CONTINUING EDUCATION COLUMN J Korean Med Assoc 2014 July; 57(7): 601-606 pissn 1975-8456 / eissn 2093-5951 http://dx.doi.org/10.5124/jkma.2014.57.7.601 한국에서고압산소치료의현재동향과임상적적용 유연호 1 김희덕 2 김현 3 최상천 4 김기운 4 1 충남대학교의과대학응급의학교실, 2 통영세계로병원외과, 3 연세대학교원주의과대학응급의학교실, 4 아주대학교의과대학응급의학교실 Clinical applications and contemporary trends of hyperbaric oxygen therapy in Korea Yeon Ho You, MD 1 Heeduck Kim, MD 2 Hyun Kim, MD 3 Sangcheon Choi, MD 4 Giwoon Kim, MD 4 1 Department of Emergency Medicine, Chungnam National University College of Medicine, Daejeon, 2 Department of General Surgey, Tongyeong Segyero Hospital, Tongyeong, Department of Emergency Medicine, 3 Yonsei University Wonju College of Medicine, Wonju, 4 Ajou University College of Medicine, Suwon, Korea Hyperbaric oxygen therapy (HBOT) is approved in the United States for 14 accepted indications, which are approved by the HBOT committee of the Undersea and Hyperbaric Medical Society and by the Food and Drug Administration. These indications are also used worldwide. HBOT is a mode of medical treatment in which the patient is situated in an enclosed pressure chamber and breathes 100% oxygen at a pressure greater than 1 atmosphere absolute (ATA), with the usual therapeutic pressure set at greater than 1.4 ATA. In South Korea, an expanded knowledge base and formalized education in HBOT do not exist, and numerous HBOT devices are old and nearing the cessation of operation, although HBOT has undergone refinement, with an increased understanding of mechanisms of action and clinical applications. Furthermore, there is no specific board certification of HBO competence for emergency, critical care, and surgical physicians and technicians in South Korea. We summarize the existing literature on the uses of HBO with the aim of enhancing the understanding of this therapeutic technique. Key Words: Hyperbaric oxygenation; Therapy; Complications 서론 소는산소 - 헤모글로빈결합형태로운반된다. 산소가산 소 - 헤모글로빈결합형태로운반되면산소 - 헤모글로빈해 고압산소치료란고농도의산소를높은압력으로환자에 게투여하는치료법으로, 100% 산소와최소 1.4 기압이상 의압력을사용한다 [1]. 