고자시도되었다. 먼저, 인공호흡기치료를받는성인중환자에서동적폐유순도는개방형과폐쇄형기도내흡인모두에서흡인전후간유의한변화가없었으며, 두흡인방법간에도유의한차이가없는것으로나타났다. 이러한결과는성인환자에서동적폐유순도는폐쇄형흡인후에는큰변화가없었으나개방형흡인후에는감소하였다는선행연구 [17,18] 와차이를보였다. 이러한차이의원인으로는주로호기말양압이높은환자를대상으로한선행연구와달리, 본연구에서는대상자를호기말양압이 8 cmh 2O 미만인자로국한하였기때문으로추측된다. 이와같이호기말양압이높을경우에는흡인유형과관계없이기관내흡인자체로인해폐포허탈 이발생하여동적폐유순도를감소시켰을가능성을고려해볼수있겠으며, 이에대해서는추후연구를통해확인해보는것이필요하겠다. 둘째, 일회호흡량에대해서는흡인방법과시간의상호작용효과는없었지만, 흡인방법의주효과는통계적으로유의한차이가있는것으로나타나, 인공호흡기적용대상자가폐쇄형흡인을받을경우, 일회호흡량은개방형흡인에비하여흡인전기준시점부터흡인을시행받은후까지지속적으로유의하게낮았다는점을알수있었다. 또한, 시간의주효과도유의하지않아, 흡인전후일회호흡량의변화는크지않은것으로나타났다. 구체적인변화양상을보면, 개방형흡인에서는흡인전 450 ml에비해흡인후 10분까지큰변화가없었으나, 폐쇄형흡인에서는흡인전 411 ml에비해흡인 2분후 396 ml로약간감소하였다가이후부터점차회복하는것으로나타났다. 이는압력조절인공호흡기를사용하는환자의일회호흡량은폐쇄형흡인이후 2분동안감소하였다가 5분후에회복되었다는선행연구와일부유사하였다 [27]. 그러나일회호흡량은개방형흡인이후 30분이경과한시점에도 27% 가량감소되어회복되지않았다는선행연구 [15] 와는차이를보였는데, 이러한차이의원인으로는선행연구와달리본연구에서는폐보호전략의일환으로압력조절인공호흡기의흡기압을 8 ml/kg이하로낮게설정하였기때문에일회호흡량이더빨리회복된것으로추측된다. 셋째, 개방형흡인술과폐쇄형흡인술이후기도저항의차이를분석한결과, 흡인방법과시간의상호작용효과는없었지만흡인방법의주효과는통계적으로유의한차이가있는것으로나타나, 일회호흡량과유사한패턴을보였다. 또한, 시간의주효과도유의하지않아, 흡인전후기도저항의변화가크지않은것으로나타났다. 이는인공호흡기적용대상자가폐쇄형흡인을시행받을경우, 개방형흡인을받을때보다흡인전기준시점부터기도저항이더높았고, 높았던기도저항은흡인후에도지속적으로높게유지되었다는점을제시하는것이다. 이러한본연구결과는일반적으로흡인후기대결과인일회호흡량의증가와기도저항의감소 [8] 와차이를보였으며, 급성폐손상을받은성인환자에서개방형, 폐쇄형흡인후기도저항이오히려증가하였던결과와도차이를보였다 [18]. 본연구에서흡인이후기도저항이감소되지않았던점은 1회의기관내흡인으로제거되는분비물의양이많지않았기때문으로생각되며, 기도저항이증가하지않았던점은선행연구 [18] 보다더낮은흡인압력을이용하여더짧은시간동안흡인을시행하였기때문에흡인으로인한기관지수축이유발되지않았기때문으로추측된다. 따라서, 흡인가이드라인에서제시하는바와같이 10-15초간 150 mmhg 이하의압력으로흡인을적용할경우개방형과폐쇄형흡인모두에서흡인으로인한
156 이은영 김수현 기도저항의증가를예방할수있을것으로보이며, 기관내분비물이많지않을경우기관내흡인은기도저항감소에큰도움이되지않을것으로보인다. 특히, 본연구에서대상자의일회호흡량과기도저항이흡인시행전기준시점부터두흡인방법간에유의한차이가있었던점에주목해볼필요가있다. 폐쇄형흡인은개방형흡인에비해흡인시행이전에이미일회호흡량은 39 ml 가량낮았고, 기도저항은 6.6cmH 2O/ L/sec 가량높았다. 이는본연구자들도연구를시작하기전에는예상하지못하였고, 선행연구에서도찾아볼수없는결과였다. 본연구에서는교차실험설계를이용하여동일한대상자가시간차를두고두가지흡인법을모두받은후그결과값을서로비교하였고, 통계분석을통해처치의이월효과가없음을확인하였기때문에이러한차이는두흡인법간의차이로인해발생한것으로파악된다. 그원인은명확하지는않으나, 아마도카테터세척용액이기도로흡인되거나카테터가기관내관안쪽으로들어가는것을예방하기위한목적으로최근에개발된폐쇄형카테터의잠금장치 (Isolation valve) [28] 로인해서공기흐름에대한기도저항이증가하고상대적으로일회호흡량이함께감소되었을가능성을추측해볼수있겠다. 본연구에서사용된폐쇄형흡인카테터는 2009년도에 Vitaltec 회사에서개발되어기존에사용하던폐쇄형흡인카테터보다세척시안전하게사용되도록보완된것으로 [28], 대부분의중환자실에서흔히사용하고있는모델로파악되었다. 따라서, 폐쇄형카테터의영향에대해추가연구를통해충분한검증이필요하겠다. 넷째, 산소포화도는흡인방법과시간의상호작용효과가유의한것으로나타나, 개방형흡인과폐쇄형흡인간에흡인전후시간에따른산소포화도에차이가있으며, 그변화량은폐쇄형흡인에서더큰것으로확인되었다. 