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1. 인공호흡기의 이해
1.1. 인공호흡기의 정의
인공호흡기란 대상자의 환기 기능이 나빠져 환자의 자발호흡만으로 폐 혈액가스 교환이 적절히 유지되지 못할 때 대상자에게 기계장치를 동원하여 인위적인 호흡이 가능하도록 기능을 부여한 기구이다. 즉, 대상자의 자발호흡만으로는 적절한 산소 공급과 이산화탄소 배출이 어려운 경우 기계적인 방법을 통해 폐 환기 기능을 보조하거나 대체하는 장치라고 할 수 있다.
1.2. 인공호흡기의 적응증
인공호흡기는 다른 산소 치료에 반응이 없는 저산소증, 호기말 양압이 필요한 경우, 알칼리혈증이나 산혈증의 교정, 호흡근육 기능장애, 호흡중추의 이상, 기도폐쇄 및 기도 저항 증가 시 사용된다""인공호흡기는 대상자의 환기 기능이 저하되어 자발호흡만으로는 폐 혈액가스 교환이 적절하지 않은 경우 사용된다. 구체적인 적응증은 다음과 같다.
첫째, 다른 산소 치료에 반응이 없는 저산소증 환자에게 적용된다. 산소포화도가 낮아 동맥혈 산소압(PaO₂)이 50mmHg 이하인 경우가 이에 해당한다.
둘째, 호기말 양압이 필요한 경우 사용된다. 급성호흡곤란증후군(ARDS)이나 만성폐쇄성폐질환(COPD) 환자에서 호기말 양압(PEEP)이 필요한 경우 인공호흡기 적용이 필요하다.
셋째, 알칼리혈증이나 산혈증을 교정하기 위해 사용된다. 호흡기능 저하로 인한 이산화탄소 축적이나 급성대사성 산증 등의 경우 인공호흡기로 환기를 보조하여 산염기 불균형을 교정할 수 있다.
넷째, 호흡근육의 피로, 흉벽의 이상, 신경근육 질환 등 호흡근육 기능장애 환자에게 적용된다. 이러한 경우 호흡근육의 부담을 줄이고 폐포 환기를 유지하기 위해 인공호흡기가 필요하다.
다섯째, 호흡중추의 이상으로 인한 호흡 저하 환자에게 적용된다. 뇌졸중, 뇌종양, 척수손상 등으로 호흡중추가 손상된 경우 인공호흡기를 통해 환기를 보조한다.
마지막으로, 기도폐쇄나 기도 저항 증가로 인한 호흡곤란 환자에게도 인공호흡기를 적용할 수 있다. 종양, 기관지 경련, 객담 등으로 인한 기도폐쇄나 기도저항 증가 시 인공호흡기로 환기를 지원한다""
1.3. 인공호흡기의 문제점
인공호흡기의 문제점은 다음과 같다.
첫째, 기압성 외상 및 용적손상이 발생할 수 있다. 과도한 양압 환기는 폐포를 파열시키고 공기가 새도록 하여 폐손상을 유발할 수 있다. 특히 high inflation pressure보다 high inflation volume이 더 큰 요인이다. 이는 폐포의 과다한 팽창, 폐포-모세혈관 사이 공간의 손상으로 인해 염증반응을 촉발하여 ARDS와 유사한 상태를 유발할 수 있다. 이러한 문제는 폐렴이나 ARDS 환자에게서 더 두드러지게 나타날 수 있는데, 양압 환기로 제공된 공기가 정상 폐부분에만 부분적으로 유입되어 손상을 받기 때문이다. 따라서 이러한 경우에는 low volume ventilation(lung protective ventilation)이 필요하다.""
둘째, 반복적인 기도 개폐로 인한 atelectrauma가 발생할 수 있다. 기계적 환기 중 small airway가 호기 말에 반복적으로 collapse되고 열리면서 shear force가 작용하여 상피세포가 손상될 수 있다. 이를 atelectrauma라고 하며, 이를 방지하기 위해 호기말양압(PEEP)을 적용하여 small airway가 닫히지 않도록 돕는다.""
셋째, 기계호흡 자체로 인해 폐에서 proinflammatory cytokine이 분비되는 biotrauma가 발생할 수 있다. 이는 전신의 염증반응을 유발하여 다른 장기에도 영향을 미칠 수 있다.""
넷째, 기도와 폐 조직의 파열로 인한 barotrauma가 발생할 수 있다. 양압 환기는 기도와 말단 기도의 파열을 유발하여 공기가 새어 들어가 pneumothorax, pneumomediastinum, pnemoperitoneum, subcutaneous emphysema 등을 초래할 수 있다.""
다섯째, 양압 환기가 심혈관계에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 흉강 내 양압은 정맥 환류를 감소시켜 심장으로 들어오는 혈류(preload)를 줄일 수 있다. 또한 양압이 폐에 가해짐에 따라 심장의 수축을 돕는 작용(afterload)이 감소하게 된다. 이에 따라 전반적인 심박출량이 감소할 수 있다. 특히 심부전 환자의 경우 afterload 감소에 더 큰 영향을 받아 오히려 심박출량이 증가할 수 있다.""
이처럼 인공호흡기 사용에는 다양한 합병증이 수반될 수 있다. 따라서 환자의 상태와 병적 특성을 면밀히 고려하여 인공호흡기를 적절히 설정하고 관리하는 것이 중요하다.""
2. 인공호흡기에 대한 기본용어
Tidal volume(TV)은 제공되는 1회 호흡량으로, 체중에 따라 8ml/kg 정도를 일반적으로 권장한다. 이때 MVe(Expiratory minute volume)는 분당 환기량을 나타내며, VTi(Inspiratory Tidal volume)와 VTe(Expiratory Tidal volume)의 차이가 50 이상나면 안 된다.
FiO2는 흡기 산소 분율, 즉 공급되는 산소 농도를 나타내는 수치로, ABGA 상 PaO2 60~90mmHg, SpO2 90% 이상을 목표로 하며, 산소독성 예방을 위해 60% 미만을 유지하도록 권장한다.
PEEP(Positive End...