혈액을통해운반되는대부분의산 리의생리적특징, 즉헤모글로빈완충작용때문에공급되 는산소농도가 60-120 mmhg 사이로변한다해도조직에 공급되는산소농도는일정하게유지될수있다. 정상기압에 서혈장용존산소는단지 100 ml 의혈액중 0.3 ml( 이를 Received: April 15, 2014 Accepted: April 29, 2014 Corresponding author: Giwoon Kim E-mail: flyingguy@ajou.ac.kr Korean Medical Association This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons. org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. volumes perscent [vol%] 라고한다 ) 이며, 반면에헤모글로빈에의한것은 20 ml (20vol%) 이다. 기압을 3기압으로올리면 PaO2는 2,200 mmhg에달하며이는혈장용존산소량은 5.4vol% 로써정상 0.3vol% 의 18배정도까지증가하게된다. 그러므로이렇게높아진산소분압은헤모글로빈이완전히없어도기초대사기능을지속적으로유지시킬수있는 한국에서고압산소치료의현재동향과임상적적용 601
J Korean Med Assoc 2014 July; 57(7): 601-606 8.9% 9.8% 3.3% 충분한산소를공급할수있으며, 이러한점이치료의원리 가된다 [2]. 1.9% 3.0% 3.3% 20.1% Diseases 39.6% Compromised skin graft Air embolism Necrotizing soft tissue infection Thermal burn DM foot Decompression sickness CO poisoning Radiation tissue damage Figure 1. This image shows the incidence of clinical application of hyperbaric oxygen therapy at each disease. DM, diabetes mellitus, CO, carbon monoxide. 악하기매우어려운상황이다. 1980년대일산화탄소중독이많은경우당시세계최고수준으로전국에 300여곳에서운영되던것이점차노후화되고, 미국등과같이감압병, 창상및허혈성질환에대한활용으로이어지지못하였으며, 수가가 30년전상태로머무르면서사실상후진국의치료법, 투자가필요없는장비및시설로써방치되었다고말할수있다. 국내에는현재 1.4기압이상의챔버제작업체가모두철수한상태이며, 사용되는장비는 20년이상된단실챔버이거나, 복실챔버또는기압을높게올리지못하는챔버일경우가많을것으로생각된다. 또한관리체계나미국과같은고압의학전문의제도, 기술자, 관리자등의교육시스템이부재한것도향후이고압의학이성장하는데큰장애물이될가능성이있다. 1 기압이상의압력에서는혈장에산소가용해되기때문에 압력상승에따라혈액의산소용적백분율이증가하고뇌증 상특히경련을일으키는산소독성이발생할수있다 [2]. 그 고압산소치료챔버의종류 러나 3 기압을넘지않고 120 분이하로고압산소치료를시행 한다면, 산소독성은잘발생하지않는다. 또한산소공급 30 분마다산소공급을 5분동안중단한다면산소독성을예방할수있다. 이같은이유로대부분의고압산소치료에서는산소공급기간을 20-30분정도로하고, 반드시그이후에는 5-10분정도산소공급을중단하게된다 [3,4]. 고압산소치료에사용되는챔버의종류는크게단실챔버와복실챔버로나뉜다. 단실챔버는가압실이한개로구성되며, 보통 3기압이상가압할수없게되어있다. 단실챔버는챔버내부에서어떠한처치를시행할수없기때문에중환자, 즉무호흡증이동반된경우, 특히중증일산화탄소중독환 자는고압산소치료가불가능하다. 복실챔버는이중격실로 고압산소치료의국내현황 제작되었으며, 고압중에도치료자가드나들수있으며, 흡 입공기는 100% 산소로, 가압공기를일반공기나치료기체 를사용하기때문에화재위험이단실챔버에비해덜하다. 2012년부터 2013년까지 2년동안고압산소치료에대한건강보험심사평가원에건강보험신청한자료를분석한결과총 54개의의료기관에서전체 55,203건을요청하였다. 질환별로는피부이식후상처치료 21,856건 (39.6%), 공기색전증 11,119건 (20.1%), 괴사성연조직감염치료 10,916건 (19.8%), 열화상 4,930건 (8.9%), 당뇨족 1,845건 (3.3%), 감압병 1,844건 (3.3%), 일산화탄소중독 1,669건 (3.0%), 방사선치료후발생한조직손상 1,025건 (1.9%) 으로조사되었다 (Figure 1). 