산소포화도는폐쇄형흡인에서는흡인전 97.4% 에서흡인 1분후 99.5%, 이후 97% 이상을유지하였고, 개방형흡인에서도흡인전 97.9% 에서흡인 1분후 98.8%, 이후계속 97% 이상을유지하는것으로나타났다. 비록폐쇄형흡인이개방형흡인에비해흡인전시점과흡인 1분후시점에산소포화도가유의하게높았지만, 개방형흡인이후에도산소포화도는정상수치인 97% 이상을유지하였기때문에임상적으로는유의미한차이가없을것으로보인다. 이결과는개방형흡인과폐쇄형흡인이후산소포화도를비교하였을때과산소화전처치를시행한후개방형흡인을시행하였을때산소포화도가안정적이었다는선행연구 [12] 를지지하였으나, 개방형흡인은폐쇄형흡인에비해산소포화도의변화가더심했고 [10], 개방형흡인술 5분후에도산소포화도가회복되지못하였다는선행연구 [11] 와는차이를보였다. 이러한차이는선행연구에서흡인이전에과산소화와과팽창을제공하지않거나 [12] 인공호흡기 의 100% 산소제공기능을이용하지않고앰부백을이용하여과산소화처치를하였기때문에일회호흡량이나흡입산소농도를일관되게제공하기어려웠기때문에발생한것으로보인다 [29]. 다섯째, 흡인전후심박동수에대한흡인법과시간의상호작용효과가유의하게나타나흡인전후시간에따른심박동수에차이가있으며, 그변화량은개방형흡인에서더크다는점을알수있었다. 개방형과폐쇄형흡인모두에서심박동수는흡인 1분후에 4-6 회 / 분정도급격히상승하였다가 2분후부터차츰감소하는경향을보였다. 이는개방형, 폐쇄형흡인술모두에서흡인직후심박동수가높게상승하였다가 3분후부터는기준선으로회복되었고 [29], 두흡인술모두에서흡인후심박동수가증가하였지만개방형흡인에서그차이가더컸던선행연구 [11] 와유사하였다. 이와같이개방형흡인에서심박동수가더많이증가하였던점은개방형흡인시인공호흡기의분리동안기관내관의조작과함께흡인카테터가기도를자극했을가능성또는산소포화도감소에대한신체적보상반응으로추측해볼수있겠다. 그러나두흡인술간심박동수의차이는각시점별로최대 3회 / 분이내인것으로확인되어, 심박동수에대한두흡인술의차이는임상적으로크지않을것으로보인다. 흡인전시점의심박동수도폐쇄형흡인 ( 평균 80회 / 분 ) 에서개방형흡인 ( 평균 77회 / 분 ) 보다유의하게높았다. 폐쇄형흡인의경우흡인카테터가인공호흡기연결관에지속적으로삽입된채로유지하게되는데, 삽입된카테터의무게로인하여환자들이불편감을경험하고이로인해심박동수가증가하였을가능성을추측해볼수있겠다. 본연구의제한점으로는대상자선정에있어호기말양압 (PEEP) 이 8 cmh2o 이상인환자를제외하였다는점을들수있다. 인공호흡기환자의기도내흡인가이드라인에따르면, 높은호기말양압과흡입산소농도를적용받는환자에서는인공호흡기를분리할때폐포허탈의가능성때문에주의하도록권고하고있다 [8]. 비록본연구에서는윤리적으로대상자보호를위하여호기말양압이 8 cmh2o 이상인환자를제외하였지만, 앞으로다양한호기말양압을적용받는환자들을대상으로반복연구를조심스럽게수행하는것이필요할것으로생각된다. 또한, 결과변수를측정함에있어서, 흡인을시행하는도중에는결과변수값을측정할수없었다는점을들수있다. 본연구에서는인공호흡기모니터에나타나는값으로결과변수를측정하였기때문에개방형흡인에서환자로부터인공호흡기를분리하는동안동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항을측정할수없었고, 모니터값이안정되게제시되는흡인후 1분시점부터측정하였다. 추후다양한생리학적지표와측정방법을이용하여흡인도중에발생하는부작용을확인하는것이필요하겠다.
기관내흡인유형이인공호흡기대상자의폐기능과저산소혈증에미치는효과 157 결 본연구는개방형흡인술과폐쇄형흡인술이인공호흡기치료를 받는성인중환자의폐기능 ( 동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항 ) 과저산소혈증 ( 산소포화도, 심박동수 ) 에미치는영향을비교하였 다. 연구결과, 흡인후폐기능의변화, 즉동적폐유순도, 일회호흡량, 기도저항의변화에미치는영향은개방형과폐쇄형흡인간에유 의한차이가없었고, 저산소혈증, 즉산소포화도, 심박동수에미치 는영향은개방형과폐쇄형흡인간에유의한차이가있었지만임 상적으로유의미한큰차이는없었다. 그러나흡인전인기준시점에 폐쇄형흡인은개방형흡인보다유의하게낮은일회호흡량과산소 론 포화도, 높은기도저항과심박동수를나타내었다. 따라서, 압력조절인공호흡기치료를받는성인환자에서고농도 의산소나높은호기말양압을적용받지않을경우에는개방형흡 인이폐쇄형흡인에비해저산소혈증의부작용이크지않고폐기능 측면에서는오히려양호한결과를보여주었기때문에, 이러한합병 증측면에서해당조건을가진대상자에게는개방형흡인을시행할 것을조심스럽게권장할수있겠다. 