그러나현재우리나라에서고압산소치료는그실태를파 또한 6기압이상가압할수있기때문에높은압력을필요로하는질환의경우에도이용할수있으며, 챔버내부에서환자감시및간단한처치도할수있다 [2]. 국내에서지역응급의료센터이상의응급실을운영하는종합병원에서고압산소챔버를보유한경우는 14개병원으로단실챔버를보유한병원이 13개병원, 복실챔버를보유한병원이 1개병원으로조사되었다. 즉, 대부분병원에서는중환자에게고압산소치료를적용할수없으며, 보유하고있는단실챔버도노후화되어있어고압산소치료를적용하기어려운실정이다. 602 대한의사협회지
You YH et al. Contemporary trends of hyperbaric oxygen therapy in Korea Table 1. Indications of hyperbaric oxygen therapy from Undersea and Hyperbaric Medical Society [5] Air or gas embolism Carbon monoxide poisoning Carbon monoxide poisoning complicated by cyanide poisoning Clostridial myositis and myonecrosis (gas gangrene) C rush injury, compartment syndrome and other acute traumatic ischemias Decompression sickness Arterial insufficiencies Central retinal artery occlusion Enhancement of healing in selected problem wounds Severe anemia Intracranial abscess Necrotizing soft tissue infections Osteomyelitis (refractory) Delayed radiation injury (soft tissue and bony necrosis) Compromised grafts and flaps Acute thermal burn injury Idiopathic sudden sensorineural hearing loss 고압산소치료의적응증 고압산소치료의적응증은각나라마다서로다르다. 미국 의 UHMS (Undersea and Hyperbaric Medicine Society) 에 서는그효과가입증된질환들로써 14 가지를제시하고있다 을수있다. 일반적으로받아들여지고있는공기색전증의고압산소치료프로토콜은처음 6기압까지가압해서 30분동안유지한후 2.8기압으로감압하여산소를투여하는것이다. 단실챔버를사용하고있는상태라면 3기압까지가압해서 100% 산소로 30분동안유지한다음 2.5기압까지감압해서 100% 산소로 1시간동안유지한다. 그후첫번째치료에도증상이남아있다면, 한시간후다시치료를시작한다. 초기치료는 24시간이내 3회까지가능하다 [7]. 3. 일산화탄소중독일산화탄소중독에대한고압산소치료의효과에대해서는아직논란이많다. 고압산소치료를시행해야할주요증상과징후로는심전도이상소견, 대사성산증, 혈액검사소견이상, 임신이의심될때, 흉통, 의식혼미, 지남력상실, 성격변화, 의식변화를동반한약물중독, 기면상태, 신경학적검사상이상소견이있는경우이다. 일산화탄소중독에대한고압산소치료는초기 45분동안 3기압으로 100% 산소를투여하고, 이어서 2기압으로 2시간혹은일산화탄소헤모글로빈이 10% 미만으로떨어질때까지산소를투여한다 [2]. (Table 1) [5]. 4. 당뇨족, 피부이식및수술후상처치료 1. 감압병단실챔버로도감압병을치료할수있지만, 산소투여중간에일반공기를흡입할수있게해주는장치 (BIBS, built-in breathing system) 가있어야하고, 압력또한최소 6기압까지올릴수있어야하므로, 감압병을치료하기위해서는복실챔버가갖춰져있어야한다. 감압병치료는전세계적으로미국해군잠수지침서의치료표를기본으로사용하고있지만, 해당치료센터의임상경험이풍부하고자체적으로사용하고있는치료표가있다면그치료표를사용하도록권하고 피부이식후조직생존에대한고압산소치료의효과는아직입증되지않았다. 그러나조직에산소분압이 20 mmhg 이하로떨어지게되면, 조직에허혈이발생하고, 이로인해감염에취약하게된다. 이때조직에산소를공급하여산소분압을증가시키면, 백혈구의살균작용이활성화되고, 혈관신생에필요한섬유모세포와아교질공급이증가한다. 이같은이유로당뇨족, 방사선치료후발생한피부궤양, 피부이식및수술후상처치료에고압산소치료를이용하고있다 [8-10]. 있다 [6]. 5. 괴사성연조직감염 2. 공기색전증공기색전증의가장효과적인치료는고압산소치료이다. 고압산소를통해공기색전의크기도줄일수있을뿐아니라공기색전으로인해발생하는이차적인화학반응도막 괴사성연조직감염에대한고압산소치료는보조적수단으로써권고되고있다. 괴사성연조직감염의경우혐기성세균이혼재되어있고, 고압산소치료가살균작용을활성화시키는효과를갖고있어괴사성연조직감염에고압산소치 한국에서고압산소치료의현재동향과임상적적용 603
J Korean Med Assoc 2014 July; 57(7): 601-606 료를사용하고있다. 그러나, 괴사성연조직감염에대한일차적치료는괴사조직제거와항생제치료로, 이후치료에반응이없는경우고압산소치료를고려해볼수있다 [11]. 6. 방사선조사로인한조직손상방사선조사후에발생하는조직손상으로는방사선골괴사, 방광염, 장염등이보고되고있다. 이손상의원인은폐쇄동맥내막염으로인한조직손상이다. 따라서혈관신생에필요한섬유모세포와아교질공급을증가시키고, 조직의산소분압을증가시키는고압산소치료가방사선조사후에발생하는조직손상에대한치료로써고려될수있다. 특히하악골에서발생한방사선골괴사의경우치료율이 91% 에이른다. 하지만다른방사선조사로인한조직손상에대하여고압산소치료의효과는아직입증되지않고있다 [12,13]. 7. 열화상열화상으로손상된조직은부종, 혈류정체, 혈액응고등으로손상이가중된다. 고압산소치료는이런조직내부종을감소시키고, 손상부위의상피화를촉진시키며, 조직의염증을감소시키므로써, 손상된조직주변부위를보존하는효과가있다 [14]. 8. 압궤손상과구획증후군압궤손상과구획증후군에대한고압산소치료는보조적수단으로써권고되고있다. 압궤손상과구획증후군에서는허혈로인해조직이괴사가되고, 결국절단까지하는경우가발생할수있다. 손상된조직은감염에취약하며, 부종과감염으로인해손상부위회복이어려울수있다. 고압산소치료는살균작용을활성화시키며, 조직의산소분압을증가시켜, 손상부위회복에도움이될수있다. 이같은이유로압궤손상과구획증후군에서고압산소치료를사용하고있으나, 압궤손상과구획증후군에대한일차적치료는수술과항생제치료임을명심해야한다 [15]. 9. 가스괴저고압산소치료는가스괴저균이생성하는알파독소를제거 하거나약화시키지못한다. 하지만, 고압산소치료를시행하는동안가스괴저를일으키는클로스트리디움균은알파독소를생성하지못한다. 이같은이유로가스괴저에대해고압산소치료를사용하고있으나, 일차적치료는수술과항생제치료이다 [12]. 10. 심각한빈혈환자가심각한빈혈이있음에도불구하고종교적인이유등으로수혈이불가능할경우일시적으로고압산소치료를시행할수있다. 고압산소치료는혈장에산소를용해시키므로, 압력상승에따라혈액의산소분압을증가시키고, 혈액이생성될때가지조직으로이동되는부족한산소를보충하게된다 [16]. 11. 치료에반응하지않는골수염고압산소치료는뼈와조직의산소분압을증가시킨다. 이는혈관신생과백혈구의살균기능을높이며, 아미노글리코시드가세균의세포벽을통과하는데도움을준다. 또한고압산소치료는파골세포활성화를통해괴사된뼈를제거하는데도움을주어, 골수염에대한치료효과를나타낸다 [17]. 12. 두개내농양두개내농양이뇌실질깊이존재하거나여러부위에발생된경우, 수술로써이를제거하기가힘들다. 이경우고압산소치료를적용할수있는데, 고압산소치료는혐기성세균을치료할수있을뿐아니라, 조직의부종감소에도효과적이다 [12]. 금기증 고압산소치료의유일한절대적금기증은치료하지않은기흉이다. 고압산소치료를시작하기전에기흉을수술적으로완전히해결해서, 가능하면고압산소치료에방해가되지않도록해야한다. Upton 등 [18] 은쥐를대상으로독소루비신의피부독성에대한고압산소치료의효과를연구하였다. 604 대한의사협회지