기존흡인가이드라인에서는인 공호흡기를분리하지않고흡인을시행하는것이바람직하다는권 고안을제시하고있으므로 [8] 추후충분한반복연구와검증을통 해서실무가이드라인을수정하거나갱신하는것이필요할것으로 보인다. 본연구를기반으로추후연구를제언한다. 폐쇄형흡인술은용 적조절인공호흡기에서더많은잠재적부작용을나타낼가능성을 배제할수없으므로 [12], 용적조절인공호흡기대상자에서개방형 과폐쇄형흡인술이폐기능과저산소혈증에미치는영향에대한추 가연구를제언한다. 또한, 흡인전시점에폐쇄형과개방형흡인간 에일회호흡량, 기도저항, 산소포화도, 심박동수의차이가발생한 원인을찾아내고, 특히폐쇄형흡인카테터의영향을확인하는것 이필요하겠다. REFERENCES 1. Ahn YM. Concept analysis of endotracheal suctioning (ETS). Journal of Korean Academy of Nursing. 2005;35(2):292-302. 2. Rolls K, Smith K, Jones P, Tuipulotu M, Butcher R, Kent B, et al. Suctioning an adult with a tracheal tube. Sydney, AU: NSW Health Statewide Guidelines for Intensive Care; 2007. 3. Seo MS. A comparison of the open versus closed-system of suctioning in oxygen: In oxygen saturation, vital signs and nursing time [master s thesis]. Seoul: Chung-Ang University; 2006. 4. Clochesy JM, Breu C, Cardin S, Whittaker AA, Rudy EB. Critical care nursing. 2nd ed. Philadelphia, PA: W. B. Saunders Company; 1996. 5. Lee ES, Kim SH, Kim JS. Effects of a closed endotracheal suction system on oxygen saturation, ventilator-associated pneumonia, and nursing efficacy. Journal of Korean Academy of Nursing. 2004;34(7):1315-1325. 6. Lasocki S, Lu Q, Sartorius A, Fouillat D, Remerand F, Rouby JJ. Open and closed-circuit endotracheal suctioning in acute lung injury: Efficiency and effects on gas exchange. Anesthesiology. 2006;104(1):39-47. 7. Heinze H, Sedemund-Adib B, Heringlake M, Gosch UW, Eichler W. Functional residual capacity changes after different endotracheal suctioning methods. Anesthesia and Analgesia. 2008;107(3):941-944. http://dx.doi.org/10.1213/ane.0b013e3181804a5d 8. American Association for Respiratory Care. AARC clinical practice guidelines. Endotracheal suctioning of mechanically ventilated patients with artificial airways 2010. Respiratory Care. 2010;55(6):758-764. 9. Stenqvist O, Lindgren S, Kárason S, Söndergaard S, Lundin S. Warning! Suctioning. A lung model evaluation of closed suctioning systems. Acta Anaesthesiologica Scandinavica. 2001;45(2):167-172. 10. Cereda M, Villa F, Colombo E, Greco G, Nacoti M, Pesenti A. Closed system endotracheal suctioning maintains lung volume during volume-controlled mechanical ventilation. Intensive Care Medicine. 2001; 27(4):648-654. 11. Cho YA. Effect on oxygen saturation, heart rate, mean arterial pressure as type of endotracheal suctioning system to patients are ventilated in intensive care unit [master s thesis]. Seoul: Yonsei University; 2007. 12. Fernández MD, Piacentini E, Blanch L, Fernández R. Changes in lung volume with three systems of endotracheal suctioning with and without pre-oxygenation in patients with mild-to-moderate lung failure. Intensive Care Medicine. 2004;30(12):2210-2215. http://dx.doi.org/10.1007/s00134-004-2458-3 13. Kim MS, Ahn YM, Park IO, Choi SJ, Yoo MY. The effects of open endotracheal suctioning (ETS) and close ETS on oxygen saturation and heart rate in premature infants with respiratory distress syndrome. Journal of Korean Academy of Nursing. 1998;28(3):529-539. 14. Almgren B, Wickerts CJ, Heinonen E, Högman M. Side effects of endotracheal suction in pressure- and volume-controlled ventilation. Chest. 2004;125(3):1077-1080. 15. Morrow B, Futter M, Argent A. Effect of endotracheal suction on lung dynamics in mechanically-ventilated paediatric patients. The Australian Journal of Physiotherapy. 2006;52(2):121-126. 16. Kim DS. Clinical respiratory physiology. Seoul: Korea Medical Book Publisher; 1997. 17. Maggiore SM, Lellouche F, Pigeot J, Taille S, Deye N, Durrmeyer X, et al. Prevention of endotracheal suctioning-induced alveolar derecruitment in acute lung injury. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2003;167(9):1215-1224. http://dx.doi.org/10.1164/rccm.200203-195oc 18. Lindgren S, Almgren B, Högman M, Lethvall S, Houltz E, Lundin S, et al. Effectiveness and side effects of closed and open suctioning: An experimental evaluation. Intensive Care Medicine. 2004;30(8):1630-1637. http://dx.doi.org/10.1007/s00134-003-2153-9 19. Campbell RS, Davis BR. Pressure-controlled versus volume-controlled ventilation: Does it matter? Respiratory Care. 2002;47(4):416-424. 20. Jun JH. New modes of mechanical ventilation. The Journal of Korean Association for Respiratory Care. 2010;7(1):43-50. 21. Weitl J, Bettstetter H. Indications for the use of closed endotracheal suc-
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