You YH et al. Contemporary trends of hyperbaric oxygen therapy in Korea 이실험에서고압산소치료를받은쥐중약 87% 가사망하였다. 따라서불가피하게고압산소치료를해야한다면독소루비신약물치료후최소 2-3일이지난후에고압산소치료를시작하는것을권고하고있다. 마페나이드는탄산탈수효소억제제로서이산화탄소형성을촉진하며, 이로인해말초혈관확장을일으킨다. 이와동시에고압산소치료로인해중심혈관이수축하게되면, 환자의혈역학상태를악화시킬수있다. 따라서고압산소치료를해야할때는치료전에마페나이드크림을완전히씻어내야한다 [2]. 고압산소치료의합병증 고압산소치료의합병증중중이손상은영구적인청력소실과현훈을일으킬수있기때문에사전에예방해야한다. 이를예방하기위해서는느리게가압하는것이중요하다. 상기도감염이있는환자에서는가압하는과정에서코곁굴이막힐수있는데, 이때환자는심한통증을느끼게된다. 이를예방하기위해서는상기도감염이나을때까지고압산소치료를연기하고, 만일고압산소치료를급히시행해야할상황이라면코충혈제거제를투여하고가압을느리게시행해야한다. 고압산소치료의급성기합병증으로써근시가발생할수있는데, 이는가역적인질환으로치료중단후소실된다. 고압산소치료로인한폐압력손상은매우드문질환으로, 2기압으로시행된고압산소치료에서는보고된경우가없다. 그러나고압산소치료로인한폐압력손상이일어나면, 공기색전증및긴장성기흉과같은치명적인합병증이발생할수있다. 이런상황이발생하면가압을멈추고가슴천자술을시행해야한다. 복실챔버에서일어난산소경련이라면바로산소호흡기를제거해줘야한다. 그리고환자가경련을하고있는동안에는절대로감압을시도해서는안된다. 경련을하고있는동안에는기도가막혀있는상태로, 이때감압을시행하면폐과팽창으로인해폐파열이일어날수있기때문이다. 감압병은높은압력으로가압한상태에서빠른속도로감압할때발생하는데, 최근에발생한보고는없다. 폐쇄공포증은고압산소치료의상대적금기증이기도하지만고압산소치료의결과로발 생할수있다. 일반사람들에게서도폐쇄공포증은흔하며, 이 런사람들을챔버에넣었을때불안증상이나타나기도한다. 이런환자들은고압산소치료시작전에폐쇄공포증에대한 적절한치료를시행하는것이도움이된다 [1,2]. 결론 이론적인치료기전이나몇몇의미있는임상연구를통 해, 고압산소치료는다양한질환에서효과적인치료법임을 알수있다. 그러므로적응증이되는질환에대해고압산 소치료를적극적으로사용할필요가있다. 그러나우리나 라의고압의학의현실은매우낙후되어있으며, 이를해결 하기위한거시적이고다양한방법이모색되어야할시기 가되었다. 찾아보기말 : 고압산소 ; 치료 ; 합병증 ORCID Yeon Ho You, http://orcid.org/0000-0001-5998-2510 Heeduck Kim, http://orcid.org/0000-0002-6609-5351 Hyun Kim, http://orcid.org/0000-0002-1696-9401 Sangcheon Choi, http://orcid.org/0000-0003-2271-3434 Giwoon Kim, http://orcid.org/0000-0003-2720-7442 REFERENCES 1. Vincent JL, Abraham EA, Moore FA, Kochanek PM, Fink MP. Textbook of critical care. 6th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders; 2011. p. 373-375. 2. Lee HY. Hyperbaric oxygen therapy. In: Lee BK, editor. Textbook of clinical procedures. Seoul: Koonja; 2012. p. 955-971. 3. Leach RM, Rees PJ, Wilmshurst P. Hyperbaric oxygen therapy. BMJ 1998;317:1140-1143. 4. Tibbles PM, Edelsberg JS. Hyperbaric-oxygen therapy. N Engl J Med 1996;334:1642-1648. 5. Undersea and Hyperbaric Medical Society. Indications for hyperbaric oxygen therapy [Internet]. Durham: Undersea and Hyperbaric Medical Society 2011 [cited 2013 Jul 1]. Available from: http://membership.uhms.org/?page=indications. 한국에서고압산소치료의현재동향과임상적적용 605
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